Luận án Tiến sĩ Địa chất: Đặc điểm phát triển địa hình trong mối liên quan với địa động lực hiện đại đới đứt gãy sông Hồng

VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN ĐỊA CHẤT

NGÔ VĂN LIÊM

ĐẶC ĐIỂM PHÁT TRIỂN ĐỊA HÌNH

ĐỚI ĐỨT GÃY SÔNG HỒNG

TRONG MỐI LIÊN QUAN VỚI ĐỊA ĐỘNG LỰC HIỆN ĐẠI

LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT

HÀ NỘI - 2011

VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

VIỆN ĐỊA CHẤT

NGÔ VĂN LIÊM

ĐẶC ĐIỂM PHÁT TRIỂN ĐỊA HÌNH

TRONG MỐI LIÊN QUAN VỚI ĐỊA ĐỘNG LỰC HIỆN ĐẠI

ĐỚI ĐỨT GÃY SÔNG HỒNG

Chuyên ngành: Địa mạo và cổ địa lý

Mã số: 62.44.72.01

LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

1. PGS.TS. Phan Trọng Trịnh

2. TS. Vy Quốc Hải

HÀ NỘI - 2011

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số

liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được công bố trong

bất cứ công trình nào khác.

Tác giả luận án

Ngô Văn Liêm

LỜI CẢM ƠN

Luận án được hoàn thành tại Phòng Địa động lực - Viên Địa chất, dưới

sự hướng dẫn của PGS.TS. Phan Trọng Trịnh và TS. Vy Quốc Hải. NCS xin

bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc sự hướng dẫn sát sao và tận tình của các thầy trong

suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận án. Ngoài ra, NCS còn nhận

được sự quan tâm giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi của Lãnh đạo Viện

Địa chất, của Phòng Địa động lực; sự góp ý, trao đổi của các nhà khoa học

trong và ngoài Viện Địa chất; sự động viên, khích lệ của bạn bè và người

thân; sự hỗ trợ của đề tài Cơ bản, mã số 105.06.36.09. NCS trân trọng cảm ơn

những sự giúp đỡ quý báu này.

Hà Nội, tháng 6 năm 2011

NCS. Ngô Văn Liêm

MỤC LỤC

Trang

iv

CÁC THUẬT NGỮ, KÍ HIỆU VIẾT TẮT

v DANH MỤC HÌNH

viii DANH MỤC BẢNG

viii DANH MỤC ẢNH

1 MỞ ĐẦU

1 1. Tính cấp thiết của luận án

2 2. Mục tiêu của luận án

2 3. Nhiệm vụ của luận án

2 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3 5. Những điểm mới của luận án

4 6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

4 7. Cơ sở tài liệu

5 8. Cấu trúc của luận án

6 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1.1. MỘT SỐ KHÁI NIỆM LIÊN QUAN 6

6 1.1.1. Địa động lực hiện đại

7 1.1.2. Kiến tạo trẻ

1.2. KHÁI QUÁT VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 7

8 1.2.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước

11 1.2.2. Tình hình nghiên cứu trong nước

18

1.3. CƠ SỞ PHƯƠNG PHÁP LUẬN CỦA VIỆC NGHIÊN CỨU MỐI TƯƠNG QUAN GIỮA SỰ PHÁT TRIỂN ĐỊA HÌNH VÀ ĐỊA ĐỘNG LỰC HIỆN ĐẠI

1.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21

21 1.4.1. Các phương pháp địa chất, địa mạo truyền thống

25 1.4.2. Phương pháp viễn thám và GIS

26 1.4.3. Nhóm phương pháp trắc địa

i

27 1.4.4. Các phương pháp phân tích cổ động đất

27 1.4.5. Các phương pháp đánh giá địa chấn kiến tạo và gia tốc rung động

31 1.4.6. Các phương pháp mô phỏng, mô hình

32 CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA MẠO ĐỚI ĐỨT GÃY SÔNG HỒNG

32 2.1. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ ĐỊA HÌNH VÀ CÁC NHÂN TỐ THÀNH TẠO

32 2.1.1. Đặc trưng địa chất - kiến tạo trước Pliocen khu vực nghiên cứu và khu vực lân cận

34 2.1.2. Đặc trưng địa hình khu vực

35 2.1.3. Khái quát đặc điểm khí hậu

2.2. ĐẶC ĐIỂM TRẮC LƯỢNG HÌNH THÁI ĐỊA HÌNH 36

36 2.2.1. Đặc điểm phân bậc địa hình

38 2.2.2. Đặc điểm chia cắt sâu

41 2.2.3. Đặc điểm chia cắt ngang

42 2.2.4. Đặc điểm độ dốc

2.3. ĐẶC ĐIỂM KIẾN TRÚC HÌNH THÁI 43

43 2.3.1. Nhóm kiến trúc hình thái nâng kiến tạo

50 2.3.2. Nhóm kiến trúc hình thái hạ tương đối và sụt lún Tân kiến tạo

2.4. ĐẶC ĐIỂM CÁC KIỂU NGUỒN GỐC ĐỊA HÌNH 57

58 2.4.1. Nhóm địa hình có nguồn gốc kiến tạo và kiến trúc bóc mòn

58 2.4.2. Nhóm địa hình bóc mòn tổng hợp

64 2.4.3. Nhóm địa hình karst

65 2.4.4. Địa hình do dòng chảy

2.5. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN ĐỊA HÌNH 69

69 2.5.1. Khái quát sự phát triển kiến tạo và địa hình trước Pliocen

72

2.5.2. Lịch sử phát triển địa hình khu vực và vùng lân cận từ Pliocen tới nay KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 75

76 CHƯƠNG 3: KIẾN TẠO TRẺ VÀ ĐỊA ĐỘNG LỰC HIỆN ĐẠI ĐỚI ĐỨT GÃY SÔNG HỒNG

ii

3.1. ĐẶC ĐIỂM KIẾN TẠO TRẺ 76

76 3.1.1. Các dấu hiệu hoạt động trẻ từ Pliocen –Hiện đại

79 3.1.2. Biên độ và tốc độ chuyển dịch thẳng đứng từ Pliocen tới nay

82 3.1.3. Đặc điểm chuyển dịch trượt bằng trẻ

3.2. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA ĐỘNG LỰC HIỆN ĐẠI 96

96 3.2.1. Đặc điểm hoạt động địa chấn

102 3.2.2. Chuyển động kiến tạo hiện đại dọc đới ĐGSH

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 115

116

CHƯƠNG 4: MỐI LIÊN QUAN GIỮA ĐẶC ĐIỂM PHÁT TRIỂN ĐỊA HÌNH VỚI ĐỊA ĐỘNG LỰC HIỆN ĐẠI VÀ TAI BIẾN ĐỘNG ĐẤT ĐỚI ĐGSH

116 4.1. SỰ THỂ HIỆN CỦA CHUYỂN ĐỘNG THEO PHƯƠNG THẲNG ĐỨNG TRÊN ĐỊA HÌNH

116 4.1.1. Sự thể hiện của các chuyển động nâng trẻ trên địa hình

4.2. MỐI LIÊN QUAN GIỮA ĐỊA HÌNH VÀ SỰ CHUYỂN DỊCH NGANG

120 4.1.2. Sự thể hiện của các chuyển động hạ lún tương đối

121

4.3. MỐI QUAN HỆ GIỮA CHUYỂN ĐỘNG THEO CHIỂU THẲNG ĐỨNG VÀ TRƯỢT BẰNG DỌC ĐỚI ĐỨT GÃY SÔNG HỒNG

132

135 4.4. MỐI TƯƠNG QUAN GIỮA SỰ PHÁT TRIỂN ĐỊA HÌNH VÀ ĐẶC TRƯNG ĐỊA CHẤN KHU VỰC

137 4.4.1. Kết quả đánh giá động đất cực đại

140 4.4.2. Đánh giá gia tốc rung động cực đại

141 4.4.3. Mô hình hóa quá trình biến dạng và biến đổi ứng suất Coulomb khi xảy ra động đất cực đại

KẾT LUẬN CHƯƠNG 4 144

145 KẾT LUẬN

147 TÀI LIỆU THAM KHẢO

157 PHỤ LỤC

157 Phụ lục 3.1: Kết quả tính tính toán chuyển dịch tuyệt đối dạng đầy đủ từ hai chu kỳ đo GPS năm 2000 và 2010 bằng phần mềm Bernese 5.0

159 Phụ lục 3.2: Kết quả tính tính toán chuyển dịch tương đối khu vực đới ĐGSH với sự cố định của điểm NAM0 bằng phần mềm Bernese 5.0

160

iii

Phụ lục 4.1 : Bảng kết quả tính gia tốc rung động gây ra do đứt gãy SC2

CÁC THUẬT NGỮ, KÍ HIỆU VIẾT TẮT

BMSB Bề mặt san bằng

CCN Chia cắt ngang

CCS Chia cắt sâu

Digital Elevation Model (Mô hình số độ cao) DEM

DNCV Dãy núi Con Voi

ĐGSH Đứt gãy Sông Hồng

ĐGSC Đứt gãy Sông Chảy

ĐB Đông bắc

GEODYSSEA

Geodynamics of South and South-East Asia (Địa động lực Nam và Đông Nam Á)

Geographic Informations System (Hệ thông tin địa lý) GIS

Global Positioning System (Hệ định vị toàn cầu) GPS

KTHT Kiến trúc hình thái

ITRF (IGS) Khung tọa độ Trái đất quốc tế

NCS Nghiên cứu sinh

nnk Nhiều người khác

SC Sông Chảy

SH Sông Hồng

TB-ĐN Tây Bắc-Đông Nam

THCBM Tập hợp các bề mặt

TKT Tân kiến tạo

TN Tây nam

iv

tr.n Triệu năm

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Sơ đồ vị trí khu vực nghiên cứu

Hình 1.2: Dữ liệu đầu vào, đầu ra và mục đích xã hội của việc nghiên cứu sự phát triển địa hình và địa động lực hiện đại

(a)- Sơ đồ địa chất khu vực nghiên cứu; (b,c,d)- Chú giải tương ứng Hình 2.1:

Hình 2.2: Sơ đồ phân cấp độ cao và vị trí các tuyến mặt cắt địa hình (Khu vực đới ĐGSH đoạn Lào Cai – Việt Trì)

Hình 2.3: Mặt cắt trùng hợp thể hiện các BMSB khu vực nghiên cứu

Hình 2.4: Sơ đồ chia cắt sâu đới ĐGSH khu vực Lào Cai-Việt Trì và vùng lân cận

Hình 2.5: Sơ đồ chia cắt ngang đới ĐGSH khu vực Lào Cai-Việt Trì và vùng lân cận

Hình 2.6: Sơ đồ độ dốc đới ĐGSH khu vực Lào Cai-Việt Trì và vùng lân cận

Hình 2.7: Sơ đồ kiến trúc hình thái đới ĐGSH khu vực Lào Cai-Việt Trì và vùng lân cận

Hình 2.8: Sơ đồ địa mạo trũng Lào Cai và vùng lân cận

Hình 2.9: Sơ đồ địa mạo khu vực trũng Bảo Hà và vùng lân cận

Hình 2.10: Sơ đồ địa mạo khu vực trũng Yên Bái và vùng lân cận

Hình 2.11: Sơ đồ địa mạo khu vực trũng Bảo Yên và vùng lân cận

Hình 2.12: (a) Sơ đồ địa mạo đới ĐGSH khu vực Lào Cai đến Phú Thọ và vùng lân cận; (b) Chú giải tương ứng

Hình 2.13: Các dạng địa hình thềm khu vực xã Báo Đáp

Hình 3.1: Sơ đồ phân bố đứt gãy trẻ khu vực từ Việt Trì đến Lào Cai.

Hình 3.2: Đoạn đứt gãy trẻ - Sông Hồng 2 (Ảnh vệ tinh Landsat TM được chồng trên mô hình số độ cao)

Hình 3.3: Đứt gãy đang hoạt động vùng Văn Yên – Trấn Yên (Quan sát từ ảnh vệ tinh SPOT)

Hình 3.4: Đứt gãy trẻ khu vực TP.Lào Cai (Ảnh vệ tinh Landsat TM)

Hình 3.5: Mô hình số độ cao thể hiện các nhánh đứt gãy trẻ khu vực TP. Yên Bái

Hình 3.6: Đứt gãy trẻ (SC1) khu vực Lục Yên đến ĐN Phố Ràng (Ảnh vệ tinh Spot được lồng trên DEM )

Hình 3.7: Vị trí đứt gãy trẻ (SC2) trên ảnh vệ tinh Landsat ETM+ Hình 3.8: Chuyển dịch theo dấu hiệu địa chất và địa mạo lớn hơn 5km dọc ĐGSH

Hình 3.9: Biên độ dịch chuyển theo phân tích các sông suối nhánh của ĐGSC khu vực Lục Yên, Yên Bái đến Phố Ràng, Lào Cai

v

Hình 3.10: Mặt cắt trong trầm tích Neogen - Đệ tứ và đoán giải cấu trúc từ ảnh (điểm

khảo sát thuộc thôn An Lạc - Bắc Cường - TP Lào Cai)

Hình 3.11: Sơ đồ phân bố chấn tâm động đất miền Bắc Việt Nam và lân cận

Hình 3.12: Sơ đồ véc tơ tốc độ chuyển dịch tuyệt đối trong khung tham chiếu toàn cầu IGS_05 của các điểm đo dọc đới ĐGSH, theo kết quả đo lặp ~10 năm của hai chu kỳ đo 2000 và 2010

Hình 3.13: Sơ đồ đối sánh các véc tơ chuyển dịch tuyệt đối của luận án với kết quả của đề tài trọng điểm cấp nhà nước mã số KC.09.11/06-10 [146] và nhiệm vụ bổ sung mã số KC.09.11BS/06-10 [142]

Hình 3.14: Sơ đồ chi tiết đối sánh véc tơ tốc độ chuyển dịch tuyệt đối của luận án với kết quả trong đề tài trọng điểm cấp nhà nước mã số KC.09.11/06-10 [146] và KC.09.11BS/06-10 [142]

Hình 3.15: Sơ đồ tốc độ chuyển dịch tương đối của các điểm đo dọc đới ĐGSH với phương án cố định của điểm NAM0, theo kết quả đo lặp ~10 năm của hai chu kỳ đo 2000 và 2010

Hình 4.1: Mạng lưới sông tỏa tia thể hiện khối nâng địa phương (DNCV)

Hình 4.2: Bản đồ địa hình (1:50.000) được chồng trên mô hình số độ cao thể hiện “thung lũng xuyên thủng” cắt qua bậc địa hình cao 150m, được cấu tạo bởi các đá trầm tích Neogen dưới các góc nhìn khác nhau ( A-Nhìn từ hướng TN lên ĐB; B- Nhìn từ hướng ĐB về TN).

Hình 4.3: Các dạng địa hình thềm sông khu vực cầu Bảo Hà, thông qua giải đoán ảnh vệ tinh được chồng lên mô hình số độ cao (DEM)

Hình 4.4: Mạng lưới sông suối hướng tâm thể hiện sự hạ lún tương đối của địa hình khu vực trũng Nghĩa Lộ

Hình 4.5: Sơ đồ thể hiện sự chuyển dịch ngang của địa hình thông qua biến vị sông suối và sự chuyển dịch ngang đồng thời với sự nâng lên của địa hình dẫn tới sự cướp dòng của suối dọc đứt gãy SH 3 (khu vực Yên Hợp- Xuân Ái- Hoàng Thắng-Báo Đáp).

Hình 4.6: Chi tiết đoạn biến vị của địa hình dọc đứt gãy nhánh bờ phải sông Hồng khu vực thôn Tân Xuân, Yên Hợp, Văn Yên, Yên Bái. Vị trí nghiên cứu xem trên Hình 4.9. (A-Địa hình hiện tại; B- Khôi phục lại địa hình cổ trước khi bị chuyển dịch).

Hình 4.7a: Địa hình hiện tại khu vực thôn Tân Xuân, xã Yên Hợp, Văn Yên, Yên Bái (Đứt gãy cắt qua ranh giới giữa thềm bậc III và bậc II và làm biến vị địa hình thềm III, ~142m). Vị trí xem trên Hình 4.9a.

Hình 4.7b: Địa hình cổ được khôi phục lại bằng phép dịch chuyển địa hình ngược chiều chuyển dịch của đứt gãy khu vực thôn Tân Xuân, xã Yên Hợp, Văn Yên, Yên Bái. Vị trí xem trên Hình 4.9b.

vi

Hình 4.8a: Địa hình hiện tại khu vực thôn Tân Xuân, xã Yên Hợp, Văn Yên, Yên Bái (Đứt gãy cắt qua ranh giới giữa thềm bậc III và bậc II và làm biến vị địa hình thềm III, ~142m). Vị trí xem trên Hình 4.9a.

Hình 4.8b: Địa hình cổ được khôi phục lại bằng phép dịch chuyển địa hình ngược chiều chuyển dịch của đứt gãy khu vực thôn Yên Viễn, xã Xuân Ai, Văn Yên, Yên Bái. Vị trí xem trên Hình 4.9b.

Hình 4.9a: Sự bất chỉnh hợp của địa hình thềm bậc III và thềm II ở hiện tại, khu vực xã Yên Hợp và Xuân Ai, huyện Văn Yên, tỉnh Yên Bái

Hình 4.9b: Khôi phục lại địa hình cổ trước giai đoạn Pleistocen giữa bị đứt gãy làm chuyển dịch bằng phải một đoạn ~142m, khu vực xã Yên Hợp và Xuân Ai, huyện Văn Yên, tỉnh Yên Bái

Hình 4.9c: Đường địa hình cổ (giai đoạn trước Pleistocen giữa) và địa hình hiện tại khu vực xã Yên Hợp và Xuân Ai, huyện Văn Yên, tỉnh Yên Bái

Hình 4.10: Biến vị của các suối nhánh, nơi có đứt gãy Pliocen-Hiện đại cắt qua (khu vực Mậu Đông-Mậu A)

Hình 4.11: Biến vị của các suối nhánh và trầm tích trẻ, nơi có đứt gãy SC1 cắt qua khu vực các xã thuộc huyện Bảo Yên, tỉnh Yên Bái

Hình 4.12: Biến vị của suối Ban Song Ho tại khu vực Bản Qua, Bát Xát

Hình 4.13: Mối quan hệ giữa nâng kiến tạo khu vực và trượt bằng dọc đới ĐGSH

Hình 4.14: Mô hình biến đổi ứng suất COULOMB trên bề mặt địa hình khi xảy ra động đất cực đại ở các chấn đoạn đứt gãy hoạt động chính dọc sông Hồng khu vực từ Lào Cai-Việt Trì. (Mũi tên chỉ vị trí thân đập Thác Bà).

Hình 4.15: Mô hình biến đổi ứng suất COULOMB ở độ sâu 10km khi xảy ra động đất cực đại ở các chấn đoạn đứt gãy hoạt động chính dọc sông Hồng khu vực từ Lào Cai-Việt Trì (Mũi tên chỉ vị trí thân đập Thác Bà)

Hình 4.16: Mô hình hóa các véc tơ biến dạng trên bề mặt địa hình khi xảy ra động đất cực đại ở các chấn đoạn đứt gãy hoạt động chính dọc sông Hồng khu vực từ Lào Cai-Việt Trì (Mũi tên chỉ vị trí thân đập Thác Bà)

vii

Hình 4.17: Mô hình hóa các véc tơ biến dạng ở độ sâu 10km khi xảy ra động đất cực đại ở các chấn đoạn đứt gãy hoạt động chính dọc sông Hồng khu vực từ Lào Cai-Việt Trì (Mũi tên chỉ vị trí thân đập Thác Bà)

DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.1: Kết quả tính tính toán chuyển dịch tuyệt đối dạng rút gọn từ hai chu kỳ đo năm 2000 và 2010

Bảng 3.2: Kết quả tính tính toán chuyển dịch tuyệt đối chu kỳ đo năm 2000 và 2010

Bảng 3.3: Kết quả tính tính toán chuyển dịch tương đối khu vực đới ĐGSH với phương án cố định của điểm NAM0 (chu kỳ 2000-2010)

Bảng 4.1: Các thông số đầu vào và kết quả tính động đất cực đại của đới Sông Hồng (Lào Cai – Việt Trì).

Bảng 4.2: Kết quả tính động đất cực đại có thể xảy ra ở vùng đứt gãy SH3

Bảng 4.3: Kết quả tính động đất cực đại có thể xảy ra ở vùng đứt gãy SC 2

Bảng 4.4: Các giá trị gia tốc tại thân đập Thác Bà do các đứt gãy hoạt động gây ra

DANH MỤC ẢNH

Ảnh 2.1: Vết xước kiến tạo (trượt bằng phải) trong lớp trầm tích Neogen (Khu vực cầu yên Bái)

Ảnh 2.2: Trầm tích Neogen ở khu vực xã Việt Tiến - Bảo Yên (cạnh Quốc lộ 70)

Ảnh 2.3: Trầm tích Neogen ở khu vực Phố Ràng

Ảnh 2.4: Bãi bồi thấp thuộc sông Chảy, khu vực cầu Bảo Nhai

Ảnh 2.5: Bãi bồi cao khu vực TP. Lào Cai

Ảnh 2.6: Bề mặt bãi bồi cao khu vực xã Bảo Nhai

Ảnh 3.1: Thung lũng hình chữ “V”, vùng Khánh Hoà- An Lạc - Lục Yên, Yên Bái

Ảnh 3.2:

a- Đới trượt cắt trẻ (Shear) phát triển trong các thành tạo Neogen và vỏ phong hoá của chúng, rộng 1,8 - 2m; b- vật liệu sét bị ép phiến song song với đới và mặt trượt của đới (vị trí quan sát đông nam TP. Lao Cai 6 km)

Ảnh 4.1: Đứt gãy làm dịch chuyển trầm tích Đệ tứ tại suối nhánh cách Trịnh Tường (Bát Xát) 3km về phía tây bắc, với biên độ xác định > 150m

viii

Ảnh 4.2: Mặt trượt và vết xước kiến tạo (trượt bằng phải) trong lớp vỏ phong hóa (Khu vực trường Cao đẳng Sư phạm Lào Cai)

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của luận án

Đới đứt gãy Sông Hồng (ĐGSH) kéo dài hơn 1000km từ Tây Tạng tới Biển Đông. Khu vực này đóng vai trò quan trọng trong bình đồ kiến tạo khu vực Châu Á và được coi là ranh giới phân chia khối lục địa Nam Trung Hoa và khối Đông Dương. Đây là khu vực được sự quan tâm nghiên cứu của nhiều nhà khoa học trong và ngoài nước. Tuy nhiên, các nghiên cứu mới chủ yếu tập trung về cấu trúc địa chất và kiến tạo mà chưa quan tâm nhiều đến vai trò và ý nghĩa địa mạo của chúng. Các nghiên cứu còn thiếu hoặc chưa quan tâm đúng mức đến việc liên kết giữa địa mạo, địa chất, kiến tạo trẻ và địa động lực hiện đại với việc sử dụng các công cụ mới như phân tích viễn thám, mô hình số địa hình 3 chiều; thiếu các mô hình liên kết giữa hình học đứt gãy, chuyển dịch và phân bố ứng suất. Mặt khác, vẫn đang tồn tại nhiều tranh luận sổi nổi về cơ chế chuyển dịch kiến tạo và phát triển địa hình [42], [43], [61], [60], [122], [125], [93], [13]; về cơ chế trồi lộ hay cơ chế nâng [89], [3, 6]; về đặc điểm địa nhiệt với phát triển địa hình [148], [6],…

Các nghiên cứu về giai đoạn từ Pliocen - Hiện đại còn nhiều điểm chưa thống nhất và thiếu các minh chứng đủ sức thuyết phục về hoạt động nâng và phát triển trượt bằng phải của địa hình. Ví như biên độ và tốc độ dịch trượt phải theo các tài liệu địa mạo, địa chất dọc theo đứt gãy là rất khác nhau, từ ~5km đến trên 40km, tương ứng với tốc độ trong khoảng từ ~1mm/năm đến 1cm/năm [2, 76, 99, 111, 155, 156]. Đặc biệt, về chuyển động hiện đại dọc đới ĐGSH vẫn còn nhiều điểm chưa thống nhất giữa các nghiên cứu. Có nghiên cứu đánh giá tốc độ trượt bằng phải dọc đới ĐGSH là 8.9 ± 4.5mm/năm [92], nghiên cứu khác cho kết quả trong khoảng 1-5mm/năm [35], có thể không vượt quá 2mm/năm [133-135] hoặc đánh giá hoạt động không đáng kể ở hiện tại [115]. Vậy tốc độ chuyển động hiện tại thực tế là bao nhiêu, điều này cần thiết tiếp tục bổ sung và hoàn thiện các nghiên cứu có tính định lượng chính xác cao bằng công nghệ GPS.

1

Phần lớn các nghiên cứu về hoạt động kiến tạo trẻ và kiến tạo hiện đại dọc đới ĐGSH đều cho rằng đới này vẫn tiếp tục hoạt động hoặc hoạt động gần đây. Vì vậy khả năng xảy ra các trận động đất là rất có thể. Vậy nếu trong tương lai, khu vực dọc đới đứt gãy này xảy ra động đất thì cường độ mạnh nhất (có thể) là bao nhiêu (?). Sự biến đổi ứng suất và biến dạng trên bề mặt địa hình như thế nào (?). Động đất ảnh hưởng đến các khu vực xung quanh ra sao, đặc biệt liên quan tới các đô thị lớn dọc đới đứt gãy này như TP. Lào Cai, Yên Bái, Việt Trì,…

Do vậy, việc nghiên cứu đặc điểm phát triển địa hình trong mối tương quan với địa động lực hiện đại khu vực là cần thiết và cấp bách nhằm bổ sung và hỗ trợ tương hỗ lẫn nhau. Nghiên cứu đặc điểm phát triển địa hình cho phép xác định tốc độ biến dạng địa hình trong khoảng thời gian dài nhưng độ chính xác lại hạn chế. Còn nghiên cứu, định lượng các chuyển dịch kiến tạo hiện đại cho kết quả có độ chính xác cao nhưng khoảng thời gian lại không đủ lớn. Như vậy, nghiên cứu đặc điểm phát triển địa hình được bổ sung và kiểm chứng bởi các kết quả nghiên cứu về địa động lực hiện đại. Ngược lại, các kết quả về địa động lực hiện đại được soi sáng bởi các kết quả về sự phát triển địa hình trong khoảng thời gian dài. Từ đó cho phép đánh giá, dự báo một cách chính xác hơn về sự phát triển địa hình và các quá trình địa động lực hiện đại cũng như các hệ quả của chúng (đặc biệt là tai biến động đất) trong tương lai.

Các vấn đề nêu trên là lý do để NCS chọn đề tài: “Đặc điểm phát triển địa

hình trong mối liên quan với địa động lực hiện đại đới đứt gãy Sông Hồng”.

2. Mục tiêu của luận án

Làm sáng tỏ mối liên quan giữa đặc điểm phát triển địa hình với kiến tạo trẻ

và địa động lực hiện đại đới đứt gãy Sông Hồng từ Pliocen đến nay.

3. Nhiệm vụ của luận án

- Nghiên cứu đặc điểm địa mạo đới đứt gãy Sông Hồng.

- Nghiên cứu đặc điểm đặc điểm kiến tạo trẻ và địa động lực nội sinh từ

Pliocen tới nay.

- Phân tích mối quan hệ giữa đặc điểm địa hình hiện tại với chế độ địa động

lực từ Pliocen tới nay và tai biến động đất liên quan.

4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: Là các dạng địa hình được hình thành hoặc bị biến

dạng bởi các quá trình địa động lực nội sinh từ Pliocen đến nay.

Phạm vi nghiên cứu:

- Phạm vi về thời gian: Nghiên cứu giới hạn phạm vi thời gian từ Pliocen

(N2) đến nay.

2

- Phạm vi không gian: Khu vực nghiên cứu là một phần của đới ĐGSH trong phạm vi từ Lào Cai tới Việt Trì, kéo dài khoảng 250km và bề rộng khoảng 100km

với dải trung tâm là thung lũng sông Hồng, trong giới hạn kinh tuyến 103013’ đến 105043’ và vĩ tuyến từ 21012’ đến 22052’ (Hình 1.1).

Hình 1.1: Sơ đồ vị trí khu vực nghiên cứu

5. Những điểm mới của luận án

- Xác định được 3 giai đoạn phát triển của địa hình trong khoảng từ Pliocen tới nay với xu thế tăng dần của chuyển động thẳng đứng và giảm dần của chuyển động ngang. Tốc độ chuyển động thẳng đứng (nâng) từ ~0.12 ÷ ~0.3mm/năm trong Pliocen đến ~0.7 ÷ ~1.2mm/năm trong Đệ tứ muộn; tốc độ chuyển động ngang giảm từ ~1.8mm/năm trong giai đoạn Pleistocen sớm - giữa đến dưới 1mm/năm ở hiện tại.

3

- Chuyển động thẳng đứng tạo ra 9 bề mặt địa hình; chuyển động ngang tạo ra các chấn đoạn đứt gãy, trong đó xác định được vị trí và kích thước của 5 chấn đoạn đứt gãy hoạt động chính có khả năng gây động đất cực đại với magnitude từ 6.3 đến 7.0 độ Richter.

6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Ý nghĩa khoa học: Góp phần hoàn thiện cơ sở lý luận của việc nghiên cứu mối quan hệ giữa quá trình phát triển địa hình với kiến tạo trẻ và địa động lực hiện đại, đặc biệt là việc ứng dụng các công nghệ mới trong nghiên cứu và các phương pháp bán định lượng, định lượng trong phân tích, đánh giá. Kết quả nghiên cứu còn góp phần làm sáng tỏ đặc điểm hoạt động và vai trò phân đới của ĐGSH trong giai đoạn hiện đại.

Ý nghĩa thực tiễn: Kết quả nghiên cứu góp phần lý giải nguyên nhân và cơ chế của nhiều dạng tai biến khác nhau. Đặc biệt góp phần đánh giá chi tiết động đất cực đại cũng như gia tốc rung động cực đại ảnh hưởng tới các công trình trong khu vực. Điều này đặc biệt có ý nghĩa trong quy hoạch và sử dụng hợp lý lãnh thổ.

7. Cơ sở tài liệu

Luận án được xây dựng trên cơ sở tài liệu của chính bản thân NCS thu thập, thực hiện trong quá trình tham gia 9 đề tài nghiên cứu khoa học các cấp từ năm 2006 đến nay. Tiêu biểu là đề tài “Đặc điểm phát triển địa hình trong mối tương quan với địa động lực đới ĐGSH từ Pliocen-Hiện tại” (Đề tài cấp Viện Địa chất, năm 2009; NCS làm chủ nhiệm); Đề tài “Tiếp tục quan trắc và nâng cao độ chính xác, xác định chuyển dịch đới ĐGSH bằng công nghệ GPS” (Đề tài cấp Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam; thời gian thực hiện năm 2006-2007; NCS với vai trò là người tham gia chính); Đề tài “Kiến tạo trẻ và nguy hiểm động đất Việt Nam” (Đề tài nghiên cứu khoa học cơ bản, Mã số: 105.06.36.09; thời gian thực hiện từ năm 2009-2012; NCS với vai trò là người tham gia chính); Đề tài “Nghiên cứu hoạt động kiến tạo trẻ, kiến tạo hiện đại và địa động lực Biển Đông làm cơ sở khoa học cho việc dự báo các tai biến liên quan và đề xuất giải pháp phòng tránh” (Đề tài trọng điểm cấp nhà nước; Mã số: KC.09.11/06-10; Thời gian thực hiện từ năm 2007-2010; NCS với vai trò là người tham gia chính); Đề tài “Nghiên cứu mối quan hệ giữa nguy cơ dầu tràn và các biến cố địa chất tự nhiên trên vùng biển Việt Nam” (Đề tài trọng điểm cấp nhà nước; Mã số: KC.09.11BS/06.10; Thời gian thực hiện từ năm 2008-2010; NCS với vai trò là người tham gia chính);…

4

Trong quá trình thực hiện luận án, NCS đã công bố các kết quả nghiên cứu có liên quan đến đề tài luận án trong 15 bài báo khoa học trên các tạp chí và hội thảo khoa học. Các công trình tập trung vào các nội dung sau: Nghiên cứu đứt gãy đang hoạt động và đánh giá động đất cực đại; Ứng dụng viễn thám và GIS đánh giá động đất cực đại; Ứng dụng công nghệ GPS trong việc xác định chuyển dịch kiến

tạo hiện đại; Vai trò của hoạt động kiến tạo trẻ và kiến tạo hiện đại tới tai biến địa chất; Ứng dụng phương pháp địa mạo nghiên cứu tai biến thiên nhiên,...

Các tài liệu khác: - Các loại bản đồ liên quan: Bản đồ địa hình khu vực tỷ lệ 1:50.000; 1:100.000; Bản đồ địa chất và khoáng sản tỷ lệ 1:200.000; Các loại ảnh vệ tinh (SPOT, LANDSAT TM và ETM+) dọc toàn bộ đới; ảnh vệ tinh Quickbirth, ảnh máy bay các vùng, điểm chìa khóa; DEM 1:100.000 toàn khu vực và 1:50.000 phần thuộc lãnh thổ Việt Nam.

- Các số liệu GPS của đề tài hợp tác giữa các nhà khoa học Viện Địa chất với

các nhà khoa học Pháp năm 1994, 2000 và từ đề tài Cơ bản, Mã số 105.06.36.09.

- Kết quả 5 đợt khảo sát thực địa từ năm 2006 tới nay.

Ngoài ra NCS còn tham khảo hàng loạt các công trình đã nghiên cứu ở khu

vực (xem tài liệu tham khảo).

8. Cấu trúc của luận án

Luận án được trình bày trong 146 trang đánh máy, gồm 51 hình, 7 bảng và 10 ảnh minh họa. Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục, cấu trúc của luận án gồm 4 chương:

Chương 1: Tổng quan vấn đề và các phương pháp nghiên cứu

Chương 2: Đặc điểm địa mạo đới đứt gãy Sông Hồng

Chương 3: Kiến tạo trẻ và địa động lực hiện đại đới đứt gãy Sông Hồng

Chương 4: Mối liên quan giữa địa hình với địa động lực hiện đại và tai

5

biến động đất đới đứt gãy Sông Hồng.

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VẤN ĐỀ VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1.1. MỘT SỐ KHÁI NIỆM LIÊN QUAN

1.1.1. Địa động lực hiện đại

Nghiên cứu sự phát triển các khái niệm về vấn đề và các phương pháp nghiên cứu địa động lực hiện đại được tổng hợp khá đầy đủ trong công trình của Yu. O. Kuzmin (Viện Vật lý Địa cầu Schmidt, thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Nga). Đáng lưu ý là công trình “Kiến tạo vật lý và Địa động lực hiện đại” (Tectonophysics and Recent Geodynamics) (2009) [73], bằng việc tổng hợp và phân tích với nhiều hướng tiếp cận khác nhau, Kuzmin đưa ra định nghĩa về địa động lực “là một ngành khoa học, nghiên cứu các chuyển động của lớp vỏ, manti và nhân Trái đất, cũng như các yếu tố khác phục vụ cho các chuyển động này”. Tiếp đến, Kuzmin xây dựng định nghĩa về địa động lực hiện đại trên cơ sở nhấn mạnh đến một số vấn đề về động lực học. Theo nghĩa tổng quát thì “Động lực học là khoa học nghiên cứu cả các chuyển động và các yếu tố gây ra chuyển động”. Theo nghĩa này thì “chuyển động hiện đại của vỏ Trái đất” được ông thay bằng “điạ động lực hiện đại”. Từ đó Kuzmin [73] cho rằng: “Địa động lực hiện đại là một phần của địa động lực nói

chung, nghiên cứu về các chuyển động bên trong Trái đất và các yếu tố liên quan, khi thời gian của hoạt động gần đây có liên quan tới khoảng thời gian của quá trình quan sát (các chuyển động được quan sát bởi con người)”. Thời gian quan sát là khoảng giữa các phép đo lặp (phép đo trắc địa, địa vật lý, địa chấn) hoặc thời gian ghi liên tục các tham số bởi các phương pháp (công cụ) địa vật lý. Khác với địa động lực - chỉ nghiên cứu quá trình tự nhiên, địa động lực hiện đại nghiên cứu cả các quá trình tự nhiên và nhân sinh. Sự biến dạng và các quá trình địa chấn, cũng như sự biến đổi của các trường địa vật lý và địa hóa học liên quan đến các quá trình này là các hiện tượng chính được nghiên cứu trong khuôn khổ địa động lực hiện đại.

Trong công trình “Địa động lực và tai biến địa chất” (Chu Văn Ngợi, 2007) [91], căn cứ vào thời gian xảy ra các vận động địa chất, địa động lực được chia thành địa động lực cổ, địa động lực trẻ và địa động lực hiện đại.

6

Theo đó, địa động lực cổ là những vận động địa chất xảy ra trước Paleogen. Sản phẩm của chúng để lại là các tổ hợp đá, các hình hài kiến trúc và các khoáng

sản đặc trưng. Địa động lực trẻ là những vận động địa chất xảy ra trong Paleogen- Đệ tứ dẫn đến hình thành địa hình và bình đồ kiến trúc hiện nay. Thời gian bắt đầu các vận động này không như nhau, dao động từ Oligocen sớm đến Miocen. Còn địa động lực hiện đại là những quá trình địa chất xảy ra hiện nay hoặc đã xảy ra trong thời gian lịch sử có con người. Địa động lực hiện đại có nhiệm vụ nghiên cứu các vận động địa chất hiện đại (nội sinh, ngoại sinh, nhân sinh) thông qua các dấu tích hoặc sản phẩm của các quá trình đó và các nguồn lực gây ra các vận động đó.

Như vậy, các khái niệm trên về địa động lực hiện đại đều nhấn mạnh tới hai vấn đề là các vận động của Trái đất (nội sinh, ngoại sinh, nhân sinh) và thời gian xảy ra các vận động đó là ở hiện tại hoặc trong thời gian gần đây mà được quan sát bởi con người. Trong nghiên cứu này, NCS cũng thống nhất quan điểm về địa động lực hiện đại như các tác giả trên, nhưng chỉ đề cập đến các hoạt động địa động lực nội sinh hiện đại của vỏ Trái đất.

1.1.2. Kiến tạo trẻ

Kiến tạo trẻ hay kiến tạo hoạt động (Active tectonic) dùng để chỉ quá trình kiến tạo làm biến dạng lớp vỏ của Trái đất ở một tỉ lệ thời gian có ý nghĩa đối với xã hội loài người [67]. Chúng ta chủ yếu quan tâm đến các quá trình gây ảnh hưởng đến xã hội trong khoảng thời gian một vài thập kỉ tới một vài trăm năm – khoảng thời gian mà chúng ta dự kiến sự tồn tại của công trình xây dựng và các nhà máy quan trọng như các đập và nhà máy thủy điện. Tuy nhiên, để nghiên cứu và dự báo các sự kiện kiến tạo trong thời kỳ này, chúng ta phải nghiên cứu các quá trình của chúng trong khoảng thời gian dài hơn, ít nhất là vài nghìn năm đến hàng chục nghìn năm, bởi vì đặc trưng của đứt gãy sinh chấn thường có chu kỳ tái diễn dài (khoảng thời gian giữa các sự kiện). Phụ thuộc vào các sự kiện đã xảy ra, mà các đứt gãy có khả năng sinh động đất có thể tái hoạt động trong một vài thập kỷ hoặc một vài nghìn năm. Quan điểm khác cho rằng, khung thời gian thích hợp cho nghiên cứu kiến tạo hoạt động là vài triệu năm. Theo NCS, sự am hiểu về quá trình kiến tạo trong vài triệu năm là cần thiết cho sự hiểu biết đầy đủ về đặc điểm phát triển địa hình trong mối liên quan với kiến tạo trẻ và địa động lực hiện đại cũng như giảm nhẹ tai biến địa chất, đặc biệt là tai biến động đất.

1.2. KHÁI QUÁT VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU

7

Đới ĐGSH kéo dài hơn 1000km từ Tây Tạng tới vịnh Bắc Bộ, nơi đây được coi như là mô hình kinh điển của sự xuyên thủng vỏ và đứt gãy chuyển đổi nội lục phân tách khối Đông Dương với khối Nam Trung Hoa (Tapponnier và Molnar,

1977 [124]; Tapponnier và nnk, 1990 [125]; Allen và nnk, 1984 [2]; Leloup và nnk, 1995 [76], 2001 [77]), vì vậy khu vực này được rất nhiều các nhà khoa học trong và ngoài nước quan tâm nghiên cứu.

1.2.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước

Từ những năm đầu thế kỷ XX, các nhà địa chất Pháp đã áp dụng thuyết Địa di để giải thích các vấn đề cấu trúc địa chất, vai trò chuyển động Hecxin ở Đông Dương, về hoạt động của đới ĐGSH. Theo Fromaget (1941) [47], sự dịch chuyển của các đại lục Gondvana và Âu - Á làm cho các yếu tố chính của kiến trúc Đông Dương dịch lại gần nhau. Kết quả gây nên sự nén ép các kiến trúc nội bộ, chủ yếu là các địa máng Trias và việc phát triển lớp phủ địa di, trong đó lớn nhất là ''lớp phủ Sông Đà''. Lớp phủ này bị dịch khỏi phần tây của vòng cung Sông Mã sang phía đông đến dãy Fansipan. Các bối cảnh địa động lực ở Đông Dương từng giai đoạn, được xác định bởi các trường lực nén ép và căng giãn khi có sự di chuyển của đại lục Gondvana và Âu - Á. Sự di chuyển các đại lục trên làm cho mảng Đông Dương đã nhiều lần phá huỷ, sau đó lại được cố kết và trải qua thành tạo tương ứng với các hướng dịch chuyển của các đại lục. Đây là những kết luận về tính đa kì của lịch sử thành tạo kiến trúc Đông Dương.

E. Saurin (1956) [105], đưa ra mô hình đơn giản hơn trong vai trò uốn nếp chính do móng bị phức tạp hoá bởi nhiều kiến trúc võng do chuyển động ngang tạo ra. Còn trong công trình "Tân kiến tạo Đông Dương" (1967) [106], ông cho rằng đới ĐGSH xuất hiện là kết quả của hiện tượng căng rạn mặt đất ở vòm các khối nâng, khi các chuyển động xảy ra mạnh mẽ vào cuối Miocen và đều lấy ĐGSH làm ranh giới giữa nền Nam Trung Hoa và các cấu trúc Đông Dương.

Tầm quan trọng của các đứt gãy trượt bằng chính dọc đới đụng độ trong khu vực Châu Á (mà chủ yếu là ĐGSH) lần đầu tiên được đề xướng bởi Molnar và Tapponnier (1975) [87] dựa trên cơ sở tài liệu địa chấn và ảnh vệ tinh Landsat, mở ra cuộc tranh luận giữa quá trình làm dày lớp vỏ và phun trào bên với quá trình biến dạng liệu có phải là cứng rắn hay khuyếch tán bên trong các khối vỏ xen vào.

8

Tapponnier và nnk (1982) [123] đã công bố một thử nghiệm có sức thuyết phục ở nơi mà sự đụng độ được mô phỏng bởi sự hội tụ của mảng Ấn Độ cứng rắn với mảng Châu Á biến dạng, được đại diện bởi tầng dẻo. Mô hình này có sự tương đồng lớn đối với hình dạng cấu trúc Châu Á hiện đại, nhưng nó bị hạn chế về chiều thẳng đứng, vì thế không thể kết hợp những ảnh hưởng của sự làm dày lớp vỏ. Trên cơ sở đó, Tapponier và nnk (1982 [123], 1986 [122]) đã đề xuất rằng trong giai

đoạn sớm của sự đụng độ hình thành Biển Đông vào khoảng từ 32 tới 17 triệu năm, mảng Ấn Độ thúc trượt từ phía đông nam (hệ toạ độ hiện tại), ranh giới phía đông bắc là đới trượt cắt Ailao Shan. Sự biến dạng chuyển hướng bắc từ Miocen và Pliocen. Theo mô hình đó, một khối lớp vỏ ngoài đã bắt đầu thúc trượt, giới hạn bởi đứt gãy trượt trái Altyn Tagn ở phía bắc và đứt gãy trượt phải Sông Hồng ở phía tây nam, một phần tái hoạt động và đảo chiều trượt theo đới trượt cắt Ailao Shan cổ hơn.

Trong hơn hai thập kỷ sau đó, một loạt các bài báo đi vào chi tiết về mô hình thúc trượt. Avouac và Tapponnier (1993) [14] và Peltzer và Saucier (1996) [92] đã công bố các mô hình số và nhấn mạnh về tính rắn chắc tự nhiên của các khối vỏ ngoại lai (intervening crustal blocks) và Peltzer và Saucier (1996) [92] đã tranh luận rằng trên 80% của sự hội tụ giữa Ấn Độ và Âu-Á có thể bị hút dọc các đứt gãy trượt bằng chính. Một loạt các nghiên cứu khác tập trung vào các mối liên hệ thực tế và địa thời của các đới trượt cắt chính, trong đó khẳng định vai trò quan trọng của đới trượt cắt Ailao Shan và ĐGSH (Scharer và nnk, 1990 [108]; Harrison và nnk, 1992 [58]; Lacassin và nnk, 1993 [74]; Leloup và nnk, 1993 [78]; Leloup và Keinast, 1993 [75]; Schirer và nnk, 1994 [107]; Leloup và nnk, 1995 [76]; Harrison và nnk, 1996 [57]; Zhang và Scharer, 1999 [173]; Leloup và nnk, 2001 [77]; Replumaz và nnk, 2001 [99]; Gilley và nnk, 2003 [50]). Nói chung, các nghiên cứu đó đã đưa ra các giả thuyết về sự thúc trượt, xác minh đới trượt cắt Ailao Shan biến dạng dẻo, trượt bằng trái trong Oligo-Miocen với độ dịch chuyển có thể tới một vài trăm kilômét. Các nghiên cứu cũng xác nhận rằng ĐGSH là một đứt gãy hoạt động hoặc hoạt động gần đây với cơ thức trượt bằng phải, nhưng có độ dịch chuyển bé hơn sự hình dung ban đầu bởi mô hình thúc trượt (Allen và nnk, 1984 [2]; Leloup và nnk, 1995 [76]; Replumaz và nnk, 2001 [99]). Tuy nhiên, các nghiên cứu đó còn hạn chế việc xem xét cách thức ở đó đới trượt cắt Ailao Shan và ĐGSH tương tác lẫn nhau và với các đặc trưng địa chất khu vực khác.

9

Vì có nhiều các mô hình thúc trượt khác nhau dẫn đến sự đa dạng về các giả thiết cho việc lý giải kiến tạo Châu Á, cho nên sự biến dạng của khu vực vẫn còn nhiều tranh luận. Các mô hình mà ở đó thạch quyển của Châu Á được xem xét như là một sự biến dạng mảng dẻo mỏng (England và Houseman, 1989 [44]; Houseman và England, 1993 [61]) nhận thấy rằng sự hội tụ có thể được điều tiết trong suốt lớp vỏ dày, với chỉ sự phát triển phụ hoặc sự quay của lớp vỏ dày xung quanh trục đông Hymalayan. Schoenbohm và nnk (2004 [110, 112], 2005 [109], 2006 [111]) đã đưa ra các thảo luận về một mô hình khác biệt, mô hình này dựa vào các mức độ thay

đổi lưu biến trong cách hoạt động của lớp vỏ với chiều sâu (Royden, 1996 [101]; Royden và nnk, 1997 [102]; Shen và nnk, 2001 [114]), nó cũng dự báo trước được sự phân bố biến dạng, nhiều khi sự biến dạng đó được làm tăng lên bởi dòng chảy bên trong lớp vỏ mềm. Các tác giả khác (Cobbold và Davy, 1988 [32]; Dewey và nnk, 1989 [38]; England và Molnar, 1990 [45]) lại cho rằng, khu vực phía đông của trục đông vẫn tiếp tục được phát triển mở rộng đi xuống, xuyên suốt sự phát triển của đới đụng độ là sự quay theo chiều kim đồng hồ và đổi hướng trượt cắt phải dọc các đứt gãy trượt trái trong giai đoạn trước đó.

Tài liệu minh chứng của Wang và Burchfiel (1997) [153] và Wang và nnk (1998) [155] cho rằng việc mở rộng của sự biến dạng co rút ở Vân Nam là phù hợp với thời kỳ của sự biến dạng dọc đới trượt cắt Ailao Shan và mô hình quay xung quanh trục phía đông của Himalayan, giới hạn bởi hệ thống đứt gãy Xianshuihe- Xiaojiang. Sự quay xung quanh trục đã được xác nhận, ít nhất là trong một giai đoạn ngắn xác định bởi các tài liệu GPS (King và nnk, 1997 [68]; Chen và nnk, 2000 [28]).

Nghiên cứu về sự hình thành và phát triển của địa hình trong khu vực, các nghiên cứu phần lớn tập trung vào cao nguyên Tây Tạng (Raymo và nnk, 1988 [98]; Ruddiman và Kutzbach, 1989 [103]; Royden, 1996 [101]; Royden và nnk, 1997 [102]; Shenet và nnk, 2001; Burchfiel và nnk, 1995 [21]; Clark và Royden, 2000 [30]; Kirby và nnk, 2002 [69]; 2003 [70]; Clark và nnk, 2003 [31] mà chưa quan tâm nhiều đến sự phát triển địa hình dọc các đứt gãy trượt bằng như ĐGSH.

10

Trong lĩnh vực sử dụng trắc địa vệ tinh (GPS) để nghiên cứu chuyển động kiến tạo hiện đại đã có một số công trình đề cập đến toàn bộ khu vực rìa Đông Nam cao nguyên Tây Tạng, khu vực Đông Nam Á và cũng rất quan tâm tới đới ĐGSH: Các kết quả GPS đầu tiên ở Đông Nam Á (Tregoning và nnk, 1994 [136]; Genrich và nnk, 1996 [49]) kết luận rằng khu vực này dường như là một phần của mảng Âu Á. Tuy nhiên, điều này dựa trên các đo đạc GPS từ các mạng lưới địa phương, tương đối nhỏ mà chủ yếu nằm ở đới biến dạng thuộc các mảng (Sumatra, Java, Sulawesi, Banda arc) bao quanh khối Sundaland. Ngược lại, mạng lưới GEODYSSEA bao gồm khoảng 40 điểm GPS phân bố một cách có hệ thống trong khu vực Đông Nam Á đã xác nhận Sundaland là một khối cố kết dịch chuyển so với Âu Á và được ngăn cách khỏi nền Siberia qua một loạt các khối đang biến dạng và dịch chuyển (Chamote-Rooke và Pichon, 1999 [26]; Simons và nnk, 1999 [117]; Michel và nnk, 2001 [84]). Các nghiên cứu GPS mới công bố gần đây cũng xác

định khối Sunda đang dịch chuyển một cách độc lập (Sella và nnk, 2002 [113]; Bock và nnk, 2003 [18]; Kreemer và nnk, 2003 [72]).

Nhờ việc chia sẻ dữ liệu GPS trong khu vực EU-ASEAN, Simons và nnk (2007) [116] đã giới thiệu một trường tốc độ GPS thống nhất phủ toàn bộ khu vực Đông Nam Á. Kết quả này dựa trên số liệu đo GPS trong vòng 10 năm (1994-2004) ở hơn 100 điểm ở Indonesia, Malaysia, Thái Lan, Myanmar, Philippine, và Việt Nam. Trái với các nghiên cứu trước đây, kết quả cho thấy Sundaland dịch chuyển độc lập so với Nam Trung Hoa, phần phía đông của Java, đảo Sulawesi và đầu mút phía bắc của Borneo. ĐGSH ở Nam Trung Hoa và Việt Nam thì vẫn đang hoạt động và vận động trượt bằng ~2 mm/năm.

Một số kết quả nghiên cứu bằng việc xử lý số liệu GPS cho rằng vận động tương đối giữa Nam Trung Hoa và Sundaland là bằng không (Michel và nnk, 2000 [85]; Bock và nnk, 2003 [18]; Iwakuni và nnk, 2004 [66]) hoặc nhỏ (<5 mm/năm) (Michel và nnk, 2001 [84]). Các nghiên cứu GPS ở Trung Quốc và Việt Nam ngang qua các đoạn phần trung tâm và đông nam của ĐGSH (phía đông của kinh tuyến 101oE) (King và nnk, 1997 [68]; Chen và nnk, 2000 [28]; Feigl và nnk, 2003 [46]; Shen và nnk, 2005 [115]) đã tính toán tốc độ trượt bằng phải cỡ 0–3 mm/ năm, phù hợp với kết quả của các nghiên cứu bằng hào đào của Weldon và nnk (1994) [156].

Như vậy, hầu hết các kết quả từ tính toán GPS dọc theo đới ĐGSH đều nhỏ hơn 5 mm/năm – nhỏ hơn kết quả dự đoán từ các nghiên cứu tân kiến tạo (Allen và nnk, 1984 [2]; Leloup và nnk, 1995 [76]; Replumaz và nnk, 2001 [99]). Các kết quả nghiên cứu GPS mới này phù hợp với các bằng chứng địa chất địa phương (King và nnk, 1997 [68]; Chen và nnk, 2000 [28]; Feigl và nnk, 2003 [46]; Shen và nnk, 2005 [115]) trên ĐGSH, nhưng trái ngược với Michel và nnk (2000) [85], Bock và nnk (2003) [18, 66], và Iwakuni và nnk (2004) [66].

1.2.2. Tình hình nghiên cứu trong nước

11

Từ sau ngày miền Bắc được giải phóng, nghiên cứu về đới ĐGSH thường được lồng ghép trong việc nghiên cứu địa chất và kiến tạo miền Bắc Việt Nam với đặc trưng là sự phát triển của các công trình tổng hợp có liên quan trực tiếp đến đới ĐGSH. Các công trình nghiên cứu về khu vực này đặc biệt phát triển mạnh trong vài thập kỷ gần đây và trở thành “điểm nóng của nhiều tranh luận khoa học” với nhiều công trình theo nhiều hướng và chi tiết hơn, có thể chia làm 5 hướng nghiên cứu chính:

Hướng nghiên cứu về địa chất - kiến tạo: Tiêu biểu cho hướng nghiên cứu này phải kể đến công trình thành lập bản đồ địa chất miền Bắc tỷ lệ l:500.000 và sơ đồ phân vùng kiến tạo tỉ lệ 1:2.000.000 do A. E. Dovjikov (1965) [40] làm chủ biên. Trong các công trình này các tác giả đặc biệt quan tâm tới đới ĐGSH và đã lấy ĐGSC để phân chia hai miền kiến tạo lớn là miền chuẩn uốn nếp Đông Việt Nam (miền nền Hoa Nam) và miền uốn nếp Tây Việt Nam (miền địa máng Mezozoi). Còn Kitovani (1964) [71] trong công trình “Sơ lược về kiến tạo miền Bắc Việt Nam”, lại lấy ĐGSH làm ranh giới phân chia hai miền kiến tạo này.

Trong công trình “Một số ý kiến về kiến tạo miền Bắc Việt Nam” của Iu. M. Pushazovxki (1965) [95] và "Một số vấn đề về kiến tạo miền Bắc Việt Nam" của Ngô Thường San (1965) [104], đã gọi DNCV là một “nêm kiến tạo”. Tiếp đến Iu. Gatinxki và nnk (1970) [48], với công trình "Bàn về phân vùng kiến tạo miền Bắc Việt Nam", hay Trần Đức Lương (1965) [83] "Cấu trúc địa chất Indosini miền Bắc Việt Nam và tóm tắt lịch sử phát triển kiến tạo của chúng" cho rằng ĐGSC được hình thành từ Proterozoi muộn, dạng tuyến tính kéo dài 350 km là ranh giới rìa nền Hoa Nam và miền uốn nếp Mezozoi, còn ĐGSH biểu hiện là đới cà nát mạnh,...

Trần Văn Trị (1977) [137] đưa ra mô hình phân vùng kiến tạo và chia ra miền uốn nếp Bắc Bộ nối liền với Caledonit Hoa Nam và miền uốn nếp Đông Dương. Ranh giới giữa hai miền là ĐGSC.

Văn Đức Chương (1985) [29] dựa vào học thuyết tiến hoá vỏ Trái đất, đã chia lãnh thổ Việt Nam thành 7 miền có tuổi hình thành vỏ lục địa khác nhau. Ông xem ĐGSH là ranh giới giữa miền có vỏ lục địa tuổi tiền Cambri và miền có vỏ lục địa Paleozoi sớm.

Phan Văn Quýnh, Võ Năng Lạc và nnk (1982) [97] đã phân tích đặc điểm kiến tạo lãnh thổ Việt Nam theo lý thuyết kiến tạo vỏ đã xếp vùng tây bắc Việt Nam vào các cấu trúc Đông Dương và có vỏ lục địa được hình thành vào Jura – Kreta.

Lê Duy Bách (1982) [16], đã xếp toàn bộ Bắc Bộ vào Caledoni và lấy đới khâu Sông Mã làm ranh giới giữa mảng Âu - Á và mảng Đông Nam Á. Ông xem cấu trúc đới Con Voi là cấu trúc tiền Cambri cố kết sớm trong địa máng Caledoni.

Phan Trường Thị (1998) [127] cũng đã nêu ra được vai trò ĐGSH đối với cơ chế hình thành các dãy núi Fansipan, Con Voi và các bồn vịnh Bắc Bộ trong các nghiên cứu cứu của mình.

12

Theo hướng tân kiến tạo và địa mạo- kiến tạo: Trong công trình “Cấu tạo các bậc thềm sông thuộc lưu vực sông Hồng” của Nguyễn Cẩn, Nguyễn Thế Thôn, I. A.

Rezanov (1964) [25] đã phân định địa hình lưu vực sông Hồng (bao gồm cả các sông nhánh như sông Đà, sông Chảy, sông Lô) thành 11 bậc thềm và bãi bồi. Tiếp đến là công trình "Những nét cơ bản về lịch sử phát triển địa hình và tân kiến tạo miền bắc Việt Nam", I. A. Rezanov, Nguyễn Cẩn, Nguyễn Thế Thôn (1967) [100] cho rằng đới ĐGSH xuất hiện là kết quả của hiện tượng căng dạn mặt đất ở vòm các khối nâng, khi các chuyển động xảy ra mạnh mẽ vào cuối Miocen và đều lấy ĐGSH làm ranh giới giữa nền Nam Trung Hoa và các cấu trúc Đông Dương.

Các công bố của Nguyễn Trọng Yêm và cộng sự trong khoảng thời gian từ 1985 đến 1996 [167-169, 171, 172] đã xác định được ảnh hưởng của cơ thức trượt bằng của đới ĐGSH trong chuyển động kiến tạo hiện đại và dựa vào trường ứng suất kiến tạo khôi phục hai giai đoạn hoạt động kiến tạo trong Kainozoi. Trong các công trình nghiên cứu về thời gian dịch chuyển của đới trượt Ailao Shan - Sông Hồng (1996), đã xác định được thời kỳ nguội lạnh nhanh và cho rằng đới ĐGSH bắt đầu trượt bằng trái từ 27 tr.n về trước.

Trần Ngọc Nam (1999) [88], phân tích tiến trình nguội lạnh của khoáng vật trong các đá biến chất của đới trượt Sông Hồng, đã xác định giai đoạn trượt bằng trái bắt đầu từ 35 tr.n trước.

Các công bố của Phan Trọng Trịnh và cộng sự từ 1990 đến 2004 [141, 145, 149], qua nghiên cứu về trường ứng suất khu vực Tây Bắc và đứt gãy đang hoạt động ở Miền Bắc Việt Nam cũng như phân tích biến dạng sâu của đới ĐGSH và lân cận, đã xác định được cơ thức trượt bằng trái của đới ĐGSH trong giai đoạn Oligo- Miocen và tốc độ dịch chuyển phải của đới ĐGSH trong Đệ tứ muộn.

Nguyễn Đăng Túc (2002) [150] nghiên cứu một số đặc điểm tân kiến tạo hệ ĐGSH - Sông Chảy, đã xác định được đới động lực đới ĐGSH – Sông Chảy, cơ thức dịch trượt, giai đoạn phát triển và trạng thái ứng suất kiến tạo của đới đứt gãy.

13

Các công trình của Lê Đức An, Lại Huy Anh, Đào Đình Bắc, Đặng Văn Bào, Vũ Văn Phái và các đồng nghiệp (1985, 1990, 1994, 2000, 2001, 2004) [5-11],…, đã nêu lên được những nét đặc trưng về địa hình Việt Nam cũng như khu vực đới ĐGSH và bước đầu đánh giá được mức độ ổn định của chúng. Đáng lưu ý, Lê Đức An và nnk (2001) [6], bằng các phương pháp địa mạo đã cho rằng DNCV có từ 3-5 bậc địa hình cơ bản, phân bố thành 3 dải chính phương TB-ĐN với đặc thù hình thái khác nhau. Cự ly nâng DNCV từ cuối Miocen đến nay khoảng 700 đến 1100m tương ứng với tốc độ 0.1-0.16mm/năm và từ Pliocen đến nay là 150m đến 650m, tương ứng với tốc độ 0.07 đến 0.32mm/năm,...

Theo hướng sử dụng trắc địa vệ tinh (GPS) để nghiên cứu chuyển động kiến tạo hiện đại: Trần Đình Tô và Nguyễn Trọng Yêm (2004) [135] trên cơ sở những kết quả nghiên cứu của đề án GEODYSSEA đã rút ra những nét khái quát về chuyển động lãnh thổ Việt Nam trong bối cảnh toàn cầu cũng như khu vực. Từ đó và dựa vào số liệu đo trên ĐGSH, đưa ra những nhận định về mức độ chuyển động tương đối trong nội bộ lãnh thổ nước ta. Theo đó, lãnh thổ Việt Nam nằm trong khối Sunda, theo mô hình kiến tạo Nuvel-1A, đang chuyển dịch về phía đông với vận tốc 44-47mm/năm, về phía nam với vận tốc 3-7mm/năm, so với mảng Âu –Á, chuyển động về phía đông với vận tốc 20-30mm/năm đồng thời quay thuận theo chiều kim đồng hồ với tốc độ quay chừng ~0,28o/triệu năm quanh cực nằm ở bờ biển phía nam Australia và so với mảng Ấn Độ, đang chuyển động về phía nam với tốc độ 35mm/năm. Trên cơ sở phân tích độ chính xác của số liệu đo lưới GEODYSSEA, tác giả cho rằng vận tốc chuyển động ngang tương đối 7mm/năm (tương ứng vận tốc biến dạng 1,5 x 10-8/năm) có thể xem là giá trị giới hạn về chuyển động trên lãnh thổ Đông Dương. Điều này phù hợp với các đo đạc GPS trên các đứt gãy lớn tại Việt Nam.

Liên quan trực tiếp đến đới ĐGSH, ở nước ta, trong khuôn khổ hợp tác với đồng nghiệp Cộng hòa Liên bang Đức và Cộng hòa Pháp, một loạt các chu kỳ đo đã được triển khai vào các thời điểm 1994, 1996, 1998, 2000. Các tệp số liệu đã được xử lý, bước đầu kết luận chuyển dịch của đới ĐGSH không lớn hơn 5mm/năm (Dương Chí Công và Feigl. L, 1999 [35]; Trần Đình Tô và nnk, 2001 [134], 2003 [133], 2004 [135], 2008 [132]). Đáng lưu ý là trong công trình “Tiếp tục quan trắc và nâng cao độ chính xác, xác định chuyển dịch đới ĐGSH bằng công nghệ GPS” của Vy Quốc Hải (Chủ nhiệm) 2008 [54], (có sự tham gia trực tiếp của NCS với vai trò là một trong những người tham gia chính). Công trình đã tiến hành đo lặp chu kỳ 2006 - 2007 kết hợp với dữ liệu các đợt đo trước (trên 10 năm) của lưới GPS Tam Đảo - Ba Vì. Các dữ liệu được xử lý bằng 2 phần mềm là GPSurvey 2.35 và BERNESE 4.2 trong hệ tọa độ toàn cầu ITRF 2000. Một trong những các kết quả của đề án đã tính được chuyển dịch tuyệt đối của khu vực dọc đới ĐGSH (đại diện là điểm HUN1) với tốc độ 33.9 ± 0.4mm/năm về hướng đông và 12.6 ± 0.6mm/năm theo hướng nam; chuyển dịch tương đối giữa hai cánh đứt gãy không quá 0.8mm/năm.

14

Trong những năm gần đây (từ năm 2007 đến 2010), đề tài trọng điểm cấp nhà nước mang mã số KC.09.11/06-10, do Phan Trọng Trịnh làm chủ nhiệm (2010) [146], (NCS là thành viên tham gia chính của đề tài và phụ trách mảng nghiên cứu

đo đạc, tính toán chuyển dịch kiến tạo hiện đại bằng công nghệ GPS), đã tiến hành đo đạc và xử lý dữ liệu GPS với 4 chiến dịch đo trong các năm từ 2007 đến 2010 của lưới GPS Biển Đông. Lưới này bao gồm 3 điểm đo trên 3 đảo lớn thuộc Biển Đông là đảo Bạch Long Vĩ ở phía bắc Việt Nam (thuộc Hải Phòng), đảo Song Tử Tây thuộc quần đảo Trường Sa, gần như nằm ở trung tâm của Biển Đông và điểm đo được bố trí ở vùng biển miền nam được xây dựng trên đảo Côn Đảo. Ngoài ra, lưới GPS này còn có 4 điểm đo trên đất liền thuộc lãnh thổ nước ta phân bố đều từ bắc xuống nam bao gồm: điểm Láng đặt tại Viện Địa chất (Hà Nội), ở miền trung có hai điểm, một điểm đặt tại Đồng Hới (Quảng Bình) và một điểm đặt ở Huế. Điểm đo ở miền Nam được đặt ở TP Hồ Chí Minh. Dữ liệu thu được, được 4 nhóm xử lý độc lập trên hai phần mềm là GAMIT và BERNESE. Kết quả đã xây dựng được mô hình về hướng và độ lớn chuyển dịch kiến tạo hiện đại cho toàn khu vực Biển Đông Việt Nam và vùng lân cân.

Nghiên cứu về các hệ đứt gãy lân cận đới ĐGSH có thể kể đến lưới GPS Sông Đà - Sơn La-Bỉm Sơn, lưới gồm 7 điểm được thiết lập từ năm 2001 với các cạnh có độ dài từ 10-45km. Cho đến nay, lưới GPS này đã tiến hành được 4 chu kỳ đo vào các năm 2001, 2002, 2004 và 2005. Kết quả thu được về chuyển động ngang đới đứt gãy Sông Đà và Sơn La-Bỉm Sơn khoảng 1.0±0.5mm/năm [55].

Nghiên cứu về hệ đứt gãy Lai Châu – Điện Biên bằng việc tính toán số liệu GPS, Dương Chí Công (2006) [34] cũng đã xây dựng được mô hình định lượng về hướng và độ lớn của các véc tơ chuyển dịch kiến tạo hiện đại trong và xung quanh hệ đứt gãy này.

Gần đây, trong công trình “Dịch chuyển vỏ Trái đất theo số liệu GPS liên tục tại Việt Nam và khu vực Đông Nam Á”, Lê Huy Minh và nnk (2010) [86], bước đầu cũng đã xây dựng được mô hình định lượng chuyển dịch tuyệt đối và tương đối tại một số điểm trên lãnh thổ Việt Nam.

15

Liên quan đến phía nam ĐGSH, đề tài “Xây dựng hệ thống các điểm trắc địa sử dụng công nghệ GPS độ chính xác cao trong việc quan trắc biến dạng lớp vỏ Trái đất và cảnh báo thiên tai tại khu vực Việt Nam” [12] do Nguyễn Tuấn Anh làm chủ nhiệm đã xây dựng được mạng lưới 11 trạm đo GPS ở khu vực Hà Nội và lân cận. Từ đó đã tiến hành đo, xử lý và tính toán dữ liệu GPS của các trạm này trong 2 năm 2005 và 2006 bằng phần mềm Bernese 5.0. Kết quả cho thấy, hầu hết các trạm đang bị chuyển dịch về phía đông nam với tốc độ từ 2,2 đến 3,2 cm/năm.

Theo hướng trầm tích so sánh: Có các công trình của Hồ Đắc Hoài, Nguyễn Hiệp, Lê Trọng Cán, Lê Văn Chân, Đỗ Bạt, Nguyễn Địch Dỹ, Hoàng Ngọc Kỷ,..., [24] từ những năm 1960 đến những năm cuối của thập kỷ 70 cũng đã đề cập đến những nét đặc trưng về các thành tạo trầm tích Kainozoi và cấu trúc địa chất khu vực trong mối tương quan với đứt gãy sâu Sông Hồng- Sông Chảy,...

Nguyễn Địch Dỹ, Nguyễn Xuân Huyên (1995, 1996) [41, 64, 65], Bùi Công Quế (1995) [96], Trịnh Thế Hiếu (1997) [59], Phan Trung Điền (1998), Phạm Quang Trung, Đỗ Bạt (1998), Trần Nghi (2000) [90], Lê Triều Việt (2003) [152],..., đã công bố các công trình nghiên cứu về bồn trũng Kainozoi ở đồng bằng và Miền Bắc Việt Nam.

Liên quan đến khu vực, Phạm Đình Thọ (2010) [128], đã xác định được các thành tạo địa chất Kainozoi dọc thung lũng sông Hồng đoạn từ Lào Cai tới Việt Trì gồm 11 phân vị địa tầng, trong đó có 2 phân vị có thành phần là đá trầm tích, 1 phân vị có thành phần là đá bazan và 8 phân vị có thành phần là đá bở rời. Quá trình phát triển địa chất trong Kainozoi của khu vực gồm 2 thời kỳ: thời kỳ Paleogen-Miocen sớm liên quan đến pha chuyển dịch bằng trái và thời kỳ Mioxen giữa –Holocen liên quan đến pha chuyển dịch bằng phải của đới ĐGSH. Chuyển tiếp của 2 giai đoạn này là quá trình thành tạo bazan tuổi giả định Pliocen – Pleistocen sớm. Ngoài ra, kết quả cũng xác định được 4 nhóm bề mặt với 21 kiểu bề mặt đồng nguồn gốc,... Các kết quả này sẽ được kiểm chứng và kế thừa trong nghiên cứu này nhằm xác định mối tương quan giữa đặc điểm phát triển địa hình và địa động lực nội sinh hiện đại trong khu vực.

Về hướng tai biến địa chất - địa mạo: Các công trình của Nguyễn Trọng Yêm [169, 170] cũng đã đề cập nhiều đến tai biến địa chất trong khu vực; công trình "Nghiên cứu đánh giá tổng hợp các loại hình tai biến địa chất trên lãnh thổ Việt Nam và các giải pháp phòng tránh" (Giai đoạn 2- các tỉnh miền núi phía Bắc, 2001-2003) [63] đã nêu được hiện trạng, nguyên nhân cũng như một số giải pháp giảm nhẹ, phòng tránh các loại tai biến thiên nhiên thường hay xảy ra ở các tỉnh miền núi phía Bắc nói chung.

16

Về hướng đánh giá nguy hiểm động đất, từ năm 1983, Phạm Văn Thục (Chủ biên), trong công trình “Phân vùng động đất lãnh thổ Việt Nam” đã tổng kết và xây dựng được bản đồ khái quát về phân vùng động đất lãnh thổ Việt Nam. Tiếp đến, Nguyễn Đình Xuyên, 1989 [164]; cũng đã tổng kết và công bố “Quy luật biểu hiện động đất mạnh trên lãnh thổ Việt Nam”. Các công trình nghiên cứu về địa chấn kiến tạo trong khu vực được đặc biệt quan tâm khi hàng loạt các dự án xây dựng nhà

máy thuỷ điện ra đời. Trong công trình: Nghiên cứu tân kiến tạo và địa động lực hiện đại khu vực công trình đầu mối (Công trình thuỷ điện Sơn La – giai đoạn tiền khả thi), Phan Trọng Trịnh và nnk (1998) [145], đã tính toán và xác định được đứt gãy Sơn La có thể gây ra động đất cho khu vực (bao gồm cả khu vực nghiên cứu) với chấn cấp tới 6.9 độ Richter. Các công trình do các nhà khoa học Viện Vật lý Địa cầu; Viện Địa chất và Địa vật lý Biển như Nguyễn Đình Xuyên, Nguyễn Ngọc Thủy (1997) [166], “Tính động đất và độ nguy hiểm động đất trên lãnh thổ Việt Nam”; Nguyễn Hồng Phương (1997) [94], “Đánh giá động đất cực đại cho các vùng nguồn chấn động ở Việt Nam bằng tổ hợp các phương pháp xác suất”; Nguyễn Đình Xuyên (Chủ biên), 2004 [162]: “Báo cáo nghiên cứu dự báo động đất và dao động nền lãnh thổ Việt Nam” và “Danh mục động đất Việt Nam, 114-2003”. Đáng chú ý gần đây có các công trình: Nguyễn Ngọc Thuỷ và nnk năm (2006) [131] đã tiến hành nghiên cứu và phân chia chi tiết động đất vùng Tây Bắc và đã xác định khu vực nghiên cứu nằm trong vùng có khả năng động đất cấp 5-6. Các công trình do Cao Đình Triều (Chủ biên) “Thiết lập những tiếp cận thích hợp để nghiên cứu dự báo động đất lãnh thổ Việt Nam” (2006) [138]; “Nghiên cứu, dự báo động đất mạnh khu vực Đông Nam Châu Á có nguy cơ sóng thần ảnh hưởng đến bờ biển và hải đảo Việt Nam” (2008) [139]; “Nghiên cứu tai biến động đất ở Việt Nam trên cơ sở phương pháp tất định mới” (2009) [140],… Phan Trọng Trinh (Chủ nhiệm) “Nghiên cứu hoạt động kiến tạo trẻ, kiến tạo hiện đại và địa động lực Biển Đông làm cơ sở dự báo các dạng tai biến liên quan và đề xuất các giải pháp phòng tránh” (2010) [146];… Ngoài ra còn nhiều các công trình của nhiều tác giả khác cũng đề cập đến vấn đề này.

Trần Thanh Hà, 2010 [51] “Nghiên cứu địa mạo phục vụ giảm nhẹ thiệt hại do tai biến trượt lở đất, lũ bùn đá ở tỉnh Lao Cai”, đã nghiên cứu tai biến trượt lở đất và lũ bùn đá trên quan điểm địa mạo và đã khẳng định vai trò quan trọng của công tác nghiên cứu địa mạo liên quan đến các dạng tai biến trên.

17

Cùng với các hướng nghiên cứu trên, đề án nghiên cứu cơ bản trọng điểm chuyên ngành Các khoa học về Trái đất: “Đới ĐGSH - Đặc điểm địa động lực, sinh khoáng và ảnh hưởng đối với môi trường hiện đại” được xác lập từ năm 1999; kết quả đã giới thiệu khá đầy đủ và chi tiết các vấn đề trọng điểm của đề án về địa chất, địa lý, vật lý địa cầu của nhiều tập thể tác giải thuộc các trường đại học và viện nghiên cứu tại Việt Nam [37]. Phần lớn các kết quả nghiên cứu đó đều được tiến hành phối hợp với các đồng nghiệp ở nước ngoài, các phân tích thực nghiệm đã

được thực hiện tại những phòng thí nghiệm có uy tín ở nước ngoài. Do vậy kết quả đạt được là những số liệu đáng tin cậy và được NCS kế thừa trong nghiên cứu này.

Tóm lại, do tầm quan trọng trong bình đồ kiến tạo của Châu Á, Đông Nam Á, nên đới ĐGSH đã được rất nhiều nhà khoa học trên thế giới quan tâm nghiên cứu theo nhiều hướng khác nhau. Các kết quả đã đạt được là đáng trân trọng, góp phần lý giải và làm sáng tỏ nhiều vấn đề về địa chất, kiến tạo, địa mạo và tai biến thiên nhiên liên quan trong khu vực. Tuy nhiên, các nghiên cứu về khu vực mới chủ yếu tập trung về cấu trúc địa chất và kiến tạo mà chưa quan tâm nhiều đến vai trò và ý nghĩa địa mạo của chúng. Trong giai đoạn từ Pliocen - Đệ tứ, còn nhiều điểm chưa thống nhất và thiếu các minh chứng đủ sức thuyết phục về hoạt động nâng và phát triển trượt bằng phải của địa hình. Đặc biệt, về chuyển động hiện đại dọc đới ĐGSH vẫn còn nhiều sự khác biệt và chưa thống nhất giữa các nghiên cứu. Vì vậy cần thiết tiếp tục bổ sung và hoàn thiện các nghiên cứu có tính định lượng chính xác cao bằng công nghệ định vị toàn cầu (GPS), xác định, bổ sung các minh chứng về hoạt động phát triển địa hình theo cả phương ngang và phương thẳng đứng cũng như mối liên quan giữa chúng,…

1.3. CƠ SỞ PHƯƠNG PHÁP LUẬN CỦA VIỆC NGHIÊN CỨU MỐI TƯƠNG QUAN GIỮA SỰ PHÁT TRIỂN ĐỊA HÌNH VÀ ĐỊA ĐỘNG LỰC HIỆN ĐẠI

18

Cơ sở của việc nghiên cứu mối tương quan giữa sự phát triển địa hình và địa động lực về cơ bản là dựa trên cơ sở phương pháp luận của địa mạo học: Địa mạo học xem địa hình như những sự vật có phát sinh phát triển theo lôgic tiến hóa và là kết quả của sự tác động tương hỗ thường xuyên và liên tục của các quá trình nội sinh, phát triển trong vỏ Trái đất, cũng như các quá trình ngoại sinh xảy ra trên bề mặt của nó. Hai nhóm lực này luôn luôn cùng tồn tại, “tranh giành ảnh hưởng với nhau” và gây ra những tác dụng ngược nhau đối với địa hình. Tương quan giữa chúng quyết định sự vận chuyển vật chất trên bề mặt và trong lớp vỏ quả đất, đồng thời quy định sự xuất hiện của các dạng địa hình trong từng trường hợp cụ thể. (Hay nói cách khác, quá trình phát triển địa hình về bản chất chính là quá trình phân bố lại vật chất và năng lượng bên trong và trên mặt đất). Trong quan hệ song phương này, vai trò của nội lực mang tính chủ động, bởi vì chính chúng làm cho địa hình bị phân dị: có vùng bị nâng lên tạo thành các đồi núi, vùng kia thì hạ xuống tạo thành vực thẳm, khe hẻm..., còn các quá trình ngoại sinh luôn có xu thế làm giảm sự phân dị trên và làm phức tạp hoá địa hình trên bình đồ cấu trúc do các quá trình nội sinh đã tạo ra. Mặc dù bị làm phức tạp hóa bởi các quá trình ngoại sinh nhưng hầu hết các quá trình địa động lực nội sinh đều ít nhiều để lại các dấu ấn trên địa hình hiện

tại. Nghiên cứu, phân tích và lý giải các đặc trưng địa hình hiện tại chính là chìa khóa để khôi phục và lý giải các quá trình địa động lực trong quá khứ cũng như dự báo diễn tiến của chúng trong tương lai. Điều này rất có ý nghĩa trong quy hoạch sử dụng hợp lý lãnh thổ và phóng tránh giảm nhẹ thiên tai. Vì vậy, trong khuôn khổ luận án, NCS tập trung đi sâu nghiên cứu, phân tích đặc điểm các dạng địa hình do các quá trình địa động lực nội sinh từ Pliocen tới nay tạo nên trong mối tác động tương hỗ của chúng với các yếu tố bóc mòn và tích tụ. Các dạng địa hình đó vẫn còn được thể hiện rõ ở hiện tại với ưu thế của các quá trình nội sinh.

Nếu chỉ xét riêng về nghiên cứu sự phát triển và biến dạng địa hình liên quan với các quá trình địa động lực nội sinh hiện đại, thì ngoài cơ sở phương pháp luận chung như đã được trình bày ở trên, nghiên cứu còn dựa vào cơ sở lý thuyết và ứng dụng thực tiễn của phương pháp “Phân tích kiến trúc hình thái” được trình bày trong công trình “Ứng dụng các phương pháp phân tích địa mạo trong nghiên cứu địa chất kiến trúc” của Bộ Địa chất-Viện Hàn lâm Khoa học Liên Xô, được nhóm Địa mạo, Trường Đại học Mỏ-Địa chất dịch và xuất bản năm 1979 [27]. Đặc biệt, cơ sở phương pháp luận của nghiên cứu này còn dựa trên cơ sở lý thuyết và ứng dụng thực tiễn được trình bày trong công trình “Địa mạo kiến tạo” (Tectonic Geomorphology) của tác giả Douglas W. Burbank và Robert S. Anderson (Nhà xuất bản Blackwell, 2001) [20] và “Kiến tạo hoạt động” (Active Tectonics) do Edward A. Keller và Nicholas Pinter viết (Nhà xuất bản Prentice Hall, tái bản lần 2, năm 2002) [67].

Theo Edward A. Keller và Nicholas Pinter (2002) [67]: “Địa mạo kiến tạo là một phần của kiến tạo hoạt động về mặt (có liên quan đến sự) thành tạo địa hình bởi các quá trình kiến tạo và dựa vào nguồn gốc địa hình để giải quyết các vấn đề kiến tạo”. Như vậy, địa mạo kiến tạo là một công cụ hữu ích để nghiên cứu sự phát triển và biến dạng địa hình do các hoạt động kiến tạo. Sự phát triển của địa mạo kiến tạo ngày nay đang trở thành một trong những công cụ cơ bản trong rất nhiều ứng dụng, như là xác định các đứt gãy hoạt động, biến dạng cấu trúc địa chất, đánh giá tai biến động đất và nghiên cứu sự phát triển cảnh quan. Địa mạo kiến tạo đã chứng tỏ được tính hữu ích của nó trong nhiều ứng dụng trên bởi vì các dạng địa hình kiến tạo được hình thành và tồn tại theo thời gian sẽ ghi lại sự thay đổi của cảnh quan.

19

Địa mạo kiến tạo có thể được định nghĩa theo 2 cách: (1) Là khoa học nghiên cứu các loại địa hình được thành tạo bởi các quá trình kiến tạo hoặc (2) Là ứng dụng các nguyên lí địa mạo để giải quyết các vấn đề về kiến tạo [67]. Định nghĩa thứ nhất ngụ ý rằng chúng ta đề cập chủ yếu về chính yếu tố địa hình – hình

dáng và nguồn gốc của nó – như các chức năng của các quá trình kiến tạo. Định nghĩa thứ hai mang giá trị ứng dụng hơn, nó cho phép chúng ta sử dụng địa mạo như một công cụ để biểu thị về lịch sử, cấp độ và tốc độ của các quá trình kiến tạo. Các phương pháp địa mạo là công cụ hữu ích trong việc nghiên cứu kiến tạo, bởi vì các dấu ấn địa mạo được định nghĩa là tập hợp các kiểu địa hình và trầm tích Đệ tứ xuất hiện ở một vùng hoặc trong một khu vực, nhìn chung xung quanh khoảng vài nghìn năm tới 2 triệu năm trở lại [67]. Sự nghiên cứu các dấu ấn địa mạo cung cấp các dữ liệu cơ bản cần thiết để nắm rõ vai trò của kiến tạo hoạt động trong sự phát triển của một vùng hoặc một khu vực. Ví dụ, nghiên cứu các dòng suối và biến vị của các trầm tích liên quan của chúng do đứt gãy có thể xác định được biên độ dịch chuyển và thời gian của một vài trận động đất gần nhất, tại một khu vực nhất định. Đây là một trong những thông tin hữu ích để đánh giá các tai biến về động đất trong tương lai.

Cơ sở của nghiên cứu này còn dựa trên cơ sở của nghiên cứu kiến tạo hoạt động (Active Tectocnics) như được trình bày ở Mục 1.1.2. Theo đó, kiến tạo hoạt động bao gồm cả sự phá hủy chậm (vênh hoặc nghiêng) của lớp vỏ Trái đất, điều này có thể là nguyên nhân làm hư hại tới các công trình của con người. Nhưng chúng ta quan tâm nhất đến quá trình kiến tạo hoạt động là khả năng phát sinh các thảm họa. Một thảm họa được định nghĩa như là bất kỳ một vị trí, ở đó gây thiệt hại to lớn đến con người, tài sản hoặc xã hội mà cần có thời gian, một quá trình dài để sửa chữa hoặc phục hồi. Một quá trình hoạt động kiến tạo giống như thảm họa là một trận động đất mạnh. Tuy nhiên, trân động đất có mức độ vừa phải cũng có thể sinh ra thảm họa, đặc biệt nếu chúng xảy ra ở nơi có mật độ dân số lớn, nơi mà các công trình được xây dựng một cách sơ sài (đặc biệt nguy hiểm là xây dựng nhà không được gia cố bởi xi măng, gạch hoặc đá) hoặc xây dựng nhà trên tầng đất trầm tích dầy (đặc biệt là các trầm tích đã báo hòa nước).

20

Để phục vụ các lợi ích xã hội, đặc điểm phát triển địa hình và địa động lực nội sinh hiện đại thường được nghiên cứu ở nhiều mức độ khác nhau từ khu vực rộng lớn đến địa phương, vùng nhỏ hẹp. Hình 1.2 là biểu đồ tổng quát hóa từ giữ liệu đầu vào (mức độ khu vực hoặc địa phương), đến giữ liệu đầu ra và các tác động đến xã hội có thể của các thông tin về nghiên cứu sự phát triển địa hình và địa động lực hiện đại như là kế hoạch phát triển khu vực, quy hoạch sử dụng đất và xây dựng, cũng như lên kế hoạch giảm thiểu tai biến động đất. Ở phần dữ liệu đầu vào, chúng ta thực hiện các phép đo và quan sát từ các bản đồ địa hình, ảnh hàng không, ảnh viễn thám và từ khảo sát thực địa, điều này giúp xác định được mối quan hệ

giữa đặc điểm phát triển địa hình và địa động lực hiện đại với các khu vực, nơi mà chúng ta cần có những nghiên cứu thật chi tiết để hiểu rõ hơn về chế độ địa động lực và tai biến liên quan. Ở giai đoạn khảo sát này sẽ vạch ra các vùng, ở đó sẽ phác họa chi tiết vai trò của quá trình địa động lực hiện đại, đặc trưng địa chấn khu vực và các vai trò của sự biến dạng địa hình. Những thông tin này là cần thiết cho xã hội để đưa ra các kế hoạch phát triển vùng và các kế hoạch giảm thiểu tai biến động đất.

Tỉ lệ Khu vực Vùng

+ Đặc điểm địa hình + Đo đạc biến dạng địa hình-kiến tạo + Khung cảnh địa chất và kiến tạo

+ Đo đạc và quan sát từ các bản đồ địa hình, ảnh hàng không, ảnh viễn thám, khảo sát thực địa,… + Bản đồ địa chất

liệu đầu Dữ vào

+ Liên hệ hoạt động kiến tạo + Bản đồ và bảng chú dẫn (các chỉ số) địa mạo kiến tạo + Các vùng nghiên cứu chi tiết + Lịch sử phát triển địa hình khu vực

+ Vai trò của đứt gãy + Thời gian sự kiện gần nhất + Vai trò khối nâng + Mối liên quan giữa chuyển động thẳng đứng và chuyển động ngang + Đặc trưng địa chấn kiến tạo

Quy hoạch vùng

Dữ liệu đầu ra

+ Quy hoạch sử dụng đất + Quy hoạch xây dựng + Giảm thiểu tai biến động đất + Bản đồ tai biến

Mục đích xã hội

Hình 1.2: Dữ liệu đầu vào, đầu ra và mục đích xã hội của việc nghiên cứu sự phát triển địa hình và địa động lực hiện đại [67]

1.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

21

Nghiên cứu các đặc điểm kiến tạo trẻ - địa động lực và sự phát triển địa hình đới ĐGSH trong giai đoạn Pliocen - Hiện đại, NCS sử dụng tổ hợp các phương pháp khác nhau. Tuy nhiên, để đạt được kết quả cao nhất, đòi hỏi phải lựa chọn và tập trung vào các phương pháp chủ đạo phù hợp với mục tiêu đã đề ra. Vì vậy, trong nghiên cứu này NCS sử dụng các phương pháp chính sau:

1.4.1. Các phương pháp địa chất, địa mạo truyền thống

Trong nhóm phương pháp này, NCS tập trung vào các phương pháp:

a. Phương pháp phân tích kiến trúc hình thái

Phân tích kiến trúc hình thái là tập hợp các phương pháp nhằm phát hiện mối quan hệ trực tiếp hay gián tiếp giữa các dạng địa hình mặt đất hiện tại và cấu trúc bên trong lòng đất. Mối quan hệ này do sự phát triển tương hỗ của địa hình và kiến trúc vỏ Trái đất tạo nên. Cơ sở của phương pháp là dựa vào sự hình thành địa hình bề mặt Trái đất, là kết quả của sự tương hỗ giữa các quá trình nội sinh và ngoại sinh. Trong đó quá trình nội sinh, bao gồm: hoạt động phá huỷ đứt gãy kiến tạo, chuyển động kiến tạo, hoạt động magma, quá trình hình thành các cấu trúc vỏ Trái đất. Quá trình ngoại sinh, gồm các quá trình sạt, trượt lở, bóc mòn, xâm thực, tích tụ và các quá trình trọng lực. Quá trình nội sinh luôn luôn có xu thế phá huỷ bề mặt Trái đất, làm phân dị địa hình. Còn quá trình ngoại sinh lại có xu thế san phẳng địa hình. Như vậy, sự hoạt động của các yếu tố nội sinh sẽ để lại dấu ấn trên bề mặt địa hình và trong các trầm tích trẻ. Nghiên cứu các quy luật phân bố, sự biến dạng của các dạng địa hình, sự biến dạng về cấu trúc, địa tầng, thạch học các trầm tích trẻ, cho phép xác định các qui luật phát triển của các quá trình nội sinh như đứt gãy, uốn nếp, chuyển động kiến tạo, hoặc ngược lại. Đặc biệt, hoạt động của các đứt gãy kiến tạo trẻ còn để lại dấu ấn bảo tồn tốt trên địa hình và trong các trầm tích phân bố trên bề mặt Trái đất. Do vậy, nghiên cứu sự biến dạng địa mạo kiến trúc các dạng địa hình, sự biến dạng các trầm tích, cũng như sự phân bố của các bồn trầm tích đó, có thể xác định được sự hoạt động của các đứt gãy kiến tạo. Bằng chỉ tiêu địa mạo, cho phép xác định đới động lực đứt gãy.

Phương pháp này được ứng dụng rất hiệu quả trong việc nghiên cứu, thành lập bản đồ kiến trúc hình thái khu vực (Hình 2.7), phân tích các biến vị địa hình, khôi phục các dạng địa hình cổ,...

b. Phương pháp phân tích biến dạng các yếu tố địa mạo

22

Phân tích biến dạng các yếu tố địa mạo được ứng dụng trong rất nhiều các nghiên cứu thuộc nhiều lĩnh vực của khoa học Trái đất như nghiên cứu địa mạo, địa mạo-kiến tạo trẻ, kiến tạo và địa động lực hiện đại, tai biến thiên nhiên,…, ở trong nước và trên thế giới [1, 4-7, 9-11, 13, 15, 62, 79, 81, 99, 111, 112, 124, 149]. Phương pháp này sử dụng các loại bản đồ có tỉ lệ lớn (từ 1:50.000 và lớn hơn) và ảnh máy bay, ảnh viễn thám có mức độ chi tiết và độ phân giải cao rồi tiến hành phân tích, đánh giá và tìm quy luật biến dạng địa hình của hệ thống đường chia

nước của dãy núi, dãy núi ngang hoặc các vai núi, các trầm tích tại cửa các suối,…, trong khu vực nghiên cứu, đặc biệt là các vùng có đứt gãy cắt qua (Hình 3.10, Hình 4.2, Hình 4.5 đến Hình 4.11). Để loại trừ các nhiễu biến dạng do các quá trình ngoại sinh, cần nghiên cứu một cách có hệ thống và tính phổ biến của chúng, hay nói cách khác các biến dạng địa hình có tính thống nhất và phải có số lượng lớn các điểm biến dạng trên một khu vực nghiên cứu. Trên hệ thống với số lượng lớn các điểm biến dạng đó ta có thể xác định được đặc điểm biến dạng địa hình: tính chất (nâng hay hạ, chuyển dịch phải hay trái), biên độ và tốc độ biến dạng,…

Tương tự tiến hành phân tích hệ thống thung lũng, đường đáy sông suối cũng như các máng xói và hệ thống dòng chảy tạm thời,…, xác định các vị trí biến vị (nếu có) từ đó cho phép xác định vị trí có đứt gãy cắt qua, cũng như biên độ và tốc độ dịch chuyển của địa hình dọc đứt gãy nhánh và của cả đới trong một giai đoạn phát triển địa hình nhất định trên cơ sở tuổi thành tạo của các yếu tố này.

Bên cạnh đó chúng ta cũng có thể áp dụng phương pháp này vào nghiên cứu các yếu tố địa mạo có nguồn gốc tích tụ hiện đại như proluvi (nón phóng vật), aluvi (bậc thềm, bãi bồi,…).

c. Phương pháp trắc lượng hình thái

Phương pháp này cho phép phân tích định lượng địa hình bề mặt trái đất. Trong đó bao gồm việc nghiên cứu đặc điểm hình thái địa hình cũng như việc biểu hiện chúng trên bản đồ địa hình, trên ảnh hàng không, ảnh viễn thám v.v... Nhờ có các thủ pháp khác nhau, đặc biệt là công nghệ GIS có thể nghiên cứu hình thái địa hình, độ cao tuyệt đối, độ cao tương đối, độ dốc, độ chia cắt ngang, độ chia cắt sâu bề mặt cơ sở, độ cao của các bề mặt tàn dư v.v... một cách có hiệu quả.

Để xác định tính phân bậc địa hình, ở nghiên cứu này, NCS đã ứng dụng phần mềm Arc GIS 9.3 và phần mềm Vertical Maper 3.1 tiến hành xây dựng hệ thống 43 mặt cắt địa hình trên nền mô hình số 3 chiều (DEM) khu vực nghiên cứu có độ phân giải là 90m.

23

Để lập sơ đồ chia cắt sâu (CCS), NCS sử dụng phương pháp truyền thống là tiến hành đo đạc trên bản đồ tỉ lệ lớn, thường là: 1:10 000, 1: 25 000, 1:50 000 v.v.., với mỗi ô đơn vị tính toán có thể là 1km2, 2km2, 4km2 v.v., tuỳ thuộc vào khu vực (núi hay đồng bằng), vào mức độ chi tiết và mục đích sử dụng. Trên mỗi ô vuông, lấy giá trị độ cao max (m) trừ độ cao min (m), ta sẽ được giá trị của mỗi ô vuông (m/km2). Căn cứ vào giá trị tại mỗi ô vuông, ta lập sơ đồ chia cắt sâu bằng các đường đẳng trị. Trong nghiên cứu này, cũng dựa trên nguyên tắc trên, NCS sử dụng

bản đồ số tỉ lệ 1:50 000 với ô tính toán - ô pixel là 1km2 (do đây là khu vực miền núi, nên trong phạm vi 1km2 thường đã thể hiện được một đơn vị địa hình nào đó), nhưng được tiến hành hoàn toàn tự động trên phần mềm ArcGIS 9.3 rồi biên tập trên phần mềm Mapinfo. Kết quả xây dựng được sơ đồ CCS như được thể hiện trên Hình 2.4.

Nghiên cứu thành lập sơ đồ chia cắt ngang và sơ đồ độ dốc địa hình khu vực cũng được tiến hành trên nền địa hình 1:50.000 với sự trợ giúp của các phần mềm GIS là ArcGIS 9.3 và Mapinfo. Kết quả được thể hiện như trên Hình 2.5 và Hình 2.6.

d. Phương pháp phân tích bề mặt san bằng

Người đầu tiên đề xuất phương pháp này là I.U.A.Meseriakov. Đó là các bề mặt có nguồn gốc và tuổi khác nhau, chúng được thành tạo một cách lâu dài trong điều kiện bù trừ hoàn toàn của các quá trình nội sinh bởi các quá trình ngoại sinh và cuối cùng tương tự như các bề mặt trọng lực của trái đất. Các bề mặt như thế là dạng địa hình được kết thúc một chu kỳ địa mạo. Chúng được thành tạo trong điều kiện kiến tạo yên tĩnh. Trong vùng núi do kết quả phá huỷ địa hình núi, các bề mặt san bằng bóc mòn lục địa được hình thành. Các vật chất thô vụn, kaloit, vật chất hoá học được vận chuyển từ vùng bào mòn xuống các vùng lắng đọng, tạo nên các đồng bằng sông, hồ và biển. Nếu các đồng bằng này được hình thành trên cùng một cơ sở xâm thực (mực biển) thì sẽ xuất hiện bề mặt san bằng đa nguồn gốc. Trong giai đoạn tiếp theo, nếu các chuyển động kiến tạo hồi sinh, thì bề mặt san bằng nói trên sẽ bị biến dạng. Đặc biệt, trong tân kiến tạo đã xảy ra một số thời kỳ ngưng nghỉ kiến tạo. Kết quả là hình thành các bề mặt san bằng có tuổi khác nhau. Như vậy, việc ứng dụng phương pháp phân tích các bề mặt san bằng đa nguồn gốc cho phép xác định trong vùng nghiên cứu tính xen kẽ của các giai đoạn có chế độ kiến tạo yên tĩnh và toàn bộ quá trình chuyển động kiến tạo thành tạo các cấu trúc vỏ quả đất, đặc biệt là giai đoạn tân kiến tạo. Tuổi của các bề mặt san bằng cho phép đánh giá vai trò của các nhân tố nội lực trong thành tạo địa hình trong các thời kỳ địa chất khác nhau. Việc phân tích này trở nên đơn giản, nếu trong vùng nghiên cứu chỉ có một bề mặt duy nhất và sẽ phức tạp nếu có nhiều tàn dư của bề mạt san bằng đa nguồn gốc.

24

Nghiên cứu sự biến dạng của các mặt san bằng cũng cho phép xác định tính chất dịch trượt thẳng đứng của các phá hủy đứt gẫy cắt qua chúng. Đây là những bằng chứng tin cậy minh chứng cho những hoạt động đứt gãy tân kiến tạo.

Nghiên cứu về sự hình thành và tồn tại của các bề mặt san bằng, nhằm xác định tuổi của các bậc địa hình và tuổi của các cấu trúc bị biến vị trên bề mặt đó (nón phóng vật, dòng chảy, bề mặt bóc mòn, tích tụ...).

Kết quả phân tích bề mặt san bằng, cho phép xác định các bề mặt có cùng khoảng thời gian thành tạo, từ đó có thể suy ra biên độ, tốc độ dịch chuyển ngang và thẳng đứng của đới đứt gãy trong giai đoạn nghiên cứu (Pliocen - Đệ Tứ).

1.4.2. Phương pháp viễn thám và GIS

Trong những năm gần đây, áp dụng công nghệ viễn thám và GIS đã giải quyết được nhiều vấn đề về địa mạo, địa chất và tân kiến tạo. Đặc biệt là các dạng địa hình, các yếu tố địa mạo, cấu trúc dạng tuyến, các cấu trúc tách giãn, các đứt gãy tân kiến tạo v.v.. Phương pháp này sử dụng các loại ảnh viễn thám (Spot, Landsat TM, ảnh máy bay...), các loại bản đồ địa hình và các phần mềm GIS (Mapinfo, Erdas Imagine, Arcview, Ilwis, Arc GIS...) để nắn chỉnh hình học, xây dựng mô hình DEM, tính toán, phân tích, tổ hợp và quản lý số liệu,...

25

Từ các loại ảnh viễn thám đã được nắn chỉnh, lọc nhiễu (đây là công tác đầu tiên và rất quan trọng bởi nó quyết định đến độ tin cậy của các thông tin trên ảnh) đó giúp cho các chuyên gia có được những cái nhìn từ tổng quan - đưa ra các nhận định ban đầu về khu vực, về lĩnh vực nghiên cứu (đặc điểm địa mạo, địa chất hay kiến tạo...) cũng như là bước định hướng cho việc tiến hành khảo sát bằng các phương pháp khác - đến việc đưa ra các nhận định chi tiết, chính xác (các dạng địa hình, các cấu trúc địa chất, vị trí chính xác các đứt gãy tân kiến tạo cũng như biên độ dịch chuyển của chúng,..., thông qua việc giải đoán và phân tích ảnh. Việc giải đoán và phân tích ảnh thường dựa vào nhận dạng bằng mắt trực tiếp các đối tượng. Trên ảnh vệ tinh, các yếu tố địa mạo, các kiến trúc kiến tạo chính được phản ánh qua đặc điểm độ xám ảnh trên các kênh ảnh, kiến trúc ảnh, hoa văn ảnh, các đặc tính khác và cách sắp xếp của chúng. Trên ảnh máy bay, các yếu tố kiến trúc kiến tạo chính được phản ánh qua đặc điểm tôn ảnh và cách sắp xếp của chúng trong không gian và việc giải đoán ảnh được tiến hành bằng việc trợ giúp của kính lập thể, để phát hiện các yếu tố cấu trúc địa phương. Các vị trí có độ xám đồng nhất, hoặc gần đồng nhất dạng diện (các bề mặt, các khối kiến trúc, các đới phá huỷ, các thung lũng...), dạng tuyến (các đứt gãy tân kiến tạo, mạng lưới thuỷ văn, đường sống núi, hệ thống đường lineament khác...). Việc xác định được chính xác các yếu tố trên, trong một số trường hợp có thể đánh giá được cơ thức, biên độ dịch trượt ngang của đứt gãy kiến tạo; quan hệ các bậc thềm sông suối; quan hệ các bậc địa

hình; quan hệ tuổi tương đối giữa các cấu trúc; tính phân đoạn của các đứt gãy; các biểu hiện hoạt động kiến tạo trẻ v.v..

Công nghệ GIS, với các phần mềm chuyên dụng, liên tục được cập nhật, nâng cấp đã góp phần quan trọng trong việc nâng cao độ tin cậy của ảnh viễn thám, xây dựng mô hình số độ cao (DEM), và đặc biệt là ảnh vệ tinh được lồng lên DEM, giúp nhận biết các đặc trưng về sự phân dị địa hình, chính xác vị trí các đứt gãy trẻ, cũng như bản chất và cơ chế hoạt động của các đứt gãy trẻ thông qua các dạng địa hình thể hiện dấu ấn của chúng như các facet tam giác, các điểm dịch chuyển của sống núi, sông suối, bãi bồi của trầm tích Đệ tứ...

1.4.3. Nhóm phương pháp trắc địa

Phương pháp trắc địa là phương pháp định lượng xác định tốc độ, biên độ dịch chuyển nằm ngang và thẳng đứng của các cấu trúc kiến tạo (các dạng địa hình) dọc đứt gãy. Cơ sở của phương pháp là xác định vị trí các mốc cố định được xây dựng trên các cấu trúc địa chất và đo đạc tính toán theo những thời điểm khác nhau. Để xác định chuyển động ngang của đới đứt gãy có thể sử dụng số liệu của lưới tam giác truyền thống, số liệu hệ định vị toàn cầu (GPS). Phương pháp thuỷ chuẩn đo lặp xác định chuyển dịch thẳng đứng của đới đứt gãy. Tuy nhiên, hiện nay GPS đã trở thành công nghệ chủ đạo trong nghiên cứu định lượng chuyển động hiện đại vỏ Trái đất, đó là nhờ những tính năng vượt trội của nó so với các thiết bị đo đạc kinh điển (máy kinh vĩ, máy đo xa điện quang, toàn đạc điện tử, v.v..). Công nghệ GPS cho phép đo tới khoảng cách lớn và với độ chính xác rất cao, sai số tương đối có thể đạt đến 10-9. Đo đạc bằng GPS không đòi hỏi thông hướng giữa các điểm như khi sử dụng các thiết bị kinh điển; điều này có nghĩa là không cần thiết phải bố trí điểm đo trên đỉnh núi, không phải xây dựng tháp để đặt máy và tiêu ngắm, mà có thể chọn bố trí điểm đo ở những nơi mà mục tiêu nghiên cứu yêu cầu và tiện lợi cho công tác đo đạc.

26

Số liệu đo GPS tại mỗi chu kỳ cho phép xác định các thành phần toạ độ của điểm đo cùng với sai số trung phương toạ độ ứng với thời điểm đo. Từ đó, trên cơ sở chuỗi số liệu đo các chu kỳ, có thể tính được biên độ dịch chuyển của điểm xẩy ra trong khoảng thời gian giữa các chu kỳ đo và tiếp theo khái quát được vận tốc chuyển dịch trung bình hàng năm của điểm, của khối cấu trúc và vận tốc biến dạng tại một địa phương cụ thể. Tuỳ thuộc hệ quy chiếu mà đây có thể là chuyển dịch tuyệt đối trong Khung Tọa độ Trái đất Quốc tế (ITRF) hay chuyển dịch tương đối giữa các khối kiến tạo.

Nội dung nghiên cứu chuyển động hiện đại bằng công nghệ GPS bao gồm (1) thiết lập trên vùng nghiên cứu một lưới các điểm quan trắc – trong văn liệu nước ta gọi là lưới GPS địa động, (2) tiến hành đo đạc theo từng thời gian (chu kỳ đo), (3) tiến hành xử lý số liệu các chu kỳ đo để xác định hướng và vận tốc chuyển động hiện đại khu vực nghiên cứu. Các bước nghiên cứu này được NCS trình bày như Mục 3.2.2.2.

1.4.4. Các phương pháp phân tích cổ động đất

- Phân tích các chuyển dịch trong tầng phong hoá;

- Phân tích các chuyển dịch trong tầng trầm tích Holocen;

Các phương pháp này được tiến hành trên cơ sở nghiên cứu các mặt cắt thẳng đứng bằng việc đào hào có phương vuông góc với đứt gãy hoạt động hoặc các vết lộ do các hoạt động nhân sinh: xây dựng đường, khu công nghiệp, cầu cống và các hoạt động canh tác,… Từ đó tiến hành đo đạc, tính toán và phân tích các biến dạng (nếu có) của các lớp trầm tích trẻ và vỏ phong hóa: Xác định tính chất và phương của đứt gãy hoạt động; đo đạc các đoạn biến vị địa tầng và dự đoán độ lớn hoạt động đứt gãy trẻ (xem Mục 3.1.1).

- Thu thập, phân tích các tài liệu cổ động đất xác định được thông qua các thiết bị đo đạc địa chấn của các trung tâm nghiên cứu động đất ở trong và ngoài nước về khu vực nghiên cứu. Các tài liệu này rất có ý nghĩa và cho phép sơ bộ đánh giá về các đặc trưng về cổ động đất trong khu vực và vùng lân cận như về độ lớn cực đại đã quan sát thấy, độ sâu tầng sinh chấn, tính chất đứt gãy,… (xem Mục 3.2.1).

1.4.5. Các phương pháp đánh giá địa chấn kiến tạo và gia tốc rung động

a. Các phương pháp đánh giá động đất cực đại

Các phương pháp chính được sử dụng để tính toán trong nghiên cứu này:

Phương pháp của Kanamori (1977); Hanks và Kanamori (1979) đề xuất tính magnitute - moment theo moment động đất bởi công thức [56]:

Mw = (2/3)(logMo-9.05) (1.1)

Và nếu tính theo độ sâu chấn tiêu bởi công thức :

Mw = 5.08 + 1.16 *log L (1.2)

Trong đó: Mw là magnitute - moment, Mo là moment động đất và L độ sâu

27

chấn tiêu.

Magnitute - moment khác với các thang magnitude khác vì nó liên quan trực tiếp tới tốc độ chuyển dịch trung bình và bề mặt đứt gãy phá huỷ, trong khi các thang magnitude khác phản ánh biên độ của các dạng đặc trưng riêng của sóng địa chấn.

Phương pháp của Well – Coppersmith (1989), tính động đất cực đại theo mặt và chiều dài đứt gãy: Bằng các nghiên cứu thực nghiệm, các tác giả đã đề xuất 3 phương pháp theo các công thức sau:

Theo chiều dài mặt đứt gãy (SRL):

M = 5.08 + 1.16 log (SRL) (1.3)

Tính theo biên độ dịch chuyển trung bình (AD):

M = 6.93 + 0.82 log (AD) (1.4)

Tính theo biên độ dịch chuyển cực đại (MD):

M = 6.69 + 0.74 log (MD) (1.5)

Và giữa các đại lượng: chiều dài, biên độ dịch chuyển trung bình và cực đại

cũng có mối tương quan với nhau:

log (SRL) = 1.43 + 0.56 log (MD) (1.6)

log (MD) = -1.38 + 1.02 log (SRL) (1.7)

log (AD) = -1.43 + 0.88 log (SRL) (1.8)

Trong đó: M là magnitude cực đại, SRL là chiều dài mặt đứt gãy (km), AD là

biên độ dịch chuyển trung bình (m), MD là biên độ dịch chuyển cực đại (m).

Các tác giả này còn sử dụng số liệu toàn cầu về các phá huỷ bề mặt liên quan với động đất và suy ra từ mối quan hệ giữa moment magnitude và diện tích bề mặt đứt gãy ứng với động học phá huỷ đứt gãy đó. Với đứt gãy trượt bằng, mối quan hệ như sau:

Mw = 3,98 + 1,02 log (S) (1.9)

Trong đó, Mw là moment magnitute, S là diện tích bề mặt đứt gãy (tính theo

km2) với độ lệch chuẩn là 0,25 từ kích thước chiều dài đứt gãy.

Phương pháp của Slemmons 1977, 1982 [118, 119]; tính động đất cực đại theo chiều dài và theo biên độ dịch trượt cho đứt gãy trượt bằng, đứt gãy nghịch và đứt gãy thuận: Cơ sở của các phương pháp này dựa vào các công thức:

28

Tính theo chiều dài đứt gãy:

+ Đứt gãy trượt bằng: Ms = 1.404 + 1.169 log L (1.10)

+ Đứt gãy nghịch: Ms = 2.021 + 1.142 log L (1.11)

+ Đứt gãy thuận: Ms = 0.809 + 1.341 log L (1.12)

Năm 1982, Slemmons; [119] đã phát triển các công thức trên và xây dựng

theo biên độ dịch chuyển của bề mặt đứt gãy:

+ Đứt gãy trượt bằng: Ms = 6.974 + 0.084 log D (1.13)

+ Đứt gãy nghịch: Ms = 6.793 + 1.306 log D (1.14)

+ Đứt gãy thuận: Ms = 7.668 + 0.750 log D (1.15)

Trong đó: Ms là magnitude cực đại được Slemmons thiết lập, L là chiều dài của đứt gãy tính theo đơn vị là mét (m), D là biên độ dịch chuyển của bề mặt đứt gãy, tính theo đơn vị là mét (m).

Phương pháp tính magnitude cực đại theo tốc độ dịch chuyển của đứt gãy (Smith, 1976) [120].

Phương pháp này được Smith, đưa ra lần đầu tiên vào năm 1976 dựa trên mối tương quan giữa tốc độ dịch chuyển dọc đứt gãy và khả năng gây ra động đất cực đại theo công thức; [120] :

M = 7.223 + 1.263 log S (1.16)

Trong đó: M là magnitude cực đại có thể, S là tốc độ dịch trượt tính bằng

mm/năm.

Phương pháp tính magnitude cực đại dựa vào diện tích đới phá huỷ của đứt gãy

Phương pháp này được Wyss xây dựng và phát triển năm 1979, [161], trên

cơ sở công thức:

M = 4.15 + log A (1.17)

Công thức này xây dựng cho các vùng có động đất rất mạnh, thường là vùng có moment magnitude từ trên 9,5. Đến năm 1983, Woodward và Clyde cũng phát triển hướng phương pháp, [160] này dựa trên cơ sở công thức:

lnA = 2.146 M – 8.384 (1.18)

Công thức này có ưu điểm cho các vùng có magnitude < 6; Trong đó: M là

29

magnitude cực đại, A là diện tích đới phá huỷ của đứt gãy tính bằng km2.

b. Phương pháp đánh giá gia tốc rung động cực đại

Gia tốc rung động cũng được đánh giá theo phương pháp trọng số. Do khu vực cần đánh giá rất gần chấn tiêu động đất nên các công thức đánh giá gia tốc rung động xây dựng từ số liệu các trận động đất gần nguồn được ưu tiên mang trọng số cao. Các công thức được xây dựng gần đây dựa trên số liệu phong phú nhưng có sử dụng cả những trận động đất trong vòng 100 km trở lại như của Ambrasey (1995), Idriss (1982), Woodward – Clyde ( 1983) [160] được tính hệ số 1.

Công thức được Xiang và Gao xây dựng ở Vân Nam Trung quốc do có cùng

hoàn cảnh địa động lực và cấu trúc địa chất nên cũng được sử dụng với hệ số 1.

Các công thức xây dựng trên tập số liệu của các trận động đất có bán kính từ 50 km trở lại do Campbell xác lập được ưu tiên cao nhất. 3 công thức của Campbell được xây dựng trên 3 mô hình toán học khác nhau vào năm 1981, mô hình thứ tư được xây dựng năm 1988. Công thức xây dựng năm 1997 của Campbell [23] nhận hệ số 3 do đã tập hợp được nhiều số liệu các trận động đất gần nguồn, kể cả số liệu năm 1981 và 1988. Như vậy các công thức của Campbell chiếm xấp xỉ tỉ trọng 40%.

Các công thức do Cornell, McGuire, Estena và Rosenblueth xây dựng vào những năm trước đây (1979, 1980, 1974) do số liệu chủ yếu dựa trên các trận động đất xa từ hơn 100 km lại hầu như không có trận động đất gần hơn 50 km nên việc ngoại suy cho những trận động đất gần sai số rất lớn, chỉ được tính toán để tham khảo.

Công thức tính gia tốc rung động theo Xiang và Gao ( 1994)

PGA = 0.2529 e0.5155M (R+10) -1.1516 (1.19)

Trong đó, R là khoảng cách từ đập tới chấn tiêu; M là magnitude; PGA tính

theo g với g = 980 cm/s2

Công thức tính theo Campbell 1997 có dạng :

2 +(0.149exp(0.647M))) + (1.125- (0.440 – 0.171ln(Rs))Ssr + 0.405 –

ln(Ah) = -3.512 +0.904M – 1.328ln (sqrt(Rs

0.112ln(Rs)-0.0957M)F + 0.222ln(Rs))Shr + ε (1.20)

30

Trong đó: Ah tính theo g; ε là sai số ngẫu nhiên; M là magnitude; Rs là khoảng cách ngắn nhất từ đập tới mặt đứt gãy ở độ sâu của chiều dày sinh chấn; F là

hệ số dạng đứt gãy, F = 0 đối với đứt gãy trượt bằng và F = 1 đối với đứt gãy nghịch, F = 0.5 với đứt gãy thuận; Shr và Ssr là các hệ số phụ thuộc tính cơ lý của đá nền đập. Shr = Ssr = 0 với bồi tích và đất. Shr = 0 và Ssr = 1 với đá mềm và Shr = 1 và Ssr = 0 với đá cứng.

Gia tốc rung động được tính cho động đất cực đại (Maximum credible earthquake, viết tắt là MCE), động đất thiết kế cực đại (Maximum desigh earthquake viết tắt là MDE) và động đất cơ sở vận hành (Operation basis earthquake, viết tắt là OBE).

Động đất ước lượng cực đại (MCE) là động đất lớn nhất có thể xuất hiện dọc theo một đoạn đứt gãy nào đó, hoặc trong một đơn vị kiến tạo xác định, dựa trên sự hiểu biết của khung cảnh kiến tạo cụ thể. Thông thường động đất ước lượng cực đại là giới hạn trên của động đất.

Động đất thiết kế cực đại (MDE) là động đất gây ra mức độ cao nhất, gia tốc rung động nền cho đập được thiết kế mà đập vẫn an toàn. Thông thường người ta chấp nhận xác suất xuất hiện (MDE) sẽ là 10% trong thời gian ứng với tuổi thọ của công trình (100 năm), khi đó (MDE) có chu kỳ lặp là 950 năm.

Động đất cơ sở vận hành (OBE) thể hiện mức độ dịch chuyển nền tại thân đập và tại đó đập chỉ bị những hư hỏng nhỏ. Nó đồng thời tính tới thời hạn thiết kế và động đất trong quá khứ được ghi lại trong catalog hoặc ghi nhận được trên thực địa. Thông thường người ta chấp nhận xác suất xuất hiện của động đất cơ sở vận hành là 50% trong thời gian ứng với tuổi thọ công trình (100 năm), khi đó chu kỳ lặp của động đất cơ sở vận hành là 145 năm.

Một khi đánh giá được động đất cực đại, tính tới qui luật lặp lại động đất, ta có thể xác định (MDE) và (OBE). Như vậy gia tốc rung động ở đây được tính với trường hợp động đất cực đại, các chu kỳ lặp 145 năm, 475 năm, 950 năm và cả 10000 năm.

1.4.6. Các phương pháp mô phỏng, mô hình

31

Xác định các tham số để xây dựng mô hình; Xác định vectơ chuyển dịch trên mặt và ở các độ sâu khác nhau; Xác định thay đổi ứng suất trên mặt và độ sâu khác nhau cả về hướng chính và độ lớn; Dùng công nghệ GIS để chồng chập phần địa hình với các kết quả tính toán trên mô hình; Đề suất các dự báo địa động lực hiện đại trên cơ sở nghiên cứu mô hình.

CHƯƠNG 2

ĐẶC ĐIỂM ĐỊA MẠO ĐỚI ĐỨT GÃY SÔNG HỒNG

2.1. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ ĐỊA HÌNH VÀ CÁC NHÂN TỐ THÀNH TẠO

2.1.1. Đặc trưng địa chất - kiến tạo trước Pliocen khu vực nghiên cứu và khu vực lân cận

Đới ĐGSH là một thể địa chất-địa mạo và kiến tạo của khu vực rìa đông nam cao nguyên Tây Tạng. Đây là khu vực bị biến dạng rộng rãi như là kết quả của sự đụng độ Ấn-Á xảy ra cách ngày nay khoảng 50 triệu năm. Trong suốt thời gian Kainozoi giữa, một số đới trượt chính, trong đó có đới trượt cắt Ailao Shan-Sông Hồng, đã điều tiết sự biến dạng, sự quay và sự thúc trượt của các khối vỏ (Tapponnier và nnk, 1986 [122], 1990 [125]; Leloup và nnk, 1995 [76]; Harrison và nnk, 1996 [57]; Wang and Burchfiel, 1997 [153]).

Trong giai đoạn trước Pliocen, đới trượt cắt Ailao Shan-Sông Hồng được chứng minh với sự phong phú các dấu hiệu thể hiện cơ chế trượt bằng trái, sự trượt này là không liên tục từ phía đông nam Tây Tạng tới Biển Đông (Tapponnier và nnk, 1990 [125]; Leloup và nnk, 1993 [78]; 1995 [76]; 2001 [77]). Bốn khối núi biến chất, Xuelong Shan, Diancang Shan, Ailao Shan (ở Vân Nam, Trung Quốc) và DNCV (ở Việt Nam) được bóc lộ như những vành đai các đá biến chất rộng 10- 20km (Leloup và nnk, 1995 [76], 2001 [77]). Đới trượt cắt Ailao Shan được đánh giá có biên độ chuyển dịch 700 ± 200km (Leloup và nnk, 1995 [76]) và hoạt động ít nhất vào khoảng 34 triệu năm trước (dựa vào tuổi của các bao thể monazite trong garnet đồng động lực, Gilley và nnk, 2003 [50]). Đới trượt được nâng lên rất nhanh trong sự trượt tách ngang (Harrison và nnk, 1992 [58]; Leloup và nnk, 1995 [76]; Harrison và nnk, 1996 [57]) hoặc là sự ép ngang (Wang và Burchfiel, 1997 [153]) từ ~25 triệu năm cho tới ~17 triệu năm (Harrison và nnk, 1996 [57]). Sự phân tách dữ liệu được giới hạn cũng có thể chỉ ra một chu kỳ nguội lạnh nhanh chóng giữa 13 và 10 triệu năm (Bergman và nnk, 1997 [17]; Leloup và nnk, 2001 [77]), nhưng không rõ ràng.

32

Ngoài các đá biến chất (thuộc 4 khối biến chất cao trên), thì lân cận đới trượt cắt Ailao Shan – Sông Hồng là nền Yangtze bao gồm phần chính là các đá cacbonat và bazan tuổi Pecmi. Các đá cacbonat nguồn gốc biển nông tuổi Mesozoic, trong trũng Chuxiong là các vỉa đá Jura và Creta mầu đỏ không có nguồn gốc biển

(Leloup và nnk 1995 [76]). Một vành đai hẹp là các đá trầm tích Oligocen và Miocen nguồn gốc hồ và sông bị biến rạng cao, điều đó ghi nhận sự bất chỉnh hợp của đới trượt cắt Ailao Shan là được gìn giữ ở phía đông bắc của đới trượt cắt dọc thung lũng Sông Hồng (Wang và nnk, 1998 [155]). Gần phía tây nam của đới trượt cắt là trũng Lanping-Simao, cấu tạo bởi nền đá Mesozoi và Kainozoi sớm màu đỏ, sự biến dạng được tìm thấy trong uốn nếp và đai chờm nghịch tuổi Kainozoi sớm- giữa (Leloup và nnk, 1995 [76]; Wang và nnk, 1998 [155]).

Khu vực nghiên cứu là một phần của đới ĐGSH, đây là khu vực có cấu trúc địa chất khá phức tạp và các hoạt động kiến tạo trẻ vẫn đang diễn ra ở hiện tại. Theo bản đồ địa chất và khoáng sản tỷ lệ 1:200.000, khu vực nghiên cứu nằm một phần trong các tờ bản đồ Lào Cai - Kim Bình, Bắc Quang, Yên Bái, Tuyên Quang, Điện Biên, Vạn Yên; bao gồm 3 đới cấu trúc chủ yếu là Sông Lô, Sông Hồng và Fansipan. Trên đới Sông Lô thuộc khoảng ranh giới Proterozoi - Paleozoi có loạt Sông Chảy gồm 2 hệ tầng Thác Bà và An Phú; thuộc Paleozoi có các hệ tầng Hà Giang, Chang Pung tuổi Cambri, Pia Phương, Mia Lé, Khao Lộc tuổi Đevon, Bắc Sơn tuổi Carbon-Permi; thuộc Mesozoi có các hệ tầng Yên Bình tuổi Trias và Bản Hang tuổi Creta; và thuộc Kainozoi chỉ có trầm tích Đệ tứ. Trên đới Sông Hồng có loạt Sông Hồng, bao gồm các hệ tầng núi Con Voi và Ngòi Chi, thuộc Proterozoi. Phủ trên chúng là trầm tích Neogen của hệ tầng Phan Lương và trầm tích Đệ tứ. Trên đới Fansipan, thuộc khoảng ranh giới Proterozoi - Paleozoi có loạt Sa Pa bao gồm các hệ tầng Sinh Quyền và Đá Đinh, thuộc Paleozoi chỉ có hệ tầng Cam Đường tuổi Cambri. Thuộc Mesozoi có hệ tầng Suối Bàng tuổi Trias, các hệ tầng Nậm Thếp, Văn Chấn thuộc Jura - Creta và thuộc Kainozoi có các diện hẹp trầm tích Neogen - Đệ tứ (Hình 2.1).

Lân cận đới ĐGSH có một số hệ đứt gãy lớn khác có vai trò khá quan trọng và cũng gây ảnh hưởng đến ĐGSH như: hệ thống đứt gãy Xianshuihe-Xiaojiang ở phía đông bắc, hệ đứt gãy Lai Châu – Điện Biên ở phía tây nam (gần đối xứng với hệ đứt gãy Xianshuihe-Xiaojiang qua ĐGSH) và hệ đứt gãy Dali ở phía tây bắc của đới ĐGSH.

33

Tóm lại, đặc trưng địa chất trong giai đoạn trước Pliocen của đới ĐGSH là bốn khối núi biến chất cao được bóc lộ như những vành đai các đá biến chất rộng 10-20km. Hoạt động kiến tạo theo cơ chế trượt bằng trái với tổng biên độ dịch trượt có thể đạt 700 ± 200km. Trong khu vực nghiên cứu, cấu trúc địa chất khá phức tạp với các đá có tuổi từ Proterozoi đến Kainozoi, nhiều đới siết ép trẻ phân bố dọc đới đứt gãy. Các đá trầm tích Kainozoi phân bố chủ yếu dọc các trũng dọc thung lũng

sông Hồng và sông Chảy. Ngoài ra chúng còn phân bố dọc các trũng giữa núi và thung lũng của các sông suối nhánh lớn của 2 hệ thống sông này.

2.1.2. Đặc trưng địa hình khu vực

Khu vực nghiên cứu, đoạn từ Lào Cai đến Việt Trì, đới ĐGSH được chia thành 2 nhánh đứt gãy chính là ĐGSH (tiếp tục kéo dài, chạy theo thung lũng Sông Hồng) và ĐGSC (chạy dọc Quốc lộ 70 và thung lũng sông Chảy), được phân tách bởi DNCV với dải trung tâm có độ cao trên 1000m so với mực nước biển. Đây là khu vực đồi núi cao nhất Việt Nam với nhiều đỉnh cao 2000 - 3000m, đặc biệt là đỉnh Fansipan, cao 3143m - là đỉnh cao nhất bán đảo Đông Dương, phát triển chủ yếu trên các đá granit. Nơi đây lại đang chịu nhiều hoạt động kiến tạo hiện đại: hoạt động nâng - hạ, hoạt động đứt gãy và dịch chuyển. Vì vậy khu vực này có sự phân hoá địa hình khá sâu sắc cả theo phương ngang (phương bắc - nam và đông - tây) lẫn phương thẳng đứng. Bên bờ phải sông Hồng, địa hình thường cao hơn, dốc hơn, địa hình sắc nhọn và phức tạp hơn bên bờ trái - địa hình thấp hơn, đơn giản hơn, đỉnh tròn và sườn thoải hơn. Khu vực Lào Cai có địa hình cao hơn (khu vực núi cao) và phức tạp hơn khu vực Yên Bái - là vùng chuyển tiếp từ trung du (Phú Thọ) lên khu vực núi cao (Lào Cai). Theo chiều thẳng đứng, khu vực dọc hai thung lũng sông Hồng và sông Chảy địa hình thấp, chủ yếu là các thềm và gò đồi thoải hay núi sót, chịu ảnh hưởng nhiều của dòng chảy. Càng về hai bên, địa hình càng cao dần và tạo nên nhiều bậc khác nhau, chúng phản ánh mối tương tác giữa chuyển động tân kiến tạo có đặc tính chu kỳ và tính không đồng nhất đối với các khu vực khác nhau.

34

Nhìn chung hình thái địa hình khu vực đều dốc, phân cắt mạnh và có xu hướng thấp dần từ tây bắc xuống đông nam. Các dãy núi lớn thường định hướng theo phương của các đứt gãy chính (phương TB - ĐN): dãy núi Hoàng Liên Sơn - Pu Luông, DNCV,… Phần sườn đông bắc của dãy Hoàng Liên Sơn, các dãy núi nhỏ lại có phương đông bắc - tây nam và bị các đứt gãy cắt qua. Xen kẽ với núi đồi là địa hình cao nguyên, trũng giữa núi, bồn địa và thung lũng. Đáng kể nhất là cao nguyên Bắc Hà, Mường Khương; thung lũng sông Hồng, sông Chảy, ở đó nó được tách ra thành các trũng: Lào Cai, Bảo Hà, Bảo Yên, Yên Bái, Phong Châu; các bồn địa: Mường Lò (Văn Chấn), Đại Phú An (Văn Yên), Mường Lai (Lục Yên)... Các trũng này được hình thành chủ yếu do quá trình sụt lún và chuyển dịch kiến tạo. Các cuội trong các trầm tích Neogen thường bị cắt thành nhiều mảnh nhỏ và bị dịch trượt trái. Các thung lũng dọc các sông suối nhánh đổ vào sông Hồng, sông Chảy tiếp tục cho địa hình khu vực thêm đa dạng và tăng độ phân cắt. Các đặc trưng này

phản ánh sự phù hợp với cấu trúc địa chất và kế thừa hoạt động kiến tạo cổ, tái hoạt động trong giai đoạn tân kiến tạo và kiến tạo hiện đại.

Tóm lại, phân tích hình thái địa hình khu vực nổi lên các đặc trưng đó là tính khối tảng của địa hình thể hiện sự phù hợp giữa bình độ sơn văn và cấu trúc địa chất cổ; tính phân bậc phản ánh mối tương tác giữa chuyển động Tân kiến tạo có đặc tính chu kỳ và tính bất đối xứng với vai trò chủ đạo là hoạt động nâng - hạ không đồng nhất trên các cấu trúc địa chất, đứt gãy khác nhau. Các đặc trưng này phản ánh đúng bình đồ kiến tạo chung của khu vực. Các vấn đề này sẽ được làm rõ ở các phần tiếp theo.

2.1.3. Khái quát đặc điểm khí hậu

Do có sự phân dị khác nhau của địa hình, vì vậy mà đặc điểm khí hậu ở đây

cũng có sự phân hoá khác nhau:

Khu vực Lào Cai, do địa hình phức tạp, nhất là nhiều núi cao nên Lào Cai có khí hậu đa dạng, phân hóa theo mùa và khác biệt giữa các vùng. Nhiệt độ trung bình năm 20 - 22oC. Những vùng có độ cao từ 700m trở lên có khí hậu á nhiệt đới pha ôn đới, nhiệt độ trung bình năm từ 18o - 28oC. Ở những thung lũng, nhiệt độ lên tới 30oC, riêng Sa Pa có khi nhiệt độ xuống dưới 0oC, thậm chí có mưa tuyết.

Lào Cai có lượng mưa thấp. Lượng mưa trung bình năm khoảng 1400 - 1500 mm/năm, năm mưa nhiều có thể đạt 2700 mm/năm. Vùng ít mưa nhất là ở Than Uyên, Sa Pa.

Gió ở Lào Cai mang nhiều sắc thái địa phương. Đặc biệt ở Than Uyên có gió

lốc rất mạnh, ở Sa Pa có gió Ô Quy Hồ...

Những dãy núi cao chạy theo hướng TB - ĐN tạo thành những bức tường thiên nhiên ngăn chặn gió bão. Vì thế ở Lào Cai ít bão và ít bị ảnh hưởng của gió mùa đông bắc. Những yếu tố khí hậu đó tạo thuận lợi cho việc phát triển nông nghiệp, lâm nghiệp, phát triển các cây trồng nhiệt đới, á nhiệt đới, phát triển du lịch.

Còn ở khu vực Yên Bái, mặc dù có địa hình thấp hơn và không phức tạp bằng khu vực Lào Cai, song trên nền nhiệt đới ẩm gió mùa, khí hậu ở đây cũng ít nhiều chịu tác động của địa hình núi cao và khá phức tạp. Một vài chỉ số trung bình năm như sau: tổng nhiệt độ 7500o - 8000oC, nhiệt độ 22o - 23oC, lượng mưa 1500 - 2200 mm, độ ẩm 83 - 87 %.

35

Khu vực Yên Bái có 2 mùa rõ rệt: Mùa hạ từ tháng IV đến X. Đây là thời kì nóng ẩm, nhiệt độ trung bình trên 25oC (tháng nóng nhất 37o - 38oC). Mưa nhiều,

thường kèm gió xoáy, gây lũ quét, ảnh hưởng lớn đến sản xuất và đời sống. Sự phân bố mưa và lượng mưa chịu tác động rõ nét của địa hình. Lượng mưa giảm từ đông sang tây. Dọc theo thung lũng sông Hồng, mưa giảm dần từ đông nam lên tây bắc. Do ảnh hưởng của hướng gió và địa hình dãy Hoàng Liên Sơn nên vào mùa hạ, sườn tây mưa ít hơn sườn đông và phía tây có gió Lào.

Mùa đông kéo dài từ tháng XI đến tháng III năm sau. Ở vùng cao, mùa đông đến sớm hơn và kết thúc muộn hơn so với vùng thấp. Ở những nơi có độ cao trên 1500 m hầu như không có mùa hạ, nhiệt độ thường dưới 20oC. Trên vùng núi cao có nơi nhiệt độ dưới 0oC, có sương muối và tuyết. Vào đầu mùa đông (tháng XII, I) thường xảy ra hạn hán, vào cuối mùa lại dầm dề mưa phùn.

Xuống đến vùng trung du Phú Thọ, do địa hình thấp và ít phân dị hơn nên chế độ nhiệt ẩm ở khu vực này khá ôn hòa. Nhiệt độ trung bình hàng năm khoảng 23oC. Mùa hạ kéo dài từ tháng V tới tháng X, nhiệt độ trung bình cao nhất vào tháng VII (khoảng 29oC). Mùa đông từ tháng XI tới tháng IV năm sau, nhiệt độ trung bình thấp nhất vào tháng I (khoản 16oC). Số giờ nắng trong năm khá cao (1300-1400 giờ/năm). Lượng mưa trung bình khoảng 1500mm/năm, tập trung vào 5 tháng, từ tháng V đến tháng IX. Độ ẩm trung bình là 85-86%.

Tóm lại, khí hậu khu vực có sự phân hóa khá lớn theo sự phân dị khác nhau của địa hình khu vực. Ngược lại, các đặc trưng khí hậu khu vực cũng là nhân tố quan trọng, gây ảnh hưởng tới các cấu trúc địa chất và địa hình thể hiện qua lớp vỏ phong hóa nơi đây thường dày, quá trình bóc mòn, rửa trôi khá mạnh mẽ,... làm phức tạp hóa địa hình trên bình đồ cấu trúc do các quá trình nội sinh tạo ra.

2.2. ĐẶC ĐIỂM TRẮC LƯỢNG HÌNH THÁI ĐỊA HÌNH

Để làm rõ đặc điểm địa mạo, cũng như làm rõ sự thể hiện của các hoạt động kiến tạo trẻ trên địa hình đới ĐGSH và vùng núi kế cận Lào Cai – Việt Trì, công tác nghiên cứu trắc lượng hình thái khu vực được tiến hành bằng việc thành lập các loại sơ đồ: phân bậc độ cao, chia cắt sâu (CCS), chia cắt ngang (CCN) và độ dốc.

2.2.1. Đặc điểm phân bậc địa hình

36

Để xác định tính phân bậc của địa hình, NCS đã tiến hành xây dựng hệ thống 43 mặt cắt song song với nhau và thẳng góc với hướng sơn văn của khu vực nghiên cứu (Hình 2.2). Từ đó NCS xây dựng mặt cắt trùng hợp (Hình 2.3) và xác định các bề mặt tương đối bằng phẳng hay gần như nằm ngang (vùng có gradient độ dốc thấp) và tập hợp chúng lại thành các bậc địa hình. Hiện nay, việc xây dựng các mặt cắt địa hình như trên là khá dễ dàng nhờ việc ứng dụng công nghệ GIS với các phần

mềm chuyên ngành hiện đại như ARC GIS, ERDAS IMAGINE, MAP VERTICAL,..., nên ta có thể thực hiện rất nhiều các tuyến mặt cắt khác nhau và ghép nối thành mặt cắt trùng hợp, điều này đã làm giảm và khắc phục được rất nhiều hạn chế về việc đặt các tuyến mặt cắt.

Hình 2.2: Sơ đồ phân cấp độ cao và vị trí các tuyến mặt cắt địa hình (Khu vực đới ĐGSH đoạn Lào Cai – Việt Trì)

37

Qua quá trình nghiên cứu và phân tích hệ thống các mặt cắt NCS thấy đặc điểm phân bậc địa hình của khu vực là khá rõ nét. Do khu vực nằm trong vùng có hoạt động kiến tạo rất mạnh (ranh giới phân chia khối lục địa Nam Trung Hoa và khối Đông Dương) và hiện tại vẫn đang diễn ra các hoạt động kiến tạo hiện đại với sự chuyển dịch và nâng hạ khác nhau. Vì vậy mà bên cạnh sự phân chia thành nhiều bậc địa hình khác nhau trong cùng một vùng thì giữa các vùng khác nhau cũng có số bậc khác nhau. Nói chung, chúng cũng tuân theo đặc trưng của địa hình như đã phân tích ở phần trên (Mục 2.1). Càng ở các bậc địa hình có bậc độ cao lớn thì số di tích còn lại càng ít (Hình 2.3). Do các bậc này đã bị các quá trình ngoại sinh tác động một cách mạnh mẽ làm cho chúng bị phân cắt, bị phá huỷ dần theo thời gian.

Bậc địa hình cao nhất của khu vực nghiên cứu cũng như ở Việt Nam và bán đảo Đông Dương mà ta còn có thể quan sát thấy đó là mặt san bằng đỉnh Hoàng Liên Sơn có tuổi giả định là Paleogen giữa – muộn [7]. Tiếp đến là bề mặt SaPa cao 1600m, tương ứng với bề mặt Đà Lạt ở Lâm Đồng được giả định tuổi Miocen [7].

Ngoài các dạng địa hình thấp là các thế hệ thềm sông và bãi bồi, phân bố theo dạng tuyến dọc theo thung lũng sông Hồng và sông Chảy cũng như một số sông suối nhánh lớn của chúng (xem thêm ở Mục 2.4.4). Theo như kết quả tính toán (Hình 2.2 và Hình 2.3) khu vực nghiên cứu có sự tồn tại của 11 bậc địa hình khác nhau. Càng về phía đông nam, do địa hình thấp dần nên ta thấy có sự phát triển mạnh mẽ của các bậc có độ cao thấp: 200m – 300m, 400m – 600m, 900m – 1100m,…

Hình 2.3: Mặt cắt trùng hợp thể hiện các BMSB khu vực nghiên cứu

2.2.2. Đặc điểm chia cắt sâu

Dựa trên nguyên tắc như đã được trình bày ở Mục 1.3.1(c), NCS đã xây dựng được sơ đồ chia cắt sâu khu vực nghiên cứu và vùng lân cận (Hình 2.4). Sơ đồ này được phân ra làm 8 mức độ chia cắt, tương ứng với 4 cấp độ khác nhau là: yếu (với các độ chia cắt từ 0-50 m/km2 đến 50-100 m/km2), mức độ trung bình (từ 100-150 m/km2 đến 150-200 m/km2), mức độ mạnh (từ 200-250 m/km2 đến 250-350 m/km2) và rất mạnh (từ 350-500 m/km2 đến trên 500 m/km2).

38

Trên sơ đồ chia cắt sâu Hình 2.4, trước hết ta thấy nổi rõ các cấu trúc tân kiến tạo lớn với quy luật chung: khối nâng mạnh có CCS lớn hơn khối nâng yếu và yếu

nhất là các đới hạ lún tương đối. Từ đó có thể thấy rõ các khối nâng Fansipan, Tú Lệ, Con Voi, Hoàng Su Phì,... và các trũng hạ lún Phong Thổ - Bình Lư, Nghĩa Lộ - Văn Chấn, sông Hồng, sông Chảy, v.v.. Tuy nhiên khi phân tích chi tiết sẽ thấy mỗi cấu trúc tân kiến tạo đó có đặc điểm khác nhau về CCS do tính cách hoạt động nâng hạ và dịch chuyển kiến tạo khác nhau.

Hình 2.4: Sơ đồ chia cắt sâu đới ĐGSH khu vực Lào Cai-Việt Trì và vùng lân cận

39

Qua sơ đồ chia cắt sâu ta thấy vùng chân sườn tây nam của dãy Hoàng Liên Sơn, dải từ Phong Thổ – Binh Lư – Than Uyên đến nam Mù Cang Chải; vùng trũng Tú Lệ; thung lũng sông Hồng từ Phố Lu tới Yên Bái; thung lũng sông Chảy từ nam Phố Ràng tới hồ Thác Bà có giá trị CCS yếu nhất do đó là các vùng hạ lún tương đối. Tuy nhiên, ta còn thấy trong khu vực này còn có một số dị thường về các vùng CCS yếu nhất. Trước hết đó là khu vực dọc sườn đông bắc dãy Hoàng Liên Sơn chạy song song và gần đường chia nước giữa sông Hồng và sông Đà. Sở dĩ khu vực này có độ CCS yếu có thể là do ở đó có sự tồn tại một bề mặt san bằng và các hoạt động xâm thực chia cắt chưa kịp phá huỷ phân cắt chúng. Còn khu vực dọc thung lũng sông Hồng (bắc Phố Lu trở lên), ta lại thấy đường chia cắt sâu yếu nhất không

phải trùng với lòng sông hiện tại mà hơi lệch về phía tây nam cách sông khoảng 4 km đến 8km rồi đi vào vùng Cam Đường, Võ Lao, Văn Bàn. Theo Lê Đức An [7] thì đó chính là một thung lũng giữa núi cổ. Điều này cũng nhận thấy trên đoạn từ TP. Lào Cai tới Phố Ràng, đường CCS yếu nhất cũng không trùng với sông Chảy mà chạy theo đứt gãy sông Chảy và ta có thể dễ dàng nhận thấy khi đi trên quốc lộ 70. Còn trên các cao nguyên Mường Khương, Bắc Hà và Hoàng Su Phì thì đường chia cắt sâu yếu nhất không phải là dạng tuyến chạy theo phương tây bắc - đông nam như các vùng trên mà là các đoạn ngắn và chạy theo nhiều phương khác nhau.

Về vùng chia cắt sâu mạnh nhất, chúng thường phân bố trùng với các khối nâng cao nhất. Tuy nhiên, chúng cũng thể hiện rất khác nhau trên địa hình núi cao của khu vực. Đáng chú ý, có thể phân biệt các kiểu CCS sau (Hình 2.4):

+ Kiểu CCS trên DNCV rất đơn giản. Phần chia cắt sâu mạnh nhất tạo thành một dải theo phương của dãy núi và đường chia nước gần như nằm ở phần trung tâm của dải, rồi giảm dần về hai sườn. Đặc điểm này phản ánh một địa luỹ hẹp, kéo dài và xâm thực sâu của các suối bên sườn đã cắt đến đường đỉnh.

+ Kiểu CCS trên núi Fansipan (từ biên giới Việt – Trung tới thung lũng Nậm Chăn). Vùng CCS mạnh nhất không theo đường chia nước mà tạo thành hai tuyến có cường độ từ 350 đến trên 500m/km2 trùng với sườn đông bắc và sườn tây nam, trong đó sườn tây nam có độ chia cắt mạnh hơn.

+ Kiểu CCS trên núi Tú Lệ (từ thung lũng Nậm Chăn tới thung lũng Ngòi Lao). Khu vực này bức tranh CCS phức tạp hơn các khu vực trên. Đường CCS mạnh nhất không tạo thành dải mà theo nhiều đoạn bao quanh các trũng giữa núi. Tuy nhiên, từ phía sông Hồng lên đến đường chia nước với sông Đà ta cũng thấy có hai lớp CCS, lớp gần đường chia nước thi liên tục và có độ CCS mạnh hơn lớp gần sông Hồng. Điều này phản ánh đặc điểm xâm thực của hệ thống suối khu vực khi cắt qua hai dãy núi cùng phương TB - ĐN với dải chính ở gần đường chia nước cao hơn và liên tục hơn.

+ Kiểu CCS trên “Vòm Sông Chảy”. Ở khu vực này, các vùng CCS mạnh

thường phân tán, tuy nhiên ở sườn nam và tây nam có độ CCS mạnh hơn cả.

40

Như vậy ta thấy, đặc điểm CCS đới ĐGSH và vùng núi kế cận phản ảnh khá rõ các cấu trúc tân kiến tạo, cả đặc điểm hình thái và cả tính chất nâng, hạ của chúng, bởi về thực chất CCS là dạng phản ứng nhanh nhạy nhất của sông suối đối với các hoạt động nâng kiến tạo trẻ và hiện đại.

2.2.3. Đặc điểm chia cắt ngang

Khi nghiên cứu về cấu trúc kiến tạo thì các đặc đặc điểm chia cắt ngang (CCN) không có nhiều ý nghĩa bằng các đặc điểm CCS, bởi vì tính chất CCN của một lãnh thổ do nhiều yếu tố quyết định: kiến tạo đứt gãy, thạch học, địa hình, hướng sườn, lượng mưa,... Tuy nhiên, khi nghiên cứu về đặc điểm địa hình, địa mạo và địa động lực hiện đại dọc đới ĐGSH, qua việc thành lập và phân tích sơ đồ CCN, ta thấy mật độ sông suối ở khu vực này khá cao so với mức trung bình trên toàn lãnh thổ Việt Nam (Theo Lê Thông [129], thì mật độ sông suối trung bình của Việt Nam là 0,6km/km2). Phần lớn diện tích khu vực có mật độ từ 2.5 km/km2 đến trên 3km/km2, các vùng có mật độ trên 3km/km2 phân bố chủ yếu ở các thung lũng sông và suối lớn, còn các vùng có mật độ dưới 2km/km2, thường phân bố dọc theo các đường chia nước và trên các vùng bình nguyên và sơn nguyên (Hình 2.5).

41

Hình 2.5: Sơ đồ chia cắt ngang đới ĐGSH (Khu vực Lào Cai-Việt Trì và vùng lân cận)

2.2.4. Đặc điểm độ dốc

Vì đây là khu vực đồi núi cao và đã từng có hoạt động kiến tạo mạnh mẽ nên khu vực có sự phân dị địa hình khá lớn, các núi cao xen kẽ các thung lũng sông sâu. Nhìn chung khu vực có độ dốc khá lớn, tập trung nhiều nhất là khoảng từ 10 đến 30o (chiếm phần lớn diện tích) (Hình 2.6).

Hình 2.6: Sơ đồ độ dốc đới ĐGSH khu vực Lào Cai-Việt Trì và vùng lân cận

42

Dọc sông Hồng phân bố một dải hẹp có độ dốc thấp nhất (0 - 10o); dải đó ở nhiều đoạn có ranh giới thẳng, rõ nét, trùng với các đứt gãy thành phần, thường phân bố ở bên bờ trái, khống chế các cung uốn khúc. Sông Hồng có đặc điểm là song song với sơn văn của 2 bên bờ và không cắt ngang cấu trúc địa chất và vì thế không tạo ra đột biến địa hình ở dọc bờ sông, như ở các sông khác. Trong khi đó dọc Sông Chảy ở phần lãnh thổ Việt Nam độ dốc thấp liên tục không tạo thành một dải, mà chỉ phát triển ở từng đoạn riêng biệt. Điều đó có thể lý giải là sông Chảy nhiều đoạn cắt qua địa hình núi và cắt qua cả cấu trúc địa chất. Đoạn sông Chảy ở phía đông Mường Khương cắt vào sườn cao nguyên, tạo sườn thung lũng có độ dốc lớn, đến 30 – 45o, như dạng hẻm vực. Nhiều vùng trũng và thung lũng giữa núi khu

vực cũng được phản ảnh trên sơ đồ bằng giá trị độ dốc thấp nhất (Cam Đường, Võ Lao,...)

Đường chia nước của Hoàng Liên Sơn không hoàn toàn là một dải có độ dốc lớn nhất. Ở đó xen kẽ các độ dốc khác nhau từ 10 - 200 cho đến trên 45o. Vùng đỉnh có độ dốc lớn phân bố ở tây huyện Sa Pa, tây bắc huyện Văn Bàn (Hình 2.6).

Trên DNCV (trong phạm vi ranh giới phía ĐB huyện Văn Yên), bức tranh độ dốc có khác biệt: ở đây dải đường đỉnh núi có độ dốc lớn (trên 40o). Đặc biệt là các suối cấp l cắt vào đường chia nước của dãy núi này phổ biến tạo các vách dốc (>45o), mà có thể cho là do các hoạt động nâng trẻ và hiện đại tạo ra.

Độ dốc lớn nhất (>45o) như một quy luật, phân bố chủ yếu dọc theo thượng nguồn các suối. Ở khối núi Fansipan, thượng nguồn các suối cấp 3, 4, 5 thường có sườn rất dốc (>45o), thường trùng vào các đứt gãy kéo dài, có phương ĐB - TN hoặc TB - ĐN, phản ảnh tính chất địa luỹ - khối tảng của khối núi. Nhìn chung các sườn thung lũng suối rất dốc phân bố chủ yếu ở bậc địa hình cao trên 1000m.

Như vậy, độ dốc cũng có sự phân dị phù hợp với địa hình và cấu trúc kiến tạo; các vùng có độ dốc nhỏ phân bố thành dải hẹp 2 bên bờ của sông Hồng và sông Chảy, đặc biệt phổ biến ở khu vực phía nam vùng nghiên cứu (từ phía nam TP. Yên Bái đến Việt Trì). Ngoài ra, các vùng có độ dốc nhỏ còn có thể quan sát thấy trên các cao nguyên hay các thung lũng giữa núi phản ánh đúng kiến trúc hình thái khu vực (Hình 2.6).

2.3. ĐẶC ĐIỂM KIẾN TRÚC HÌNH THÁI

Các đặc trưng KTHT phản ánh rõ các yếu tố địa hình được thành tạo do các chuyển động kiến tạo, đặc biệt là các chuyển động kiến tạo trẻ. Qua quá trình nghiên cứu, có thể chia KTHT khu vực dọc đới ĐGSH đoạn Lào Cai - Việt Trì thành 10 kiểu KTHT với 22 phụ kiểu. Theo nguồn gốc bao gồm 3 nhóm: kiến tạo, kiến tạo nham thạch và kiến tạo bóc mòn. Theo tính chất nâng-hạ bao gồm 2 nhóm: KTHT nâng TKT và KTHT hạ tương đối và sụt lún TKT (Hình 2.7).

2.3.1. Kiến trúc hình thái nâng kiến tạo

43

Trên bản đồ KTHT khu vực (Hình 2.7), nhóm kiến trúc này chiếm diện tích ưu thế cả bên bờ phải và bờ trái sông Hồng. Chúng bao gồm cả ba loại nguồn gốc là kiến tạo, kiến tạo nham thạch và kiến tạo bóc mòn.

a) Kiểu kiến trúc hình thái kiến tạo

Kiểu KTHT này bao gồm các kiểu “1” và “2” trên bản đồ Hình 2.7. Biên độ nâng từ yếu tới mạnh, mạnh nhất là khu vực dãy núi Pò Sen bên bờ phải Sông Hồng. Chiếm ưu thế phải kể tới các kiểu kiến tạo địa lũy dạng bậc (phụ kiểu 2a, 2b và 2c trên bản đồ KTHT Hình 2.7). Kiểu KTHT này đặc trưng là dải núi sườn phía đông của dãy Fansipan, được xác định phía đông bắc là hệ thống ĐGSH, phía tây nam là đứt gãy Sa Pa và phía ĐN - thung lũng Nậm Chăn. Đây là bậc địa hình thấp, phần sườn bên ngoài của dãy Fansipan. Kiểu KTHT này bao gồm các khối được nâng lên với cự ly khác nhau, tạo 3 bậc chính (500m, 1.000m và 2.000m). Đây là địa hình núi trung bình (loại cao - độ cao tuyệt đối 1000-1.600m) sườn núi dốc. Đường chia nước khá rõ, mật độ chia cắt ngang từ 1-1,5km/km2, độ chia cắt sâu 200-500m. Lớp phong hóa trên mặt dày khoảng 3-5m. Quá trình ngoại sinh chủ yếu có nguồn gốc bóc mòn xâm thực. Trong khu vực đá trầm tích địa hình có bề mặt tương đối bằng phẳng. Ở vùng xung quanh Sa Pa địa hình cấu tạo trên đá có tuổi Cambri, thường tạo thành các đồi tròn, hai bên sườn thoai thoải, lớp phong hóa kiểu bóc vỏ khá đồng đều. Nhưng hai bên thì hầu hết đã bị rãnh xâm thực nông chia cắt, có nơi rãnh chia cắt chạy sát đường chia nước. Mặt sườn lồi có độ dốc khoảng 15- 200. Độ cắt sâu khoảng 300-500m. Mặt sườn gập ghềnh mấp mô, phát triển các rãnh xâm thực nhỏ, quanh co. Mật độ chia cắt 1,5-2km2. Độ chia cắt sâu 300-600m có nơi đến 700m. Tầng tàn tích trên mặt ở khu vực km32 quốc lộ 4D từ Lào Cai đi Sa Pa dày đến 3-6m, màu đỏ, còn những nơi khác mỏng hơn [79].

Có biên độ nâng yếu hơn là kiểu KTHT kiến tạo địa lũy phân bố dọc bờ trái sông Hồng, điển hình là DNCV. Dãy núi này được giới hạn bởi nhánh ĐGSH và ĐGSC. Hệ thống núi dạng tuyến tây bắc đông nam kéo dài trên 40km và rộng khoảng 30km cao nhất là ở phía tây làng Khay (1.450m) và thấp dần về phía tây bắc xuống 750-400m. Địa hình nhô cao chênh lệch so với hai bên lên tới 700-1.000m, đường chia nước liên tục kéo dài, trên đó tồn tại các bề mặt tương đối bằng phẳng (vết tích của bề mặt san bằng còn sót lại). Sườn bị phá hủy mạnh, độ dốc từ 35-450, có nhiều vách đổ lở ở các độ cao khác nhau.

44

Mạng lưới sông suối phát triển dạng lông chim với độ CCN từ 2-2,4km/km2, các suối chuyển bậc nhanh và thẳng có trắc diện dọc dốc, nhiều thác, trắc diện ngang có dạng chữ “V” hẹp. Dãy núi hình thành trên đá biến chất tuổi Proterozoi đã trải qua quá trình phát triển lục địa lâu dài. Vì vậy cấu trúc địa chất không được phản ánh rõ nét trên địa hình. Trong khi đó, hình thái của địa hình bộc lộ nhiều hơn mối quan hệ phụ thuộc vào tính chất nâng địa lũy TKT.

b) Kiến trúc hình thái kiến tạo nham thạch

Các kiểu KTHT điển hình như:

- Dãy núi địa lũy khối tảng phát triển trên đá xâm nhập

Là dải cao nhất của dãy Fansipan (2.800 – 3.000m). Phía TN xác định bởi hệ đứt gãy dọc Phong Thổ, Bình Lư, Than Uyên. Cấu tạo chủ yếu bởi các đá granit trẻ Paleogen, được nâng mạnh trong giai đoạn N - Q. Kiểu KTHT này và cả kiểu địa luỹ dạng bậc đều chứa nhiều hiểm hoạ về tai biến địa mạo (trượt, đổ lở, lũ đá,...). Khu vực này được nâng cao nhất vùng bởi các đỉnh núi trên dãy Hoàng Liên Sơn với các đỉnh Fansipan (3.143m), Phu Ta Leng (3.096m), Pu Luông (2.985m),... Đường chia nước bị cắt xén hoàn toàn kiểu răng lược, sườn núi dốc đứng, gồ ghề, mấp mô. Địa hình được nâng cao mạnh mẽ nhất do ảnh hưởng của hoạt động kiến tạo trẻ. Các đỉnh núi có lúc nằm đơn độc, nhưng có khi nằm liên tiếp với nhau tạo nên những bề mặt cách biệt nhau. Địa hình bị chia cắt và xâm thực sâu mạnh mẽ ở sườn cũng như ở đỉnh. Đường chia nước hẹp, sườn dốc đứng. Hầu hết trên sườn và đỉnh đều lộ đá gốc. Điều này chứng tỏ địa hình hình thành hoàn toàn do việc nâng lên và do xâm thực hiện tại chia cắt rất mạnh mẽ.

- Khối núi địa lũy khối tảng – uốn nếp phát triển chủ yếu trên đá magma và đá phun trào tuổi Mezozoi

45

Khối núi tây Võ Lao (Văn Bàn) có dạng đẳng thước, bị khống chế bởi nhiều đứt gãy đan chéo nhau, đồng thời bản thân cũng bị nhiều đứt gãy khác cắt qua chia thành nhiều khối nhỏ hơn. Địa hình cao dần về phía tây tới trên 3.000m và phần phía đông giảm xuống độ cao 2.000-1.000m, cao hơn KTHT phía xung quanh tới trên 500m. Đường phân thủy dạng răng cưa phân nhánh ở trung tâm khối núi. Địa hình phát triển trên đá granit với bề mặt sườn dốc trên 400, nhiều nơi tạo thành các vách liên kết với nhau kéo dài ngang sườn tạo nên dạng vai núi, hoặc làm sườn núi gãy gập dạng bậc thang, lớp vỏ phong hóa mỏng, nhiều tảng lăn, kích thước khác nhau. Bề mặt sườn bị chia cắt bởi mạng lưới sông suối dạng cành cây với chỉ số CCN trên 2,4km/km2, phân cắt sâu có nơi lên tới 1.000m, các suối rất hẹp và có nhiều thác ghềnh.

46

Hình 2.7: Sơ đồ kiến trúc hình thái đới ĐGSH khu vực Lào Cai-Việt Trì và lân cận

Ở phía đông Văn Bàn, địa hình phát triển trên các đá phun trào tuổi Mezozoi có hình thái hơi khác, các đỉnh núi nhọn tạo thành các chỏm, vòm khá cân đối, sườn thẳng độ dốc 35-400, lớp phủ thổ nhưỡng dày hơn 1m, dòng chảy phát triển dạng tỏa tia. Ven khối núi địa hình phát triển trên đá trầm tích tuổi Proterozoi, có phần mềm mại hơn các sườn núi ít dốc, bồn thu nước mở rộng, lớp vỏ phong hóa dày, thực vật phát triển. Khối núi hình thành trên một nếp lồi lớn, trong quá trình bóc mòn lục địa lâu dài đã làm lộ ở gần trung tâm khối granit lớn. Tính chất uốn nếp chỉ được giữ lại bởi sự bảo tồn thế nằm của các lớp đá trầm tích xung quanh khối ở độ cao 1000m và sự bảo tồn của các bề mặt san bằng cổ ở các độ cao khác nhau. Với đặc điểm địa mạo trên chứng tỏ rằng KTHT này đang được nâng nên mạnh. Trong quá trình phát triển khối núi liên tục được nâng cao kèm theo hoạt động của đứt gãy qua Minh Lương và nhiều đứt gãy cắt qua khối tạo điều kiện cho các mạch thạch anh – sunfua chứa vàng phát triển dọc đứt gãy.

- Kiến trúc hình thái địa lũy uốn nếp khối tảng phát triển chủ yếu trên đá biến chất tuổi Proterozoi

Kiến trúc hình thái này có thể quan sát thấy ở khu vực tây nam của tỉnh Lào Cai được khống chế bởi ĐGSC và đứt gãy Lục Yên-Yên Bình kéo dài song song với nhau. Khối núi bị các đứt gãy cắt qua và chia thành các khối nhỏ tồn tại ở các độ cao 700-750m và 1.000-1.100m, đồng thời cũng cao hơn xung quanh tới 500m. Các khối núi đều được thống nhất trong một hệ thống núi, không chỉ riêng về hình thái sơn văn mà còn cả các dấu hiệu địa mạo cũng như cấu trúc địa chất. Phần trung tâm là đường chia nước của hệ thống núi có dạng răng cưa (dạng bị chia cắt mạnh), từ đó các khe rãnh và suối nhỏ chảy về hai phía đông bắc và tây nam với góc dốc trắc diện dọc lớn hơn 8-90, các chỉ số phân cắt sâu trên 500m, phân cắt ngang 1,8- 2km/km2, độ dốc của sườn từ 30-350. Khối núi hình thành trên đá quaczit, cát kết, phiến thạch anh - xerixit có tuổi Cambri (\1-2 np1, \1-2 np2) của nếp lõm Ngòi Phượng và trên đá thạch anh 2 mica, phiến muscovit, quaczit, đá vôi có tuổi Proterozoi (PR2 ch1, PR2 ch2) của nếp lõm Lục Yên (Yên Bái). Có đường sống núi trùng với trục nếp lõm. Đó là trong mối tương quan giữa địa hình và cấu trúc địa chất, nó được xem như là một cấu trúc hình thái nghịch.

- Dãy núi uốn nếp - khối tảng phát triển trên trầm tích Paleozoi

47

Dãy núi vùng Cốc Lầu (Bảo Hà) và dãy núi bắc Bản Phiệt được xếp vào KTHT này. Ở đây các dãy núi đều thể hiện tính nâng khối tảng dọc theo đứt gãy đồng thời tính chất uốn nếp chưa bị xóa nhòa, còn được lộ rõ trên địa hình. Trên

bình đồ các dãy núi khá giống nhau, hai đầu thót lại và kéo dài ra, ở giữa phình to và hơi uốn lượn một chút. Chúng ngăn cách nhau giữa các kiến trúc bởi các đứt gãy uốn cong ôm lấy dãy núi, những đứt gãy này lại được xác định rõ ràng bởi hệ thống suối. Độ cao địa hình 600-700m vào trung tâm dãy núi tăng dần tới 1000-1200m, các đỉnh núi nhọn, đường chia nước chính kéo dài liên tục dạng răng cưa, sườn dốc 25-300 bị chia cắt mạnh bởi hệ thống sông suối dạng cành cây với chỉ số CCN lớn hơn 2,4km/km², phân cắt sâu 400-600m. Ở gần đỉnh dãy Bắc Ngầm địa hình phát triển trên đá vôi nên các đỉnh núi có hình tháp, sườn dốc hoặc tạo vách và đổ lở mạnh mẽ, lớp vỏ phong hóa mỏng hơn 0,5m, dòng chảy thưa thớt, chỉ số phân cắt ngang nhỏ hơn 1,2km/km2. Các dãy núi được hình thành trên các nếp lõm, lồi kế tiếp nhau kéo dài song song nhau, sống núi là đường phân thủy chính và là trục của nếp lõm được kéo dài bởi đá vôi loang lổ, đá vôi xám của hệ tầng Hà Giang, phụ hệ tầng trên (\2 hg2). Sườn dãy núi hình thành trên các nếp lõm với đá nền là cuội kết, đá phiến silic, cát bột kết của hệ tầng Hà Giang, phụ hệ tầng dưới (\2 hg1) hoặc đá quaczit, đá phiến thạch anh, cát kết của hệ tầng Ngòi Phượng, tạo nên khối địa hình nghịch với cấu trúc địa chất. Với đặc điểm địa mạo trên ta có thể kết luận là KTHT địa hình vẫn đang được nâng cao.

- Núi vòm khối tảng phát triển trên đá magma và đá biến chất Proterozoi

Kiến trúc hình thái này gặp một phần nhỏ phía đông lãnh thổ Lào Cai và có sự liên kết chặt chẽ với khối núi thượng nguồn sông Chảy. Mạng lưới sông suối ở khu vực thể hiện sự nâng vòm khá rõ, gần như toàn bộ các suối đều bắt nguồn từ các đỉnh cao trên 2000m rồi chảy tỏa ra xung quanh, trong khi đó các suối bậc cao lại chảy lượn vòng ôm lấy vòm nâng. Các suối đều thẳng, trắc điện dọc dốc, nhiều thác, trắc diện ngang hẹp. Các chỉ số phân cắt ngang ngoài rìa xấp xỉ 1,8km/km2 và tăng dần vào phía trung tâm khối với chỉ số lớn hơn 2,4km/km2, chỉ số phân cắt sâu lớn hơn 100m. Sự biến thiên của các chỉ số địa mạo cũng như sự phân bố của các bề mặt san bằng cổ sót ở các độ cao khác nhau và các đặc điểm mạng lưới thủy văn chứng minh khối núi được nâng mạnh dạng vòm trong giai đoạn TKT và hiện tại chúng vẫn tiếp tục được nâng cao. Do đã trải qua quá trình phát triển lục địa lâu dài và qua nhiều thời kỳ nâng, dọc các đứt gãy ven rìa khối núi xuất hiện nhiều mỏ khoáng sản. Các quá trình ngoại sinh gây tai biến cũng rất phổ biến.

- Cao nguyên và núi khối tảng phát triển trên đá cacbonat và xen kẽ lục nguyên

48

Thuộc KTHT này là toàn bộ vùng núi Bắc Hà và Si Ma Cai, biểu hiện TKT là nâng biên độ lớn. Sự hình thành và phát triển địa hình ngoài nhân tố tích cực là kiến tạo còn liên quan đến vai trò thạch học với sự tham gia của nhân tố ngoại sinh.

Cao nguyên Bắc Hà có độ cao trung bình là 1000-1200m hình thành trên những phức nếp lõm được nâng cao, phân dị mạnh mẽ vào giai đoạn TKT. Địa hình được cấu tạo bởi đá vôi, xen đá phiến mica, cát kết và các đá biến chất khác, chính điều này làm cho cảnh quan rất đa dạng. Bên những khối đá vôi có đỉnh nhọn, sắc hình nón, hình tháp là địa hình thoải của những dãy đồi núi đá phiến đỉnh vòm, đường phân thủy lượn sóng, sườn thoải và có lớp vỏ phong hóa dày hơn 1m.

Vùng đồi núi Bắc Hà vẫn còn giữ được nét đặc trưng cho cao nguyên karst đang trong gian đoạn phát triển. Bề mặt cao nguyên đã được phân hủy, nhưng các thung lũng vẫn còn hẹp và tương đối kín. Những khối núi chiếm diện tích lớn, nhiều nơi liên kết với nhau phát triển thành những bức tường thành sừng sững. Kiểu carư nhiệt đới phát triển trên mọi độ cao, từ chân tới đỉnh núi tạo ra trắc diện sườn hình răng lược. Các phễu giếng karst phát triển mạnh, nhiều hang động lấp đầy thạch nhũ. Mạng lưới thủy văn trong vùng rất thưa, mật độ phân cắt ngang trong vùng chỉ nhỏ hơn 0,8km/km2. Sông suối chảy qua cao nguyên hoặc là bỗng nhiên mất hút trong những hốc sâu thẳm, hoặc là cắt thành những hẻm vực vừa sâu vừa dài như sông Chảy, điển hình như vực hẻm dài ~60km từ Xín Mần tới Mường Khương.

c) Kiến trúc hình thái kiến tạo bóc mòn

Thuộc nhóm KTHT này là địa hình đồi núi thấp, dãy đồi hay các dạng sụt trũng giữa núi có diện tích nhỏ, có hoặc không có tích tụ. Quá trình ngoại sinh chủ yếu là bóc mòn xâm thực, đặc biệt là rửa trôi bề mặt. Biểu hiện TKT là nâng với biên độ yếu mà phần lớn xuất hiện trong đới phá hủy, đứt gãy hoặc rìa các khối núi được nâng cao phân dị mạnh.

- Dãy núi thấp phát triển trên đá trầm tích tuổi Paleozoi và Mezozoi

49

Dãy núi Thịnh Cường và Tây Vĩnh Tuy được xếp vào KTHT này. Đó là tập hợp của những núi thấp có độ cao xấp xỉ nhau từ 400-500m, kéo dài theo phương tây bắc xuống đông nam với chiều dài khoảng 45km, rộng khoảng 15km. Kiến trúc hình thái này được xác lập trên cơ sở của các nếp lõm. Các cánh có độ dốc từ 25- 350, vị trí và hướng núi trùng với trục nếp lõm vì vậy đây là KTHT nghịch. Địa hình có độ cao không lớn, nhưng phân cắt sâu đạt 250-300m, đá nền là phiến xerixit, cát kết, phiến sét, cát bột kết, tuf phân lớp mỏng của hệ tầng Phú Ngữ (O-S pn1; O-S pn2). Đồng thời với sự nâng không đều dọc đứt gãy nên quá trình ngoại sinh tác động mạnh. Các suối thấp có khe rãnh phát triển dày đặc với mức độ phân cắt ngang từ 2,2-2,4km/km2 làm cho bề mặt sườn có độ dốc lớn 25-30°, bị băm nhỏ dạng sống trâu và vuông góc với đường sống núi. Đường sống núi hẹp dạng răng

cưa nhưng thường bị đứt đoạn. Các suối thẳng, dốc ở ngọn suối có hiện tượng đổ lở mạnh nên vào mùa lũ ở đáy dòng chảy thường có những dòng đá với kích thước tảng khác nhau. Vỏ phong hóa dày gần 1m, chân sườn núi có tích tụ vạt gấu sườn tích và thực vật phát triển. Cũng lưu ý rằng, tính chất nâng khối trong các giai đoạn TKT đã xuất hiện những đứt gãy chia cắt dãy núi làm xuất hiện những mạch thạch anh có chứa vàng.

- Đồi núi thấp phát triển trên các kiến trúc không đồng nhất

Kiến trúc hình thái này thường gặp ở tây Văn Bàn. Đó là những vùng núi thấp nằm kề những khối tảng nâng mạnh. Chúng được hình thành trên những kiến trúc rất khác nhau hoặc là các đứt gãy, uốn nếp, nếp oằn hay các nếp nồi, nếp lõm,… thành dãy như ở Văn Bàn và vùng đồi Bảo Nhai, hay tạo nên vùng đồi rộng lớn với độ cao tuyệt đối từ 150 đến 300m, sườn thoải, độ dốc 15-200, đỉnh dạng vòm hoặc thoải, các thung lũng chia cắt đều rộng, quá trình ngoại sinh chủ yếu là rửa trôi bề mặt, ven chân sườn tồn tại những vạt gấu sườn tích. Địa hình được cấu tạo bởi nhiều loại đá khác nhau và trên các cấu trúc khác nhau nên quá trình rửa trôi mỗi chỗ mỗi khác do lớp phủ thực vật và vỏ phong hóa có bề dày không đồng nhất.

2.3.2. Kiến trúc hình thái hạ tương đối và sụt lún tân kiến tạo

Trong đới ĐGSH, ngoài trũng Hà Nội kéo dài từ Việt Trì đến vịnh Bắc Bộ với chiều dài trên 100km và rộng vài chục kilômet do sự liên kết các trũng nhỏ trong quá trình lún chìm hình thành đồng bằng Bắc Bộ, còn có rất nhiều các trũng hẹp trong đoạn từ Veixi đến Việt Trì; đáng kể nhất theo chiều từ TB - ĐN là các trũng Veixi, Jianchuan, Madeng, Qiaohou, Dali, Midu, Mosha – Yuanjiang trên lãnh thổ Trung Quốc; rồi đến các trũng Lào Cai, Bảo Hà, Bảo Yên, Yên Bái, Phong Châu trên lãnh thổ Việt Nam [64], [150]. Từ Lào Cai tới Việt Trì, dựa trên kết quả phân tích về mặt hình thái và tướng trầm tích có thể thấy rằng hầu hết các trũng này đều được hình thành do quá trình hạ lún tương đối và chuyển dịch tách giãn của các đứt gãy. Nhiều trũng có dạng “pull – apart” [64], [150] nhưng không điển hình.

Thung lũng địa hào Sông Hồng

50

Kéo dài theo phương TB - ĐN, với chiều rộng khoảng 3km và nằm trong phạm vi các đứt gãy thành phần của đới ĐGSH, trong đó phát triển hệ thống các bãi bồi và thềm. Tuy nhiên cũng có sự khác nhau về hình thái: chỗ được mở rộng (TP. Lào Cai, Bảo Hà, TP. Yên Bái,…) do bị sụt mạnh với cấu tạo chủ yếu là các trầm tích Neogen và Đệ tứ; chỗ hẹp bị xâm thực lộ trơ đá gốc. Quá trình ngoại sinh thống trị ở đây liên quan trực tiếp đến hoạt động sụt lún dẫn đến xâm thực ngang, đây

chính là nguyên nhân gây ra tai biến xói lở bờ sông, đe doạ các công trình, đặc biệt là giao thông đường sắt chạy dọc thung lũng. Đáng chú ý dọc thung lũng này có các trũng:

Trũng Lào Cai

Nằm ở phía Bắc vùng nghiên cứu thuộc khu vực thành phố Lào Cai, kéo dài theo phương TB - ĐN khoảng 10 km và rộng khoảng 3 km. Trũng được khống chế bởi hai đứt gãy trượt bằng phải theo phương TB - ĐN. Các đá trầm tích Eocen, Oligocen, Miocen lộ ra trên dải đồi ở rìa TN, gồm tảng kết, cuội kết, cát kết đa khoáng, bột kết, sét than, than nâu, độ chọn lọc kém, gắn kết rắn chắc, bề dày 100 - 200 m [64]. Các thành tạo Pliocen - Đệ Tứ nằm sát sông Hồng, gồm có cuội kết, sỏi kết, cát kết, độ chọn lọc kém, độ gắn kết yếu, với bề dày 50 - 118 m. Trầm tích Eocen - Miocen và Pliocen - Đệ Tứ thuộc tướng lũ tích, sông, hồ, có quan hệ bất chỉnh hợp với nhau và với đá Paleozoi, đá biến chất (Hình 2.8).

Trũng Bảo Hà

Dài khoảng 8 km và rộng khoảng 3 km. Các đá trầm tích Eocen, Oligocen, Miocen lộ ra trên dải đồi rìa ĐB chủ yếu là tảng kết, cuội kết, cát kết đa khoáng, bột kết, gắn kết rắn chắc, với nhiều hòn cuội, sỏi bị cắt ra thành 2 hoặc nhiều mảnh và dịch chuyển từ vài mm đến vài cm, ngược chiều kim đồng hồ, thể hiện rõ dịch trượt trái. Trong tầng sét kết còn quan sát thấy vết xước kiến tạo. Bề dày 200 - 250 m. Nằm trên tầng đá Eocen, Oligocen, Miocen là tầng trầm tích Pliocen - Đệ Tứ, gồm cuội, sỏi, cát kết đa khoáng, độ chọn lọc kém, độ gắn kết yếu. Bề dày chừng 320 m [64]. Các hòn cuội, sỏi bị cắt thành mảnh vụn và được tái gắn kết nhưng ở mức độ thấp hơn trũng Lào Cai. Trầm tích Eocen - Miocen và Pliocen - Đệ Tứ thuộc tướng lũ tích, sông, hồ, có quan hệ bất chỉnh hợp với nhau và với đá Paleozoi, đá biến chất (Hình 2.9).

Trũng Yên Bái

51

Là khu vực thành phố Yên Bái, dài khoảng 11 km, rộng khoảng 4 km. Các đá trầm tích Eocen, Oligocen, Miocen lộ ra ở 2 bên sông Hồng trên các dải đồi ĐB và TN, gồm tảng kết, cuội kết, cát kết đa khoáng, bột kết, sét than, than nâu, độ chọn lọc kém, gắn kết rắn chắc. Cũng như ở Bảo Hà, nhiều hòn cuội, sỏi bị cắt thành 2 hoặc nhiều mảnh và dịch chuyển từ vài mm đến vài cm, ngược chiều kim đồng hồ, thể hiện rõ dịch trượt trái. Trong sét kết, sét than, vỏ phong hóa của trầm tích Neogen quan sát thấy vết xước kiến tạo thể hiện cơ chế trượt bằng phải (Ảnh 2.1) . Đá có cấu tạo phân lớp xiên, thành tạo trong điều kiện lũ, sườn tích, nón phóng vật,

sông, hồ. Bề dày 500 - 550 m. Các thành tạo Pliocen - Đệ tứ nằm ở giữa bồn trầm tích và sát bờ sông Hồng, với bề dày 315 - 370 m, tạo nên thềm sông và bãi bồi, chủ yếu là cuội, sỏi, cát. Đá có độ chọn lọc kém, độ gắn kết yếu, tướng sườn - lũ tích, và sông miền núi. Trầm tích Eocen - Miocen và Pliocen - Đệ tứ quan hệ bất chỉnh hợp với nhau và với các thành tạo Devon, Proterozoi [64] (Hình 2.10).

Hình 2.8: Sơ đồ địa mạo trũng Lào Cai và vùng lân cận

Trũng Phong Châu

52

Trũng dài khoảng 20 km, rộng khoảng 10 km và nằm ở khu vực Gềnh, Phong Châu – Phú Thọ. Các đá trầm tích Eocen, Oligocen, Miocen lộ ra trên các dải đồi bên phải sông Hồng, gồm tảng kết, cuội kết, cát kết đa khoáng, bột kết, độ chọn lọc kém, gắn kết rắn chắc. Ở đây nhiều hòn cuội, sỏi cũng bị cắt thành 2 hoặc nhiều

mảnh và dịch chuyển từ vài mm đến vài cm ngược chiều kim đồng hồ, thể hiện rõ dịch trượt trái. Trong sét kết quan sát thấy vết xước kiến tạo. Bề dày 500 - 750 m [64].

Hình 2.9: Sơ đồ địa mạo khu vực trũng Bảo Hà và vùng lân cận

Các thành tạo Pliocen - Đệ Tứ lộ ra ở gần bờ sông Hồng và nằm trên đá Eocen, Oligocen, Miocen, gồm cuội, sỏi, cát, bị phong hoá mạnh mẽ, với bề dày 340 - 375 m. Đá có độ chọn lọc kém, độ gắn kết yếu.

53

Trầm tích Eocen - Miocen và Pliocen - Đệ Tứ thuộc tướng sườn - lũ tích, và sông miền núi, quan hệ bất chỉnh hợp với nhau và với các thành tạo Mezozoi, Paleozoi, Proterozoi [64].

Hình 2.10: Sơ đồ địa mạo khu vực trũng Yên Bái và vùng lân cận

Máng trũng thung lũng Sông Chảy

54

Kéo dài theo phương tây bắc - đông nam, từ Bản Phiệt đến tây nam hồ Thác Bà. Đây là thung lũng cổ phát triển trên đới phá huỷ của ĐGSC. Dọc đới phá huỷ có một vài điểm tích tụ trầm tích Neogen (Khu vực xã Việt Tiến - Ảnh 2.2; khu vực Phố Ràng - Ảnh 2.3) là những hỗ sụt tân kiến tạo. Trong địa hình hiện tại thể hiện dưới dạng một lòng máng kéo dài với địa hình đồi và dãy đồi, đôi chỗ có sông suối

nhỏ chạy dọc theo và ở những chỗ đó có phát triển tích tụ với nhiều nguồn gốc: aluvi – proluvi, aluvi – deluvi , proluvi - đầm lầy…

Ảnh 2.1: Vết xước kiến tạo (trượt bằng phải) trong lớp trầm tích Neogen (Khu vực cầu yên Bái)

Trũng Bảo Yên

Nằm ở cánh ĐB đới đứt gãy Sông Chảy thuộc khu vực thị trấn Bảo Yên, dài khoảng 11 km, rộng khoảng 4 km. Các đá trầm tích Eocen, Oligocen, Miocen lộ ra trên các dải đồi phía bờ phải sông Chảy, gồm tảng kết, cuội kết, cát kết đa khoáng, bột kết, độ chọn lọc kém, gắn kết rắn chắc. Ở đây cũng như các trũng Bảo Hà, Yên Bái nhiều hòn cuội, sỏi cũng bị cắt thành 2 hoặc nhiều mảnh và dịch chuyển từ vài mm đến vài cm. ngược chiều kim đồng hồ, thể hiện rõ dịch trượt trái. Nhưng vết xước quan sát thấy ít hơn. Bề dày 600 - 650 m [64].

55

Nằm trên đá Oligocen-Miocen là các thành tạo Pliocen-Đệ Tứ, gồm cuội, sỏi, cát, bị phong hoá mạnh, với bề dày 210 - 315 m,. Độ chọn lọc kém, độ gắn kết yếu.

Trầm tích Eocen - Miocen và Pliocen - Đệ Tứ thuộc tướng sườn - lũ tích và

sông miền núi, quan hệ bất chỉnh hợp với nhau và với thành tạo Cambri (∈1hg), Proterozoi [64] (Hình 2.11).

Hình 2.11: Sơ đồ địa mạo khu vực trũng Bảo Yên và vùng lân cận

Thung lũng kiến tạo – bóc mòn

56

Dọc đới ĐGSH, ngoài thung lũng Sông Hồng và Sông Chảy còn có một hệ thống các bồn địa và trũng giữa núi có quy mô khác nhau: trũng Mường Hoà, Xuân Giao – Võ Lao, Nghĩa Lộ… (chủ yếu ở bên bờ phải Sông Hồng), chúng cũng được

giới hạn bởi các đứt gãy thành phần của đới Sông Hồng. Hầu hết các trũng này được hình thành trong Đệ tứ, riêng trũng Nghĩa Lộ được hình thành sớm hơn (N2).

Qua phân tích các trũng thuộc khu vực nghiên cứu cho thấy chúng được hình thành chủ yếu do quá trình sụt lún và chuyển dịch kiến tạo. Có tác giả cho rằng các trũng này được hình thành theo cơ thức “pull – apart”, tuy nhiên theo NCS thì chúng không điển hình và hầu hết được hình thành trong giai đoạn trước Pliocen. Các trũng Lào Cai, Bảo Hà, Yên Bái, Phong Châu thuộc đới ĐGSH, trũng Bảo Yên thuộc đới đứt gãy Sông Chảy, đa số các hòn cuội, sỏi trong đá trầm tích bị cắt thành nhiều mảnh nhỏ và bị dịch trượt trái. Theo mặt cắt thẳng đứng các thành tạo trầm tích Kainozoi ở đây được chia làm hai phần theo đặc điểm thạch học và độ gắn kết:

+ Phần dưới là các đá trầm tích Eocen, Oligocen, Miocen đặc trưng bởi trầm tích vụn thô, xen các thành tạo olistostrom ở phần đáy, rồi độ hạt nhỏ dần lên phía trên. Nhiều hòn cuội, sỏi bị cắt thành mảnh và dịch trượt. Độ gắn kết rất rắn chắc.

+ Phần trên là các thành tạo trầm tích Pliocen - Đệ Tứ, gồm cuội kết, sỏi kết, cát kết hạt thô, chứa nhiều sạn, sỏi xen kẹp với những lớp bột kết, sét kết màu xám, xám đen. Các hòn cuội, sỏi trong đá trầm tích không bị cắt thành mảnh nhỏ. Độ gắn kết rất yếu, phần lớn thành tạo trầm tích này đã bị phong hoá, bở rời.

Tóm lại, qua nghiên cứu kiến trúc hình thái khu vực với 10 kiểu được phân chia ta luôn thấy vai trò của đứt gãy trong sự hình thành của tất cả các kiểu kiến trúc hình thái. Mặc dù vai trò đó bị các nhân tố bóc mòn, xâm thực và tích tụ góp phần làm thay đổi hình thái địa hình, nhưng tính chất khối tảng của nó thì vẫn luôn tồn tại. Đó chính là một trong những đặc điểm của địa hình đới ĐGSH và vùng núi kế cận.

2.4. ĐẶC ĐIỂM CÁC KIỂU NGUỒN GỐC ĐỊA HÌNH

57

Do địa hình khu vực chịu ảnh hưởng của nhiều tác nhân khác nhau như các hoạt động nâng hạ kiến tạo, chuyển dịch phá hủy của các đứt gãy kiến tạo trẻ, quá trình phong hóa, bóc mòn, xâm thực, tích tụ,… nên địa hình khu vực rất đa dạng, phức tạp và nhiều nguồn gốc khác nhau. Để phục vụ nghiên cứu các đặc trưng địa hình khu vực và mối liên quan của chúng với địa động lực hiện đại, NCS đã tiến hành thành lập bản đồ địa mạo khu vực theo nguyên tắc các bề mặt đồng nguồn gốc và tuổi (nguyên tắc nguồn gốc-lịch sử). Kết quả đã phân chia được 32 dạng địa hình với 4 kiểu nguồn gốc và tuổi khác nhau là kiểu địa hình có nguồn gốc kiến tạo, kiểu địa hình có nguồn gốc bóc mòn tổng hợp, kiểu địa hình có nguồn gốc hòa tan-rửa lũa (karst) và kiểu địa hình do dòng chảy (Hình 2.12).

2.4.1. Kiểu địa hình có nguồn gốc kiến tạo

Nếu xét trên phương diện kiến trúc hình thái (như đã trình bày ở Mục 2.3), có thể nói rằng: hầu hết các núi, khối núi, thung lũng và trũng giữa núi trong khu vực đều được hình thành nhờ các hoạt động kiến tạo: hoạt động nâng hạ kiến tạo, hoạt động chuyển dịch của đứt gãy và đều có ranh giới khá rõ nét bởi các đứt gãy. Tuy nhiên, như đã trình bày ở trên, các dạng địa hình hiện tại là sản phẩm của quá trình tác động tương hỗ giữa các nhân tố cả nội và ngoại sinh. Các hoạt động nội sinh (các hoạt động kiến tạo) thường tạo nên sự phân dị địa hình và ngược lại, theo thời gian, các nhân tố ngoại sinh làm giảm sự phân dị trên và dần xóa nhòa các dấu vết của các nhân tố nội sinh. Nhưng vì khu vực nghiên cứu - đới ĐGSH, vẫn đang xảy ra các hoạt động kiến tạo hiện đại [2], [5, 7], [11], [13], [33], [79, 81], [133, 134], [149], [151], [154], [54] nên các dạng địa hình kiến tạo trong khu vực nhiều nơi vẫn được thể hiện khá rõ nét. Dọc đới ĐGSH, dạng địa hình do các hoạt động kiến tạo trẻ tạo nên thường phân bố thành dải hẹp, thể hiện sắc nét theo phương TB- ĐN dọc theo các đứt gãy kiến tạo lớn trong khu vực. Dạng địa hình này có thể quan sát thấy rất rõ trên ảnh vệ tinh, mô hình số độ cao cũng như trên bản đồ địa hình đó là các bề mặt sườn có vách dốc đứng (thường trên 400), dọc theo bề mặt này, tại các cửa suối thường có các bề mặt nón phóng vật hoặc các dạng địa hình trẻ tuổi Đệ tứ bị biến dạng theo hướng dịch chuyển của đứt gãy (Hình 4.5 và Hình 4.6). Ở những vùng địa hình thấp (dọc 2 bên bờ sông Hồng) cũng có thể quan sát thấy các dạng địa hình này thông qua sự biến vị của các bề mặt thềm sông, các đường sơn văn: dịch chuyển của sông suối, đường đỉnh theo đứt gãy (Hình 4.5, Hình 4.8). Trên ảnh vệ tinh cũng có thể quan sát thấy rất rõ dạng địa hình này thông qua tông màu, kiến trúc, cách sắp xếp trong không gian,… Trên ảnh đa phổ (đã được tổ hợp mầu) các dạng địa hình được hình thành do các đứt gãy trẻ thưởng thể hiện dưới dạng tuyến với mầu xanh đậm hơn so với các vùng xung quanh sự tăng độ ẩm dọc đứt gãy (Hình 3.4 và Hình 3.7). Dạng địa hình này cũng tạo nên những ranh giới khá rõ nét giữa các bậc địa hình. Trên bản đồ địa mạo, các dạng địa hình này được đánh số theo thứ tự là “1” và “2” (Hình 2.12). Một đặc điểm khác cũng dễ nhận thấy trên các dạng địa hình này là sự xuất hiện của các ghềng nước, thác nước với quy mô và mức độ khác nhau.

2.4.2. Kiểu địa hình bóc mòn tổng hợp

58

Với mục tiêu làm sáng tỏ mối liên quan giữa địa hình và quá trình địa động lực hiện đại từ Pliocen tới nay, việc nghiên cứu kiểu địa hình có nguồn gốc bóc mòn

tổng hợp được chia ra làm 2 nhóm là nhóm địa hình có nguồn gốc bóc mòn tổng hợp tuổi trước Pliocen và nhóm có tuổi từ Pliocen tới nay.

2.4.2.1. Nhóm địa hình bóc mòn tổng hợp tuổi trước Pliocen

Nhóm địa hình này thường là các bề mặt có độ cao trên 600m [3, 6, 7, 51,

128], bao gồm:

- Bề mặt san bằng bóc mòn hoàn toàn (peneplen): Các bề mặt peneplen thường chiếm vị trí cao nhất của các khối và dãy núi dưới dạng các bề mặt chia nước hẹp, hơi lồi có dạng lượn sóng thoải, độ cao từ 2.100-2.500m ở dãy Hoàng Liên Sơn, Lang Cung và 1.500m ở vùng Bắc Hà - Mường Khương. Hiện tại bề mặt này được bảo tồn lớp phủ eluvi mỏng, đôi nơi hoàn toàn trơ đá gốc, hoặc đới phong hoá vụn bở.

Tại Sa Pa: mặt cắt điển hình của thành tạo này quan sát trên bề mặt 2.100- 2.200m thượng nguồn thác Bạc, cho thấy đá gốc granit có khe nứt hình nêm, phong hoá đồng tâm dạng bóc vỏ. Bề mặt peneplen trên đá trầm tích Devon ở Tả Giang Phình hầu như không thấy các thành tạo eluvi đồng nhất của đới saprolit: mảnh vỡ xen dăm sạn dày tới 1m và đôi nơi lộ trơ đá gốc.

Tại Si Ma Cai, Hoá Chư Phùng: bề mặt peneplen phát triển trên đá biến chất xen đá vôi trên một vách sạt lở trên đỉnh cho thấy: đới litoma (sét, bột) hạt mịn nằm trực tiếp trên bề mặt bóc mòn rửa trôi cũ dạng carư, dày tới 1-1,5m.

Về tuổi hình thành: Bề mặt Peneplen cắt qua tất cả đá khác nhau đã san bằng hoàn toàn. Xét mối tương quan chung, bề mặt này cắt qua cả đá xâm nhập Paleogen phức hệ Fansipan, cho phép ta dự đoán nó phải trẻ hơn đá này và có thể xếp vào đới Paleogen thượng (E3).

- Bề mặt san bằng bóc mòn không hoàn toàn: Bề mặt này phân bố chủ yếu dọc các đường chia nước phụ và các mặt bằng trước núi trung bình và thấp của dãy núi Hoàng Liên Sơn, các núi và dãy núi phía tây nam trũng Yên Bái, phần đỉnh DNCV,... Bề mặt chia nước rộng dạng đồi lượn sóng hoặc phân bậc ở các độ cao 1.000-1.300m và 1.700-1.800m. Trên bề mặt còn bảo lưu vỏ phong hoá khá tốt.

59

Tại Sa Pa, bề mặt này thể hiện dưới dạng đồi, còn giữa lại vỏ phong hoá cao lanh, còn phần lớn các bề mặt trên đá khác chỉ còn lưu lại vỏ phong hoá thiếu chỉ có đới litoma và saprolit. Tại các khu vực Bắc Hà, khu vực đông bắc Mường Hum, khu vực Dền Thăng, trên bề mặt này đã phát hiện vỏ thấm đọng trên đá phát triển loại đất đen Razinna điển hình.

60

Hình 2.12a: Sơ đồ địa mạo đới ĐGSH khu vực Lào Cai đến Phú Thọ và vùng lân cận

61

Hình 2.12b: Chú giải sơ đồ địa mạo đới ĐGSH khu vực Lào Cai đến Phú Thọ và vùng lân cận

Về tuổi hình thành: Bề mặt Pedimen này đã phá huỷ và cắt qua bề mặt Peneplen kể trên và xét về tương quan chung của toàn bộ lãnh thổ có thể xếp vào Miocen (N1). (Lê Đức An và nnk, 2000-2004 [3, 6, 7]; Trần Thanh Hà, 2010 [51]; Phạm Đình Thọ, 2010 [128]).

2.4.2.2. Kiểu địa hình bóc mòn tổng hợp tuổi từ Pliocen tới nay

Kiểu địa hình này gồm các bậc địa hình có độ cao từ khoảng 500-600m trở xuống và các bề mặt sườn, rìa các bậc địa hình có độ cao khác nhau và hầu hết được giả định có tuổi Đệ tứ không phân chia.

Các bề mặt san bằng

Bề mặt san bằng bóc mòn - xâm thực không hoàn toàn (pedimen), tuổi Pliocen sớm: Bề mặt này cao 500-600m (tập trung ở tây bắc khu vực nghiên cứu- khu vực tỉnh Lào Cai) và cao 400-500m (tập trung ở khu vực từ Yên Bái đến Việt Trì). Dạng địa hình này được đánh số “7” và “7.1” trên bản đồ địa mạo (Hình 2.12), đó là các bề mặt nghiêng thoải phân bố trên các đỉnh núi thấp hoặc ở dạng vai núi. Cấu tạo trên mặt có những khối và tảng lăn đa khoáng, đường kính 0.5-1m, ngoài ra còn có sét, sỏi và sạn.

Bề mặt san bằng cao 200-300m, tuổi Pliocen giữa: Dạng địa hình này được đánh số “8” trên bản đồ địa mạo (Hình 2.12). Bề mặt này có thể quan sát thấy khá rõ ở khu vực từ Văn Yên đến Việt Trì. Chúng có bề mặt tương đối bằng phẳng, dốc từ 5-80 và thường bị phân cắt thành các gò đồi thoải, đôi nơi lộ các chỏm đá gốc hay khối tảng lăn được lấp đầy bởi sét, sạn,… Đặc biệt ở khu vực phía đông bắc Hòa Cuông, trên bề mặt có độ cao 250-260m, Phạm Đình Thọ (2010) [128] đã tìm thấy minh chứng cho thời kỳ kiến tạo khá bình ổn để hình thành bề mặt này đó là ngấn nước bị bao phủ bởi lớp travectin màu xám vàng gần như nằm ngang trên đá hoa của hệ tầng Núi Con Voi.

62

Bề mặt pediment thung lũng, bị phân cắt tạo gò đồi thoải, dốc 3-80, tuổi Pliocen muộn. Bề mặt này được đánh số 9 trên bản đồ địa mạo (Hình 2.12). Có thể quan sát thấy bề mặt này ở nhiều nơi dọc bờ phải sông Hồng và dọc thung lũng sông Chảy. Khu vực trũng Yên Bái có thể quan sát thấy rõ ở Châu Quế Hạ, Gò Giang, Hòa Cuông, Trực Bình,… và khu vực trũng Việt Trì có thể quan sát thấy rõ ở Dong Thập. Dạng địa hình này đặc biệt phổ biến và dễ dàng quan sát thấy ở các trũng giữa núi, tạo kiểu bề mặt san bằng ven thung lũng như ở thung lũng Mường Hum, Văn Bàn, Tú Lệ, Nghĩa Lộ-Văn Chấn,… (Hình 2.12). Bề mặt địa hình này

thường phát triển mạng lưới xâm thực dạng song song và dạng cành cây. Lớp phong hóa thường dày 5-6m, gồm sét, sạn màu xám vàng, thực vật phát triển tốt.

Các bề mặt sườn

Sườn bóc mòn tổng hợp: Bề mặt này được hình thành bởi một loạt các quá trình rửa trôi, xói rửa, đất chảy, đất trôi, trượt đất phân bố khá rộng rãi trong khu vực nghiên cứu. Các bề mặt sườn này có độ dốc từ 15-25o, đôi nơi 25-35o, phần dưới sườn 8-15o. Trắc diện sườn phân bậc, thường các bậc này có dạng lượn sóng, độ cao không quá 0,5m. Một số khu vực các bậc này bao trùm hầu hết các bề mặt sườn tạo nên cấu trúc “vẩy cá” điển hình. Nhìn chung, bề mặt này phân bố ở đoạn giữa các sườn có dạng lồi hoặc lõm bị chia cắt trung bình bởi hệ thống các máng trũng của dòng chảy tạm thời. Các thành tạo bở rời lớp phủ sườn dày 1,5-2m, bao gồm sét pha lẫn dăm sạn mảnh vỡ. Các quá trình địa mạo này hiện tại vẫn tiếp diễn. Vì vậy có thể xếp các bề mặt này vào tuổi Đệ tứ (không phân chia -Q).

Sườn bóc mòn trọng lực: Dạng địa hình này phân bố ở phần trên của sườn gần đường chia nước. Nguồn gốc của các bề mặt này là do quá trình trọng lực nhanh, bao gồm: đổ vỡ, sập lở các loại. Độ dốc của bề mặt sườn này >25o, có nơi >35o và dốc đứng. Trắc diện thẳng, ít bị chia cắt bởi các dòng chảy thường xuyên và tạm thời, hầu hết bề mặt không thấy có cấu trúc phân bậc. Các thành tạo bở rời, bề mặt thường rất mỏng (<0,5m), gồm tảng lăn lẫn dăm sạn, đôi nơi trơ đá gốc hoặc dưới dạng các bãi đá ở trạng thái liên kết không bền vững. Các quá trình trọng lực còn phát triển liên tục cho đến ngày nay. Tuổi của bề mặt này là Đệ tứ không phân chia (Q).

Sườn xâm thực – bóc mòn dọc khe suối: Đây là bề mặt sườn bị chia cắt bởi hệ thống dòng chảy tạm thời, sườn của các bồn thu nước. Về nguồn gốc, có thể phân vào nhóm địa hình do dòng chảy tạm thời. Điển hình của loại sườn này quan sát ở tây nam của dãy Hoàng Liên Sơn. Bề mặt sườn bị băm nát bởi hệ thống các bồn thu nước của dòng chảy tạm thời rất rõ nét. Sườn dốc >35º, trắc diện sườn thẳng. Bề mặt sườn thường trơ đá gốc, ít khi thấy lớp phủ sườn hoặc ở gần đường tụ thuỷ thành tạo bở rời là những tảng lăn kích thước lớn. Tuổi của bề mặt này giả định thuộc Đệ tứ không phân chia.

63

Sườn xâm thực bóc mòn: Bề mặt này phân bố rộng rãi ở khu vực dãy Con Voi và dọc sông Hồng, Võ Lao, Văn Bàn. Độ dốc bề mặt sườn ưu thế là 8-15o và 15-25o, trắc diện lồi lõm mềm mại. Bề mặt bị cắt xẻ bởi hệ thống các máng trũng của dòng chảy tạm thời dạng banca. Thành tạo bở rời bề mặt dày 1-1,5m, đôi nơi

trên 2m. Tuổi bề mặt sườn này tạm xếp vào Đệ tứ không phân chia (Q). Các quá trình hiện tại đang chuyển dần sang rửa trôi bề mặt do hoạt động bóc mòn địa hình ở các khu vực này.

Sườn rửa trôi - tích tụ deluvi: Bề mặt sườn này phân bố không liên tục, chỉ tập trung ở chân các dãy núi và xung quanh các vùng trũng giữa núi. Về mặt hình thái, thường là các sườn có độ dốc 3-8º, 8-15º, đôi chỗ 15-25º, bề mặt phẳng ít bị chia cắt dạng lõm, phẳng hoặc hơi lồi - lõm. Các thành tạo bở rời thường dày từ 1- 2m, đôi nơi >2m, có cấu tạo phân lớp giả theo màu sắc và đôi nơi còn quan sát thấy các tầng mùn cũ bị chôn vùi. Tuổi của bề mặt sườn này xếp vào Đệ tứ không phân chia (Q).

2.4.3. Kiểu địa hình karst

Trên bản đồ địa mạo (Hình 2.12), kiểu địa hình này bao gồm các dạng được đánh số từ “17” đến “23” đó là tập hợp các bề mặt đỉnh, thung lũng và sườn karst. Địa hình karst phân bố chủ yếu ở khu vực Bắc Hà, Mường Khương, nơi có nền địa chất là các đá vôi thuộc hệ tầng Hà Giang (\2 hg) và hệ tầng Chang Pung (\3 cp) và phân bố trên một diện hẹp ở khu vực Thôn Dao, Bản Tưng, Bản Phùng, Văn Bàn, Núi Thắm,... Các bề mặt đỉnh karst dạng vòm, dạng tháp và các phễu karst ở các bậc độ cao khác nhau, ứng với các bề mặt san bằng đã trình bày ở trên. Các bề mặt đỉnh này tập hợp lại thành những bậc địa hình khá đặc trưng ở khu vực Bắc Hà, Mường Khương. Các bề mặt đáy trũng khép kín do mở rộng các phễu karst với tích tụ deluvi phân bố dọc theo các thung lũng suối bậc 2, bậc 3. Ứng với mức độ tinh khiết khác nhau, các sườn karst tại khu vực cũng phân ra làm 2 dạng rõ rệt là sườn rửa lũa – hòa tan – đổ lở karst dốc trên 45º và sườn bóc mòn – hòa tan karst dốc 20- 45º.

Các bề mặt sườn dốc trên 45º hay phần lớn là vách đứng chủ yếu là sườn của các khối núi đá vôi sót và trên vùng sơn nguyên, các khối núi vùng Bắc Hà, Mường Khương. Quá trình bóc mòn chủ yếu là đá đổ, đá lở (trọng lực nhanh) và rửa lũa - hoà tan đã tạo cho bề mặt sườn ở đây rất phức tạp. Về mặt hình thái, bề mặt sườn này không có trắc diện ổn định, bề mặt là các đá tai mèo sắc nhọn lởm chởm giữa các luống đá dạng carư này đôi chỗ còn lấp đầy bởi các sản phẩm terarosa nằm trực tiếp trên đá với chiều dày không ổn định. Tuổi của bề mặt sườn này xếp vào Đệ tứ không phân chia (Q).

64

Sườn rửa lũa - tích tụ deluvi chủ yếu trên bề mặt sơn nguyên Mường Khương và Bắc Hà, cấu tạo bởi đá biến chất xen đá vôi. Thực chất đây là dạng karst phủ.

Trắc diện sườn lồi lõm đến thẳng, độ dốc biến đổi tuỳ theo từng khu vực và vị trí của nó trong địa hình dao động từ 8-15º và 15-25º. Các thành tạo sét pha lẫn sỏi sạn, các sản phẩm terarosa bị pha trộn không điển hình. Thành phần cơ giới của đất nặng, đôi chỗ trơ đá gốc, bề dày từ 0,5-1,5m. Tuổi của bề mặt sườn này giả định là Đệ tứ không phân chia (Q).

2.4.4. Địa hình do dòng chảy

Khu vực nghiên cứu có mạng lưới sông ngòi khá phong phú. Với hai hệ thống sông chính là sông Hồng và sông Chảy. Ngoài ra còn hàng trăm sông, ngòi và suối lớn nhỏ: sông Nậm Mu, ngòi Nhu, ngòi Thia, ngòi Bút... Theo thời gian, cùng với các hoạt động kiến tạo và sự biến đổi của điều kiện khí hậu, các con sông, suối này tạo lên các dạng địa hình đặc trưng đó là các bãi bồi, các thềm sông với độ cao và tuổi khác nhau. Dọc các con sông nhánh, các con suối còn tồn tại các dạng địa hình xâm thực-tích tụ hỗn hợp sông, sườn tích, lũ tích,… Trên bản đồ địa mạo (Hình 2.12), các dạng địa hình này được đánh số từ “24” tới “32”. Nhìn chung, nhóm dạng địa hình này khá đa dạng và phân bố rộng khắp dọc theo hệ thống thủy văn chính của khu vực nghiên cứu. Chúng hầu hết đều rất trẻ và có tuổi nằm trong khoảng từ Pliocen sớm cho đến nay. Nghiên cứu các dạng địa hình này mang nhiều ý nghĩa đối với các hoạt động địa động lực hiện đại, bởi vì các chúng còn giữ lại được nhiều dấu tích của hoạt động kiến tạo trẻ và hiện đại (vấn đề này sẽ được trình bày rõ ở Chương 4).

2.4.4.1. Dạng địa hình bãi bồi

3).

Dạng địa hình này bao gồm các bề mặt tích tụ bãi bồi thấp và cao:

Các bề mặt tích tụ aluvi bãi bồi thấp là các dải hẹp, phân bố dọc theo hai sông chính là sông Hồng, sông Chảy (Ảnh 2.4, Hình 4.3 và Hình 4.5) cũng như các sông và suối lớn: Ngòi Phát, Ngòi Hút, Ngòi Thia, … của hai hệ thống sông này. Các bề mặt bãi bồi thấp có độ cao tương đối từ 0.5 đến 2m và thường bị ngập nước vào mùa lũ. Chúng được cấu tạo bởi cát, sạn, cuội, sỏi có thành phần đa khoáng, độ mài tròn đạt cấp 3-4 của hệ tầng Gò Mun [128], nên có tuổi Holocen muộn (Q2

65

Các bề mặt tích tụ aluvi bãi bồi cao: cũng phân bố thành các dải hẹp dọc theo các sông suối lớn của hai hệ thống sông Hồng và sông Chảy, thường nằm sát phía trên các bề mặt bãi bồi thấp, với có độ cao tương đối từ 2.5-6m tùy từng khu vực. Dạng địa hình này có thể quan sát thấy ở các khu vực thuộc trũng Lào Cai (Ảnh 2.5, Hình 4.3, Hình 4.5), Yên Bái, các xã Vũ Ẻn, Đỗ Xuyên, Mai Tùng, Minh Hạc, Phương Xá, Hoàng Cương, Thanh Đình, Bảo Nhai (Ảnh 2.6),… Bề mặt bãi

bồi khá bằng phẳng, thường hơi nghiêng về phía dòng chảy hiện đại, nhiều chỗ quan sát thấy bề mặt bãi bồi lõm xuống, đó có thể là di tích của các lòng sông cổ. Thành phần bãi bồi cao thường gồm cát, sét, sạn mầu nâu, nâu đỏ của hệ tầng Phùng Nguyên có tuổi Holocen sớm-giữa [128].

Ảnh 2.4: Bãi bồi thấp thuộc sông Chảy, khu vực cầu Bảo Nhai (Ảnh N.V. Liêm)

Ảnh 2.5: Bãi bồi cao khu vực TP. Lào Cai (Ảnh Đ.V. Bào)

2.4.4.2. Các bề mặt thềm

Dọc các sông, suối lớn từ Lào Cai tới Việt Trì có thể xác định được 4 bậc

66

thềm có độ cao và tuổi khác nhau [4, 6, 7, 128].

a. Bề mặt thềm xâm thực-tích tụ bậc I, tuổi Pleistocen muộn

Dạng địa hình này phát triển khá liên tục dọc sông Hồng và sông Chảy từ Lào Cai tới Việt Trì, song mức độ phổ biến hơn là khu vực dọc sông Hồng. Đây là những dải hẹp, tương đối bằng phẳng dọc hai bên bờ sông, bề ngang của thềm có thể đạt từ 0.5 đến 1km ở Lào Cai, Phố Lu, đến vài km ở khu vực Yên Bái, Phú Thọ. Bề mặt thềm này thường hơi uốn lượn và đang bị các mương xói, rãnh xói nhỏ xâm thực, chia cắt. Độ cao tương đối của dạng địa hình này thay đổi trong khoảng từ 7- 14m, được cấu tạo bởi các trầm tích của hệ tầng Thủy Chạm [128]: phần trên gồm sét, sét lẫn cát mầu xám trắng, mầu xám vàng loang lổ; phần dưới gồm cuội, cuội sỏi lẫn cát, sạn hạt nhỏ đến hạt thô. Các trầm tích này có tuổi Pleistocen muộn nên 3). Các bề này có thể giả định tuổi của bề mặt thềm I này là Pleistocen muộn (Q1 được người dân sử dụng để trồng cây ăn quả và sinh sống.

Ảnh 2.6: Bề mặt bãi bồi cao khu vực xã Bảo Nhai (Ảnh N.V. Liêm)

b. Bề mặt xâm thực – tích tụ bậc II, tuổi Pleistocen giữa-muộn

2-3mk) Bề mặt thềm này được phủ bởi trầm tích của hệ tầng Minh Khai (aQ1 với 2 phần: phần trên là bột, cát, sét lẫn sạn, sỏi quarzit, laterit, mầu từ xám vàng đến nâu đỏ, đôi chỗ bị laterit hóa nên có mầu nâu tím; phần dưới là sỏi, cuội, tảng

67

Bề mặt thềm này phân bố nhiều nơi dọc sông Hồng, sông Chảy, Nậm Mu như Bát Xát, TP.Lào Cai, Cam Đường, Bảo Thắng, Bảo Yên, Văn Yên, Yên Bái, Hạ Hòa, Đoan Hùng, Việt Trì,… Bề mặt này thường có độ cao tương đối từ 15- 25m, cao tuyệt đối từ 50-60m. Chúng bị xâm thực, chia cắt khá mạnh tạo thành các gò đồi, dãy đồi thoải, có dạng vòm khum-bát úp (Hình 2.13, Hình 4.3 và Hình 4.5).

2-3).

có thành phần thạch anh, silic, ít đá phiến thạch anh. Như vậy, có thể giả định tuổi của bề mặt thềm này là Pleistocen giữa-muộn (Q1

c. Bề mặt xâm thực – tích tụ bậc III, tuổi Pleistocen giữa

Dạng địa hình này khá phổ biến dọc hai bên bờ phải và trái sông Hồng, sông Chảy, Nâm Mu, ở khu vực phố Lu, Bảo Thắng, Làng Thíp, Báo Đáp, cầu Yên Bái, Việt Trì, Đoan Hùng,… Bề mặt này hiện đang bị xâm thực rửa trôi tạo thành các đồi dạng vòm, vòm thoải, cao tương đối từ 35-55m, cao tuyệt đối thay đổi tùy khu vực, trung bình khoảng 80-90m. Nhiều nơi có thể quan sát thấy kéo dài từ 8-10km theo phương TB-ĐN, rộng từ 0.5 đến 1.5km như ở khu vực từ Phố Lu đến Bảo Thắng, khu vực Đào Thịnh, … Nhiều khu vực quan sát thấy bề mặt khá rộng lớn (tập trung ở phía tây nam khu vực nghiên cứu), bề rộng có thể đạt 8-9km và kéo dài 20-25km như ở Việt Cường, Vô Tranh, Quang Húc, Đại Phạm, Thanh Vân,...

Bề mặt thềm này được cấu tạo gồm 2 phần: phần trên gồm sét, sét bột lẫn sạn, cuội, sỏi có thành phần quarzit, thạch anh, laterit, dày 1.5 đến 2m của hệ tầng Xuân Quang; phần dưới được cấu tạo bằng đá phiến biến chất hệ tầng Ngòi Chi, đá phiến sét, cát bột kết hệ tầng Sông Mua, hệ tầng Bản Nguồn, cuội tảng kết hệ tầng Văn Yên và bột sét kết hệ tầng Cổ Phúc [128]. Như vậy, vì bề mặt thềm này được phủ bởi hệ tầng Xuân Quang có tuổi Pleistocen giữa nên có thể xác định tuổi Pleistocen giữa cho bề mặt thềm này.

d. Bề mặt thềm xâm thực-tích tụ bậc IV, tuổi Pleistocen sớm

68

Dạng địa hình này được đánh số “24” trên bản đồ địa mạo (Hình 2.12), chiếm diện tích không nhiều trong khu vực nghiên cứu, có thể quan sát thấy ở Hoàng Thắng, Xuân Ai, Máng Nước, Mỹ Lương,…, với chiều rộng từ vài trăm mét đến 1-2km, chiều dài khoảng từ 3 đến dưới 10km, thường bị chia cắt thành các gò đồi, chỏm sót ở độ cao tuyệt đối từ 100-120m, độ cao tương đối từ 70-90m. Bề mặt thềm này được phủ bởi trầm tích hệ tầng Mỹ Lương với chiều dày từ 1.5-2m. Thành phần chủ yếu là sét mầu vàng nâu lẫn cuội, sỏi đa khoáng có đường kính từ 2-10cm. Phần dưới được cấu tạo bằng đá phiến biến chất của hệ tầng Ngòi Chi, đá phiến sét, cát bột kết của hệ tầng Sông Mua, hệ tầng Bản Nguồn, cuội tảng kết của hệ tầng Văn Yên, bột kết của hệ tầng Cổ Phúc. Như vậy, có thể xác định tuổi của bề mặt thềm này là Pleistocen sớm, trùng với tuổi của hệ tầng Mỹ Lương [128] và xét trong mối quan hệ với các bậc san bằng nằm trên và thềm III nằm dưới.

e. Bề mặt tích tụ hỗn hợp sông, sườn tích, lũ tích:

Bề mặt này phân bố ở các dải trũng giữa núi. Về mặt hình thái đó là những bề mặt nghiêng thoải 3-8º , 8-15º ít bị chia cắt và phân bậc. Các thành tạo bở rời bề mặt là các mảnh vỡ, khối tảng hỗn tạp được lấp đầy bởi các vật liệu hạt nhỏ dăm sạn, cát, sét với chiều dày từ một vài mét đến hàng chục mét. Bề mặt này phát triển dưới dạng các nón phóng vật liên kết lại với nhau thành một bề mặt rộng lớn trải dài theo chân núi. Hiên nay các bề mặt này thường vẫn đang tiếp tục phát triển nên có tuổi Đệ tứ không phân chia (Q).

Hình 2.13: Các dạng địa hình thềm khu vực xã Báo Đáp

Nhìn chung địa hình trong vùng có nguồn gốc khác nhau, khá phức tạp, nhưng tính phân bậc địa hình vẫn được thể hiện khá rõ nét. Mỗi bậc địa hình có nguồn gốc hình thành riêng. Nhưng cũng có khi trong cùng một nguồn gốc hình thành có hai bậc địa hình khác nhau. Trên các bậc địa hình có khi còn giữ nguyên được các bề mặt cổ, có khi bị chia cắt, bóc mòn, xâm thực làm lu mờ các dấu vết ban đầu.

2.5. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN ĐỊA HÌNH

2.5.1. Khái quát sự phát triển kiến tạo và địa hình trước Pliocen

69

Quá trình đụng độ giữa mảng Ấn Độ và mảng Âu Á xảy ra cách đây 50 triệu năm đã làm biến đổi sâu sắc bình đồ kiến tạo Châu Á. Sự trồi ra (extrusion) của mảng Đông Dương – Sundaland dọc theo đới ĐGSH, trong thời gian này đi kèm với tách giãn Biển Đông, có lẽ là cơ chế quan trọng nhất của tiến hóa kiến tạo và

phát triển địa hình Đông Nam Á. Đã có nhiều mô hình được xây dựng để nghiên cứu về sự hình thành và phát triển của địa hình- kiến tạo của đới ĐGSH và có thể thấy nổi lên hai quan điểm chính. Quan điểm thứ nhất cho rằng quá trình tách giãn Biển Đông giống quá trình thành tạo một biển rìa thông thường: vỏ đại dương mới được hình thành đồng thời với một phần vỏ cũ bị mất đi trong đới cuốn chìm Panawan. Quan điểm thứ hai cho rằng hoạt động đụng độ giữa mảng Ấn Độ và Châu Á đã làm mảng Đông Dương- Sundaland trôi về phía đông nam dọc theo đới ĐGSH. Mảng Đông Dương bị trôi đồng thời bị trượt xoay theo chiều kim đồng hồ đã dẫn tới mở Biển Đông theo kiểu “pull-apart”.

Tuy nhiên, mô hình thúc trượt (extrusion model) của Tapponnier và nnk, 1986 [122] có ảnh hưởng lớn nhất trong các công trình nghiên cứu về sự phát triển địa hình khu vực. Mô hình này được kế thừa và phát triển cho đến ngày nay [125], [108], [14], [19], [75], [76], [57], [92], [77]. Mô hình lý thuyết này có ý nghĩa quan trọng về sự thúc trượt của Ấn Độ trong suốt thời kỳ Kainozoi sớm-giữa, kết quả sự phát triển của đới trượt cắt Ailao Shan. Harrison và nnk (1996) [57] thảo luận về sự trồi lộ ngang của đới trượt cắt trên một đứt gãy, chúng được xem xét như cùng một cấu trúc như ĐGSH hiện đại. Theo như mô hình về sự thúc trượt, từ khoảng thời gian Pliocen (Leloup và nnk, 1993 [78]), chiều của chuyển dịch kiến tạo bị đảo ngược, Tây Tạng và Nam Trung Hoa đã được nhô ra về phía đông và đông nam, được giới hạn về mặt phía tây nam bởi hệ thống đứt gãy Jiali và ĐGSH được tái hoạt động, ranh giới phía bắc bởi đứt gãy Altyn Tagn (Tapponnier và nnk, 1982 [123]; 1986 [122]; Avouac và Tapponnier, 1993 [14]; Peltzer và Saucier, 1996 [92]). Các nghiên cứu mô hình chỉ ra sự tự quay của các khu vực của rìa cao nguyên phía đông, cho dù chỉ dưới một góc nhỏ trong suốt sự trồi lộ, kết quả dẫn đến sự chuyển dịch trượt bằng trái của dọc hệ thống đứt gãy Xianshuihe-Xiaojiang và đứt gãy Kunlun (Avouac và Tapponnier, 1993 [14]; Peltzer và Saucier, 1996 [92]). Khúc uốn ở ĐGSH được xem xét tới nguồn gốc sự tác động qua lại với đứt gãy Xianshuihe-Xiaojiang, nhưng Replumaz và nnk (2001) [99] lại cho rằng sự dịch chuyển trượt trái hầu hết bị hấp thụ trong sự thu ngắn ở lớp vỏ phía bắc của ĐGSH và nó không bị di chuyển dọc đứt gãy đó trong bất kỳ cách thức nào. Dự đoán về

70

tốc độ chuyển dịch hiện đại trên ĐGSH, theo mô hình đó là ∼10±5mm/năm theo hướng N110oE (Peltzer và Saucier, 1996 [92]), kết quả chuyển dịch phải 7.5 ± 4mm/năm và một thành phần mở rộng được kết hợp (Replumaz và nnk, 2001 [99]). Cả đới trượt cắt Ailao Shan và ĐGSH, các phần của một cấu trúc đơn lẻ trong mô hình được xem như là các đặc trưng về quy mô lớp vỏ gần thẳng đứng.

Các mô hình kế tiếp chỉ ra sự quay xung quanh trục đông Himalayan, đúng hơn là có sự trồi lộ theo hướng đông nam và chú ý đến sự biến dạng phức tạp của khu vực (England và Houseman, 1989 [44]; Dewey và nnk, 1989 [39]; Houseman và England, 1993 [61]; Wang và Burchfiel, 1997 [153]; Wang và nnk, 1998 [155]). Wang và nnk (1998) [155] hiện đang xem xét chứng cứ về sự chuyển động quay xung quanh trục phía đông Himalayan trong Pliocen-Đệ tứ được giới hạn phía đông bởi hệ thống đứt gãy Xianshuihe-Xiaojiang trong khu vực Sichuan và Vân Nam bởi đứt gãy Lai Châu-Điện Biên ở Việt Nam. Trong mô hình này, sự quay của mảng là được biến dạng nội tại mạnh mẽ. Hệ thống đứt gãy Dali, ví dụ sự quay và sự mở rộng theo hướng đông tây được xem xét trong việc quay lớn hơn của mảng vỏ (Wang và nnk, 1998) [155]. Các khu vực phía đông nam của trục là sự mở rộng toàn diện, trong khi các khu vực phía đông bắc là trong sự nén ép (Wang và nnk, 1998 [155]; Wang và Burchfiel, 2000 [154]). Dữ liệu về GPS phù hợp mô hình này, ít nhất là trong khoảng thời gian ngắn. Sự phù hợp thể hiện độ lớn và hướng chuyển dịch của các véc tơ tốc độ theo tính toán GPS tương đương với tính toán theo tài liệu địa chất-địa mạo dọc các đứt gãy Xiaojiang và Lai Châu-Điện Biên và cả dọc ĐGSH (King và nnk, 1997 [68]; Chen và nnk, 2000 [28]). Wang và nnk (1998) [155] cho rằng ĐGSH hoạt động như một điểm đánh dấu thụ động trong hệ thống quay này và bị chệch hướng ~60km bởi sự trượt cắt, kết quả sự uốn cong lên của ĐGSH, đới trượt cắt Ailao Shan - Sông Hồng cũng như các cấu trúc xa hơn về phía nam. Trượt bằng phải dọc đứt gãy này có thể là kết quả từ sự quay, đúng như sự trượt phải được hình thành trên một số đứt gãy phía đông bắc, cái được giới hạn trên hoặc kết thúc bởi các nhánh trượt trái của hệ thống đứt gãy Xianshuihe- Xiaojiang (Burchfiel và Wang, 2003 [22]). Một hợp phần của sự dịch chuyển trên ĐGSH cũng có thể là kết quả từ sự mở rộng đông-tây trong khu vực Dali và giữa các nhánh của hệ thống đứt gãy Xianshuihe-Xiaojiang (Wang và nnk, 1998 [155]).

71

Trong giai đoạn Oligocen-Miocen, các đá phiến gneis của đới Ailao Shan được giới hạn phía đông bắc bởi ĐGSH và phía tây nam có thể bởi đứt gãy không còn hoạt động Ailao Shan. Sự trượt cắt bắt đầu từ khoảng 34 triệu năm trước (Gilley và nnk., 2003 [50]) và pha tiếp sau đó được hình thành bởi sự nguội lạnh nhanh chóng không đẳng thời trong khoảng giữa 25 và 17 triệu năm dọc đới va chạm (Harrison và nnk, 1996 [57]). Hơn nữa theo tuổi phân rã của zircon và apatite chi ra sự nguội lạnh nhanh chóng từ 13 tới 10 triệu năm (Bergman và nnk, 1997 [17]; Leloup và nnk, 2001 [77]), nhưng nó là không rõ ràng rằng pha nguội lạnh đó là còn tiếp tục hay không với những chứng cứ được chỉ ra bởi địa nhiệt niên đại của

Harrison và nnk, (1996) [57] hoặc nếu nó chỉ đại diện cho một sự kiện nguội lạnh riêng biệt. Những người chỉ ra hướng của sự trượt phù hợp với sự trượt bằng trái (Leloup và nnk., 1995 [76]; 2001 [77]) và ước lượng tổng của sự biến vị trong đới nằm trong khoảng là 700 ± 200 km (Brias và nnk, 1993 [19]; Leloup và nnk, 1995 [76], 2001 [77]; Wang, P.L và nnk, 1998 [155]). Đới trượt cắt Ailao Shan dường như được điều chỉnh theo sự thúc trượt theo hướng nam của khối Đông Dương (Indochina) nhưng chính xác về mặt tự nhiên của sự biến dạng lớp vỏ liên hợp là không rõ ràng (Tapponnier và nnk, 1982 [123], 1986 [122], 1990 [125]; Leloup và nnk, 1995 [76], 2001 [77]; Wang và Burchfiel, 1997 [153]).

Như vậy, quá trình phát triển địa hình luôn để lại dấu ấn thông qua nhiều dấu hiệu khác nhau. Trong Kainozoi, giai đoạn trước Pliocen, đới ĐGSH là giai đoạn biến dạng dẻo, trượt bằng trái với sự phong phú chứng cứ về địa nhiệt và địa niên đại (Tapponnier và nnk, 1990 [125]; Scha¨rer và nnk, 1990 [108]; Harrison và nnk, 1992 [58], 1996 [57]; Leloup và nnk, 1995 [76], 2001 [77]; Zhang và Scha¨rer, 1999 [173]; Burchfiel và Wang, 2003 [22]; Gilley và nnk, 2003 [50]). Tổng sự biến vị trượt bằng trái của địa hình trong giai đoạn này vào khoảng 700 ± 200 km và địa hình phát triển nâng yếu (0.03mm/năm), bề mặt san bằng cao 1600m (bề mặt Sa Pa) trong khu vực được hình thành trong giai đoạn này (Lê Đức An, 2003 [3]), các dãy núi Himalaya-Tây Tạng đến Hoàng Liên Sơn-Con Voi mới chỉ là địa hình đồi núi thấp và chưa được nâng lên đáng kể.

2.5.2. Lịch sử phát triển địa hình khu vực và vùng lân cận từ Pliocen tới nay

72

Trái ngược với sự biến dạng dẻo, trượt bằng trái trong giai đoạn trước Pliocen, giai đoạn từ Pliocen tới nay, đới ĐGSH là một thể địa mạo tiêu biểu, một cấu trúc trượt bằng phải và gần như là giới hạn phía đông bắc của đới trượt cắt Ailao Shan. Mặt của ĐGSH là một mặt thẳng đứng, mảnh, có góc đổ về hướng đông. Tốc độ trượt bằng ước tính dựa trên dữ liệu địa chất và địa mạo nằm trong khoảng từ 5.5 tới 54km (Allen và nnk, 1984 [2]; Wang, E., và nnk, 1998 [155]; Replumaz và nnk, 2001 [99]). Tuổi khởi đầu của đứt gãy này vẫn chưa được làm rõ, nhưng được ước tình rơi vào khoảng từ 2 tới 5 triệu năm (Allen và nnk, 1984 [2]; Wang, E., và nnk, 1998 [155]; Replumaz và nnk, 2001 [99]). Ở tỉ lệ nhỏ, ĐGSH gần như vạch thành một đường thẳng qua rìa phía đông bắc của đới Ailao Shan. Một đặc trưng nổi bật khi quan sát trên bản đồ của ĐGSH là một khúc uốn chính gần điểm giao cắt của nó với hệ thống đứt gãy trượt trái Xianshuihe-Xiaojiang. Phía tây bắc của đứt gãy này, các mặt pha-sét tam giác, các bồn trầm tích Đệ tứ và các sự nâng cao đỉnh trong dải Ailao Shan đã được giải thích là kết quả từ một sự chuyển

dịch theo mặt đứt gãy trên ĐGSH với cánh phía đông bắc chuyển dịch xuống (Allen và nnk, 1984 [2]; Replumaz và nnk, 2001 [99]; Leloup và nnk, 1995 [76]; Wang, E, và nnk, 1998 [155]).

Theo các quan sát của Replumaz và nnk, (2001) [99] thì có hệ thống các mặt pha-sét tam giác ở nhánh đứt gãy phía đông nam của ĐGSH (phần thuộc lãnh thổ Trung Quốc) là rõ nét và trên cơ sở đó đã chỉ ra sự chuyển dịch theo mặt đứt gãy được mở rộng dọc toàn bộ chiều dài đứt gãy này trong phân thuộc Trung Quốc. Tuy nhiên, như được chỉ ra bởi Allen và nnk, (1984) [2], sự xói mòn khác nhau dọc các đá phiến gơnai gần như dốc đứng của đới trượt cắt Ailao Shan, nhưng góc đổ theo hướng của thung lũng lại không đáng kể, có thể tạo ra sự xuất hiện của các mặt pha- sét tam giác trong sự thiếu vắng của sự chuyển dịch đúng theo mặt đứt gãy. Wang và nnk., (1998) [155] đồng ý với quan điểm đứt gãy thuận không còn tiếp tục ở phía nam của khúc uốn ĐGSH.

Trong điều kiện sự biến dạng dọc các đới siết trượt như là hệ quả của sự đụng độ Ấn - Á, rìa đông của cao nguyên Tây Tạng, trong đó có đới ĐGSH được cho là đã từng trải qua sự nâng của bề mặt địa hình với chiều dài của địa hình nâng lớn như là một kết quả của sự điều chỉnh dòng gradient áp suất của của lớp vỏ mềm bên dưới từ bên dưới Tây Tạng và sự căng phồng lên của các khu vực lân cận (Royden, 1996 [101]; Royden và nnk, 1997 [102]; Clark và Royden, 2000 [30]). Sự trồi lộ, sự nâng bề mặt địa hình của đới trượt cắt Ailao Shan và sự chuyển dịch trượt bằng dọc ĐGSH và các đứt gãy hoạt động khác, chúng tương tác với nhau để tạo thành cảnh quan địa hình hiện đại, phần địa hình còn được bảo tồn ngày nay chính là minh chứng lý giải các quá trình hoạt động trong quá khứ. Trong giai đoạn này, địa hình khu vực thời kỳ này nâng lên rất mạnh, điển hình là dãy Himalaya nâng mạnh gấp 38 lần thời kỳ trước (Lê Đức An, 2003 [3]), các vùng khác cũng bị nâng lên khá mạnh, nhưng với tốc độ kém hơn (vấn đề này sẽ làm rõ hơn ở Chương 3). Phù hợp với quan điểm này, P.H. Leloup và nnk (1995) [76] khi nghiên cứu về dãy núi địa lũy Diacang Shan (một trong bồn khối biến chất cao dọc đới ĐGSH) cũng cho rằng dãy địa lũy này chỉ được nâng mạnh kể từ Pliocen. Tuy nhiên, tốc độ nâng trồi trong giai đoạn này cũng không hoàn toàn đồng nhất mà lại chia thành nhiều chu kỳ khác nhau. Minh chứng là sự tồn tại các BMSB và các bậc thềm sông ở những độ cao khác nhau.

73

Đối với khu vực đới ĐGSH đoạn Lào Cai-Việt Trì, qua quá trình nghiên cứu, thành lập bản đồ địa mạo (Hình 2.12), tổng hợp tài liệu về các bề mặt san bằng trẻ, các thềm sông và trầm tích liên quan, trong giai đoạn từ Pliocen tới nay có thể quan

sát thấy 3 giai đoạn phát triển của địa hình theo phương thẳng đứng và chuyển dịch theo phương ngang với cơ chế trượt bằng phải. Về đặc điểm động hình học và tốc độ chuyển dịch của địa hình theo phương ngang sẽ được NCS trình bày chi tiết ở phần tiếp theo (xem Chương 3).

Về 3 giai đoạn phát triển địa hình theo phương thẳng đứng đó là: giai đoạn Pliocen (từ Pliocen sớm đến Pliocen muộn), giai đoạn từ Pleistocen sớm đến Pleistocen giữa và giai đoạn từ Pleistocen cuối đến nay.

- Giai đoạn 1 (giai đoạn từ đầu Pliocen): Đới ĐGSH tái hoạt động trở lại nên các trầm tích không được thành tạo và thay vào đó là sự xuất hiện đá bazan hệ tầng Văn Tiên. Hoạt động phun trào bazan chỉ diễn ra trong phạm vi hẹp nên ít ảnh hưởng đến bề mặt địa hình. Địa hình bắt đầu quá trình chuyển dịch trượt bằng phải và chuyển động nâng thắng thế, được đánh dấu bằng 3 bậc độ cao địa hình đó là bậc địa hình cao 400-600m (có thể đạt 1000m ở khu vực tây bắc vùng nghiên cứu và dãy Hoàng Liên Sơn, [4]) có tuổi Pliocen sớm, bậc địa hình cao 200-300m có tuổi Pliocen giữa và các pediment thung lũng bị phân cắt thành các gò đồi thoải có tuổi Pliocen muộn. Đặc điểm các dạng địa hình này xem thêm ở Mục 2.4.2.2.

- Giai đoạn 2 (từ Pleistocen sớm đến cuối Pleistocen giữa): địa hình vẫn tiếp tục chuyển dịch bằng phải nhưng tốc độ giảm hơn so với giai đoạn trước. Địa hình nâng với mức độ trung bình, được đánh dấu bởi 3 mực thềm sông: thềm bậc IV có tuổi Pleistocen sớm với sự có mặt của các trầm tích của hệ tầng Mỹ Lương [128]; thềm bậc III có tuổi Pleistocen giữa với sự có mặt của hệ tầng Xuân Quang [128] và thềm bậc II có tuổi Pleistocen giữa-muộn, trầm tích tương ứng là hệ tầng Minh Khai [128].

- Giai đoạn 3 (từ Pleistocen muộn đến nay): Địa hình vẫn tiếp tục với cơ chế trượt bằng phải nhưng yếu hơn nhiều so với 2 giai đoạn trước, tốc độ chuyển dịch phải ở hiện tại là <1mm/năm (xem Mục 3.2.2); giai đoạn này hoạt động nâng mạnh nhất, được đánh dấu bởi thềm tích tụ bậc I có tuổi Pleistocen muộn [121], trầm tích tương ứng là hệ tầng Thủy Chạm [128] và hai thế hệ bãi bồi: bãi bồi cao, cao tương đối 2.5-6m, được xác định tuổi Hollocen sớm-giữa [121], [174], tương ứng với hệ tầng Phùng Nguyên và bãi bồi thấp vẫn đang tiếp tục được nâng lên ở hiện tại, tương ứng với nó là hệ tầng Gò Mun [128].

Tóm lại: Trong Kainozoi, khu vực dọc đới ĐGSH trải qua 2 giai đoạn phát

triển địa hình - kiến tạo chính. Giai đoạn thứ nhất phát triển từ khoảng Oligocen đến

74

Miocen (E3-N1), là giai đoạn biến dạng dẻo, trượt bằng trái và quá trình nâng địa

hình yếu. Giai đoạn thứ hai, bắt đầu Pliocen đến nay; giai đoạn này có một đột biến

lớn xảy ra đó là sự đổi chiều chuyển dịch của địa hình dọc đới ĐGSH từ trượt bằng

trái qua chuyển dịch bằng phải và địa hình khu vực thời kỳ này nâng lên rất mạnh.

Trong giai đoạn này, ở phạm vi khu vực từ Lào Cai đến Việt Trì có thể chia ra làm

3 giai đoạn phát triển địa hình với 9 thời kỳ nâng tích cực và xen giữa là 9 giai đoạn

bình ổn tương đối của địa hình khu vực, được minh chứng qua sự tồn tại của 3 bậc

địa hình san bằng, 4 mực thềm sông và 2 thế hệ bãi bồi có độ cao và tuổi khác nhau.

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2

Địa hình khu vực có 3 đặc trưng chính đó là tính khối tảng, tính phân bậc và

tính bất đối xứng.

Nghiên cứu trắc lượng hình thái khu vực được tiến hành bằng việc thành lập các loại bản đồ: phân bậc độ cao, CCS, CCN và độ dốc cho thấy: đặc điểm phân bậc địa hình khu vực là khá rõ nét, phản ánh hoạt động kiến tạo mạnh mẽ của khu vực.

Các đặc trưng KTHT phản ánh rõ các yếu tố địa hình được thành tạo do các chuyển động kiến tạo, đặc biệt là các chuyển động kiến tạo trẻ. Có thể chia KTHT khu vực nghiên cứu thành 10 kiểu với 22 phụ kiểu, được gộp trong 3 nhóm theo nguồn gốc là kiến trúc kiến tạo, kiến trúc kiến tạo nham thạch và kiến trúc kiến tạo bóc mòn. Theo tính chất nâng-hạ bao gồm 2 nhóm: KTHT nâng TKT và KTHT hạ tương đối và sụt lún TKT.

Công tác lập bản đồ địa mạo khu vực theo nguyên tắc các bề mặt đồng nguồn gốc và tuổi (nguyên tắc nguồn gốc-lịch sử) đã phân chia được 32 dạng địa hình với 4 kiểu nguồn gốc và tuổi khác nhau là kiểu có nguồn gốc kiến tạo, kiểu có nguồn gốc bóc mòn tổng hợp, kiểu có nguồn gốc hòa tan-rửa lũa và kiểu địa hình dòng chảy.

75

Trong giai đoạn hoạt động trẻ từ Pliocen cho đến nay, đới ĐGSH đoạn Lào Cai-Việt Trì đã trải qua 3 giai đoạn phát triển địa hình với 9 thời kỳ nâng tích cực và xen giữa là 9 giai đoạn bình ổn tương đối của địa hình khu vực, được minh chứng qua sự tồn tại của 3 bậc địa hình san bằng và 4 thế hệ thềm sông và 2 loại bãi bồi có độ cao và tuổi khác nhau.

CHƯƠNG 3

KIẾN TẠO TRẺ VÀ ĐỊA ĐỘNG LỰC HIỆN ĐẠI ĐỚI ĐỨT GÃY SÔNG HỒNG

3.1. ĐẶC ĐIỂM KIẾN TẠO TRẺ

3.1.1. Các dấu hiệu hoạt động trẻ từ Pliocen –Hiện đại

Kết hợp với kết quả thu được trong đợt khảo sát cùng với nhóm các nhà địa chất thuộc Viện Nghiên cứu Động đất, Cục Địa chấn Vân Nam Trung Quốc cho thấy đới đứt gãy Sông Hông vẫn có nhiều dấu hiệu hoạt động trong giai đoạn gần đây. Các minh chứng thu thập được là những đới trượt cắt (shear zone) trẻ và các dịch chuyển trong tầng phong hoá của các thành tạo Neogen có phương trùng với phương đới ĐGSH (300-330o), chiều rộng từ vài centimét ở khu vực cầu Yên Bái tới vài chục centimét, thậm chí tới hàng mét ở khu vực đô thị mới Lào Cai (Ngô Văn Liêm và nnk, 2006 [81]).

Các đới trượt cắt trẻ có phương trùng với phương đã được nêu trên ghi nhận được tại một số khu vực dọc theo các ĐGSH, Sông Chảy. Dọc theo nhánh phía tây nam sông Hồng các đới trượt cắt kiểu như vậy là rất phổ biến, như khu vực đầu cầu Yên Bái (đường từ TP. Yên Bái đi Nghĩa Lộ), quan sát thấy đới trượt cắt trẻ trong tầng cát kết, cuội kết Neogen chiều rộng chưa tới 1cm, mặt trượt nhìn chung cắm về phía tây nam, góc dốc khá lớn (225<85), vết xước phương 135 < 25 thể hiện rất rõ trên vật liệu sét. Hay tại thành phố Lào Cai, phát hiện thấy nhiều đới trượt cắt phát triển trong các thành tao Neogen và vỏ phong hoá của chúng, tiêu biểu nhất là khu vực phía Đông Nam trung tâm thành phố khoảng 6km, một đới trượt cắt lộ rộng từ 1,2 đến 2m kéo dài hàng trăm mét, cắt qua các tầng cuội kết, cát kết Neogen và lớp vỏ phong hoá của chúng có chiều dày hàng chục mét.

76

Đới này có thế nằm 230<70-75; vết xước 140<20-25 rất rõ nét trên vật liệu sét (Ảnh 3.1a; 3.1b). Đặc biệt vật liệu sét trong đới bị ép phiến (phương 320) và bị cắt nát bởi các khe nứt cắt phương á vĩ tuyến đặc trưng cho kiểu trượt bằng phải. Ngoài ra các đới trượt kiểu trên còn rất phát triển dọc cánh phía tây nam của ĐGSH ở nhiều khu vực khác như bên bờ phải sông Hồng khu thi trấn Bảo Yên, dọc đường từ phố Ràng đi Cam Đường, thị trấn Bát Xát đi AMUSUNG.

Hình 3.1: Mặt cắt trong trầm tích Neogen - Đệ tứ và đoán giải cấu trúc từ ảnh (điểm khảo sát thuộc thôn An Lạc - Bắc Cường - TP Lào Cai)

77

Tương tự như vậy, trên tuyến ĐGSC dọc quốc lộ 70 tại khu vực xã Khánh Hoà (Lục Yên, Yên Bái); khu vực thị trấn Phố Ràng (Bảo Thắng, Lào Cai) cũng quan sát thấy một đới tương tự. Tại khu vực xã Khánh Hoà, đới có phương 300o (210<60), rộng >15m các vật liệu phong hoá của đá Neogen màu xám đem, xám nâu, loang nổ, mềm xốp cũng bị ép phiến theo phương trùng với phương của đứt gãy này. Khu vực thị trấn Phố Ràng, quan sát thấy đới phát triển trong tầng cuội kết Neogen đang phong hoá rộng 40 - 60cm, vật liệu bên trong màu xám đen bị ép phiến mạnh.

Ngoài ra còn phát hiện các đới trượt trẻ có phương ĐB-TN, á kinh tuyến, á vĩ tuyến có chiều rộng thay đổi trong đới đứt gãy Sông Hông có vết xước phát triển trong các lớp sét, lớp keo sắt có cơ chế dịch trượt bằng, thuận hoặc nghịch phù hợp với cơ chế dịch chuyển bằng của đới.

Đới trượt cắt trẻ

Vị trí quan sát được rất rõ ranh giới của các thành tạo Neogen và thềm sông hiện đại tại khu vực thôn An Lạc (xã Bắc Cường, TP. Lào Cai). Ở đây phát hiện hai hệ thống khe nứt tách là dấu ấn của các trận động đất cổ, phương thay đổi từ 275 - 290, có biên độ dịch trượt thuận từ 2 đến 4 cm, cùng với các mặt nứt của hệ thống ĐGSH (215<60) có biên độ dịch chuyển lớn hơn từ 30 - 45 cm. Hệ thống khe nứt mở thứ nhất được lấp nhét bằng các vật liệu màu xám sáng còn rất dẻo và mịn, hệ thống thứ hai được lập bằng vật liệu màu nâu đỏ của thềm sông hiên đại (Hình 3.1).

a b

Ảnh 3.1: a- Đới trượt cắt trẻ (Shear) phát triển trong các thành tạo Neogen và vỏ phong hoá của chúng, rộng 1,8 - 2m; b- vật liệu sét bị ép phiến song song với đới và mặt trượt của đới (vị trí quan sát đông nam TP. Lao Cai 6 km)

78

Thành phần vật chất trong các đới trượt cắt này tương đối xốp, dẻo và các lớp keo sắt hiện đại đôi chỗ bị ép phiến có màu sắc phụ thuộc vào màu sắc của lớp vỏ phong hoá của đá gốc khu vực. Phải chăng nếu đem liên kết các hoạt động dịch trượt của đới đứt gãy Sông Hông với tuổi của vỏ phong hoá phát triên trên đá Neogen dọc đới Sông Hồng, thì các dấu hiệu trên trẻ hơn nhiều. Ở một số vị trí, hệ thống khe nứt tách á vĩ tuyến, ĐB-TN, dịch chuyển thuận từ 2 -5 cm phân bố trong cánh phía TN còn bị lấp nhét các vật liệu của thềm sông hiện đại và thổ nhưỡng (phần trên của vỏ phong hoá), đây có thể là những khe nứt liên quan tới hoạt động địa chấn của đới đứt gãy này, đây cũng là cơ sở cho các phân tích nhiệt huỳnh quang phục vụ luận giải tuổi các trận động đất cổ liên quan.

3.1.2. Biên độ và tốc độ chuyển dịch thẳng đứng từ Pliocen tới nay

Các khối kiến trúc trẻ: các khối kiến trúc nâng (các khối núi, dãy núi) và hạ tương đối (các thung lũng và trũng giữa núi), đã được đề cập đến ở các phần trên (Chương 2), ở phần này NCS tập trung đi sâu phân tích đánh giá về biên độ và tốc độ chuyển dịch theo chiều thẳng đứng của các dạng kiến trúc trẻ từ Pliocen cho tới nay. Đã có một số công trình nghiên cứu đề cập đến vấn đề này ở trong khu vực và vùng lân cận với nhiều cách tiếp cận và đánh giá khác nhau:

Lê Đức An, Lại Huy Anh và nnk (2000) [5], giả thiết rằng đới ĐGSH - Sông Chảy khu vực tây bắc Lào Cai nguyên là bề mặt san bằng thống nhất có độ cao 150 m. Thung lũng sông cắt bề mặt san bằng này và lại được lấp đầy bởi các trầm tích Đệ tứ. Do đó xếp bề mặt đới ĐGSH - Sông Chảy vào tuổi Pliocen và bề mặt đó được nâng lên vào cuối Pliocen - đầu Đệ tứ, khoảng 2 triệu năm, với cự ly nâng từ 275 - 550 m, tốc độ nâng khoảng 0,14 - 0,28 mm / năm [5]. Tiếp đến, Lê Đức An và đồng nghiệp (2001) [6], thông qua nghiên cứu các bậc địa hình DNCV cho rằng 3) tới nay có cự ly nâng khoảng từ 700 đến 1100m tương DNCV từ cuối Miocen (N1 3) đến nay thì cự ly ứng với tốc độ 0.10-0.16mm/năm và nếu tính từ cuối Pliocen (N2 nâng khoảng 150 đến 650m, tương ứng với tốc độ 0.07 đến 0.32mm/năm. Khi nghiên cứu mối quan hệ giữa chuyển động nâng Tân kiến tạo với trượt bằng đới ĐGSH từ góc độ địa mạo, Lê Đức An (2003) [4] đã sơ bộ tính được tốc độ nâng trên dãy Hoàng Liên Sơn trong Pliocen là 0.17mm/năm và trong Đệ tứ là 0.50mm/năm. Đối với dãy núi và sơn nguyên Himalaya-Tây Tạng, thông qua việc tổng hợp kết quả của các nhà địa mạo Trung Quốc cho rằng đến tận cuối N1 đến đầu N2, Himalaya vẫn còn là vùng đổi núi thấp cỡ 500-1000m, chỉ đến giữa Pliocen địa hình khu vực này mới đạt độ cao 3000m; còn độ cao 6000-8000m chỉ mới đạt được trong Đệ tứ, từ đó rút ra được tốc độ nâng trong nửa đầu Pliocen là 1.14mm/năm và từ nửa sau Pliocen tới nay có tốc độ nâng là 1.40mm/năm.

Trần Ngọc Nam (1999) [88], bằng tính toán P - T, cho thấy tổng độ lớn trồi lộ hậu biến chất ở DNCV đạt khoảng 23 km và bắt đầu trồi lộ khoảng 31 - 30 tr.n. Phân tích chi tiết các đường cong P - T - t cho thấy quá trình nâng phi tuyến của đới ĐGSH - Sông Chảy với tốc độ giảm dần: 10 mm / năm trong khoảng 31 - 30 tr.n; 3 mm/năm trong khoảng 30 - 28 tr.n; 1 mm/năm trong khoảng 28 - 24 tr.n và trung bình 0,15 mm / năm từ 24 tr.n. đến nay [88].

79

Phan Trọng Trịnh và nnk (1998) [145], phân tích điều kiện P - T, cho rằng các đá gneis, plagiogranit trong đới ĐGSH được hình thành ở nhiệt độ 6000 - 7500, áp suất 3kb, ứng với độ sâu trung bình khoảng 10 km và được nâng lên từ 23 tr. n.

trước. Như vậy, để đạt độ cao địa hình hiện đại (3 km) đới ĐGSH - Sông Chảy đã nâng lên khoảng 13 km, ứng với tốc độ trung bình khoảng 0,56 mm / năm [149].

Schoenbohm và đồng nghiệp (2004), thông qua nghiên cứu sự biến dạng địa mạo trên các bề mặt nâng, sự bóc lộ và sự phát triển cao nguyên trong khu vực sông Hồng, tỉnh Vân Nam, Trung Quốc, đã xác định được tổng độ nâng địa hình (có tính đến tốc độ bóc lộ) gần ranh giới giữa Việt Nam và Trung Quốc đạt khoảng 1400 đến 1500m trong giai đoạn từ Pliocen tới nay.

1) .

Như đã được đề cập ở phần trên (Chương 2, Mục 2.5 “Lịch sử phát triển địa hình” và Mục 2.4 “Đặc điểm các kiểu nguồn gốc địa hình), các khối kiến trúc trẻ từ Pliocen tới nay bao gồm các bậc địa hình có độ cao dưới 600m (có thể lên tới 1000m ở dãy Hoàng Liên Sơn [4]) và các bậc thềm sông dọc theo các thung lũng thuộc sông Hồng và sông Chảy. Bằng các nghiên cứu BMSB, tổng hợp, phân tích các kết quả của các nghiên cứu trước [4], [51], [128], [121], [174] có thể khái quát về tuổi của các dạng địa hình trẻ từ Pliocen tới nay như sau:

2) .

- Bề mặt san bằng có độ cao 500-600m ở khu vực tây bắc vùng nghiên cứu, (có thể đạt 1000m dãy Hoàng Liên Sơn) và 400-500m ở khu vực phía tây nam vùng nghiên cứu và trên DNCV có tuổi Pliocen sớm (N2

3).

- Bề mặt san bằng có độ cao 200-300m có tuổi Pliocen giữa (N2

- Bề mặt pediment thung lũng có tuổi Pliocen muộn (N2

- Thềm xâm thực-tích tụ bậc IV, cao tương đối 70-90m, có tuổi Pleistocen 1). sớm (Q1

2).

- Thềm xâm thực-tích tụ bậc III, cao tương đối 35-55m, có tuổi Pleistocen

giữa (Q1

2-3).

- Thềm xâm thực-tích tụ bậc II, cao tương đối 15-25m, có tuổi Pleistocen

giữa-muộn (Q1

3).

- Thềm xâm thực-tích tụ bậc I, cao tương đối từ 7-14m, có tuổi Pleistocen

1-2).

muộn (Q1

3)

- Bãi bồi cao, cao tương đối 2.5-6m, có tuổi Holocen sớm-giữa (Q2

- Bãi bồi thấp, cao tương đối 0.5 đến 2m, có tuổi Holocen muộn (Q2

80

Hầu hết các kết quả đều thừa nhận, địa hình khu vực nghiên cứu trong giai đoạn từ Pliocen tới nay đang trong quá trình nâng (tương đối) mạnh. Vì vậy, nếu coi

Ht là độ cao địa hình thực ở hiện tại, Hn là độ cao của địa hình do hoạt động nâng và Hb là độ cao phần địa hình bị quá trình xâm thực-bóc mòn đi thì ta có:

Hn = Ht + Hb

Theo công thức này thì ta mới biết được giá trị Ht thông qua nghiên cứu BMSB và bề mặt thềm. Như vây chúng ta cần phải xác định thêm giá trị Hb. Tuy nhiên, trong khu vực chưa có công trình nào nghiên cứu về tốc độ bóc mòn-xói mòn trong các giai đoạn trước đây mà chỉ có tính toán về tốc độ bóc mòn – xói mòn ở giai đoạn hiện đại (Lê Đức An và nnk, 2004 [7]). Theo [7] thì tốc độ xói mòn-bóc mòn ở hiện tại trong khu vực khối núi Fansipan là 0.56mm/năm và trong vùng núi Việt Bắc là 0.38mm/năm. Cũng theo nghiên cứu này [7] thì tốc độ nâng khu vực dãy Hoàng Liên Sơn và DNCV trong giai đoạn từ Pliocen tới nay lần lượt là 0.17mm/năm và 0.10-0.16mm/năm và tương ứng trong Đệ tứ lần lượt là 0.5mm/năm và 0.28-0.32mm/năm. Như vậy ta không thể lấy giá trị bóc mòn-xói mòn hiện tại để đại diện (áp) cho cả giai đoạn dài từ Pliocen hoặc từ Đệ tứ tới nay được vì tốc độ bóc mòn-xói mòn ở hiện tại lớn hơn rất nhiều so với tốc độ nâng địa hình trong các giai đoạn đó.

Như phần trên đã trình bày, trong khu vực đã có một số nghiên cứu về tốc độ nâng địa hình khu vực, nhưng hoặc là tính trung bình trong chu kỳ dài [88], [145] hoặc mới chỉ tính thông qua độ cao thực của địa hình được bóc lộ ra ở hiện tại (Ht) [7] mà chưa tính đến phần độ cao địa hình bị mất đi do hoạt động xói mòn-bóc mòn của địa hình khu vực. Trong nghiên cứu này NCS tính tốc độ nâng của địa hình khu vực có quan tâm đến tốc độ bóc mòn-xói mòn trung bình trong giai đoạn từ Pliocen tới nay gián tiếp thông qua kết quả tính tổng độ nâng ở vùng gần biên giới Việt – Trung của Schoenbohm và đồng nghiệp (2004) [112] và kết quả của Lê Đức An cùng cộng sự (2003, 2004) [4], [7]. Theo như kết quả ở [112] thì tổng độ nâng trong giai đoạn từ Pliocen tới này ở vùng Vân Nam, phần gần biên giới Việt – Trung là khoảng 1400-1500m (đã bao gồm cả phần bị bóc mòn-xói mòn đi). Còn công bố ở [4], [7] khi tính cho khu vực dãy Hoàng Liên Sơn cho rằng các bề mặt san bằng cao khoảng 1000m trong khu vực là có tuổi Pliocen. Từ hai kết quả này có thể rút ra phần đã bị bóc mòn-xói mòn của địa hình khu vực trong khoảng từ Pliocen tới nay vào khoảng 400-500m (tức là ~1/2 độ cao hiện tại). Như vậy ta sẽ có: Hn = Ht + ½Ht (=3/2Ht).

Như vậy, từ các kết quả trên ta có thể tính được tốc độ nâng của địa hình

81

trong khu vực nghiên cứu như sau:

Đối với giai đoạn Pliocen sớm (khoảng 5.3 tr.n trở lại đây), các BMSB cao 500-600m ở khu vực tây bắc vùng nghiên cứu có tốc độ nâng trung bình từ 0.14- 0.17mm/năm và các BMSB cao 400-500m ở khu vực DNCV có tốc độ nâng trung bình từ 0.11-0.14mm/năm.

Đối với giai đoạn Pliocen giữa (khoảng 2.5 tr.n), các BMSB cao 300-400m ở khu vực tây bắc vùng nghiên cứu có tốc độ nâng trung bình từ 0.18-0.24mm/năm và các BMSB cao 200-300m ở khu vực DNCV có tốc độ nâng trung bình từ 0.12- 0.18mm/năm.

Đối với giai đoạn 2 của sự phát triển địa hình – hình thành 3 thế hệ bậc thềm là thềm bậc IV, bậc III và bậc II, các bậc thềm này hầu hết vẫn bị quá trình bóc mòn-xâm thực khá mạnh, chủ yếu tồn tại dưới dạng các dạng gò đồi sót hoặc bề mặt nghiêng thoải nên ta cũng có thể áp dụng cách tính như đối với BMSB. Theo cách tính này, ta có thể suy ra tốc độ nâng trong giai đoạn cuối Pleistocen sớm (thềm bậc IV, ~781000 năm) khoảng 0.17mm/năm; giai đoạn Pleistocen giữa (thềm bậc III, ~300000 năm) khoảng 0.28mm/năm và trong giai đoạn cuối Pleistocen giữa (thềm bậc II, ~126000 năm) khoảng 0.30mm/năm.

Trong giai đoạn phát triển gần đây nhất (từ cuối Pleistocen muộn đến nay), với sự tồn tại của bề mặt tích tụ thềm bậc I, bãi bồi cao và bãi bồi thấp. Các dạng địa hình này bị ảnh hưởng không đáng kể của quá trình bóc mòn, nên ta không áp dụng được cách tính như trên mà ta tính trực tiếp theo độ cao thực tế (thềm bậc I cao trung bình ~10.5m, ứng với khoảng 15000 năm; bãi bồi cao, cao trung bình ~ 4.25m, ứng với khoảng 6000 năm và bãi bồi thấp, cao trung bình ~1.25m, ứng với khoảng 1000 năm). Như vậy thì trong giai đoạn từ khoảng cuối Pleistocen muộn đến nay, tốc độ nâng trung bình vào khoảng từ 0.70mm/năm đến 1.25mm/năm.

Tóm lại, theo như cách đánh giá trên thì tốc độ nâng trung bình của địa hình khu vực trong giai đoạn Pliocen là từ 0.11-0.24mm/năm, trong giai đoan từ cuối Pleistocen sớm đến cuối Pleistocen giữa có tốc độ nâng khoảng từ 0.17- 0.30mm/năm và trong giai đoạn từ cuối Pleistocen muộn đến nay, tốc độ nâng trung bình vào khoảng từ 0.70mm/năm đến 1.25mm/năm.

3.1.3. Đặc điểm chuyển dịch trượt bằng trẻ

3.1.3.1. Đặc điểm động hình học các chấn đoạn đứt gãy hoạt động

82

a. Khái quát về các chấn đoạn đứt gãy thuộc lãnh thổ Trung Quốc

Phần thuộc lãnh thổ Trung Quốc, đứt gãy trượt phải Sông Hồng gần như trùng khít với rìa đông bắc của đới trượt cắt Ailao Shan. Số lượng các đứt gãy và cách thức ở đó sự trượt được phân chia trên các nhánh của ĐGSH thay đổi dọc chiều dài của nó và phụ thuộc vào các điều kiện khu vực. Theo chiều từ tây bắc xuống đông nam, qua việc tổng hợp các nguồn tài liệu và phân tích trên ảnh vệ tinh Landsat TM, ETM+ và mô hình số độ cao có thể thấy rằng:

Ở khu vực Mindu, phía bắc-nơi kết thúc dãy Ailao Shan, ĐGSH thể hiện bởi hai nhánh đứt gãy chính, phương TB-ĐN. Trong đó, nhánh phía đông thể hiện rõ nét hơn nhánh phía tây nhưng bị cắt bởi đứt gãy trượt trái Chenghai và biến vị ~7km (Schoenbohm và nnk, 2006 [111]). Tiếp đến phía bắc bồn Wudingshan, đứt gãy vẫn tiếp tục phát triển theo hai nhánh chính, trong đó nhánh phía đông có biểu hiện của sự trượt bằng thuận, nhưng ở phía nam của bồn này thì chỉ còn thấy dấu hiệu của một nhánh đơn lẻ. Nhánh đứt gãy này tiếp tục quan sát thấy ở khu vực Ejia (chỉ có một nhánh đứt gãy này, chạy ngay sát thị trấn Ejia) và có nhiều dấu hiệu của sự trượt bằng phải (Schoenbohm và nnk, 2006 [111]). Ở khu vực Yuanjiang, phần phía tây bắc, đứt gãy gồm một nhánh chính và một số nhánh phụ. Địa hình rìa đứt gãy gần như thẳng đứng, được đánh dấu bởi một đới sét kiến tạo dày (Schoenbohm và nnk, 2006 [111]). Nhánh đứt gãy chính này chạy theo hướng đông nam về phía bắc của bồn Yuanjiang và không nối trực tiếp với đứt gãy chính ở phần đông nam của bồn này. Ở phía đông nam Yuanjiang, ĐGSH là một nhánh đơn lẻ, được đánh dấu bởi một đới sét kiến tạo dầy ~100m với góc dốc hướng đông bắc ~80o. Từ khu vực Nansa cho đến phần tiếp giáp với biên giới Việt Nam, ở hiện tại có hai nhánh đứt gãy chính của ĐGSH. Nhánh phía tây nam là gần thẳng đứng và phân tách với các gneis đới trượt cắt Ailao Shan từ các đá trầm tích Kainozoi và các đá Triassic của nên Yangtze. Nhánh phía đông bắc, cũng gần thẳng đứng, liền kề một phần với các đá Triass trên của nền Yangtze Triassis, tương phản với một đơn vị Triassic giữa. Cả hai đứt gãy là được thể hiện rõ ràng bởi các đới sét mạch. Gần Nansa, các đứt gãy cách nhau ~100-200m, được phân tách bởi thạch cao và bùn sét hồ Oligocene sớm, trầm tích hồ bị trượt cắt mạnh mẽ với sự phân bố các đới sét mạch được phát triển rộng khắp (Schoenbohm và nnk, 2006 [111]).

b. Phần thuộc lãnh thổ Việt Nam

83

Ở khu vực Lào Cai - Việt Trì, qua kết quả phân tích các dấu hiệu địa mạo và ảnh viễn thám ở tỉ lệ lớn NCS thấy ĐGSH trong giai đoạn hiện đại không phải là một đới liên tục mà gồm nhiều chấn đoạn có kích thước khác nhau khi thể hiện trên các cấu trúc đất đá khác nhau. Từ biên giới Việt - Trung, đới ĐGSH tách thành hai

đứt gãy chính bao hai rìa đới biến chất DNCV và được gọi là ĐGSH và ĐGSC (Hình 3.2).

Đứt gãy hoạt động sông Hồng chạy dọc rìa Tây Nam của đới biến chất DNCV, ứng với ĐGSH mô tả truyền thống trong các văn liệu địa chất trước đây. Trên ảnh vệ tinh Landsat và DEM nó được thể hiện là đới đứt gãy duy nhất chạy dọc thung lũng sông Hồng. Tuy nhiên, phân tích chi tiết các yếu tố địa chất, địa mạo khu vực này cho thấy đứt gãy hiện đại sông Hồng thể hiện bằng hai đứt gãy chính chạy theo hai bờ phải và trái. Chúng không kéo dài liên tục mà phân thành từng đoạn. Tuỳ từng vị trí, đứt gãy bờ trái sông Hồng thể hiện rõ nét hơn đứt gãy bờ phải hoặc ngược lại. Đáng chú ý, dọc đứt gãy này NCS đã xác định được 3 chấn đoạn đứt gãy chính với độ dài trên 10km (đứt gãy SH1, SH2 và SH3) có khả năng sinh chấn và được sử dụng đánh giá động đất cực đại ở phần dưới đây (Hình 3.2).

Hình 3.2: Sơ đồ phân bố đứt gãy trẻ khu vực từ Lào Cai đến Việt Trì.

84

Đứt gãy SH1 từ phía TB thành phố Lào Cai chạy dọc sông Hồng kéo dài liên tục ~14.5 km, dọc theo các chấn đoạn này cũng quan sát thấy biên độ dịch chuyển > 150 m (khu vực Mỏ đồng Sinh Quyền, hay phía Tây bắc Trịnh Tường 3km).

Hình 4.3

Đứt gãy SH2 (Hình 3.3) thể hiện rõ trên ảnh máy bay, ảnh vệ tinh và mô hình số độ cao (DEM), kéo dài ~12km từ thị trấn Phố Lu tới gần thị xã Cam Đường (cũ), có biểu hiện là đứt gãy trượt bằng. Biên độ dịch chuyển phải xác nhận được từ các khảo sát địa chất, địa mạo, trên các thành tạo trầm tích Đệ tứ tại các suối dọc theo nhánh phía Đông Bắc (vùng Bảo Hà) từ 150 tới 250m. Dọc chấn đoạn đứt gãy này còn có thể quan sát thấy hệ thống các bề mặt tam giác kiến tạo (triangular facet) và đứt gãy này gần như là ranh giới phân chia các đá biến chất của DNCV và các đá trầm tích của thung lũng sông Hồng. Về mặt địa mạo, chấn đoạn đứt gãy này là ranh giới phân chia giữa kiểu địa hình của DNCV và kiểu địa hình bãi bồi và thềm sông Hồng (Hình 4.3).

Hình 3.3: Chấn đoạn đứt gãy trẻ - Sông Hồng 2 (Ảnh vệ tinh Landsat TM được chồng trên mô hình số độ cao)

85

Đứt gãy SH3 (Hình 3.4) thể hiện rõ nét trên ảnh vệ tinh, trên bản đồ địa hình, kéo dài ~18km từ hồ Khe Giữa thuộc địa phận xã Yên Hợp (Văn Yên) đến hết xã Minh Tiến (Trấn Yên) và là ranh giới phân chia hai dạng địa hình thềm bậc IV và thềm bậc III. Tại đứt gãy này có thể quan sát thấy nhiều dấu hiệu biến vị của địa hình và biến vị của suối cắt qua. Theo kết quả nghiên cứu, ở khu vực này đứt gãy đã làm biến vị suối Ngòi Tháp với tổng đoạn biến vị đạt 1330m. Tương quan giữa sự dịch chuyển của đứt gãy này và địa hình khu vực được NCS trình bầy chi tiết hơn ở Chương 4, Mục 4.2.

Hình 4.9

Hình 4.5

Hình 3.4: Đứt gãy đang hoạt động vùng Văn Yên – Trấn Yên (Quan sát từ ảnh vệ tinh SPOT)

Tại vùng Yên Bái (Hình 3.6), hai nhánh đứt gãy chính đã phân thành nhiều đứt gãy nhỏ hơn. Các đứt gãy chạy theo rìa phải Sông Hồng thể hiện khá rõ nét. Biên độ chuyển dịch khó xác định.

Các nhánh của ĐGSH còn quan sát thấy ở Phú Thọ và tiếp tục phân thành các nhánh đứt gãy nhỏ hơn, chạy ra khỏi phạm vi nghiên cứu và kéo dài tới đồng bằng sông Hồng. Đáng chú ý là nhánh đứt gãy uốn cong, chuyển dần sang phương Bắc-Nam, kéo dài tới Tp. Hoà Bình. Một số nhánh khác tiếp tục chạy theo phương TB-ĐN. Tại vùng Đầm Mô - Ngải Sơn, vẫn có thể quan sát thấy dấu vết của đứt gãy trẻ.

86

Ngoài ba chấn đoạn đứt gãy chính trên, dọc ĐGSH còn có thể quan sát thấy nhiều chấn đoạn đứt gãy nhỏ hơn, phân bố và thể hiện khác nhau hai bên bờ phải và trái sông Hồng. Tại Lào Cai, đứt gãy bờ trái thể hiện rõ trên ảnh máy bay, ảnh vệ tinh (Hình 3.5) là đứt gãy trượt bằng, đứt gãy bên bờ phải phân thành nhiều bậc gồm các đứt gãy nhỏ, có biểu hiện của đứt gãy trượt bằng thuận.

Hình 3.5: Đứt gãy trẻ khu vực TP.Lào Cai (Ảnh vệ tinh Landsat TM)

87

Hình 3.6: Mô hình số độ cao thể hiện các nhánh đứt gãy trẻ khu vực TP. Yên Bái

Từ vùng Bảo Hà đến Phố Lu, quan sát thấy một đứt gãy chính (đứt gãy SH2)

bên bờ trái sông Hồng, đứt gãy ở bờ phải phân thành nhiều đoạn ngắn.

Chuyển xuống vùng Ngòi Hút và Ngòi Thia, bên bờ phải có thể quan sát thấy nhiều nhánh đứt gãy khác nhau, có dấu hiệu của chuyển dịch thẳng đứng và đứt gãy trượt bằng. Nhánh đứt gãy bên bờ trái Sông Hồng lại thể hiện tương đối mờ nhạt.

Đứt gãy sông Chảy chạy ở rìa phía đông bắc đới biến chất dãy núi Con Voi, kéo dài thành một đường thẳng từ Lào Cai tới Việt Trì. Trên ảnh vệ tinh Landsat và Spot, đứt gãy thể hiện là một dải có tông màu màu xanh, hẹp, rõ nét đặc trưng cho đới dập vỡ mạnh có độ ẩm tăng cao so với lân cận (Hình 3.7).

Quan sát địa mạo trên thực địa cho thấy đứt gãy chạy dọc theo một thung lũng hẹp, nhiều nơi quan sát thấy thung lũng hình chữ “V” (Ảnh 3.2). Không quan sát thấy chênh lệch độ cao địa hình hai bên cánh đứt gãy cũng như dấu hiệu chuyển dịch thẳng đứng dọc theo đứt gãy Sông Chảy. Dọc theo đứt gãy có biểu hiện đây là một đứt gãy trượt bằng gồm 2 chấn đoạn chính.

88

Hình 3.7: Đứt gãy trẻ (SC1) khu vực Lục Yên đến ĐN Phố Ràng (Ảnh vệ tinh Spot được lồng trên DEM ).

Đứt gãy Sông Chảy 1 (SC1) (Hình 3.7) thể hiện rõ nét trên ảnh vệ tinh dài liên tục ~17,7 km, chủ yếu trong địa phận huyện Lục Yên cắt qua địa phận các xã Xuân Thương, một phần xã Long Phúc đến Long Khánh, rồi chạy qua gần trung tâm xã An Lạc đến Khánh Hòa và kết thúc ở địa phận xã Đông Quan (tây bắc hồ thủy điện Thác Bà). Đứt gãy chạy trong một thung lũng hẹp, địa hình khá cân xứng và không quan sát thấy biểu hiện của sự chuyển dịch thẳng đứng theo mặt đứt gãy.

Đứt gãy Sông Chảy 2 (Hình 3.8) chạy dọc theo rìa tây nam khu vực hồ thuỷ điện Thác Bà, đoạn này được thể hiện rất rõ nét trên địa hình và rất rõ trên ảnh vệ tinh cũng như quan sát trên thực địa, kéo dài tới ~51,4km. Đứt gãy này được quan sát thấy dấu hiệu rõ nét từ phía bắc xã Bảo Ai, qua Cẩm An đến Mông Sơn, Tân Hương, Đại Đồng,... đến Quế Lâm, Tây Cốc và kết thúc ở gần trung tâm xã Ngọc Quang. Tại ngã ba rẽ đi hồ Thác Bà của tuyến đường Hà Nội - Yên Bái, nơi đứt gãy Sông Chảy 2 cắt qua có thể quan sát thấy đới trượt nhỏ trong đá phiến gneis. Các đới trượt này cắt và làm xê dịch tầng phong hoá của đá gneis. Đứt gãy phân bố dạng chùm hoa được hình thành trong điều kiện siết ép.

89

Hình 3.8: Vị trí đứt gãy trẻ (SC2) trên ảnh vệ tinh Landsat ETM+

Ảnh 3.2: Thung lũng hình chữ “V”, vùng Khánh Hoà- An Lạc - Lục Yên, Yên Bái (Ảnh B.V. Thơm)

3.1.2.2. Biên độ và tốc độ dịch chuyển

a. Biên độ dịch chuyển

90

Các đoạn dịch chuyển của sông suối dọc ĐGSH (Hình 3.9 và Hình 3.10), chạy từ một vài mét đến 25km, được xác định bởi sông nhánh liên quan hoặc các đoạn dòng chính bị chuyển dịch dọc đứt gãy. Các đoạn chuyển dịch của sông suối nhánh có thể bị làm phức tạp khi chúng chuyển dịch lớn hơn các đặc trưng cách dòng của sông suối, bởi vì các dòng sông có thể bị cướp dòng do đứt gãy làm chuyển dịch các lòng sông suối ban đầu qua sông suối khác. Vì lý do này, chiều dài của khúc uốn (dog-leg) các lòng sông hoặc các dải nhánh ghi lại cả các chuyển dịch dù là nhỏ nhất trên đứt gãy, trong trường hợp của ĐGSH xuất hiện ~25km ở phía đông nam của Ejia (Schoenbohm và nnk, 2006) [111] (Hình 3.9).

91

Hình 3.9: Chuyển dịch theo dấu hiệu địa chất và địa mạo lớn hơn 5km dọc ĐGSH. (A) Schoenbohm và nnk, (2006) [111]; (B) Allen và nnk, (1984) [2]; (C) Weldon và nnk, (1994) [156]; (D) Leloup và nnk, (1995) [76]; (E) Wang và nnk (1998) [155]; (F) Replumaz và nnk (2001) [99].

Hình 3.10: Biên độ dịch chuyển theo phân tích các sông suối nhánh của ĐGSC khu vực Lục Yên, Yên Bái đến Phố Ràng, Lào Cai.

92

Replumaz và nnk (2001) [99], bằng việc thống kê các đoạn dòng chảy trên hai phía của đứt gãy trong các khu vực Ejia và Wudingshan và quan sát thấy chúng có sự phù hợp nhất khi dịch trượt ngược chiều chuyển dịch của đứt gãy một khoảng ~25km. Đây là một giá trị chuyển dịch thực tế, không phải là giá trị nhỏ nhất. Replumaz và nnk, (2001) [99] cho rằng có một sự chuyển dịch ~20km dựa trên sự tái thiết lại dòng sông trong khu vực giữa Ejia và Mindu. Chuyển dịch nhỏ nhất gần Ejia (~25km), Honghe (~22km) và Nansa (~16km) là trong một phạm vi tương tự. Những dữ liệu đó cho thấy sự dịch chuyển là không giống nhau dọc ĐGSH, lớn nhất là ở gần Ejia (~25km), giảm dần về phía tây bắc tới 20km giữa Ejia và Mindu và tới phía đông nam ~22km ở Honghe và ~16km ở Nansa. Mạng lưới dòng chảy của sông Hồng có thể đã bắt đầu ghi nhận sự chuyển dịch trên ĐGSH chỉ sau khi sông Hồng bắt đầu quá trình xâm thực sâu (Allen và nnk., 1984 [2]; Replumaz và

nnk., 2001 [99]). Mặc dù các sông có thể ghi nhận sự chuyển dịch ngang mà không có sự đào sâu lòng, các con sông đó thường ít có khả năng ghi nhận sự chuyển dịch lớn được quan sát ở đây (dưới 25km) bởi vì sự thay đổi các sông nhánh có thể rõ ràng hơn sự thay đổi tiến trình dòng chảy của chúng.

Trong khu vực từ Lào Cai tới Phú Thọ, thông qua các nghiên cứu chi tiết, NCS đã xác định được các đoạn biến vị của sông suối nhánh của sông Hồng và sông Chảy, biến vị của các bậc thềm sông đạt từ trên 100m đến khoảng 1600m. Có thể nêu ra một số đoạn biến vị điển hình đó là: biến vị của trầm tích Đệ tứ tại suối nhánh (phía tây bắc Trịnh Tường, Bát Xát) có biên độ xác định trên 150m (Ảnh 4.1); biến vị của suối tại Bản Qua có thể xác định được là ~530m (Hình 4.10), biến vị của suối Ngòi Tháp xác định được với chiều dài ~1330m (Hình 4.5), biến vị địa hình giữa thềm bậc III và thềm bậc II tại khu vực xã Yên Hợp và Xuân Ai xác định được ~142m (Hình 4.6 ÷ Hình 4.9), biến vị của các suối và trầm tích Đệ tứ khu vực Mậu Đông-Mậu A từ ~130m đến ~240m (Hình 4.10) và khu vực huyện Bảo Yên, tỉnh Yên Bái từ khoảng ~250m đến ~370m (Hình 4.11),… (xem thêm Mục 3.1.2.2b và Mục 4.2).

b. Tốc độ chuyển dịch phải của đứt gãy

Một vấn đề quan trọng là đánh giá tốc độ chuyển dịch của các đứt gãy chính của đới ĐGSH. Khó khăn lớn nhất ở đây là chúng ta không biết được tuổi địa hình cũng như tuổi của mạng lưới sông suối. Trong nghiên cứu trước đây, dựa trên giả định về tuổi của sông suối, một số tác giả đã xác định được tốc độ chuyển dịch của ĐGSH trong phần lãnh thổ Trung Quốc là 3-8 mm/năm (Allen và nnk., 1984 [2]), hoặc vài mm/năm (Lacasin và nnk, 1994 [74]).

C.R Allen và nnk (1984) [2], quan sát các dấu hiệu địa mạo ở Yaojie và ước tính sự biến vị của khe suối từ vài chục mét đến 70 mét. Sự dịch chuyển này xảy ra trong Holocen, khoảng 10.000 năm, ứng với tốc độ chừng 7 mm/năm. Allen cũng ước tính sự biến vị của các khe suối trên các bề mặt sườn thung lũng Sông Hồng ở Daqiao là 5,3 km, ở Nabing - Atu là 5,5 km và xác định sự dịch chuyển này bắt đầu từ Pliocen muộn, khoảng 2 - 3 tr.n, ứng với tốc độ 2 - 3 mm/năm. Khi đánh giá chung về trượt bằng phải của đới ĐGSH, Allen cho rằng tốc độ chuyển dịch ngang trong N2 - Q khoảng 2 - 5 mm/năm.

93

Qua nghiên cứu bằng việc đào hào trên một nhánh đứt gãy đơn lẻ của ĐGSH bởi Weldon và nnk (1994) [156], cho kết quả tốc độ ước lượng chuyển dịch lớn nhất là 2.7mm/năm.

P.H Leloup và nnk (1995) [76], xác định biên độ biến vị của các khe suối ở Shitian - Danuo từ 20 - 50 km trong N2 - Q khoảng ~ 5 tr.n, và tính tốc độ trượt bằng phải trung bình của đới ĐGSH là 7 ± 3 mm / năm.

E. Wang và nnk (1998) [155], xác định đoạn uốn khúc đổi hướng dòng chảy sông Hồng ở Majie (phía nam ) với biên độ 6 km trong khoảng ~ 4 tr.n, tốc độ trượt bằng phải của đới ĐGSH là 1 - 3 mm/năm. Nhưng Wang cho rằng giai đoạn phát triển trượt bằng phải của đới ĐGSH xảy ra trước Pliocen (> 5,3 tr. n.), biên độ từ 14 - 48 km, với tốc độ trượt bằng phải trung bình ~ 6 mm/năm.

Replumaz và nnk (2001) [99], dựa trên cơ sở tính toán theo các chuyển dịch địa chất-địa mạo cho rằng trong Holocene và Pliocen dọc các chấn đoạn trung tâm và chấn đoạn phía nam của đứt gãy cho kết quả trượt bằng phải 1–5 mm/năm.

Ở Việt Nam trong hơn một thập kỷ gần đây cũng có nhiều tác giả nghiên cứu

về vẫn đề này:

- Nguyễn Quốc Cường và nnk (1999) [36], khi nghiên cứu chuyển dịch ngang dọc đứt gãy chân sườn tây nam của khối Tam Đảo, đã xác định biên độ dịch chuyển dọc đứt gãy này là 1500 – 2000m và bước đầu tính tốc độ trượt bằng phải ở đó là 800m/triệu năm, tức 0,8mm/năm.

- Lê Đức An, Lại Huy Anh và nnk (2000) [5], căn cứ vào biên độ dịch chuyển có hệ thống của các dòng suối chảy cắt qua đứt gãy ở tây bắc Lào Cai, đã sơ bộ tính được biên độ trượt bằng phải của đới ĐGSH - Sông Chảy là gần 2000 m, 2-3), khoảng 250.000 năm, ứng với tốc độ là trong khoảng Pleistocen giữa-muộn (Q1 7 - 8 mm/năm.

- Nguyễn Đăng Túc (2001), [151] căn cứ vào các dấu hiệu địa mạo để xác định biên độ và tốc độ dịch trượt phải của đới ĐGSH - Sông Chảy ở đoạn Lào Cai - Việt Trì cho kết quả là 6 - 9 mm/năm.

94

- Phan Trọng Trịnh và nnk (2000) [149], cũng đã tiến hành đánh giá tốc độ trung bình của đới đứt gãy này trong giai đoạn Đệ tứ muộn với 2 phương án khác nhau: Phương án dựa vào các biến vị địa mạo của các sông suối nhánh cho kết quả giá trị chuyển dịch ngang trung bình của nhánh ĐGSC là 2.5±1.5mm/năm, đứt gãy bờ trái sông Hồng là 4.0±1.8mm/năm và bờ phải sông Hồng là 1.7±1.5mm/năm. Phương án dựa theo chu kỳ băng hà Wum và Riss cho kết quả ngang trung bình của nhánh ĐGSC là 2.7±1.6mm/năm, đứt gãy bờ trái sông Hồng là 3.2±1.7mm/năm và bờ phải sông Hồng là 1.9±1.5mm/năm.

Trong nghiên cứu này, để xác định tuổi của các chuyển dịch biến vị, NCS dựa vào kết quả nghiên cứu trầm tích Đệ tứ và thềm sông của nhiều tác giả trong khu vực nghiên cứu và vùng lân cận (Lê Đức An và nnk, 2004 [7]; Zuchiewicz và nnk, 2009 [159]; Nguyễn Đức Tâm, 2005 [121]; Nguyễn Xuân Huyên, 1996 [64]; Phạm Đình Thọ, 2010 [128],...). Theo Lê Đức An và nnk (2004) và Nguyễn Đức Tâm (2005), tuổi của các thành tạo bãi bồi thấp trong khoảng 1-2 nghìn năm (tuổi C14) và bãi bồi cao là khoảng 5-6 nghìn năm. Thềm tích tụ bậc I được cấu tạo bởi trầm tích của hệ tầng Thủy Chạm được xác định có tuổi Pleistocen muộn (khoảng 15-20 nghìn năm) [7], [128], [121]. Thềm bậc II được trầm tích của hệ tầng Minh Khai tuổi Pleistocen giữa-muộn phủ trên bề mặt [128] và được xác định có tuổi 50- 70 nghìn năm [121]. Thềm bậc III được phủ bởi trầm tích của hệ tầng Xuân Quang có tuổi Pleistocen giữa (khoảng 781-120 nghìn năm) [7], [121], [159]. Thềm bậc IV được trầm tích hệ tầng Mỹ Lương phủ trên bề mặt và có tuổi Pleistocen sớm [7], [128].

Đối với các đứt gãy cắt qua và làm chuyển dịch biến vị các sông suối nhánh, chúng tôi tính thời gian của hoạt động biến vị thông qua tuổi hình thành sông suối nhánh đó. Để tính tuổi của các sông suối nhỏ chúng tôi dựa vào mối quan hệ giữa chiều dài và tốc độ phát triển của suối như được trình bày trong công trình của Lê Đức An và nnk (2004) [7] tính cho suối nhánh khu vực Bát Xát (Lào Cai). Theo như cách tính này [7] thì tốc độ phát triển của suối trong khu vực là 66mm/năm.

Kết quả nghiên cứu chi tiết về biến vị của các bậc thềm sông, đường đáy của sông suối nhánh và trầm tích Đệ tứ tại các đoạn suối có đứt gãy cắt qua (Hình 4.5 đến Hình 4.11) thể hiện:

- Dọc chấn đoạn đứt gãy hoạt động SH3 (bờ phải sông Hồng), chấn đoạn này cắt qua suối Ngòi Tháp và làm đường đáy của suối này chuyển dịch một khoảng là 1330m (Hình 4.5). Đoạn biến vị này được xác định nằm 1 phần giữa ranh giới của thềm bậc IV và III và phần còn lại nằm trong thềm bậc III. Dựa trên các tài liệu về tuổi trầm tích (cũng như tuổi của bề mặt thềm) [128] có thể xác định được thời gian khởi đầu của sự dịch chuyển biến vị này vào khoảng cuối Pleistocen sớm và đầu Pleistocen giữa (khoảng 781 nghìn năm). Như vậy có thể xác định được tốc độ chuyển dịch phải của địa hình khu vực dọc đứt gãy này là ~1.7mm/năm.

95

- Về phía bắc của chấn đoạn đứt gãy SH3 khoảng 1km (xã Yên Hợp), có một nhánh đứt gãy nhỏ là ranh giới giữa thềm bậc III và bậc II (tuổi giả định vào khoảng đầu Pleistocen muộn, khoảng 0.126 tr.n) (xem các hình từ Hình 4.6 đến Hình 4.9), tại đó NCS đã xác định được biên độ chuyển dịch dọc chấn đoạn đứt gãy này

~142m. Như vây tốc độ chuyển dịch có thể ước tính ~1.1mm/năm (xem thêm ở Mục 4.2).

- Ở khu vực từ xã Mậu Đông đến trung tâm thị trấn Mậu A (Văn Yên, Yên Bái), bằng việc xác định biến vị của đáy dòng chảy và trầm tích dọc 3 suối nhánh (Ngòi Quạch, Ngòi Vải và Ngòi A) chảy vào sông Hồng, lần lượt là ~130m, ~180m và ~240m (Hình 4.10). Chiều dài các suối được xác định trên nền địa hình số 1: 50.000 lần lượt là 7.3km, 8km và 9km. Áp dụng phương pháp tính tuổi của sông suối theo chiều dài như được trình bày trong công trình của Lê Đức An và nnk (2004) [7], thì tốc độ hình thành suối là khoảng 66mm/năm. Như vậy 3 suối trên có tuổi tương ứng là ~110 nghìn năm, ~121 nghìn năm và ~136 nghìn năm. Từ đó ta có thể xác định được tốc độ chuyển dịch dọc suối Ngòi Quạch là ~ 1.2mm/năm, đối với suối Ngòi Vải là ~1.5mm/năm và suối Ngòi A là ~1.8mm/năm (trung bình ~1.5mm/năm).

- Tương tự đối với khu vực phía bắc của huyện Bảo Yên, nơi có chấn đoạn đứt gãy hoạt động SC1 cắt qua (Hình 4.11), trên bản đồ địa hình 1:50.000 chúng tôi tính được chiều dài 3 suối nhánh theo chiều từ Bắc xuống Nam (Ngòi Chi, Ngòi Làng Đung và Ngòi Đông Quan) lần lượt là ~11km, ~9.5km và ~17km; tuổi tương ứng là ~ 167 nghìn năm, ~ 144 nghìn năm và ~ 258 nghìn năm; biên độ chuyển dịch tương ứng xác định được (Hình 4.11) lần lượt là ~290m, ~250m và ~370m. Từ đó suy ra tốc độ chuyển dịch tại nhánh đứt gãy SC1 tại các suối lần lượt là ~1.7mm/năm, ~1.7mm/năm và ~1.4mm/năm (trung bình ~1.6mm/năm).

Tóm lại, bằng các phương pháp xác định biến vị của bề mặt thềm, của sông suối nhánh và trầm tích Đệ tứ nơi có đứt gãy hoạt động cắt qua, NCS xác định được tốc độ chuyển dịch trung bình trong giai đoạn từ Pleistocen giữa-muộn của các chấn đoạn đứt gãy bên bờ phải sông Hồng từ ~1.1mm/năm đến ~1.7mm/năm, bờ trái sông Hồng từ ~1.2mm/năm đến ~1.8mm/năm và trên ĐGSC từ ~1.4mm/năm đến ~1.7mm/năm.

3.2. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA ĐỘNG LỰC HIỆN ĐẠI

3.2.1. Đặc điểm hoạt động địa chấn khu vực nghiên cứu và vùng lân cận

3.2.1.1. Khái quát lịch sử hoạt động địa chấn khu vực nghiên cứu và lân cận

96

Số liệu động đất lịch sử trong khu vực nghiên cứu được thu thập từ các nguồn chính: các tài liệu ghi chép lịch sử, số liệu điều tra thực địa của các nghiên cứu trước đây và số liệu được ghi bởi mạng lưới các trạm địa chấn của Việt Nam và các trung tâm địa chấn quốc tế như: ISC, USGS, NEIS, BEJ.

Động đất lịch sử khu vực miền bắc nói chung và khu vực nghiên cứu nói riêng được các nhà khoa học thuộc Viện Vật lý Địa cầu điều tra qua nhiều đợt khảo sát khác nhau. Các cuộc khảo sát đã giúp phát hiện các trận động đất cấp 7 (MSK - 64) ở Lai Châu, 1914; Điện Biên 1920, Sơn La; 1926 và hầu hết các trận động đất cấp 6 (MSK - 64) và nhiều trận động đất cấp 5 (MSK - 64) từ năm 1983 về trước.

Số liệu quan sát bằng máy từ mạng lưới trạm địa chấn Việt Nam bao gồm: Số liệu của trạm địa chấn Phủ Liễn thời gian 1924 – 1944, 1957 – 1975; trạm của Sa Pa thời gian 1961 – 1975; trạm Bắc Giang 1967 – 1975; trạm Hoà Bình 1972 – 1975. Tuy chúng không cho phép định vị chấn tiêu động đất ghi được, nhưng đã giúp khẳng định các tài liệu động đất sau 1924 phát hiện qua điều tra thực địa. Từ năm 1976, mạng lưới trạm địa chấn miền bắc Việt Nam có thêm trạm Tuyên Quang, được đồng nhất hoá máy địa chấn chu kỳ ngắn, đã giúp xác định được các thông số động đất Ms ≥ 3.0 xảy ra trong khu vực.

Từ năm 1990 trong khu vực có thêm hai trạm điạ chấn Lai Châu và Điện Biên, năm 1995 được bổ sung thêm trạm Sơn La. Để phục vụ nghiên cứu khả thi công trình thuỷ điện Sơn La, từ tháng 5/1997 Viện Vật lý Địa cầu đã đặt thêm 6 trạm địa chấn chu kỳ ngắn, độ nhạy cao xung quanh khu vực công trình. Đó là các trạm Cò Nòi, Trạm Tấu, Tuần Giáo, Quỳnh Nhai, Than Uyên, Mường La. Đặc biệt, từ tháng 9/1997 đến tháng 10/1998 Viện Vật lý Địa cầu Strasbourg (Pháp) đã giúp thiết lập hệ thống trạm địa chấn đo xa ở khu vực công trình thuỷ điện Sơn La. Nhờ các hệ thống trạm nói trên, từ năm 1997 có thể quan sát đầy đủ động đất Ms ≥ 2 trong khu vực nghiên cứu.

Những sự kiện điển hình của hoạt động động đất hiện đại trong khu vực

nghiên cứu và lân cận được mô tả dưới đây:

Động đất Điện Biên 1935, M=6.3/4, xảy ra ở phía Đông Nam thành phố Điện Biên, trong dãy Pu Mây Tun. Động đất đã gây ra nứt đất rộng tới 20 cm, kéo dài từng đoạn tới 50m, trong vùng chấn tâm và gây hư hại nhà trong một vùng rộng tới 13.000Km 2.

Động đất mạnh xảy ra ở Phương Pi (trong vùng chấn tâm động đất Tuần

Giáo) vào cuối thế kỷ trước và ở Mường Ten, Sông Mã vào năm 1942.

97

Động đất Tuần Giáo tháng 6/1983, Ms = 6.7, có chấn tâm cách thị chấn Tuần Giáo 11 km về phía Bắc. Vùng cực Đông kéo dài chừng 30km theo hướng TB-ĐN với bề rộng chừng 10km. Trong vùng xảy ra biến dạng lớn mặt đất: nứt đất rộng 15- 20 cm, kéo dài từng đoạn trên một chiều dài quan sát được là 22km trượt lở lớn

trong núi, sụt lớn trên mặt đất, nứt đất nhỏ hơn còn xảy ra ở ngoài vùng này. Diện tích vùng phá huỷ cấp 8 rộng tới 2500km2, còn vùng cấp 7 và mạnh hơn phủ một diện tích 13000km2 trong đó có các thị xã Lai Châu, Điện Biên, Tủa Chùa, Quỳnh Nhai, Thuận Châu, Sơn La...

Động đất xảy ra trong vùng núi Nam Oun (thuộc Lào) dư chấn lan truyền đến Điện Biên 19-2-2001 có độ mạnh 5.3 độ richter, cách thành phố Điện Biên khoảng 15 km về phía Tây, dưới độ sâu 12km, trên đường đứt gãy Lai Châu-Điện Biên. Cường độ chấn động ở vùng chấn tâm, kéo dài chừng 15-20km theo hướng BĐB-NTN, có thể đạt tới cấp 7-8 (MSK), gây ra trượt lở đá trong núi, nhà sàn rung chuyển mạnh, nhà xây dựng kiên cố bị hư hại nặng. Ở Hua Pe (thuộc Lai Châu) gần biên giới Việt-Lào bị chấn động mạnh làm xập mái hầm, gây nứt đất ở sườn dốc, sân nhà và làm nứt các bật thềm làm bằng đá hộc. Đập Pe Luông cách chấn tâm khoảng 10km về phía đông bị nứt ở vai đập và phần tiếp xúc giữa đập và nơi thoát lũ. Thị xã Điện Biên nằm trong vùng biên độ ảnh hưởng cấp 7, phần lớn nhà xây bị nứt tường, một số nhà bị hư hại nặng, có nhà bị sụp đổ. Động đất gây chấn động cấp 6 (chấn động mạnh nhưng không gây hư hại nhà cửa) ở Tây Trang, Na Pheo, Tuần Giáo và các địa phương nằm trong phạm vi 15-33km từ chấn tâm, chấn động ở Lai Châu và các địa phương trong phạm vi bán kính 33-73km từ chấn tâm là cấp 5 còn Sơn La, Quỳnh Nhai, Thuận Châu, Mương La, Pa Vinh, Tạ Bú,..., nằm trong vùng cấp 4. Sau kích động chính xảy ra hàng trăm dư chấn, trong số đó nhiều trận mạnh từ 4.1 đến 4.8 độ Richter gây chấn động cấp 5 cấp 6 ở thị xã Điện Biên, như các dư chấn 4.2 và 4.8 độ Richter ngay trong đêm 19-02-2001, dư chấn 4.1 độ Richter sáng 24-02-2001 và dư chấn 4.7 độ Richter rạng sáng 04-03-2001

Ngoài những trận động đất có tính phá huỷ trên, trong khu vực lân cận còn xảy ra nhiều trận động đất khác, như trận động đất cấp 7 ở Lai Châu 1914, Điện Biên 1920, Sơn La 1926, Lai Châu 1993,...

98

Trong hai ngày 29-30 tháng 03 năm 1993 đã tiếp tục xảy ra hai trận động đất Lai Châu có chấn cấp Ms = 5.0 (cường độ chấn động I=6-7) với độ sâu chấn tiêu 13km. Chấn tâm hai trận động đất này nằm trên đứt gãy Lai Châu - Điện Biên kéo dài từ Mường Tong (cách Lai Châu 10 km) đến Na Pheo. Sau trận động đất xảy ra mạng lưới trạm tây Bắc Việt Nam ghi nhận gần bốn trăm dư chấn từ Ms=1 đến Ms=3.5. Hai trận động đất chính và hàng loạt dư chấn đã gây ra tiếng nổ ở khu vực chấn tâm dài gần 30Km dọc đứt gãy Lai Châu-Điện Biên làm chấn động 3 tháng liền mà các khu vực dân cư xung quanh đều cảm nhận được.

Ngày 17-01-1996 một trận động đất mạnh xảy ra ở Mường Luân và chấn tâm

trận động đất này nằm trên hình chiếu mặt đứt gãy Sông Mã.

Dọc khu vực nghiên cứu, đới ĐGSH, đã quan sát thấy các trận động đất lịch sử tại Hà Nội vào những năm (1278, 1283) và các trận động đất ở Lục Yên năm (1953) (M=4,7) và năm (1954) (M=5,4).

Số liệu nói trên chứng tỏ khu vực tây bắc Việt Nam nói chung và khu vực

nghiên cứu nói riêng có hoạt động động đất.

3.2.1.2. Quy luật phân bố động đất khu vực nghiên cứu và lân cận

Quy luật phân bố động đất là cơ sở để phân định các vùng phát sinh động đất, xác định các đặc trưng địa chấn của chúng và đánh giá độ nguy hiểm động đất đó là mối liên quan với cấu trúc kiến tạo và quy luật phân bố theo độ sâu.

Sự phân bố động đất theo độ sâu biểu thị bằng các mặt cắt sâu trong đó toàn bộ chấn tiêu động đất trong đới nghiên cứu được đưa về một mặt phẳng thẳng đứng quy ước. Chúng giúp xác định tầng sinh chấn và bề dày của nó trong từng vùng phát sinh động đất, cần thiết cho việc đánh giá động đất cực đại và độ sâu chấn tiêu của nó. Vùng phát sinh động đất, như trên đã thấy liên quan với các đới đứt gãy kiến tạo hoạt động, vì vậy sự phân bố động đất theo độ sâu cần được xem xét cho từng đới. Theo phân bố chấn tiêu theo độ sâu trong các đới đứt gãy chính ở miền bắc: đới ĐGSH - Sông Chảy, Sông Đà, Sơn La và Sông Mã, Lai Châu - Điện Biên. Chấn tiêu động đất quan sát thấy trong từng đới được đưa lên mặt phẳng thẳng đứng chạy dọc theo đứt gãy. Sự phân bố chấn tiêu động đất theo độ sâu trong các đới:

+ Độ sâu chấn tiêu lớn nhất h = 30km quan sát thấy trong các đới Sông Mã, Pu Mây Tun. Ở khu vực nghiên cứu (dọc đới ĐGSH) độ sâu chấn tiêu lớn nhất không vượt quá 25km. Ở các vùng Sông Đà, Lai Châu - Điện Biên, độ sâu chấn tiêu không vượt quá 20 km

+ Trong phạm vi từng đới, độ sâu chấn tiêu lớn nhất nói chung ít thay đổi.

99

+ Từ sự phân bố chấn tiêu theo độ sâu có thể xác định bề dày tầng sinh chấn trong các đới. Tầng sinh chấn chiếm phần vỏ Trái đất từ mặt móng kết tinh đến giới hạn độ sâu phân bố chấn tiêu. Theo số liệu về sự phân bố chấn tiêu theo độ sâu và độ sâu mặt móng kết tinh có thể xác định bề dày tầng sinh chấn trong khu vực nghiên cứu là H=20 km - H’, H’=0-4km; các vùng lân cận: Trong đới Sông Đà H=20 km - H’, H’=1-3km; trong đới Sơn La, Sông Mã, Pu Mây Tun H = 30km -H’,

H’=0 - 4km từ nơi lộ móng kết tinh ở nếp lồi Sông Mã đến phần ĐN của đới; trong đới Điện Biên - Lai Châu, H = 20Km-H’, H’=0-4km.

3.2.1.3. Các vùng nguồn phát sinh động đất khu vực nghiên cứu và lân cận

Các vùng nguồn động đất khu vực nghiên cứu và lân cận được xác định trên cơ sở mối tương quan giữa địa chấn và các yếu tố địa chất - kiến tạo (sẽ được trình bày ở phần tiếp theo). Đầu tiên, ranh giới các vùng phát sinh động đất mạnh được vạch ra dọc theo các đứt gãy hoạt động liên quan theo nguyên tắc sau:

Các vùng phát sinh động đất được coi là tổng cộng các vùng cực động của tất cả các trận động đất cực đại có khả năng xảy ra trong mỗi đới phá hủy kiến tạo. Đó chính là hình chiếu của các mặt đứt gãy kiến tạo (kể từ ranh giới bên dưới của tầng hoạt động) lên mặt đất. Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp, do không đủ tài liệu địa chất, địa vật lý và động đất nên ranh giới xác định theo nguyên tắc nêu trên được mở rộng ra tùy theo mật độ phân bố các chấn tâm quan sát được, hay căn cứ vào tổ hợp phân bố của các đứt gãy, các cung núi lửa liên quan. Ranh giới cuối cùng nhận được, vẫn phản ánh trung thực các đặc trưng địa chấn kiến tạo cơ bản của đới như thế nằm, phương của các cấu trúc chính và phân bố không gian của các chấn tâm, sẽ xác định các vùng nguồn động đất trong khu vực nghiên cứu.

Áp dụng nguyên tắc trên đây, ranh giới của 6 vùng nguồn chấn tâm động

được vạch ra trên lãnh thổ miền Bắc Việt Nam:

1) Vùng nguồn đông bắc Việt Nam, với động đất cực đại quan sát thấy có

magnitude Mmax.qs= 4.9;

2) Vùng nguồn bắc trũng Hà Nội, Mmax.qs= 5.9;

3) Vùng nguồn Sông Hồng, Mmax.qs= 5.5;

4) Vùng nguồn Sông Đà, Mmax.qs= 5.4;

5) Vùng nguồn Sông Mã, Mmax.qs.= 6.8;

6) Vùng nguồn Sông Cả, Mmax.qs= 6.3;

3.2.1.4. Mối tương quan giữa biểu hiện động đất và các yếu tố kiến tạo

Trên bản đồ phân bố chấn tâm động đất ở khu vực miền bắc Việt Nam thời kỳ 1903-1993 (Hình 3.11) và các động đất ghi nhận được trong lịch sử cho thấy mối liên quan chắt chẽ giữa động đất với các đứt gãy sâu. Dưới đây sẽ trình bày những nét chính về mối tương quan giữa biểu hiện động đất và các yếu tố kiến tạo.

100

Miền Bắc là nơi có hoạt động động đất mạnh nhất trên toàn lãnh thổ Việt Nam. Phần lớn động đất đã xảy ra ở đây, với 3 trận động đất mạnh với magnitude

đạt tới 6,6 - 6,7 độ richter đã quan sát thấy trong thế kỷ 20. Tất cả các chấn tiêu động đất đều nằm trong lớp vỏ Trái đất, ở độ sâu không quá 35 km.

Hình 3.11: Sơ đồ phân bố chấn tâm động đất miền Bắc Việt Nam và lân cận

Có nhiều cơ sở để cho rằng sự va chạm của mảng Ấn Độ và Âu Á đã gây ra sự biến dạng và kéo dài của các cấu trúc trên phần tây nam Trung Quốc, và chính sự va chạm này là nguồn gốc của phần lớn hoạt động kiến tạo cũng như địa chấn của phần phía bắc lãnh thổ Việt Nam .

Theo Nguyễn Đình Xuyên và nnk (1985) [163], chấn tâm các trận động đất có magnitude lớn hơn 4,5 xảy ra trên lãnh thổ Việt Nam không phân bố rải rác, mà tập trung thành từng đới hẹp trùng với một số đới phá huỷ kiến tạo. Các đới phá huỷ và đứt gẫy này đều có lịch sử phát triển lâu dài, trải qua nhiều giai đoạn địa chất khác nhau và đều hoạt động trong giai đoạn Tân kiến tạo và kiến tạo hiện đại. Nhiều đứt gãy trong số này đóng vai trò ngăn cách các cấu trúc địa chất chính trên lãnh thổ.

101

ĐGSH từng là đứt gẫy sâu phân đới trong nhiều giai đoạn phát triển kiến tạo của lãnh thổ và được tái hoạt động trong giai đoạn Tân kiến tạo và kiến tạo trẻ. Có

thể tin rằng những chuyển động trượt bằng phải dọc theo các đứt gãy này đã gây ra những trận động đất lịch sử tại Hà Nội vào những năm (1278, 1283) và các trận động đất ở Lục Yên năm (1953) (M=4,7) và năm (1954) (M=5,4).

Tại đông bắc Bắc Bộ, động đất tập trung chủ yếu trong hai đứt gẫy sâu Cao Bằng-Tiên Yên và Đông Triều ngăn cách trũng Hà Nội với vùng uốn nếp duyên hải Bắc Bộ. Trận động đất Bắc Giang (năm 1961) có magnitude 5,3-5,9 có cơ cấu chấn tiêu dạng dịch chuyển trượt bằng trái đồng nhất với đứt gẫy Đông Triều.

Ở khu vực Tây Bắc là nơi đã từng xảy ra các trận động đất mạnh nhất trên lãnh thổ nước ta và phân bố chủ yếu trên các hệ đứt gãy sâu phân đới như các đứt gãy Mường La-Bắc Yên, Phong Thổ, Sông Đà, Sơn La, Sông Mã, Pu Mây Tun, cũng như hệ đứt gãy phương kinh tuyến Lai Châu - Điên Biên và một số đứt gãy sâu chia cắt phức nếp lồi Sông Mã, đới Mường Tè.

Một đặc điểm đáng chú ý nữa của hoạt động động đất trên lãnh thổ miền Bắc Việt Nam là sự thay đổi độ sâu chấn tiêu từ đới này sang đới khác, nhưng trong phạm vi từng đới thì độ sâu chấn tiêu ít thay đổi.

Như vậy, có thể kết luận rằng biểu hiện động đất ở Việt Nam nói chung và trong khu vực nghiên cứu nói riêng có tính phân đới và liên quan khá chặt chẽ với các đới phá huỷ và các đứt gãy sâu hoạt động. Mối liên quan phát sinh động đất và đứt gãy là một quy luật chung của hoạt động động đất, đã được chứng minh rõ ràng trong các công trình nghiên cứu động đất Việt Nam và trên thế giới. Sự tồn tại đứt gãy sâu hoạt động là điều kiện cần của khả năng phát sinh động đất. Điều kiện này đã được chứng minh cho khu vực nghiên cứu và được sử dụng để xác định vùng phát sinh động đất trong khu vực này.

3.2.2. Chuyển động kiến tạo hiện đại dọc đới ĐGSH

102

Ngày nay, cùng với sự phát triển của khoa học và kỹ thuật, hầu hết các ngành khoa học đã và đang hướng tới việc định lượng hoá các hiện tượng hay các quá trình của tự nhiên. Đối với các chuyển động kiến tạo hiện đại, có nhiều phương pháp và công cụ nghiên cứu khác nhau. Tuy nhiên, để tiết kiệm được thời gian, công sức, tiền của và đưa ra được các con số định lượng chính xác về chuyển động hiện đại của vỏ Trái đất, cho đến nay việc ứng dụng công nghệ GPS được cho là tối ưu nhất. Bằng việc sử dụng các máy thu 2 tần số với các phần mềm xử lý số liệu có kết hợp ngày một nhiều các lớp thông tin như mô hình tầng điện ly, mô hình tầng đối lưu, mô hình thuỷ triều,…, đã giúp việc xác định (vị trí và vận tốc chuyển dịch) đạt tới sai số dưới milimet. Với sai số như vậy có thể xác định được hầu hết các

chuyển dịch (nếu có) của lớp vỏ bề mặt Trái đất trong khoảng thời gian nhất định nào đó. Vì vậy, trong nghiên cứu này, NCS đã ứng dụng công nghệ GPS để đo đạc, tính toán các chuyển dịch kiến tạo hiện đại dọc đới ĐGSH.

Số liệu đo GPS tại mỗi chu kỳ cho phép xác định các thành phần toạ độ của điểm đo cùng với sai số trung phương toạ độ ứng với thời gian đo. Từ đó, trên cơ sở chuỗi số liệu đo các chu kỳ, có thể tính được biên độ dịch chuyển của điểm trong khoảng thời gian giữa các chu kỳ đo và tiếp theo khái quát được vận tốc chuyển dịch trung bình hàng năm của điểm, của khối cấu trúc và vận tốc biến dạng tại một địa phương cụ thể. Tuỳ thuộc việc đối sánh tốc độ của mạng lưới các điểm đo trong các khung tham chiếu mà đấy có thể là chuyển dịch tuyệt đối (trong “Khung tọa độ mặt đất quốc tế -ITRF”) hay chuyển dịch tương đối giữa các khối hay các mảng kiến tạo với nhau (Khung tọa độ địa phương).

3.2.2.1. Chuyển động kiến tạo hiện đại theo tài liệu GPS xung quanh khu vực

nghiên cứu

Trên phạm vi toàn cầu, thông qua mạng lưới quan trắc liên tục, IGS (Intemational GPS Service - Tổ chức dịch vụ GPS Quốc tế phục vụ Địa động lực) đã thu được hệ thống các số liệu và được xử lý tại trường Đại học Công nghệ California (California Institute of Technology) với sự hợp tác chặt chẽ với cơ quan Hàng không và Vũ trụ Mỹ, đã xác định được vận tốc và xây dựng được sơ đồ chuyển dịch trên quy mô toàn cầu và của nhiều khu vực (mảng) khác nhau. Ở khu vực Đông Nam Á, kết quả của Đề án GEODYSSEA đã xây dựng được trường vận tốc chuyển động ngang của các điểm đo trong ITRF-94, ở đó mảng INDO- AUSTRALIA đang chuyển động về phía bắc và chui dưới SUNDA theo hướng đông bắc với vận tốc khoảng 7cm/năm, dọc theo địa hào Java; trong khi đó, từ phía đông nam, mảng Philipin đang trượt chui xuống dưới Sunda theo hướng tây bắc với vận tốc 7cm/năm ở phía bắc và 9cm/năm ở phần phía nam. Trong phạm vi quốc gia, hàng loạt các nước xung quanh nước ta cũng đã và đang xây dựng mạng lưới các trạm đo GPS nhằm mục đích tính toán các chuyển dịch kiến tạo hiện đại, dự báo động đất và sóng thần cũng như các mục đích nghiên cứu khác. Đi tiên phong là các nước như Nhật Bản, Trung Quốc, Đài Loan, Philippin, Indonesia, Thái Lan, ...

103

Đặc biệt trong phạm vi lãnh thổ Trung Quốc, công bố gần đây của Zheng- Kang Shen và nnk (2005) [115], bằng việc tổng hợp các dữ liệu GPS của mạng lưới CMONOC và các dự án khác từ 1998-2004, đã tính toán tốc độ chuyển dịch hiện đại xung quanh rìa đông nam cao nguyên Tây Tạng. Kết quả thể hiện trường biến

dạng phức tạp của lớp vỏ khu vực. Đáng kể nhất là biến dạng trượt trái dọc đứt gãy Xianshuihe với tốc độ 10-11mm/năm, dọc đới đứt gãy Anninghe-Zemuhe- Xiaojiang là 7mm/năm, chuyển động trượt phải 2mm/năm dọc theo đới đứt gãy tây bắc gần phía nam chấn đoạn đứt gãy sông Lancang và trượt trái 3mm/năm dọc đứt gãy Lijiang. Kết quả cũng thể hiện sự biến dạng không đáng kể ở hiện tại dọc chấn đoạn phía nam của ĐGSH.

3.2.2.2. Chuyển động kiến tạo hiện đại dọc đới ĐGSH theo tài liệu GPS

a. Mạng lưới và số liệu GPS

Lưới đo GPS

Lưới các điểm đo GPS được sử dụng trong nghiên cứu này bao gồm 8 điểm được bố trí phân bố đều ở hai bên cánh của đới ĐGSH (Hình 3.12). Lưới này là sự kế thừa của mạng lưới đo GPS trong khuôn khổ hợp tác giữa các nhà khoa học của Viện Địa chất và các nhà khoa học của Cộng hòa Pháp trong các đợt đo năm 1994 và 2000. Mạng lưới bao gồm: điểm CAI (CAI0 và CAI1) được đặt tại UBND xã Mỹ Lâm, huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang; điểm DOI (DOI0 và DOI1) được đặt tại xóm Đoàn Kết, xã Đội Bình, huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang; điểm LAN (LAN0 và LAN1) được đặt tại xã Hưng Khánh, huyện Trấn Yên, tỉnh Yên Bái; điểm NAM (NAM0 và NAM1) được đặt tại bản Nậm Kịp, xã Nậm Lành, huyện Văn Chấn, tỉnh Yên Bái; điểm NTH (NTH0 và NTH1) được đặt tại xã Võ Lao, huyện Thanh Ba, tỉnh Phú Thọ; điểm OAN (OAN0 và OAN1) được đặt tại xã Đạo Viện, huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang; điểm VUA (VUA0 và VUA1) được đặt tại Núi Vua, khu 8, xã Gia Điền, huyện Hạ Hòa, tỉnh Phú Thọ và điểm XUY (XUY0 và XUY1) được đặt tại thôn Đồng Danh, xã Yên Ninh, huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên (Hình 3.12). Như vậy, mạng lưới 8 điểm GPS này nằm trong 4 tỉnh là Thái Nguyên, Tuyên Quang, Yên Bái và Phú Thọ. Sau hơn 16 năm kể từ ngày được thiết lập năm 1994 và sau 10 năm, kể từ ngày đo gần nhất năm 2000 đến đợt đo năm 2010 vừa qua, phấn lớn các điểm đo vẫn giữ được nguyên dạng, trừ điểm NAM0 bị đôi chút hư tổn nhưng đã được khôi phục lại trong đợt đo năm 2000. Về cơ bản các điểm đo trên vẫn đảm bảo yêu cầu của điểm đo GPS phục vụ nghiên cứu địa động lực.

104

Để kết nối với các điểm IGS phục vụ nghiên cứu chuyển dịch tuyệt đối, chúng ta có thể liên kết với các điểm ở phía bắc như KUNM, WUHN, SHAO (thuộc Trung Quốc), phía đông có thể là PIMO (thuộc Philippin), phía tây có thể là

điểm IISC hoặc HYDE (thuộc Ấn Độ), phía nam có thể là BAKO (Inđônêxia), NTUS (Singapor), ….

Số liệu GPS

Dữ liệu GPS được sử dụng trong nghiên cứu này cũng được kế thừa từ các chiến dịch đo năm 1994 và 2000 trong khuôn khổ hợp tác giữa các nhà khoa học Việt Nam với các nhà khoa học Pháp như đã nói ở trên và dữ liệu của chiến dịch đo lặp năm 2010 vừa qua của đề tài Cơ bản “Kiến tạo trẻ và nguy hiểm động đất Việt Nam”, có mã số 105.06.36.09 do PGS.TS. Phan Trọng Trịnh làm chủ nhiệm (NCS cũng là một trong những người tham gia chính của đề tài này). Cơ sở dữ liệu GPS này bao gồm: 68 tập số liệu đo (dưới dạng RINEX) của 8 trạm đo năm 1994; 40 tập số liệu đo (dưới dạng RINEX) của 8 trạm đo năm 2000 và 51 tập số liệu đo (nguyên thủy) của đợt đo vào tháng 2 năm 2010 của đề tài Cơ bản, mã số 105.06.36.09. Lưu ý về số liệu đo năm 1994, chiến dịch đo năm này mỗi một ngày được tiến hành đo 2 ca và mỗi ca là 6 giờ liên tục cho mỗi điểm đo. Như vậy với 68 tập số liệu đo đó, thực tế chỉ bao gồm 34 ngày đo 12 tiếng và mỗi điểm đo trung bình vào khoảng 4 ngày đo trong chiến dịch đó. Còn các chiến dịch đo năm 2000 và 2010 điều được tiến hành đo liên tục 24/24h.

b. Quá trình xử lý và kết quả

Phần mềm xử lý số liệu GPS, BERNESE 5.0

105

NCS tiến hành xử lý số liệu của các đợt đo trên bằng phần mềm BERNESE phiên bản 5.0. Đây là một trong bốn phần mềm (GAMIT/GLOBK, BERNESE, GIPSY - OASIS (GOA II) và TGO) có độ ổn định và khả năng xử lý các trị đo GPS với độ chính xác cao (tương đương nhau) và đã được thực tế kiểm nghiệm của nhiều nhà khoa học (S. Schaer, D. Ineichen, E. Brockmann, H. Habrich, 2005; S. Liikhar, 2002 [82]; Rothacher, Hugentobler, F.N. Teferle, 2007 [126]; Vy Quốc Hải, 2004 [52],...). Phần mềm BERNESE GPS được xây dựng bởi Viện Thiên văn thuộc Trường Đại học Tổng hợp Berne (Thuỵ Sỹ), phiên bản BERNESE 5.0 được phát triển dựa trên nền tảng của các phiên bản trước đó là “Bernese Second Generation GPS Software” được ra đời đầu tiên vào năm 1988 (phiên bản 3.0). Trong các năm tiếp theo, từ năm 1988-1995, 5 phiên bản theo từng chuyên đề đã được phát hành nhằm đáp ứng sự phát triển nhanh chóng của nhu cầu xử lý GPS với độ chính xác cao, đó là các phiên bản: 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 và 3.5. Tháng 9 năm 1996 phiên bản “Bernese GPS Software 4.0” ra đời dựa trên nền tảng của các phiên bản 3.x trước đó. Đến tháng 2 năm 2001, phiên bản 4.2 ra đời dựa trên nền tảng phiên

bản 4.0 được cải tiến thêm các chức năng về phần xử lý quỹ đạo chính xác của vệ tinh, mô hình tầng điện ly, Modul ADDNEQ. Phiên bản mới nhất hiện nay (Bernese 5.0) tiếp tục kế thừa và phát huy các tính năng ưu việt của các phiên bản trước đó là: tính hiệu quả cao, độ chính xác cao và xử lý linh hoạt dữ liệu từ nhiều trạm quan trắc GPS/GLONASS. Ngoài ra, phiên bản 5.0 còn chú trọng vào các phần như: sử dụng các nguồn dữ liệu đã được mô hình hoá, kết nối trực tuyến và sử dụng các tài nguyên từ các trung tâm IGS cung cấp trên mạng Internet, tăng khả năng xử lý tự động và tăng các lựa chọn để đưa ra kết quả hợp lý nhất.

Chi tiết về tính năng và quy trình công nghệ xử lý số liệu GPS bằng phần mềm Bernese 5.0 được trình bày trong công trình của Nguyễn Tuấn Anh và nnk (2007) [12], Ngô Văn Liêm và nnk (2008) [80].

Tính toán chuyển dịch tuyệt đối

Trong luận án, NCS mới chỉ tiến hành xử lý, tính toán số liệu GPS của hai chiến dịch đo năm 2000 và 2010, chiến dịch đo năm 1994 sẽ được bổ sung trình bày trong các nghiên cứu tiếp theo. Quá trình xử lý, tính toán theo đúng như quy trình nêu ở [12] và [80] với một số lưu ý: trong tính chuyển dịch tuyệt đối, NCS đã sử dụng 7 trạm IGS (BAKO, COCO, GUAM, IISC, KUNM, SHAO và WUHN) và áp dụng cách thức ràng buộc các điểm IGS này theo phương pháp phân bố sai số cho tất cả các trạm IGS và các trạm đo trong lưới đo tại Việt Nam. Nói cách khác các điểm đo IGS khớp nối với các trạm đo trong lưới theo ràng buộc lỏng (Constraint) chứ không phải khớp cố định (Fixed), nghĩa là vẫn cho phép chúng thay đổi cả toạ độ và vận tốc (so với giá trị chính xác do IGS cung cấp) trong một miền giá trị hẹp đối với toạ độ và vận tốc nhưng tuân thủ điều kiện tổng bình phương các trị hiệu chỉnh này phải là nhỏ nhất. Cách ràng buộc này sẽ giảm được ảnh hưởng của sai số số liệu gốc (toạ độ và vận tốc các điểm IGS) đến giá trị vận tốc cần xác định của các điểm địa phương.

Vì một số lý do khách quan, nên trong nghiên cứu này NCS mới chỉ sử dụng số liệu đo của 5/8 điểm thuộc lưới đo là LAN1, NAM0, NTH0, OAN0 và VUA0. NCS sử dụng toạ độ trong ITRF05 của các điểm IGS lựa chọn để định nghĩa hệ quy chiếu và tính vận tốc chuyển động tuyệt đối tại các điểm trong ITRF05.

Các kết quả chính được trích lược và trình bày như các Bảng 3.1 và Bảng 3.2

106

(chi tiết xem Phụ lục 3.1) dưới đây:

Bảng 3.1: Kết quả tính tính toán chuyển dịch tuyệt đối dạng rút gọn từ hai chu kỳ

RR_2000: LOI GIAI CUOI CUNG 03-NOV-10 01:28

-------------------------------------------------------------------------

LOCAL GEODETIC DATUM: IGS05

NUM STATION NAME VX (M/Y) VY (M/Y) VZ (M/Y) FLAG PLATE

14 BAKO 23101M002 -0.0247 -0.0049 -0.0061 W EURA

36 COCO 50127M001 -0.0471 0.0070 0.0532 W AUST

68 GUAM 50501M002 0.0084 0.0042 0.0023 W PHIL

85 IISC 22306M002 -0.0434 -0.0039 0.0344 W INDI

114 KUNM 21609M001 -0.0293 -0.0015 -0.0175 W EURA

204 SHAO 21605M002 -0.0272 -0.0151 -0.0141 W EURA

255 WUHN 21602M001 -0.0317 -0.0027 -0.0074 W EURA

283 LAN1 LAN1 -0.0325 0.0068 -0.0058 A

284 NAM0 NAM0 -0.0297 -0.0062 -0.0106 A

285 NTH0 NTH0 -0.0338 0.0102 -0.0048 A

286 OAN0 OAN0 -0.0290 -0.0052 -0.0104 A 287 VUA0 VUA0 -0.0316 0.0015 -0.0078 A

đo năm 2000 và 2010

Bảng 3.2: Kết quả tính tính toán chuyển dịch tuyệt đối chu kỳ đo năm 2000 và 2010

Tốc độ chuyển dịch về phía bắc

Tốc độ chuyển dịch về phía đông

T T

Tốc độ chuyển dịch thẳng đứng (tham khảo)

Tên trạm GPS

Giá trị (mm/năm) -10.9 Giá trị (mm/năm) 29.7 Giá trị (mm/năm) 11.6 1 LAN1 Sai số (mm/năm) 0.1 Sai số (mm/năm) 0.2 Sai số (mm/năm) 0.3

-10.4 30.3 -2.6 2 NAM0 0.1 0.1 0.3

-11.3 29.9 15.6 3 NTH0 0.1 0.2 0.3

-10.6 29.3 -1.4 4 OAN0 0.1 0.2 0.4

-10.8 30.1 6.1 5 VUA0 0.1 0.2 0.3

6 -10.8 29.9 5.9 Trung Bình

Tính toán chuyển dịch tương đối

107

Nếu việc tính toán chuyển dịch tuyệt đối có ý nghĩa đánh giá chung về chuyển dịch của các điểm trong mảng so với chuyển dịch của các mảng trên phạm vi toàn cầu, thì việc tính toán chuyển dịch tương đối có ý nghĩa quan trọng để đánh giá chuyển dịch của các điểm trong lưới thể hiện cho các vi mảng địa phương. Trong nghiên cứu này chính là giữa các vi mảng bên trong và lân cận đới ĐGSH.

Việc tính toán chuyển dịch tương đối về cơ bản giống với việc tính toán

chuyển dịch tuyệt đối, nhưng có một số điểm khác biệt:

- Quy mô lưới tính thường nhỏ hơn, mang tính địa phương hoặc khu vực.

- Khác về cách tiếp cận vấn đề: tính toán chuyển dịch tuyệt đối là xác định sự chuyển động của các điểm lưới GPS địa phương trong mạng lưới các điểm GPS toàn cầu, nghĩa là tính toán vị trí và tốc độ chuyển dịch của các điểm lưới GPS địa phương đối với các điểm IGS mà ta đã biết được chính xác vị trí và tốc độ chuyển dịch trong hệ quy chiếu toàn cầu (ITRF). Còn khi tính toán chuyển dịch tương đối là ta tính tốc độ chuyển dịch của các điểm GPS địa phương với một hoặc một số điểm GPS của lưới được lựa chọn làm điểm quy chiếu (một hoặc một số điểm của lưới sẽ gán cho giá trị vận tốc là “0”, không chuyển động).

Như vậy, từ kết quả tính vận tốc chuyển động tuyệt đối (Bảng 5) ta có thể suy diễn ra vận tốc chuyển dịch tương đối so với một hay một số điểm của lưới được lựa chọn làm quy chiếu. Tuy nhiên, phần mềm cũng cho phép xác định dễ dàng vận tốc chuyển dịch tương đối.

Bảng 3.3: Kết quả tính tính toán chuyển dịch tương đối khu vực đới ĐGSH với phương án cố định của điểm NAM0 (chu kỳ 2000-2010)

Tốc độ chuyển dịch về phía bắc

Tốc độ chuyển dịch về phía đông

T T

Tốc độ chuyển dịch thẳng đứng (tham khảo)

Tên trạm GPS

1 LAN1 Giá trị (mm/năm) -0.6 Sai số (mm/năm) 0.1 Giá trị (mm/năm) -0.2 Sai số (mm/năm) 0.2 Giá trị (mm/năm) 14.8 Sai số (mm/năm) 0.4

0.0 0.0 0.0 2 NAM0 0.0 0.0 0.0

3 NTH0 -0.8 0.1 0.1 0.1 20.1 0.3

4 OAN0 -0.5 0.1 0.2 0.2 2.1 0.4

5 VUA0 -0.5 0.1 0.5 0.2 8.7 0.3

108

Việc tính chuyển động tương đối của các điểm lưới GPS phục vụ nghiên cứu đới ĐGSH cũng tuân thủ theo các bước như đối với việc tính chuyển động tuyệt đối như đã được trình bầy ở phân trên. Nhưng thay vì ta lấy các điểm IGS làm điển tham chiếu thì trong tính toán tương đối, NCS lấy điểm GPS NAM0 (được đặt tại bản Nậm Kịp, xã Nậm Lành, huyện Văn Chấn, tỉnh Yên Bái) làm điểm tham chiếu (đứng yên) để tính vận tốc chuyển dịch tương đối của các điểm còn lại. Trong tính toán này, NCS vẫn sử dụng dữ liệu của 3 trạm IGS thuộc Trung Quốc (KUNM,

WUHN và SHAO), 3 trạm này ít nhiều đều có liên quan đến khu vực nghiên cứu như là các trạm đo chiến dịch bình thường của lưới để tính toán. Kết quả được giới thiệu như trong Bảng 3.3.

c. Thảo luận các kết quả

Về tốc độ chuyển dịch tuyệt đối

Như kết quả tính toán về tốc độ chuyển dịch tuyệt đối với chu kỳ đo lặp ~10 năm (2000-2010) thể hiện trên Bảng 5 thì ta thấy: xét trong khung tham chiếu toàn cầu IGS05, khu vực dọc đới ĐGSH đang chuyển dịch về phía đông nam với tốc độ ~32mm/năm, cụ thể với từng điểm như sau: điểm NAM0 đang chuyển dịch về phía đông với tốc độ ~30.3mm/năm, chuyển dịch về hướng nam với tốc độ ~10.4mm/năm; điểm LAN1 đang chuyển dịch về phía đông với tốc độ ~29.7mm/năm, chuyển dịch về hướng nam với tốc độ ~10.9mm/năm; điểm VUA0 đang chuyển dịch về phía đông với tốc độ ~30.1mm/năm, chuyển dịch về hướng nam với tốc độ ~10.8mm/năm; điểm NTH0 đang chuyển dịch về phía đông với tốc độ ~29.9mm/năm, chuyển dịch về hướng nam với tốc độ ~11.3mm/năm và điểm OAN0 đang chuyển dịch về phía đông với tốc độ ~29.3mm/năm, chuyển dịch về hướng nam với tốc độ ~10.6mm/năm. Các kết quả trên được biểu diễn trên sơ đồ như Hình 3.12. Như kết quả được thể hiện trên Bảng 3.2 và các Hình 3.13 và Hình 3.14 ta thấy kết quả trong nghiên cứu này có sự phù hợp và thống nhất cao không chỉ giữa các điểm đo trong mạng lưới mà cả với các nghiên cứu trước đã công bố (Dương Chí Công và Trần Đình Tô, 2007 ; Vy Quốc Hải, 2008 [54], 2009 [53]; Phan Trọng Trịnh và nnk, 2008 [147], 2009 [143], 2010 [144]; Lê Huy Minh và nnk, 2010 [86], Wilson và nnk, 1998 [158],...) trong khu vực và vùng lân cận. Điều này thể hiện sự tin cậy của nguồn dữ liệu cũng như việc lựa chọn, xử lý và tính toán số liệu GPS.

109

Đặc biệt là sự thống nhất và phù hợp của kết quả nghiên cứu này với kết quả nghiên cứu của đề tài trọng điểm cấp nhà nước “Nghiên cứu hoạt động kiến tạo trẻ, kiến tạo hiện đại và địa động lực Biển Đông, làm cơ sở khoa học cho việc dự báo các dạng tai biến liên quan và đề xuất các giải pháp phòng tránh” và nhiệm vụ bổ sung “Nghiên cứu mối quan hệ giữa nguy cơ dầu tràn và các biến cố địa chất tự nhiên trên vùng biển Việt Nam” do Phan Trọng Trịnh làm chủ nhiệm (2010) [142], như được thể hiện trên sơ đồ Hình 3.13 (mức độ tổng quát) và Hình 3.14 (ở mức độ chi tiết).

Hình 3.12: Sơ đồ véc tơ tốc độ chuyển dịch tuyệt đối trong khung tham chiếu toàn cầu IGS_05 của các điểm đo dọc đới ĐGSH, theo kết quả đo lặp ~10 năm của hai chu kỳ đo 2000 và 2010.

Về tốc độ chuyển dịch tương đối

110

Theo như kết quả tính toán được thể hiện trên Bảng 3.3 và Hình 3.15 ta thấy độ dịch chuyển tương đối của các điểm trong lưới đo so với điểm NAM0 là rất nhỏ (gia trị vận tốc đều nhỏ hơn 1mm/năm). Điều này thể hiện trong giai đoạn hiện tại, hệ các đứt gãy của đới ĐGSH hầu như không hoạt động hoặc nếu có thì mức độ hoạt động cũng rất yếu. Kết quả này cũng phản ánh đúng về các biểu hiện của hoạt động động đất trong khu vực, đó là sự thiếu vắng các trận động đất lớn trong khoảng 1000 năm trở lại đây (Tapponnier và nnk, 1986 [122]; Leloup và nnk, 1995 [76], 2001 [77],...) .

111

Hình 3.13: Sơ đồ đối sánh các véc tơ chuyển dịch tuyệt đối của luận án với kết quả của đề tài trọng điểm cấp nhà nước mã số KC.09.11/06-10 [146] và nhiệm vụ bổ sung mã số KC.09.11BS/06-10 [142], nghiên cứu về kiến tạo trẻ và hiện đại khu vực Biển Đông, trong đó có bao gồm cả phần đới ĐGSH chạy trên Biển Đông thông qua thông qua điểm GPS LANG (Hà Nội) và BLV1 (đảo Bạch Long Vĩ, Hải Phòng). Phần chi tiết (phần khung liền mầu đen) được thể hiện như Hình 3.14 dưới đây.

Hình 3.14: Sơ đồ chi tiết đối sánh véc tơ tốc độ chuyển dịch tuyệt đối của đề tài và kết quả trong đề tài trọng điểm cấp nhà nước mã số KC.09.11/06-10 [146] và KC.09.11BS/06-10 [142]. Vị trí khu vực xem Hình 3.13.

112

Nếu như đới ĐGSH vẫn đang hoạt động ở hiện tại (mặc dù có thể là yếu, vì theo kết quả tính toán, giá trị tốc độ đều rất nhỏ, nhưng sai số của các kết quả phần lớn đều nhỏ hơn giá trị tốc độ thu được), nhìn một cách tổng thể theo sơ đồ Hình 3.15 thì hệ các đứt gãy của đới Sông Hồng ở hiện tại đang chuyển dịch với cơ chế trượt bằng phải. Điều này thể hiện sự phù hợp với sự biểu hiện hiện đại của địa hình khu vực. Về hướng và tính chất chuyển dịch trong kết quả tính toán trong nghiên cứu này về cơ bản là phù hợp với các kết quả nghiên cứu đã công bố trước đây tính cho phần đông nam đới ĐGSH [35], [134], [133] nhưng về độ lớn giá trị chuyển dịch thể hiện sự phù hợp hơn với thực tế của sự biểu hiện hoạt động động đất và

biến vị địa hình khu vực đó là tốc độ chuyển dịch phải nhỏ ở hiện tại. Điều này có sự thống nhất với các kết quả nghiên cứu được công bố gần đây bởi Zheng-Kang Shen và nnk (2005) [115]; Vy Quốc Hải (2008 [54], 2009 [53],...).

Hình 3.15: Sơ đồ tốc độ chuyển dịch tương đối của các điểm đo dọc đới ĐGSH với phương án cố định của điểm NAM0, theo kết quả đo lặp của hai chu kỳ đo 2000 và 2010.

113

Trên Hình 3.15 cũng thể hiện sự phân bố của các đứt gãy trẻ của hệ ĐGSH. Từ biên giới Việt-Trung thì đới ĐGSH được chia làm 2 nhánh là nhánh ĐGSH (tiếp tục chạy dọc theo thung lũng Sông Hồng) và nhánh ĐGSC (chạy dọc theo thung lũng Sông Chảy). Chúng được phân cách bởi dãy biến chất cao DNCV. Càng về phía đông nam, 2 nhánh đứt gãy này lại tiếp tục được chia thành nhiều đứt gãy nhỏ và các đứt gãy được cho là có khả năng hoạt động thì thường không liên tục và lại phân tách thành nhiều chấn đoạn khác nhau (Hình 3.15). Đây có thể là một trong những lý do giúp cho việc minh giải kết quả tính toán về tốc độ chuyển dịch nhỏ của phần phía đông nam đới ĐGSH ở hiện tại, chỉ ~1mm/năm, trong khi phần thuộc lãnh thổ Trung Quốc có tốc độ chuyển dịch lớn hơn khá nhiều (~5mm/năm) (A.Replumaz và nnk, 2001 [99]; Zheng-Kang Shen và nnk, 2005 [115], Z.Chen và nnk, 2000 [28]; L.M. Schoenbohm và nnk, 2004 [112], 2005 [109], 2006;...). Tốc độ chuyển dịch khá nhỏ ở các điểm đo trong lưới mà ta tính được ở trên có thể là vì

năng lượng đã bị phân tán trên nhiều đứt gãy nhánh khác nhau của hệ ĐGSH khi càng về phía đông nam của đới đứt gãy (về phía Vịnh Bắc Bộ).

Khi phân tích chi tiết, đối sánh mức độ hoạt động ở hiện tại của hai đứt gãy nhánh chính Sông Hồng và Sông Chảy, theo như kết quả tính toán và được thể hiện như trên Hình 3.15 ta thấy: khi ta chiếu 3 véctơ chuyển dịch của 3 điểm LAN1 (cánh tây nam đứt gãy nhánh Sông Hồng) với điểm VUA0 và NTH0 (cánh phía đông và đông bắc ĐGSH) lên phương của ĐGSH thì độ lớn của thành phần theo phương đứt gãy của điểm LAN1 nhỏ hơn khá nhiều so với 2 điểm VUA0 và NTH0; tương tự, khi đối chiếu 2 điểm VUA0 và NTH0 (đều thuộc cánh tây nam của nhánh đứt gãy chính Sông Chảy) với điểm OAN0 (cánh đông bắc của nhánh đứt gãy chính Sông Chảy và có thể của cả đứt gãy Sông Lô), thì ta thấy giá trị độ lớn của thành phần theo phương đứt gãy gần như tương đương nhau. Theo kết quả này sơ bộ ta có thể nhận xét về hoạt động của nhánh ĐGSH trong giai đoạn hiện tại có thể mạnh hơn nhánh ĐGSC.

Tóm lại: Xét trong khung tham chiếu toàn cầu IGS05, khu vực dọc đới ĐGSH hiện đang chuyển dịch về phía đông nam với tốc độ ~32mm/năm. Kết quả tính vận tốc và hướng của véc tơ chuyển động tuyệt đối của các điểm trong mạng lưới có sự phù hợp và thống nhất cao. Các kết quả này cũng khá phù hợp với các nghiên cứu trước đó ở trong và ở các khu vực lân cận.

Trong giai đoạn hiện tại, đới ĐGSH phần phía đông nam thuộc lãnh thổ Việt Nam hoạt động tương đối yếu với tốc độ chuyển dịch nhỏ hơn 1mm/năm (khoảng từ 0.6 ÷ 0.8 ± 0.3mm/năm). Chuyển dịch này theo cơ chế trượt bằng phải, trong đó nhánh ĐGSH có biểu hiện hoạt động mạnh hơn nhánh ĐGSC.

114

Tốc độ chuyển dịch nhỏ của các đứt gãy trong đới ĐGSH ở phần phía đông nam thuộc lãnh thổ Việt Nam so với phần thuộc lãnh thổ Trung Quốc có thể là do sự phân tách thành nhiều nhánh đứt gãy nhỏ trong đới ĐGSH dẫn đến sự phân tán năng lượng trên các đứt gãy nhánh đó.

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3

Về hoạt động kiến tạo và địa động lực trẻ

Khu vực nghiên cứu đang trong xu thế nâng và tính chất nâng không đồng nhất. Tốc độ nâng trung bình của địa hình khu vực trong giai đoạn Pliocen là khoảng 0.11-0.24mm/năm, trong giai đoan từ cuối Pleistocen sớm đến cuối Pleistocen giữa có tốc độ nâng khoảng từ 0.17- 0.30mm/năm và trong giai đoạn từ cuối Pleistocen muộn đến nay, tốc độ nâng trung bình vào khoảng từ 0.70mm/năm đến 1.25mm/năm.

Trong khu vực nghiên cứu, trên cả hai nhánh đứt gãy ĐGSH và ĐGSC, trong giai đoạn hiện đại, có thể quan sát thấy nhiều dấu ấn của hoạt động trẻ trong các tầng trầm tích trẻ, trong vỏ phong hóa, biến vị của sông suối nhánh. Các minh chứng đó thể hiện các đứt gãy hoạt động không phải luôn kéo dài liên tục mà gồm nhiều chấn đoạn có kích thước khác nhau khi thể hiện trên các cấu trúc đất đá khác nhau. Đã phân chia được 5 chấn đoạn đứt gãy hoạt động chính có khả năng sinh chấn đó là các chấn đoạn SH1, SH2, SH3 (thuộc ĐGSH) và SC1, SC2 (thuộc ĐGSC). Dọc các chấn đoạn đứt gãy này có thể xác định được các đoạn biến vị của sông suối và các dạng địa hình thềm sông có biên độ từ ~100m đến ~ 1300m, tương ứng với tốc độ chuyển dịch trong giai đoạn từ Pleistocen giữa đến nay là từ ~1.1mm/năm đến ~1.8mm/năm.

Về đặc điểm kiến tạo và địa động lực hiện đại

Khu vực nghiên cứu có biểu hiện của hoạt động động đất với bề dầy tầng sinh chấn không vượt quá độ sâu 25km, các trận động đất lịch sử quan sát được có cơ cấu chấn tiêu trượt bằng là chính và có độ lớn không vượt quá 5.5 độ Richter, ứng với trường ứng suất nén ép Bắc-Nam (đứt gãy trượt bằng phải). Các biểu hiện động đất ở Việt Nam nói chung và trong khu vực nghiên cứu nói riêng có tính phân đới và liên quan khá chặt chẽ với các đới phá huỷ và các đứt gãy hoạt động.

115

Trong giai đoạn hiện đại, đới ĐGSH phần phía đông nam thuộc lãnh thổ Việt Nam hoạt động tương đối yếu với tốc độ chuyển dịch nhỏ hơn 1mm/năm và hoạt động ở hiện tại với cơ chế trượt bằng phải.

CHƯƠNG 4

MỐI LIÊN QUAN GIỮA ĐẶC ĐIỂM PHÁT TRIỂN ĐỊA HÌNH VỚI ĐỊA ĐỘNG LỰC HIỆN ĐẠI VÀ TAI BIẾN ĐỘNG ĐẤT ĐỚI ĐGSH

Như đã được đề cập đến ở các phần trên, trong giai đoạn từ Pliocen tới nay, địa hình dọc đới ĐGSH trong khu vực nghiên cứu đang chuyển động theo phương ngang với cơ chế trượt bằng phải và chuyển động theo phương thẳng đứng với tính chất nâng mạnh ở hiện tại, xen giữa các vùng nâng là các vùng sụt lún tương đối. Các chứng cớ của mối tương quan này được trình bày như các Mục 4.1 và Mục 4.2 dưới đây. Mục 4.3 trình bày mối tương quan giữa chuyển dịch theo phương thẳng đứng và theo phương ngang. Bên cạnh đó, các chuyển động biến vị địa hình có thể gây ra các trận động đất với cường độ khác nhau dọc đới đứt gãy. Vậy cường độ động đất mạnh nhất có thể là bao nhiêu và mức độ ảnh hưởng đến các trung tâm đô thị, các nhà máy lớn và tác động ngược trở lại, gây biến đổi địa hình dọc đứt gãy như thế nào. Mục 4.4 sẽ trình bày mối tương quan giữa sự chuyển dịch trẻ và hiện đại của địa hình với các đặc trưng về động đất cực đại khu vực.

4.1. SỰ THỂ HIỆN CỦA CHUYỂN ĐỘNG THEO PHƯƠNG THẲNG ĐỨNG TRÊN ĐỊA HÌNH

4.1.1. Sự thể hiện của các chuyển động nâng trẻ trên địa hình

Minh chứng của các hoạt động nâng trẻ thể hiện trên địa hình hiện đại khu vực dọc đới ĐGSH đoạn Lào Cai – Việt Trì đó là sự tồn tại của các BMSB trẻ có độ cao dưới 600m, các bậc thềm sông (4 cấp thềm sông) và bãi bồi dọc thung lũng sông Hồng, sông Chảy được xác định có tuổi từ Pliocen tới nay. Đặc trưng các dạng địa hình này đã được trình bày khá chi tiết ở Chương 2 và Mục 3.1.1. Theo như các phân tích trong các chương, mục đó thì bậc địa hình có độ cao 500-600m (có thể tới 1000m ỏ khu vực dãy Hoàng Liên Sơn [7]) trong khu vực có tuổi là Pliocen sớm (khoảng 5 triệu năm). Tuổi của địa hình giảm dần theo độ cao, đến các dạng địa hình trẻ nhất là các mực thềm sông và bãi bồi.

116

Dạng địa hình nâng được thể hiện rõ qua hình thái của mạng lưới sông suối có dạng tỏa tia, điển hình là dạng địa hình khối núi Con Voi (Hình 4.1, Hình 2.12). Mạng lưới sông suối dạng tỏa tia còn có thể quan sát thấy ở khu vực Núi Sắt, ranh giới phía TN của huyện Đoan Hùng với phía ĐB của huyện Thanh Ba, với các đỉnh

cao 200-300m; dãy núi Đồi Chiêu-Đồi Bài, ranh giới giữa huyện Yên Lập và Thanh Sơn, với các đỉnh cao 500-600m,...

Hình 4.1: Mạng lưới sông tỏa tia thể hiện khối nâng địa phương (Dãy Núi Con Voi)

117

Đặc biệt, trong khu vực còn có thể quan sát thấy sự xuyên thủng các bậc địa hình trẻ và các thềm sông của dòng chảy (thung lũng xuyên thủng) (Hình 4.2). Qua Hình 4.2 thể hiện: đồng thời với sự nâng lên từ từ của các trầm tích Neogen là sự xâm thực của dòng chảy (suối Chin Trang Ho) và tốc độ nâng địa hình (trầm tích Neogen) bằng với tốc độ xâm thực của suối. Qua thời gian, địa hình vẫn tiếp tục được nâng lên và dòng suối vẫn tiếp tục xâm thực với tốc độ ngang bằng nhau và tạo thành dạng xuyên thủng như ngày nay (Hình 4.2).

A

N

Đá Neogen Đá Neogen

B

Đá Neogen

Đá Neogen

N

118

Hình 4.2: Bản đồ địa hình (1:50.000) được chồng trên mô hình số độ cao thể hiện “thung lũng xuyên thủng” cắt qua bậc địa hình cao 150m, được cấu tạo bởi các đá trầm tích Neogen dưới các góc nhìn khác nhau ( A-Nhìn từ hướng TN lên ĐB; B- Nhìn từ hướng ĐB về TN). Mũi tên chỉ vị trí địa hình bị xuyên thủng.

Ngoài ra còn có thể quan sát thấy sự chuyển dịch và nâng lên của địa hình qua sự thay đổi đột ngột hướng dòng chảy của sông suối do hiện tượng “cướp dòng” (Hình 4.5), phần thượng nguồn của dòng chảy, chảy vào lưu vực sông khác còn phần hạ lưu có lưu lượng dòng chảy giảm đột ngột và nhiều khi trở thành “thung lũng sông chết”. Trên Hình 4.5 thể hiện, đứt gãy trẻ đã làm dòng chảy suối nhánh của Ngòi Tháp tiến lại gần Ngòi Tú, đồng thời với chuyển dịch này là chuyển dịch nâng của địa hình khu vực thuộc xã Đồng Đinh (thềm bậc III). Hai dạng chuyển dịch này trong khu vực là nguyên nhân chính làm đổi hướng của phần dòng chảy thượng nguồn của Ngòi Tú theo hướng dòng chảy của suối nhánh về Ngòi Tháp (Hình 4.5).

119

Hình 4.3: Các dạng địa hình thềm sông khu vực cầu Bảo Hà, thông qua giải đoán ảnh vệ tinh được chồng lên mô hình số độ cao (DEM)

Trong khu vực còn có thể quan sát thấy rất rõ hệ thống các bậc thềm sông và bãi bồi dọc các sông suối lớn, đặc biệt là dọc hai sông chính là sông Hồng và sông Chảy (Hình 2.12, Hình 4.3, Hình 4.5). Các bậc thềm và bãi bồi này là minh chứng cho sự nâng trẻ của địa hình khu vực.

4.1.2. Sự thể hiện của các chuyển động hạ lún tương đối

Nhìn một cách tổng thể thì toàn bộ địa hình khu vực vẫn đang trong quá trình nâng khá mạnh mẽ, tuy nhiên khi đi vào phân tích chi tiết và xét tương quan giữa các vùng khác nhau ta thấy trong khu vực nghiên cứu cũng có sự tồn tại các dạng địa hình hạ lún tương đối. Chuyển động hạ lún (tương đối) trong khu vực được quan sát thấy rõ thông qua các trũng dọc thung lũng sông Hồng (Trũng Lào Cai, trũng Bảo Hà, trũng Yên Bái và trũng Phong Châu), thung lũng sông Chảy (trũng Bảo Yên) và các trũng giữa núi như trũng Mường Hoà,Văn Bàn, trũng Nghĩa Lộ,... Đặc trưng của các trũng này đã được NCS trình bày như Mục 2.3.2. Tuy nhiên, cần lưu ý thêm về mặt hình thái và có thể dựa vào đó để phát hiện ra các vùng hạ lún tương đối đó là sự hội tụ của mạng lưới dòng chảy (mạng lưới dòng chảy hướng tâm) ở những khu vực này (Hình 4.4). Mặt khác, sự tồn tại của các hệ thống bậc thềm và bãi bồi sông, suối trong khu vực vừa thể hiện sự nâng (tuyệt đối) và sự hạ lún (tương đối) của địa hình các vùng này.

120

Hình 4.4: Mạng lưới sông suối hướng tâm thể hiện sự hạ lún tương đối của địa hình khu vực trũng Nghĩa Lộ

4.2. MỐI LIÊN QUAN GIỮA ĐỊA HÌNH VÀ SỰ CHUYỂN DỊCH NGANG

Chuyển động trượt bằng đới ĐGSH được nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu trong thời gian qua. Tuy còn nhiều đánh giá khác nhau về biên độ và tốc độ chuyển dịch trái và phải của đới đứt gãy này, nhưng đa số các nhà khoa học đã thống nhất trong Kainozoi, đới ĐGSH trải qua hai pha biến dạng trượt bằng chính: pha trượt bằng trái xảy ra trong giai đoạn từ Oligocen (E3) đến đầu Miocen (N1), ứng với trường ứng suất nén ép Đông – Tây và pha trượt bằng phải xảy ra trong giai đoạn từ Pliocen (N2) tới nay, ứng với trường ứng suất nén ép Bắc-Nam. Các chứng cớ về sự chuyển dịch trượt bằng trái trong giai đoạn E3 - N1 đã được minh chứng khá rõ ràng [76], tuy nhiên trong giai đoạn từ Pliocen tới nay mặc dù đã có khá nhiều các công trình đề cập đến, nhưng các chứng cứ chưa thực sự rõ nét và còn ít quan tâm đến ý nghĩa địa mạo. Dưới đây, NCS sẽ trình bày các chứng cớ của sự chuyển dịch bằng phải được thể hiện trên địa hình trong phạm vi từ Lào Cai tới Việt Trì. Đặc biệt là các chuyển dịch trẻ của các dạng địa hình thềm sông suối, các biến vị của suối nhánh, nhiều khi dẫn đến hiện tượng “cướp dòng” của các suối với nhau, …

Trong quá trình nghiên cứu dọc đới ĐGSH từ Lào Cai tới Việt Trì, có thể quan sát thấy hệ thống các đứt gãy trẻ không liên tục và phân bố khác nhau dọc bờ phải và trái sông Hồng cũng như dọc thung lũng sông Chảy. Các đứt gãy này có thể quan sát thấy rất rõ trên ảnh vệ tinh, DEM và trên bản đồ địa hình ở nhiều tỉ lệ khác nhau, cũng như có thể quan sát thấy rất rõ trên thực địa. Các đặc trưng về các đứt gãy và sự chuyển dịch của chúng đã được trình bày ở Chương 3, Mục 3.1.3. Ở mục này, NCS tập trung phân tích một số vị trí điển hình thể hiện rõ nét nhất mối tương quan giữa đặc điểm chuyển dịch kiến tạo trẻ và sự thể hiện của chúng trên địa hình (các biến vị địa hình).

121

Vị trí điểm chi tiết được trình bày dưới đây là khu vực thuộc các xã Yên Hợp, Xuân Ai và Hoàng Thắng của huyện Văn Yên, tỉnh Yên Bái (Hình 4.5, Hình 4.6 và Hình 4.7). Tại khu vực này, bên bờ phải sông Hồng có hai nhánh đứt gãy cắt qua, với đứt gãy chính là SH3. Đứt gãy này cắt qua khu vực Xuân Ai-Hoàng Thắng và có thể quan sát thấy rất rõ đoạn biến vị của Ngòi Tháp khi cắt qua đứt gãy này với tổng độ biến vị đạt 1330m (Hình 4.5).

Yên Hợp

Hình 4.9

Yên Hợp

122

Hình 4.5: Sơ đồ thể hiện sự chuyển dịch ngang của địa hình thông qua biến vị sông suối và sự chuyển dịch ngang đồng thời với sự nâng lên của địa hình dẫn tới sự cướp dòng của suối dọc đứt gãy SH 3 (khu vực Yên Hợp- Xuân Ái-Hoàng Thắng- Báo Đáp).

Bên cạnh chứng cớ về chuyển dịch của địa hình thông qua biến vị của suối Ngòi Tháp, khu vực này còn có thể quan sát thấy hiện tượng “cướp dòng” của suối nhánh chảy vào Ngòi Tháp đối với Ngòi Tú, do chuyển dịch địa hình dọc hai cánh của đứt gãy SH3 và chuyển dịch nâng khu vực này (xem thêm ở Mục 4.1.1).

Đặc biệt, về phía đông bắc và cách đứt gãy SH3 khoảng 1km có một nhánh nữa của ĐGSH, tuy chiều dài ngắn hơn (khoảng ~7km so với ~18km của đứt gãy SH3) nhưng sự thể hiện hoạt động trẻ của đứt gãy này lại rất rõ nét trên địa hình. Đứt gãy này chính là ranh giới phân định bề mặt thềm bậc III và thềm bậc II trong khu vực (Hình 4.5 ÷ Hình 4.9, vị trí xem trên Hình 3.4). Dọc đứt gãy này, có thể quan sát thấy một hệ thống các biến vị của bề mặt địa hình ở hai bên cánh đứt gãy.

Để nghiên cứu mối tương quan giữa đặc điểm phát triển địa hình (biến dạng địa hình) và chế độ địa động lực trẻ (hoạt động đứt gãy trượt bằng phải trẻ) trong khu vực, NCS sử dụng phương pháp khôi phục lại bề mặt địa hình cổ (bề mặt trước khi bị chuyển dịch do đứt gãy) như được trình bầy dưới đây:

x độ với giải phân khảo 2.4m (tham

Nghiên cứu khôi phục lại bề mặt địa hình cổ, NCS sự dụng ảnh vệ tinh Quickbirth tại: 2.0m http://www.digitalglobe.com/index.php/48/Products?product_id=1) được cung cấp bởi GoogleEarth. Ảnh này được được tạo lập 3D với mầu thực của địa hình, nên phản ánh địa hình thực tế với độ chính xác và tính trực quan cao (Hình 4.6 đến Hình 4.9). Trên GoogleEarth, chúng ta có thể quan sát địa hình với nhiều góc độ khác nhau và có thể trích ra ảnh có độ phân giải rất cao. Từ các ảnh này, qua phân tích, có thể thấy khu vực dọc đứt gãy gần ranh giới 2 xã Xuân Ai và Yên Hợp thuộc huyện Văn Yên, tỉnh Yên Bái, ở nhiều nơi bề mặt địa hình thuộc thềm bậc III (phần tiếp giáp với thềm II và có đứt gãy cắt qua) bị biến vị một khoảng nhất định (không có sự trùng hợp giữa phần trên - phần cánh trái của đứt gãy và phần dưới của địa hình - phần cánh phải của đứt gãy) một cách rất hệ thống phù hợp với chiều chuyển dịch của đứt gãy.

123

Bằng các nghiên cứu chi tiết tại các vùng dọc đứt gãy này với thủ thuật giữ nguyên vị trí một cánh đứt gãy (cánh trái) và xê dịch phần còn lại (cánh phải) ngược với chiều chuyển dịch của đứt gãy một khoảng sao cho địa hình giữa hai cánh đứt gãy có sự phù hợp trùng khít với nhau. Nếu khu vực dọc đứt gãy có hệ thống các biến vị với cùng một khoảng xê dịch (ngược với chiều chuyển dịch của đứt gãy) thì khoảng xê chuyển đó chính là biên độ chuyển dịch của đứt gãy (Hình 4.6 ÷ Hình 4.9).

A

B

124

Hình 4.6: Chi tiết đoạn biến vị của địa hình dọc đứt gãy nhánh bờ phải sông Hồng khu vực thôn Tân Xuân, Yên Hợp, Văn Yên, Yên Bái. Vị trí nghiên cứu xem trên Hình 4.9. (A-Địa hình hiện tại; B- Khôi phục lại địa hình cổ trước khi bị chuyển dịch).

Hình 4.7a: Địa hình hiện tại khu vực thôn Tân Xuân, xã Yên Hợp, Văn Yên, Yên Bái (Đứt gãy cắt qua ranh giới giữa thềm bậc III và bậc II và làm biến vị địa hình thềm III, ~142m). Vị trí xem trên Hình 4.9a.

Hình 4.7b: Địa hình cổ được khôi phục lại bằng phép dịch chuyển địa hình ngược chiều chuyển dịch của đứt gãy khu vực thôn Tân Xuân, xã Yên Hợp, Văn Yên, Yên Bái. Vị trí xem trên Hình 4.9b.

125

Đầu tiên, thủ thuật trên được tiến hành đối với khu vực thôn Tân Xuân, xã Yên Hợp, huyện Văn Yên (phần gần như chính giữa của đứt gãy) như Hình 4.6. Tại đó, khi NCS tiến hành dịch trượt địa hình cánh phải đứt gãy một đoạn ~142m, ta

thấy có sự trùng khít của hai dạng địa hình ở hai bên của đứt gãy như trên Hình 4.6b.

Hình 4.8a: Địa hình hiện tại khu vực thôn Tân Xuân, xã Yên Hợp, Văn Yên, Yên Bái (Đứt gãy cắt qua ranh giới giữa thềm bậc III và bậc II và làm biến vị địa hình thềm III, ~142m). Vị trí xem trên Hình 4.9a..

126

Hình 4.8b: Địa hình cổ được khôi phục lại bằng phép dịch chuyển địa hình ngược chiều chuyển dịch của đứt gãy khu vực thôn Yên Viễn, xã Xuân Ai, Văn Yên, Yên Bái. Vị trí xem trên Hình 4.9b.

Bằng cách thức tương tự, NCS tiến hành cho các khu vực lân cận (ví dụ xem các Hình 4.7 và Hình 4.8), kết qua thu được giá trị chuyển dịch đều ~142m. Từ đó NCS tiến hành việc dịch trượt như trên đối với địa hình dọc toàn bộ đứt gãy (Hình 4.9a, b, c) với khoảng chuyển dịch ngược ~142m thì thấy địa hình giữa hai cánh đứt gãy này phần lớn là trùng khít với nhau (Hình 4.9b). Đây chính là minh chứng (chi tiết, trực quan) cho sự biến vị trượt bằng phải của đứt gãy được thể hiện rõ nét trên địa hình khu vực.

Thềm bậc III

Hình 4.8a

Hình 4.6a Hình 4.7a

Thềm bậc II

Hình 4.9a: Sự bất chỉnh hợp của địa hình thềm bậc III và thềm II ở hiện tại, khu vực xã Yên Hợp và Xuân Ai, huyện Văn Yên, tỉnh Yên Bái.

127

Ngoài sự biến vị trượt bằng phải của địa hình như đã được trình bày ở trên, dọc đới ĐGSH đoạn Lào Cai đến Việt Trì còn quan sát thấy ở nhiều nơi khác với quy mô và mực độ khác nhau như ở Bản Qua – Bát Xát, biên độ chuyển dịch của suối Ban Song Ho có thể xác định được với chiều dài đạt 530m (Hình 4.10), ở suối nhánh phía tây bắc Trịnh Tường khoảng 3km có thể xác định được biến vị của trầm tích Đệ tứ khoảng trên 150m (Ảnh 4.1); ở dọc hai bên bờ phải và trái sông Hồng như khu vực từ gần trung tâm xã Mậu Đông đến thị trấn Mậu A (huyện Văn Yên, tỉnh Yên Bái) hay ở khu vực dọc đứt gãy sông Chảy, có thể xác định được các đoạn biến vị sông suối nhánh với biên độ biến vị từ ~ 100m đến ~400m (Hình 3.10, Hình 4.10 và Hình 4.11).

Hình 4.8b

Hình 4.6b Hình 4.7b

Hình 4.9b: Khôi phục lại địa hình cổ trước giai đoạn Pleistocen giữa bị đứt gãy làm chuyển dịch bằng phải một đoạn ~142m, khu vực xã Yên Hợp và Xuân Ai, huyện Văn Yên, tỉnh Yên Bái

Hình 4.8

Hình 4.6 Hình 4.7

128

Hình 4.9c: Đường địa hình cổ (giai đoạn trước Pleistocen giữa) và địa hình hiện tại khu vực xã Yên Hợp và Xuân Ai, huyện Văn Yên, tỉnh Yên Bái

Thực hiện: NCS. Ngô Văn Liêm

CBHD: PGS.TS. Phan Trọng Trịnh TS. Vy Quốc Hải

Ở khu vực từ xã Mậu Đông đến trung tâm thị trấn Mậu A, bên bờ phải sông Hồng, khu vực này có 3 suối nhánh chảy vào sông Hồng là Ngòi Vải, Ngòi Quạch và Ngòi A. Các quan sát và phân tích trên thực địa, trên bản đồ địa hình cho thấy ở suối Ngòi Vải, đoạn cách trung tâm xã Mậu Đông khoảng ~1km về phía nam, ở đó dòng suối và lớp trầm tích Đệ tứ bị biến vị một đoạn xác định được ~180m (Hình 4.10).

129

Hình 4.10: Biến vị của các suối nhánh, nơi có đứt gãy Pliocen-Hiện đại cắt qua (Khu vực Mậu Đông-Mậu A)

Thực hiện: NCS. Ngô Văn Liêm

Ở suối Ngòi A, phía bắc thị trấn Mậu A khoảng 2km, cũng quan sát thấy một đoạn biến vị ~240m của suối và trầm tích Đệ tứ khu vực đó (Hình 4.10). Đoạn giữa hai suối này có suối Ngòi Quạch, khảo sát dọc suối này chúng tôi cũng phát hiện thấy một đoạn biến vị của suối và lớp trầm tích Đệ tứ tương ứng ~130m. Các biến vị này đều phù hợp với tính chất trượt bằng phải của đứt gãy Pliocen-Đệ tứ cắt qua khu vực này (Hình 4.10). Chiều dài đoạn biến vị ở 3 suối có sự khác nhau là do sự khác nhau về tuổi của các con suối này (Mục 3.1.2.2b).

CBHD: PGS.TS. Phan Trọng Trịnh TS. Vy Quốc Hải

Hình 4.11: Biến vị của các suối nhánh và trầm tích trẻ, nơi có đứt gãy SC1 cắt qua khu vực các xã thuộc huyện Bảo Yên, tỉnh Yên Bái

130

Cũng bằng các quan sát, phân tích và đo đạc tại các suối nhánh chảy vào sông Chảy ở các xã phía bắc của huyện Bảo Yên, tỉnh Yên Bái, chúng tôi cũng phát hiện một hệ thống biến vị của các suối và lớp trầm tích Đệ tứ dọc các suối này từ ~250m đến ~370m, phù hợp với đứt gãy trượt bằng phải trong Pliocen-Đệ tứ (SC1) cắt qua khu vực này (Hình 4.11).

320o

Hình 4.12: Biến vị của suối Ban Song Ho tại khu vực Bản Qua, Bát Xát

131

Ảnh 4.1: Đứt gãy làm dịch chuyển trầm tích Đệ tứ tại suối nhánh tây bắc Trịnh Tường (Bát Xát) 3km, với biên độ xác định > 150m (Ảnh H.Q. Vinh)

Ngoài các chứng cứ được thể hiện trên địa hình, chúng ta còn có thể quan sát thấy rất nhiều vết lộ vỏ phong hóa thể hiện rất rõ mặt trượt và vết xước của hoạt động đứt gãy trượt bằng phải trong khu vực nghiên cứu. Tiêu biểu như ở khu vực đầu cầu Yên Bái (Ảnh 2.1), khu vực gần trường Cao đẳng Sư phạm Lào Cai (Ảnh 4.2),...

Ảnh 4.2: Mặt trượt và vết xước kiến tạo (trượt bằng phải) trong lớp vỏ phong hóa (Khu vực trường Cao đẳng Sư phạm Lào Cai)

Tóm lại: Các minh chứng trên chứng tỏ địa hình dọc đới ĐGSH phản ánh rõ nét chế độ địa động lực hiện đại khu vực đó là xu thế nâng với tính chất không đồng nhất thể hiện qua sự tồn tại của các mực BMSB và các thế hệ thềm sông có độ cao khác nhau. Chuyển động theo phương ngang với cơ chế trượt bằng phải, tương ứng với trường ứng suất nén ép Bắc-Nam và có thể quan sát thấy rõ trên địa hình đó là sự biến vị của các sông suối nhánh, của các bề mặt thềm với cường độ khác nhau và phân bố rộng khắp trong khu vực nghiên cứu.

4.3. MỐI QUAN HỆ GIỮA CHUYỂN ĐỘNG THEO CHIỀU THẲNG ĐỨNG VÀ TRƯỢT BẰNG DỌC ĐỚI ĐỨT GÃY SÔNG HỒNG

132

Như các kết quả được trình bày ở trên về đặc điểm nâng và trượt bằng của địa hình khu vực đới ĐGSH ta thấy hai dạng chuyển động này không phải tách rời

nhau mà chúng có quan hệ mật thiết với nhau, nhưng ưu thế không giống nhau trong những giai đoạn khác nhau. Gần như chưa có một nghiên cứu riêng biệt nào về mối tương quan giữa hai dạng chuyển động này trong khu vực mà chúng thường được lồng ghép trong các công trình lý giải về sự biến dạng của sự đụng độ giữa mảng Ấn Độ vào Âu-Á. Liên quan đến vấn đề này có thể tổng hợp và phân chia thành hai trường phái: Trường phái (England và Houseman, 1985, 1986 [42, 43]; Houseman và England 1986, 1993 [60, 61]) cho rằng, biến dạng do đụng độ giữa mảng Châu Á và mảng Ấn Độ chỉ tập trung chủ yếu ở nơi đụng độ-năng lượng của quá trình đụng độ phần lớn tập trung vào việc làm dày lớp vỏ (nâng cao của địa hình-dãy Hymalaya), sự thúc trượt (chuyển dịch ngang) nếu có cũng không đáng kể. Trường phái khác (Tapponnier và nnk, 1986, 1990, 2001 [122, 125]; Peltzer và Tapponnier, 1988 [93]; Amijo và nnk, 1989 [13]) thì coi mảng Ấn Độ như một mảng cứng, còn mảng Châu Á bị biến dạng theo cơ chế dòn dẻo, một phần biến dạng xảy ra dọc đới đụng độ, còn một phần biến dạng xảy ra dọc các đứt gãy trượt bằng, trong đó trượt bằng phải dọc đứt gãy Sông Hồng làm mảng Nam Trung Hoa bị thúc trượt về phía đông. Đáng chú ý, bằng mô hình khối cứng, Peltze và Saucier (1996) [92] dự báo khối Nam Trung Hoa chuyển dịch với tốc độ 10 ± 5mm/năm so với khối Sundaland, trong đó thành phần tách giãn là 4.6 ± 2.3mm/năm và thành phần dịch trượt bằng phải là 8.9 ± 4.5mm/năm dọc đới ĐGSH. Mặc dù có những quan điểm khác nhau như trên nhưng hầu hết các nhà nghiên cứu đều thống nhất cho rằng đới ĐGSH được hình thành là hệ quả của quá trình đụng độ Ấn-Á. Biến dạng dọc đới ĐGSH bao gồm hai thành phần là thành phần chuyển dịch thẳng đứng và chuyển dịch ngang.

133

Trong phạm vi lãnh thổ Việt Nam, nghiên cứu về vấn đề này, Lê Đức An và nnk (2003, 2004) [4, 7] cũng sơ bộ đề xuất ý tưởng ban đầu về mối quan hệ giữa thành phần chuyển dịch theo phương ngang và thẳng đứng như một giả định đó là: trong giai đoạn đầu (E3-N1) nguồn năng lượng do chuyển động tịnh tiến của mảng Ấn Độ về phía mảng Âu-Á, từ khi bắt đầu va chạm (E2) cho đến khoảng 5 triệu năm trước, toàn bộ năng lượng tạo ra của mảng Ấn Độ chủ yếu dùng để làm vi mảng Đông Dương dịch chuyển về phía đông nam hàng trăm kilômét, tạo ra trượt bằng trái cũng như tác động làm dịch chuyển các vi mảng khác [7]. Cũng theo [7] thì các dãy núi từ Himalaya-Tây Tạng đến Hoàng Liên Sơn-Con Voi trong thời kỳ này còn là địa hình đồi núi thấp và chưa được nâng lên đáng kể.

N2 – Q E3 – N1 [7]

B

A

Hình 4.13: Mối quan hệ giữa nâng kiến tạo khu vực và trượt bằng doc đới ĐGSH (Biên tập và chỉnh sửa theo [7])

Đến đầu N2, khi mảng Ấn Độ đã ép lún sâu vào lục địa Châu Á và bắt đầu tác động mạnh hơn vào vi mảng Nam Trung Hoa thì rìa phía nam-nơi ép lún sâu của lục địa này bị đội kênh lên mạnh và toàn bộ năng lượng xô ép của mảng Ấn Độ từ N2 lại chủ yếu dành cho việc nâng khối tảng Himalaya-Tây Tạng từ độ cao 1km lên 8-9km cũng như nâng mạnh các lãnh thổ lân cận, trong đó có tây bắc Việt Nam và Vân Nam-Trung Quốc [7]. Cùng với hoạt động nâng trong khoảng thời gian này (từ Pliocen – Đệ tứ), đầu Pliocen xảy ra một đột biến lớn đó là sự đổi hướng của thành phần chuyển động theo phương ngang từ trượt bằng trái thành trượt bằng phải dọc đới ĐGSH. Như vậy, xét về mối tương quan giữa thành phần chuyển động theo phương ngang và phương thẳng đứng trong giới hạn phạm vi về thời gian của nghiên cứu là từ Pliocen trở lại đây, theo mô hình của [7] đánh giá thì trong thời gian này, hoạt động nâng là rất mạnh toàn khu vực và theo xu thế mạnh dần còn thành phần trượt bằng phải là yếu.

134

Theo các kết quả nghiên cứu như đã được trình bày ở trên (Mục 3.1.1, Mục 3.1.2, Mục 3.2.2 và Mục 4.2) thì tốc độ nâng trung bình của địa hình khu vực trong giai đoạn Pliocen là khoảng 0.11-0.24mm/năm, trong giai đoan từ cuối Pleistocen sớm đến cuối Pleistocen giữa có tốc độ nâng khoảng từ 0.17- 0.30mm/năm và trong giai đoạn từ cuối Pleistocen muộn đến nay, tốc độ nâng trung bình vào khoảng từ

0.70mm/năm đến 1.25mm/năm. Tốc độ nâng giảm dần theo hướng từ bắc xuống nam và từ đông sang tây phù hợp với địa hình hiện tại của khu vực. Tốc độ trượt bằng phải tính theo các biến vị của sông suối nhánh của sông Hồng, sông Chảy và các biến vị thềm sông trong giai đoạn Pleistocen giữa là ~1.7mm/năm (đối với nhánh ĐGSH bờ phải và nhánh ĐGSC) và ~1.8mm/năm (đối với nhánh ĐGSH bờ trái); trong giai đoạn cuối Pleistocen giữa và đầu Pleistocen muộn có tốc độ biến vị địa hình ~1.1mm/năm (đối với nhánh ĐGSH bờ phải), ~ 1.2mm/năm (đối với nhánh ĐGSH bờ trái) và ~1.4mm/năm (đối với nhánh ĐGSC). Ở hiện tại, thông qua tính toán đo đạc GPS tốc độ trượt bằng phải xác định được là nhỏ hơn 1mm/năm. Từ đó ta có thể rút ra nhận xét về mối tương quan giữa hoạt động nâng kiến tạo và chuyển dịch trượt bằng phải trong khu vực dọc đới ĐGSH từ Pliocen tới nay đó là: hoạt động nâng mạnh dần toàn khu vực nhưng không đồng nhất giữa các vùng khác nhau (tốc độ nâng của địa hình ở phía bắc khu vực nghiên cứu (khu vực Lào Cai) mạnh hơn khu vực phía nam và khu vực phía tây (dãy Hoàng Liên Sơn) mạnh hơn khu vực phía đông - DNCV); ngược với xu hướng của hoạt động nâng (mạnh dần), hoạt động trượt bằng phải là yếu dần. Môi quan hệ này được biểu thị như mô hình Hình 4.13(B).

4.4. MỐI TƯƠNG QUAN GIỮA SỰ PHÁT TRIỂN ĐỊA HÌNH VÀ ĐẶC TRƯNG ĐỊA CHẤN KHU VỰC

135

Sự chuyển dịch biến vị dọc các đứt gãy có thể theo hai cơ chế: (1) Chuyển dịch từ từ của hai cánh đứt gãy với ma sát nhỏ hay nói cách khác là đứt gãy không bị khóa ở hai đầu và không có sự tích lũy năng lượng. Theo cơ chế này thì địa hình ở hai bên cánh đứt gãy luôn biến dạng từ từ theo thời gian với chiều trái ngược nhau nhưng không có khả năng xảy ra chuyển dịch đột biến gây ra động đất (thực tế trường hợp này rất hiếm gặp). Trường hợp phổ biến hơn, (2) chuyển dịch gây biến dạng một cách từ từ nhưng với ma sát lớn, nghĩa là đứt gãy bị khóa và quá trình biến dạng có sự tích lũy năng lượng. Theo thời gian, đến một mức độ nhất định, khi năng lượng tích luỹ là quá lớn so với sức chịu đựng của lớp vỏ Trái đất tại đó, nó phá huỷ lớp vỏ (bao gồm cả địa hình trên bề mặt) gây chuyển dịch đột biến để giải phóng năng lượng và hậu quả là gây ra các trận động đất. Ngược lại, các trận động đất lại gây ra các rung động làm biến đổi bề mặt địa hình. Nhiều khi sự rung động do các trận động đất (mạnh) gây lên sự phá hủy địa hình rất lớn và để lại nhiều hậu quả rất nghiêm trọng đến đời sống, tinh thần và tính mạng của con người, đặc biệt là những vùng đô thị đông dân cư sinh sống hay là những khu vực có công trình xây dựng quan trọng như nhà máy thủy điện, nhà máy điện hạt nhân,... Vì vậy việc

nghiên cứu các mối tương quan giữa các chuyển động biến dạng địa hình và hoạt động động đất là hết sức quan trọng và có nhiều ý nghĩa khoa học và thực tiễn. Nghiên cứu đặc điểm biến dạng địa hình cho phép xác định vị trí đứt gãy, chiều dài và tính chất đứt gãy, nơi có thể xảy ra các trận động đất cũng như tốc độ biến dạng dọc các đứt gãy,… Từ đó thể đưa ra các dự báo về hoạt động động đất như độ lớn động đất cực đại, chu kỳ lặp, sự biến đổi ứng suất ra sao ở trên bề mặt địa hình và ở các độ sâu khác nhau. Ngược lại, từ các đặc trưng về hoạt động động đất ta có thể đưa ra các dự báo về độ lớn của sự chuyển dịch biến vị địa hình cũng như gia tốc rung động tác dụng đến các công trình lớn dọc và lân cận các đứt gãy. Điều này là rất cần thiết cho quy hoạch và sử dụng hợp lý lãnh thổ.

Về nghiên cứu đánh giá động đất, trong vài thập kỷ trở lại đây, có thể nói có hai thành tựu nổi bật đó là phân tích chấn đoạn đứt gãy và phân tích xác suất các trận động đất. Ở những vùng có mật độ động đất cao hoặc những đới sinh chấn có tốc độ biến dạng lớn, nguy hiểm động đất thường được đánh giá bởi mô hình xác suất từ số liệu của các động đất lịch sử và ghi được bằng máy. Phương pháp trên tỏ ra kém hiệu quả khi thời gian ghi quá ngắn và trên những vùng có chu kỳ lặp động đất lâu dài như khu vực đới ĐGSH. Khi đó, người ta có thể đánh giá nguy hiểm động đất bằng phương pháp địa chấn kiến tạo kết hợp với phân tích xác suất trong việc dự báo nguy hiểm động đất cho từng vị trí hay từng vùng nhất định.

Độ chính xác của đánh giá nguy hiểm động đất phụ thuộc rất lớn vào việc hiểu biết chế độ địa động lực ở qui mô khác nhau ở vùng nghiên cứu. Biên độ chuyển dịch, tính phân đoạn, mức độ hoạt động của mỗi đứt gãy sẽ được đánh giá từ cự li chuyển dịch của các đặc trưng địa mạo và địa chất. Khảo sát thực địa cho phép xác định những thông tin chính xác hơn về đứt gãy đang hoạt động, bao gồm cả việc đánh giá định lượng tốc độ chuyển dịch, chu kỳ lặp, véctơ chuyển dịch, biên độ chuyển dịch tích luỹ. Điều đó bao gồm việc phân tích biến dạng trầm tích Đệ tứ và các đặc trưng địa mạo có nguồn gốc kiến tạo. Tốc độ chuyển dịch của đứt gãy có thể xác định một khi biết được biên độ chuyển dịch của bề mặt địa hình. Các vách kiến tạo được tạo bởi một vài trận động đất cần thiết được khảo sát trên thực địa nhằm đánh giá sự chuyển dịch đồng địa chấn đặc trưng và đánh giá chu kỳ lặp của động đất dọc theo mỗi đới đứt gãy cụ thể. Nếu như biên độ chuyển dịch của cấu trúc địa mạo bị xoá nhoà bởi quá trình xói mòn, chuyển dịch đồng địa chấn dọc theo các đới đứt gãy đang hoạt động sẽ được suy ra từ chiều dài và rộng của đứt gãy.

136

Đánh giá về đới ĐGSH, như đã trình bày ở các phần trên, mặc dù đới đứt gãy này thể hiện rất rõ nét trên địa hình và có độ dài các chấn đoạn khá lớn, tuy

nhiên theo những nguồn số liệu động đất của trung tâm Địa chấn Quốc tế (SIC) từ 1913 đến 1999, danh mục động đất Trung Quốc đến năm 1993, danh mục động đất Việt Nam đến năm 2003 [165] thì tất cả các trận động đất ở đới ĐGSH và lân cận đều không mạnh hơn 5,5 độ Richter. Theo các nguồn số liệu này thì trận động đất mạnh nhất thuộc đới ĐGSH trong lãnh thổ Việt Nam là ở Hà Nội vào năm 1285 và ở Lục Yên năm 1954 có magnitude khoảng 5,5 độ Richter. Điều này đã làm cho nhiều nhà nghiên cứu trăn trở, liệu có phải hoạt động địa chấn trong khu vực thấp như đã thấy, hay đây đang thuộc giai đoạn ngưng nghỉ giữa các chu kỳ hoạt động mạnh. Nếu đúng hoạt động địa chấn thấp chỉ là tạm thời thì khu vực đới ĐGSH đang tiềm ẩn thảm hoạ động đất rất đáng lo ngại. Bởi theo C.R.Allen [2], dựa trên kết quả khảo sát địa mạo vùng Vân Nam – Trung Quốc cho rằng đới ĐGSH trong khoảng 1000-2000 năm trước đây đã từng xảy ra trận động đất mạnh khoảng 8,1 – 8,3 độ Richter và ông cũng đã tính toán và đưa ra dự đoán về chu kỳ lặp của trận động đất ấy là khoảng 1800 năm. Khi tiến hành nghiên cứu trên địa phận Việt Nam, nhóm của Tapponnier [125], [124] cho rằng hoạt động địa chấn trong đới Sông Hồng thuộc địa phận nước ta có thể đạt trên 7,5 độ Richter.

Các nhà khoa học nước ta cũng đã tiến hành nghiên cứu về vấn đề này. Bằng lý thuyết cực trị của Gumbel, Nguyễn Đình Xuyên và cộng sự đã tính toán và đưa ra giới hạn chấn cấp khu vực đới sông Hồng là 6,1 độ Richter [166]. Bằng phương pháp đánh giá động đất cực đại theo lý thuyết tiệm cận loại I cải tiến, nhóm nghiên cứu của Nguyễn Ngọc Thuỷ cho rằng khu vực đới ĐGSH có chấn cấp cực đại là 5,5 độ Richter [130].

4.4.1. Kết quả đánh giá động đất cực đại

137

Bằng việc sử dụng các kết quả nghiên cứu về đứt gãy có khả năng sinh chấn như đã trình bày ở trên (Hình 3.1), áp dụng các phương pháp đánh giá địa chấn kiến tạo (như đã nêu ở Mục 1.4.5a) và kết quả về đứt gãy trẻ (Mục 3.1.2), các đặc trưng về hoạt động động đất khu vực và lân cận (Mục 3.2.1), NCS đã tính động đất cực đại dựa vào chiều dài đứt gãy, diện tích đứt gãy và moment động đất. Trong cách đánh giá dựa vào moment động đất, biên độ chuyển dịch cực đại là một ẩn số, tuy nhiên nó có thể tính được bằng phương pháp xấp xỉ liên tiếp, rút ra theo công thức tính biên độ chuyển dịch cực đại của Well – Coppersmit (1994) khi biết động đất cực đại. Động đất cực đại được lấy trung bình trọng số theo các phương pháp khác nhau cộng với sai số. NCS chọn hệ số 1 với phương pháp dựa trên chiều dài đứt gãy, hệ số 2 với phương pháp dựa trên diện đứt gãy và hệ số 3 với phương pháp dựa trên mặt và chuyển dịch đứt gãy hay còn gọi là phương pháp moment động đất.

Phương pháp moment động đất chiếm 50% tỉ trọng của các phương pháp do mang ý nghĩa vật lý cao nhất. Quá trình tính toán là quá trình lặp. Bước khởi đầu ước lượng biên độ chuyển dịch cực đại dựa trên kết quả đánh giá động đất cực đại bằng các phương pháp khác nhau để xác định moment động đất, sau khi lấy trung bình trọng số và sai số chuẩn lại suy ra biên độ chuyển dịch nhờ công thức của Well – Copersmith. Ở bước thứ hai cho phép xác định động đất cực đại bằng phương pháp moment động đất và cứ thế lặp lại cho tới khi kết quả ổn định. Thực tế tính toán cho thấy độ lệch của các kết quả nhận được từ các phương pháp khác nhau là rất ít (Bảng 4.2 và 4.3).

Bảng 4.1: Các thông số đầu vào và kết quả tính động đất cực đại của đới Sông

Góc cắm

Tính chất Magnitude

Tên đứt gãy

Chiều dài (km)

Độ sâu chấn tiêu (km)

cực đại

Biên độ cực đại (m)

SH 1

14.50

10

90

0.222

Trượt bằng

6.4

SH 2

12.00

10

90

0.182

Trượt bằng

6.3

SH3

18.00

12

90

0.338

Trượt bằng

6.5

SC 1

17.70

12

90

0.332

Trượt bằng

6.5

SC 2

51.40

15

90

1.287

Trượt bằng

7.0

Hồng (Lào Cai – Việt Trì).

Nhưng để kết quả tính toán đảm bảo độ tin cậy cao thì dữ liệu đầu vào phải thật chính xác. Trong nghiên cứu này, để xác định vị trí và chiều dài chính xác cũng như góc cắm và tính chất của đứt gãy hoạt động, NCS đã phối hợp sử dụng các phương pháp viễn thám (sử dụng ảnh vệ tinh landsat, Spot, ảnh máy bay); công nghệ GIS; quan sát địa chất, địa mạo trên thực địa và bản đồ địa hình tỷ lệ 1:50.000 (xem Mục 3.1.2). Kết quả NCS đã vạch được 5 chấn đoạn đứt gãy hoạt động chính có chiều dài trên 10km (chi tiết xem ở Mục 3.1.2.1 và Mục 3.1.3) và được đặt tên theo địa danh gần nơi chúng cắt qua (Hình 3.1).

Bảng 4.2: Kết quả tính động đất cực đại có thể xảy ra ở vùng đứt gãy SH3

Magnitude theo Slemmons,1982 cho ch/ dai dut gay:

6.378

Magnitude theo Well-coppersmith cho ch/ dai dut gay:

6.566

Magnitude theo Well-coppersmith cho mat dut gay:

6.368

Magnitude theo Wyss,1979 cho mat dut gay:

6.491

138

MAGNITUDE CỰC ĐẠI, BIÊN ĐỘ VÀ TỐC ĐỘ CHUYỂN DỊCH Chiều dài(km) Độ sâu (km) Góc cắm Chuyển dịch (m) Tính chất 18.000 12.000 90.000 .338 Trượt bằng

Magnitude theo Woodward-clyde,1983 cho mat d-gay:

6.419

Magnitude theo moment dong dat, Hanks- Kanamori:

6.198

Chuyen dich (m) du doan theo Slemmons,1982:

.182

Toc do(mm) du doan theo Woodward-clyde,1983:

.231

Chuyen dich cuc dai(m)theo Well-Coppersmith,1994:

.338

Chuyen dich trung binh(m)theo Well-Coppersmith,1994:

.258

GIÁ TRỊ TRUNG BÌNH THEO TRỌNG SỐ Phương pháp Momen động đất: 3; pp mặt đứt gãy: 2; pp chiều dài: 1 Magnitude trung bình Phương sai Magnitude cực đại

6.372 .121 6.493

Bảng 4.3: Kết quả tính động đất cực đại có thể xảy ra ở vùng đứt gãy SC 2

Magnitude theo Slemmons,1982 cho ch/ dai dut gay:

6.911

Magnitude theo Well-coppersmith cho ch/ dai dut gay:

7.076

Magnitude theo Well-coppersmith cho mat dut gay:

6.932

Magnitude theo Wyss,1979 cho mat dut gay:

7.044

Magnitude theo Woodward-clyde,1983 cho mat d-gay:

7.012

Magnitude theo moment dong dat, Hanks- Kanamori:

6.954

Chuyen dich(m)du doan theo Slemmons,1982:

.835

Toc do(mm)du doan theo Woodward-clyde,1983:

.680

Chuyen dich cuc dai(m) theo Well-Coppersmith,1994:

1.287

Chuyen dich trung binh (m)theo Well-Coppersmith,1994:

.829

MAGNITUDE CỰC ĐẠI, BIÊN ĐỘ VÀ TỐC ĐỘ CHUYỂN DỊCH Chiều dài(km) Độ sâu (km) Góc cắm Chuyển dịch (m) Tính chất 51.400 15.000 90.000 1.287 Trượt bằng

GIÁ TRỊ TRUNG BÌNH THEO TRỌNG SỐ Phương pháp Momen động đất: 3; pp mặt đứt gãy: 2; pp chiều dài: 1 Magnitude trung bình Phương sai Magnitude cực đại 6.984 .053 7.037

139

Qua kết quả tính toán trên cho thấy khu vực đới ĐGSH phần thuộc lãnh thổ Việt Nam, đoạn từ Lào Cai - Việt Trì và khu vực lân cận có khả năng xảy ra động đất cực đại với magnitude từ 6.3 đến 7.0 độ Richter. Mặc dù trong khoảng 1000 năm trở lại đây trong khu vực chưa xảy ra trận động đất có magnitude nằm trong khoảng trên, nhưng trong tương lai thì không ai dám chắc là sẽ không xảy ra. Vì vậy trong quy hoạch và xây dựng nhất thiết phải có tính toán đến các trận động đất có magnitude từ 6 đến 7 độ Richter. Đặc biệt là trong quy hoạch và xây dựng các khu công nghiệp, các trung tâm đô thị và các đập thuỷ điện,…

4.4.2. Đánh giá gia tốc rung động cực đại

Động đất luôn gây ra các rung động và được lan truyền trong các cấu trúc địa chất, địa hình. Phần lớn các thiệt hại do động đất gây ra đối với đời sống, hoạt động sản xuất của con người đều liên quan trực tiếp hoặc gián tiếp tới gia tốc rung động. Tùy theo cường độ của trận động đất mà mức độ rung động của nền đất, gây biến dạng hoặc phá hủy các cấu trúc địa chất, địa hình ở những vùng khác nhau thường không giống nhau. Việc xác định gia tốc rung động do động đất gây ra có ý nghĩa quan trọng trong khoa học và thực tiễn, đặc biệt trong quy hoạch và xử dụng hợp lý lãnh thổ. Nghiên cứu, xác định gia tốc rung động cực đại sẽ cho biết các tham số gây biến dạng địa hình, cấu trúc nói chung và các công trình xây dựng trên các cấu trúc đó nói riêng. Vì vậy trong nghiên cứu về hoạt động địa chấn người ta luôn phải xác định các tham số gia tốc rung động cực đại có thể gây biến dạng hay phá hủy địa hình một khu vực nào đó.

Trong nghiên cứu này, bằng việc áp dụng phương pháp đánh giá gia tốc rung động cực đại như được trình bày trên Mục 1.4.5 (b), NCS tiến hành đánh giá khả năng gây ra rung động cực đại khi có động đất xảy ra trên 5 chấn đoạn đứt gãy chính đối với đập thủy điện Thác Bà. Kết quả tính toán cho thấy đứt gãy SC2 (Phụ lục 4.2) cách đập 2 km là đứt gãy có ảnh hưởng lớn nhất tới đập thủy điện. Khi có động đất cực đại xảy ra trên đứt gãy này thì có thể gây ra gia tốc rung động ngang cực đại tại thân đập là 0.3438g ứng với 337 cm/s2 ; gia tốc rung động chu kỳ 10000 năm là 0.3385g ứng với 332 cm/s2 ; gia tốc rung động ngang ứng với động đất thiết kế cực đại (chu kỳ 950 năm) là 0.2708g ứng với 265 cm/s2 ; gia tốc cơ sở hiệu dụng có chu kỳ 475 năm là 0.2143g ứng với 210 cm/s2 ; và gia tốc cơ sở hiệu dụng có chu kỳ 145 năm là 0.1762g ứng với 173 cm/s2 (Bảng 4.4). Các tham số về gia tốc rung động này là cơ sở cho việc thiết kế và xây dựng các công trình nhằm hạn chế các ảnh hưởng do các rung động địa chấn làm biến dạng địa hình gây ra.

Bảng 4.4: Các giá trị gia tốc tại thân đập Thác Bà do các đứt gãy hoạt động gây ra

PGA cực đại

PGA (10000)

PGA (950)

PGA(475)

PGA (145)

Đứt gãy

g

cm/s2

g

cm/s2

g

cm/s2

g

cm/s2

g

cm/s2

SH1

0.0180

17.6

0.0176

17

0.0139

13.6

0.0109

10.7

0.0091

9

SH2

0.0262

25.7

0.0259

25.4

0.0204

20

0.0161

16

0.0133

13

SH3

0.1754

172

0.1730

170

0.1367

134

0.1062

104

0.0862

84.5

SC1

0.0657

64

0.0651

63.8

0.0499

49

0.0385

37.7

0.0316

31

SC2

0.3438

337

0.3385

332

0.2708

265

0.2143

210

0.1762

173

140

4.4.3. Mô hình hóa quá trình biến dạng và biến đổi ứng suất Coulomb khi xảy ra động đất cực đại

Khi có động đất, sẽ xảy ra chuyển dịch dọc đứt gãy. Các đứt gãy SH1, SH2, SH3 và SC1, SC2 như đã biết có tính chất trượt bằng phải. Biên độ chuyển dịch cực đại khi xảy ra động đất cực đại tính theo Well – Coppersmit [157] đối với đứt gãy SH1, SH2, SH3 và SC1, SC2 tương ứng là 0.222m; 0,182m; 0.338, 0.332 và 1.287m. Đây là những tham số được đưa vào mô hình quá trình biến dạng và biến đổi ứng suất. Chuyển dịch của đứt gãy là chuyển dịch trượt bằng phải với thành phần siết ép nhẹ. Hệ số ma sát Coulomb là ẩn số, với trường hợp trượt bằng nó thay đổi từ 0.4 tới 0.7. Hệ số Poision được chọn chung cho vỏ trái đất là 0.25. Modul trượt được chọn 3.2x1010 Nm-2.

Hình 4.14: Mô hình biến đổi ứng suất COULOMB trên bề mặt địa hình khi xảy ra động đất cực đại ở các chấn đoạn đứt gãy hoạt động chính dọc sông Hồng khu vực từ Lào Cai-Việt Trì. (Mũi tên mầu trắng chỉ vị trí thân đập Thác Bà).

141

Mô hình biến vị do Okada xây dựng đã được kiểm chứng nhờ kết quả giao thoa ảnh vệ tinh RADAR trước và sau khi xảy ra động đất, cho thấy quá trình biến dạng xảy ra giống hệ mô hình 3 chiều do Okada dự báo. Việc chọn mô hình tốt nhất ở đây không dễ dàng vì chúng ta không biết rõ hệ số ma sát Coulomb. Tuy nhiên, do mục đích lấy an toàn là cơ bản nên sử dụng các tham số cực trị trong tính toán. Mặc dù các tính toán cho các giá trị cụ thể về ứng suất nhưng do các hệ số Poision

và modul trượt chưa được xác định chắc chắn lên NCS đã chuẩn hoá với những giá trị cực đại và cực tiểu để đưa ra bức tranh thay đổi ứng suất Coulomb bằng hệ số. Việc tính toán được tiến hành trên không gian 3 chiều vuông góc sau đó được chỉnh nắn trong hệ thống thông tin địa lý với sai số của hệ thống bản đồ địa hình 1/50.000 (mức độ chi tiết) và 1/100.000 (mức độ tổng quát).

Hình 4.15: Mô hình biến đổi ứng suất COULOMB ở độ sâu 10km khi xảy ra động đất cực đại ở các chấn đoạn đứt gãy hoạt động chính dọc sông Hồng khu vực từ Lào Cai-Việt Trì (Mũi tên mầu trắng chỉ vị trí thân đập Thác Bà).

142

Mô hình biến đổi ứng suất COULOMB được trình bày cho cả 5 chấn đoạn đứt gãy hoạt động chính (Hình 4.14 và Hình 4.15) ứng với các độ sâu khác nhau, từ trên bề mặt địa hình đến độ sâu 30km với khoảng cách tính là 5km. Hình 4.14 và Hình 4.15 thể hiện biến dạng Coulomb ở trên bề mặt địa hình và ở độ sâu 10km. Các mô hình trên (Hình 4.14 và Hình 4.15) thể hiện rõ miền tăng ứng suất Coulomb (miền có gam màu “nóng” lân cận đứt gãy), hay chính xác hơn là miền tăng biến dạng hay miền chịu ứng suất căng giãn ở các mức độ khác nhau và miền giảm ứng suất Coulomb (miền thể hiện bởi mầu xanh lân cận đứt gãy) hay nói khác đi chịu nén ép ở các mức độ khác nhau. Các miền còn lại là ứng suất không đổi. Miền tăng ứng suất Coulomb cao nhất là miền nguy hiểm nhất vì dễ xảy ra động đất nhất và độ bền giảm mạnh, đặc biệt đối với đập bê tông.

Hình 4.16: Mô hình hóa các véc tơ biến dạng trên bề mặt địa hình khi xảy ra động đất cực đại ở các chấn đoạn đứt gãy hoạt động chính dọc sông Hồng khu vực từ Lào Cai-Việt Trì (Mũi tên mầu trắng chỉ vị trí thân đập Thác Bà).

143

Hình 4.17: Mô hình hóa các véc tơ biến dạng ở độ sâu 10km khi xảy ra động đất cực đại ở các chấn đoạn đứt gãy hoạt động chính dọc sông Hồng khu vực từ Lào Cai-Việt Trì (Mũi tên mầu trắng chỉ vị trí thân đập Thác Bà).

Hình 4.14 là mô hình biến đổi ứng suất COULOMB trên bề mặt địa hình khi xảy ra động đất cực đại ở các chấn đoạn đứt gãy hoạt động chính (SH1, SH2, SH3, SC1 và SC2) dọc đới ĐGSH khu vực từ Lào Cao-Việt Trì. Đáng lưu ý là các đứt gãy SC2, SC1 và SH3, khi xảy ra động đất cực đại thì phù hợp với nó là sự biến đổi ứng suất khá lớn ở các khu vực lân cận đứt gãy. Vì thân đập Thác Bà nằm khá gần vị trí đứt gãy (cách đứt gãy SC2 ~2km) nên cho dù thân đập nằm trong vùng giảm ứng suất nhưng nó vẫn rất nguy hiểm nếu động đất xảy ra ở đoạn đứt gãy SC2 này (do chuyển dịch biến dạng khá lớn ở khu vực đập, xem Hình 4.16 và Hình 4.17).

Tương ứng với các mô hình biến đổi ứng suất COULOMB, NCS cũng xây dựng mô hình các véctơ chuyển dịch tương ứng, từ trên bề mặt địa hình đến độ sâu 30km (Hình 4.16 và Hình 4.17). Các mô hình đó thể hiện sự phân bố không gian cả về hướng và độ lớn của sự biến dạng chuyển dịch phải dọc đới đứt gãy này.

KẾT LUẬN CHƯƠNG 4

Có nhiều minh chứng cho mối liên quan giữa đặc điểm phát triển địa hình và

địa động lực hiện đại trong khu vực nghiên cứu dọc đới ĐGSH.

- Về hoạt động nâng trẻ đó là sự tồn tại của các BMSB trẻ có độ cao dưới 600m và các bậc thềm sông và bãi bồi dọc thung lũng sông Hồng, sông Chảy và các sông suối nhánh của chúng. Các bề mặt này hiện tại vẫn đang trong quá trình hoạt động nâng mạnh và xen giữa chúng là những vùng hạ lún tương đối.

- Chuyển động theo phương ngang với cơ chế trượt bằng phải, tương ứng với trường ứng suất nén ép Bắc-Nam và có thể quan sát thấy rõ trên địa hình đó là sự biến vị của các sông suối nhánh, của các bề mặt thềm với cường độ khác nhau và phân bố rộng khắp dọc các đứt gãy hoạt động.

- Hoạt động nâng và chuyển dịch trượt bằng khu vực có quan hệ chặt chẽ với nhau. Trong giai đoạn từ Pliocen đến nay, mối quan hệ này theo xu thế hoạt động nâng tăng dần và chuyển dịch trượt bằng phải yếu dần.

144

- Trong khu vực Lào Cai - Việt Trì và lân cận có khả năng xảy ra động đất cực đại với magnitude từ 6.3 đến 7.0 độ Richter. Các hoạt động này có thể gây biến dạng địa hình và tác động rất lớn đến các trung tâm đô thị và các công trình quan trọng nằm dọc đới đưt gãy như hồ thủy điện Thác Bà, các thành phố như Lào Cai, Yên Bái, Việt Trì và thậm chí cả thủ đô Hà Nội.

KẾT LUẬN

Nghiên cứu đặc điểm phát triển địa hình và địa động lực hiện đại dọc đới

ĐGSH đoạn Lào Cai tới Việt Trì có thể đưa ra một số kết luận chính sau:

1. Đặc trưng của địa hình khu vực dọc đới ĐGSH đoạn từ Lào Cai đến Việt Trì là tính khối tảng, tính phân bậc và tính bất đối xứng. Các đặc trưng này phản ánh đúng chế độ địa động lực hiện đại của khu vực.

2. Khu vực nghiên cứu có thể phân chia thành 10 kiểu KTHT với 22 phụ kiểu. Theo nguồn gốc bao gồm 3 nhóm: kiến tạo, kiến tạo nham thạch và kiến tạo bóc mòn. Theo tính chất nâng-hạ bao gồm 2 nhóm: KTHT nâng TKT và KTHT hạ tương đối - sụt lún TKT.

3. Khu vực nghiên cứu được phân chia thành 32 dạng địa hình với 4 kiểu có nguồn gốc và tuổi khác nhau là kiểu địa hình có nguồn gốc kiến tạo; kiểu địa hình có nguồn gốc bóc mòn tổng hợp; kiểu địa hình có nguồn gốc hòa tan-rửa lũa và kiểu địa hình do dòng chảy.

4. Trong giai đoạn hoạt động trẻ từ Pliocen cho đến nay, đới ĐGSH đoạn Lào Cai-Việt Trì đã trải qua 3 giai đoạn phát triển địa hình với 9 thời kỳ nâng tích cực và xen giữa là 9 giai đoạn bình ổn tương đối của địa hình khu vực, được minh chứng qua sự tồn tại của 3 bậc địa hình san bằng và 4 thế hệ thềm sông và 2 loại bãi bồi có độ cao và tuổi khác nhau.

5. Khu vực nghiên cứu đang trong xu thế nâng và tính chất nâng không đồng nhất. Tốc độ nâng trung bình của địa hình khu vực trong giai đoạn Pliocen là khoảng 0.11-0.24mm/năm, trong giai đoan từ cuối Pleistocen sớm đến cuối Pleistocen giữa có tốc độ nâng từ 0.17-0.30mm/năm và trong giai đoạn từ cuối Pleistocen muộn đến nay, tốc độ nâng trung bình vào khoảng từ 0.70mm/năm đến 1.25mm/năm.

6. Các đứt gãy hoạt động thường không liên tục. Trong khu vực xác định được 5 đoạn đứt gãy hoạt động chính có khả năng sinh chấn cao đó là SH1, SH2, SH3 (thuộc ĐGSH) và SC1, SC2 (thuộc ĐGSC) với nhiều minh chứng biến dạng trên địa hình đó là các biến vị của sông suối, của bậc thềm sông và các mặt trượt, viết xước trong lớp trầm tích trẻ và vỏ phong hóa,... thể hiện cơ chế trượt bằng phải.

145

7. Biên độ biến dạng của sông suối và các dạng địa hình thềm sông từ khoảng ~100m đến khoảng ~1300m, tốc độ chuyển dịch tính được ở các chấn đoạn đứt gãy thành phần từ ~1.1mm/năm đến ~1.8mm/năm. Hiện tại, chuyển động của

đới ĐGSH phần phía đông nam thuộc lãnh thổ Việt Nam vẫn tiếp tục theo cơ chế trượt bằng phải với tốc độ dưới 1mm/năm.

8. Hoạt động nâng và chuyển dịch trượt bằng khu vực có quan hệ chặt chẽ với nhau. Trong giai đoạn từ Pliocen đến nay, mối quan hệ này theo xu thế hoạt động nâng tăng dần và chuyển dịch trượt bằng phải yếu dần.

146

9. Hoạt động động đất khu vực có liên quan mật thiết với các biểu hiện kiến tạo và địa động lực trẻ. Trong khu vực Lào Cai - Việt Trì và lân cận có khả năng xảy ra động đất cực đại với magnitude từ 6.3 đến 7.0 độ Richter. Động đất có thể gây biến dạng địa hình và tác động rất lớn đến các trung tâm đô thị và các công trình quan trọng nằm dọc đới đưt gãy như hồ thủy điện Thác Bà, các thành phố như Lào Cai, Yên Bái, Việt Trì và thậm chí cả thủ đô Hà Nội…

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

17.

18.

J. Geophys. Res, 108

(B8),

147

TÀI LIỆU THAM KHẢO Allen. C. R, Zhuoli. L, Hong. Q, Xueze. W, Huawei. Z, Wcishi. H (1991), "Field study of a highly active fault zone: The Xianshuihe fault of southwestern China", Geol. Soc. Am. Bull, 103, pp. 1178-1199. Allen. C.R, Gillepie. A.R, Han. Y, Sieh. K.E, Zhu. C (1984), "Red River and associated faults, Yunnan province, China: Quaternary geology, slip rates, and seismic hazard", Geological Society of America Bulletin, pp. 686-700, 21 fig. Lê Đức An (2003), "Bàn về quá trình trồi lộ đá biến chất của dãy Con Voi", Tc Các Khoa học về Trái đất, Số 1, tr. 93-95. Lê Đức An (2003), "Lý giải từ góc độ địa mạo về mối quan hệ giữa chuyển động nâng Tân kiến tạo khu vực với trượt bằng đới ĐGSH", Tc Các khoa học về Trái đất, Số 4 (25), tr. 298-302. Lê Đức An, Lại Huy Anh, và nnk (2000), "Kết quả nghiên cứu địa mạo đới đứt gãy Sông Hồng", Tc Các Khoa học về Trái đất, Số 4, tr. 253-258. Lê Đức An, Lại Huy Anh, và nnk (2001), "Các bậc địa hình dãy Con Voi và đặc điểm nâng Tân kiến tạo", Tc Các Khoa học về Trái đất, Số 2, tr. 97-104. Lê Đức An, Đào Đình Bắc, Võ Thịnh, và nnk (2004), Địa mạo đới đứt gãy Sông Hồng và tai biến thiên nhiên, Đới đứt gãy Sông Hồng - Đặc điểm địa động lực, sinh khoáng và tai biến thiên nhiên, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội. Lê Đức An, Đặng Văn Bào, Vũ Văn Phái (2004), Địa mạo Việt Nam, (Tập giáo trình), Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Hà Nội. Lại Huy Anh (1994), "Nghiên cứu đánh giá địa động lực hiện tại tỉnh Lào Cai", Lưu trữ Viện Địa lý, Hà Nội. Lại Huy Anh (1997), "Các quá trình địa mạo hiện tại của dãy núi Hoàng Liên Sơn", Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Số 6., Lại Huy Anh (2000), "Đánh giá mức độ ổn định vùng tây bắc đới đứt gãy Sông Hồng trên cơ sở phân vùng địa động lực", Tc Các Khoa học về Trái đất, Số chuyên đề về đứt gãy Sông Hồng T22 (4), tr. 429-436. Nguyễn Tuấn Anh, (Chủ nhiệm) (2007), "Báo cáo tổng kết kết quả thực hiện dự án khoa học thử nghiệm: Xây dựng hệ thống các điểm trắc địa sử dụng công nghệ GPS độ chính xác cao trong việc quan trắc biến dạng lớp vỏ Trái đất và cảnh báo thiên tai tại khu vực Việt Nam", Viện Nghiên cứu Địa chính, Hà Nội. Armijo. R, Tapponnier. P, Tonglin. H (1989), "Late Cenozoic rightlateral strike- slip faulting in southern Tibet", J. Geophy.7. Res, pp. 94, 2787-2838. Avouac. J-P, Tapponnier. P (1993), "Kinematic model of active deformation in central Asia", Geophysical Research Letters, V 20, pp. 895-898. Dao Dinh Bac, Tran Thanh Ha (2007), "Pattern and determinant agents of the debris and mud flash flood in Lay Nua Commune area, the Former Muong Lay District, Dien Bien Province", VNU Journal of Science, Earth Sciences, 23 (2007), pp. 203‐212. Lê Duy Bách, Ngô Gia Thắng (1982), "Kiến tạo Việt Nam", Tuyển tập các công trình nghiên cứu Viện Các khoa học về Trái đất, I, tr. 17-34. Bergman. S.C, Leloup. P.H, Tapponnier. P, Schirer. U, O'Sullivan. P (1997), "Apatite fission track thermalhistory of the Ailao Shan-Red River shear zone, China", Paper presented at meeting, European Union of Geoscience, Strasbourg, France. Bock .Y, et al (2003), "Crustal motion in Indonesia from Global Positioning System measurements", pp. 2367, doi:10.1029/2001JB000324.

19.

20. 21.

22.

23.

24.

25.

26.

27.

28.

29. 30.

31.

32.

33.

34.

35.

36.

Briais. A, Patriat. P, Tapponnier. P (1993), "Updated interpretation of magnetic anomalies and seafloor spreading stages in the South China Sea: Implications for the Tertiary tectonics of SE Asia", J. Geophys. Rrs, V 98, pp. 6299-6328. Burbank. D.W, and Anderson. R.S (2001), Tectonic Geomorphology, Blackwell, Burchfiel. B.C, Chen. Z, Liu. Y, and Royden. L.H (1995), "Tectonics of the Longmen Shan and adjacent regions", International Geology Review, v. 37, pp. 661-735. Burchfiel. B.C, Wang. E (2003), "Northwest-trending, middle Cenozoic, left- lateral faults in southern Yunnan, China and their tectonic significance", Journal of Structural Geology, v. 25, pp. 781-792. Campbell. K.W (1997), "Empirical near source attenuation relationships for horizontal and vertical components of peak ground acceleration, peak ground velocity and pseudo absolute acceleration response spectra", Seismological Res. Letters,, vol. 68 (no 1,), pp. 154-179. Lê Trọng Cán (1983), "Các đứt gãy và vai trò của chúng trong sự hình thành bình đồ cấu tạo và qui luật phân bố cacbuahydro ở miền võng Hà Nội", Lưu trữ Viện Dầu Khí, ĐC 105, Nguyễn Cẩn, Nguyễn Thế Thôn, I. A. Rezanov (1964), "Cấu tạo các bậc thềm sông lưu vực sông Hồng", Tập san Sinh vật Địa học, (4), tr. 1-7. Chamote-Rooke. N, and Pichon. X. L (1999), "GPS determined eastward Sundaland motion with respect to Eurasia confirmed by earthquake slip vectors at Sunda and Philippine Trenches", Earth Planet. Sci. Lett 173, pp. 439- 455. Bộ Địa chất, Viện Hàn lâm Khoa học Liên Xô (1970), Ứng dụng các phương pháp phân tích địa mạo trong nghiên cứu địa chất kiến trúc, Nhóm Địa mạo, Trường Đại học Mỏ-Địa chất (Dịch), NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, 1979. Chen. Z, Burchfiel. B.C, et al (2000), "Global Positioning System measurements from eastern Tibet and their implications for India/Eurasiaintercontinental deformation", Journal of Geophysical Research, v. 105 (no. B7), pp. 16215-16227. Văn Đức Chương (1985), "Cơ thức hình thành vỏ lục địa", Tc Đia chất, tr. 1-6. Clark. M.K, Royden. L.H (2000), "Topographic ooze: Building the eastern margin of Tibet by lower crustal flow", Geology, v. 28, pp. 703-706. Clark. M.K, Schoenbohm. L.M, et al (2003), "Surface Uplift, tectonics, and erosion of eastern Tibet from large-scale drainage patterns", Tectonics, Cobbold. P.R, and Davy. P (1988), "Indentation tectonics in nature and experiment 2, Central Asia", Geological Institute, University of Uppsala, Uppsala, Sweden,, pp. 143-162. Dương Chí Công (2000), Nghiên cứu đánh giá chuyển động ngang đứt gãy Sông Hồng bằng phương pháp xử lý hỗn hợp số liệu trắc địa mặt đất và trắc địa vệ tinh, Luận án Tiến sỹ Kỹ thuật, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội. Duong Chi Cong, Hong-Sic Yun, and Jae-Myoung Cho (2006), "GPS measurements of horizontal deformation across the Lai Chau—Dien Bien (Dien Bien Phu) fault, in Northwest of Vietnam, 2002–2004", Earth Planets Space, 58, pp. 523-528. Cong. D.C, Feigl. K.L (1999), "Geodetic measurement of horizontal strain across the Red River fault near ThaBa, Vietnam, 1963-1994", Journal of Geodesy, v. 73, pp. 298-310. Cuong. N.Q, Zuchiewicz. W, and Tokarski. A. K (1999), "Morphotectonic evidence for right-lateral normal slip in the Red River Fault Zone: insights from the study on Tam Dao fault scarp (Viet Nam)", J.Geology, Seri B, pp. 13-14, 57- 59.

148

38.

39.

40.

41.

42.

(1985), "Role of

43.

44.

45.

46.

47.

37. Hội đồng chuyên ngành Các Khoa học về Trái đất (2004), "Đới đứt gãy Sông Hồng - Đặc điểm địa động lực, sinh khoáng và tai biến thiên nhiên", Kết quả nghiên cứu cơ bản 2001-2003, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội. Dewey. J, Cande. S, and Pitman. W.C (1989), "Tectonic evolution of the India- Eurasia collision zone", Eclogae Geologicae Helvetiae, pp. 717-734. Dewey. J, Cande. S, Pitman. W.C (1989), "Tectonic evolution of the India- Eurasia collision zone", Eclogae Geologicae Helvetiae, v. 82, pp. 717-734. Đovjikov. A.E, (Chủ biên) và nnk (1965), Địa chất miền Bắc Việt Nam, tỉ lệ 1: 500.000, Nxb KH&KT, Hà Nội. Nguyễn Địch Dỹ, (Chủ biên) và nnk (1995), Địa chất đệ tứ và đánh giá tiềm năng khoáng sản liên quan, Đề tài KT 01-07, Hà Nội. lithospheric strength England. P, & Houseman. G heterogeneities in the tectonics of Tibet and neighbouring regions", Nature, 315, pp. 297-301. England. P, & Houseman. G (1986), "Finite strain calculations of continental deformation 2. Comparison with the India–Asia collision zone", Journal of Geophysical Research Letters, 91, pp. 3664-3676. England. P, Houseman. G (1989), "Extension During Continental Convergence, With Application to the TibetanPlateau", Journal of Geophysical Research, v. 94, pp. 17561-17579. England. P, Molnar. P (1990), "Right-lateral shear and rotation as the explanation for strike-slip faulting in eastern Tibet", Nature, v. 344, pp. 140- 142. Feigl. K. L, Cong. D. C, et al (2003), "Insignificant horizontal strain across the Red River Fault near Thac Ba, Vietnam from GPS measurements 1994- 2000", Geophys. Res. Abs, pp. 5 04707, Fromaget. J (1941), "Kiến trúc địa chất Đông Dương", Kiến tạo miền bắc Việt Nam và các vùng lân cận, Nxb KH&KT, Hà Nội, pp. 160 - 220.

48. Gantinxki. Iu, Trần Văn Trị và nnk (1970), "Bàn về phân vùng kiến tạo miền Bắc Việt Nam", Kiến tạo miền bắc Việt Nam và các vùng lân cận, Nxb KH&KT, Hà Nội.

49. Genrich. J, Bock. Y, et al (1996), "Accretion of the southern Banda arc to the Australian plate margin determined by Global Positioning System measurements", Tectonics, 15 (2), pp. 288- 295.

51.

52.

53.

54.

55.

50. Gilley. L.D, Harrison.T.M, et al (2003), "Direct dating of left-lateral deformation along the Red River shear zone, China and Vietnam", Journal of Geophysical Research, v.103 (No. B2, 10.1029/2001JB001726), Trần Thanh Hà (2010), Nghiên cứu địa mạo phục vụ giảm nhẹ thiệt hại do tai biến trượt lở đất, lũ bùn đá ở tỉnh Lào Cai, Luận án Tiến sĩ Địa lý, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Hà Nội. Vy Quốc Hải (2004), "So sánh kết quả xử lý số liệu GPS của lưới địa động lực bằng phần mềm GPSurvey 2.35 và Bernese 4.2", Tc Các Khoa học về Trái đất, Số 4 (26 [PC]), tr. 418-425. Vy Quốc Hải (2009), "Xác định chuyển dịch tuyệt đối khu vực lưới GPS Tam Đảo- Ba Vì", Tc Đia chất, Số 3-4 (A 311), tr. 22-30. Vy Quốc Hải, (Chủ nhiệm) (2008), "Tiếp tục quan trắc và nâng cao độ chính xác, xác định chuyển dịch Đới đứt gãy Sông Hồng bằng công nghệ GPS", BC tổng kết đề tài cấp Viện KH&CNVN, Viện KH & CN Việt Nam, Hà Nội. Vy Quốc Hải, Trần Đình Tô, Dương Chí Công (2005), "Xác định chuyển dịch hiện đại đới đứt gãy Sông Đà và đới đứt gãy Sơn La-Bỉm Sơn bằng số liệu GPS", Tc Các khoa học về Trái đất, 4 (T27), tr. 306-311.

149

56. Hanks. T.C, Kanamori. H (1979), "A moment magnitude scale", J. Geopgys. Res,

v. 84, pp. 2981-2987.

57. Harrison. T.M, Leloup. P.H, et al (1996), Diachronousinitiation of transtension along the Ailao Shan-Red River shear zone, Yunnan and Vietnam, in Yin, A., and Harrison, T.M., eds, The Tectonic Evolution of Asia, Cambridge University Press, New York, pp. 208-226.

59.

58. Harrison. T.M, Chen. W, Leloup. P.H, Ryerson. F.J, Tapponnier. P (1992), "An Early Miocene transition indeformation regime within the Red River fault zone, Yunnan, and its significance for the Indo-Asian tectonics", Journal of Geophysical Research, v. 97, pp. 7159-7182. Trịnh Thế Hiếu, và nnk (1997), "Đặc điểm địa chất-địa mạo khu vực biển Philippines-Trường Sa", Báo cáo đề tài nghiên cứu khoa học Viện nghiên cứu Hải dương học Nha Trang.

60. Houseman. G, & England. P (1986), "Finite strain calculations of continental deformation 1. Methods and general results for convergent zones", Journal of Geophysical Research Letters, 91, pp. 3651-3663.

62.

63.

64.

65.

66.

61. Houseman. G, and England. P (1993), "Crustal thickening versus lateral expulsion in the Indian-Asian continental collision", J. Geophys. Res, 98, pp. 12,233 - 12,249. Trần Trọng Huệ, (Chủ biên) (2000), "Nghiên cứu tổng hợp các loại hình tai biến địa chất trên lãnh thổ Việt Nam và các giải pháp phòng tránh", Đề tài Độc lập cấp Nhà nước, Hà Nội. Trần Trọng Huệ, và nnk (2005), "Nghiên cứu đánh giá tổng hợp các loại hình tai biến địa chất. Giai đoạn 2: Các tỉnh miền núi Bắc Bộ", Đề tài độc lập cấp nhà nước, Hà Nội. Nguyễn Xuân Huyên (1996), "Đặc điểm trầm tích và điều kiện tích tụ trầm tích Kainozoi hạ thung lũng Sông Hồng - Lô - Chảy", Địa chất Tài nguyên, tập 1, Nxb KH&KT, Hà Nội, tr. 239-246. Nguyễn Xuân Huyên, Nguyễn Địch Dỹ (1996), "Các thành hệ Molat Kainozoi vùng trũng Sông Hồng và tiềm năng khoáng sản đi kèm", Địa chất Tài nguyên, Nxb KH&KT, Hà Nội, tập 1, tr. 270-277. Iwakuni. M, Kato. T, Takiguchi. H, Nakaegawa. T, and Satomura. M (2004), "Crustal deformation in Thailand and tectonics of Indochina peninsula as seen from GPS observations", Geophys. Res. Lett, 31 (L11612),

67. Keller. E. A, Pinter. N (2002), Active Tectonics, Prentice Hall, New Jersey. 68. King. R.W, Shen. F, et al (1997), "Geodetic measurement of crustal motion in

southwest China", Geology, v. 25 (no. 2), pp. 179-182.

69. Kirby. E, Reiners. P.W, et al (2002), "Late Cenozoic evolution of the eastern from 40Ar/39Ar and

the Tibetan Plateau.",

Inferences

margin of (U/Th)/Hethermochronology: Tectonics.

70. Kirby. E, Whipple. K.X, Tang. W, and Chen. Z (2003), "Distribution of active rock uplift along the eastern margin of the Tibetan Plateau: Inferences from bedrock channel longitudinal profiles", Journal of Geophysical Research, V.108 (doi:10.1029/2001JB000861),

71. Kitovani. S. K (1964), "Sơ lược về kiến tạo miền Bắc Việt Nam", Kiến tạo miền

bắc Việt Nam và các vùng lân cận, Nxb KH&KT, Hà Nội, tr. 108 - 119.

72. Kreemer. C, Holt. W, and Haines. J (2003), "An integrated global model of present-day plate motions and plate boundary deformation", Geophys. J. Int, V.154, pp. 8 - 34.

150

73. Kuzmin. Y. O (2009), "Tectonophysics and Recent Geodynamics", Izvestiya,

74.

75.

76.

77.

78.

79.

80.

81.

82.

83.

Physics of the Solid Earth, v.45 (No.11), pp. 973-986. Lacassin. R, Tapponnier. P, Leloup. P. H, Trinh. P. T, Yem. N. T (1994), "Morphotectonic evidence for active movements along the Red-River fault zone", International Workshop on Sei.rmotc~ctonics and Seismic Hazard in SE Asia, Hanoi, Vietnam, pp. 66-71. Leloup. P.H, Kienast. J.R (1993), "High temperature metamorphism in a major Tertiary ductile continentalstrike-slip shear zone: The Ailao Shan-Red River (P.R.C.)", Earth and Planetary Science Letters, v. 118, pp. 213-234. Leloup. P.H, Lacasin, Tapponnier. P, Scharer. U, Zhong Dalai, Liu Xaohan, Zhangshan, Shaocheng. Ji, Phan Trong Trinh (1995), "The Ailao Shan - Red Rive shear zone (Yunnan, China), Tertiary transform boundary of Indochina", Tectonophysics, v. 251, pp. 3-84. Leloup. P.H, Arnaud. N, Lacassin. R, Kienast. J.R, Harrison. T.M, Phan Trong. T, Replumaz. A, Tapponnier. P (2001), "New constraints on the structure, thermochronology, and timing of the Ailao Shan-Red River shear zone, SE Asia", Journal of Geophysical Research, B, v. 106, pp. 6683-6732. Leloup. P.H, Harrison. T.M, et al (1993), "Structural, petrological and structural evolution of a Tertiary ductile strike-slip shear zone, Diancang Shan, Yunnan", Journal of Geophysical Research, v. 98, pp. 6715-6743. Ngô Văn Liêm (2005), Đặc điểm địa mạo và tân kiến tạo đới đứt gãy Sông Hồng khu vực Lào Cai - Yên Bái, Luận văn thạc sĩ, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Hà Nội. Ngô Văn Liêm, Phan Trọng Trinh, Nguyến Tuấn Anh, Hoàng Quang Vinh (2008), "Ứng dụng công nghệ GPS trong việc xác định chuyển dịch kiến tạo hiện đại, biến dạng mặt đất và công trình", Tạp chí Địa kỹ thuật, Số 2/2008, tr. 21-32. Ngô Văn Liêm, Phan Trọng Trinh, Hoàng Quang Vinh (2006), "Đứt gẫy đang hoạt động và động đất cực đại đới đứt gãy Sông Hồng khu vực Lào Cai - Yên Bái", Tc Các Khoa học về Trái đất, Số 2, tr. 110-120. Linkhar. S, et al (2002), "A comparative study of results from GPS data processing software", Trends in GPS data processings, Trần Đức Lương (1965), "Cấu trúc địa chất Indosini miền Bắc Việt Nam và tóm tắt lịch sử phát triển kiến tạo của chúng", Kiến tạo miền bắc Việt Nam và các vùng lân cận. Nxb KH&KT, Hà Nội, pp. 42 - 59.

84. Michel. G, et al (2001), "Crustal motion and block behaviour in SE-Asia

86.

from GPS measurments", Earth Planet. Sci. Lett, 187, pp. 239- 244.

85. Michel. G. W, M. Becker, D. Angermann, C. Reigber, and E. Reinhart (2000), "Crustal motion in E- and SE-Asia from GPS measurements", Earth Planets Space, 52 (10), pp. 713- 720. Lê Huy Minh (2010), "Dịch chuyển vỏ Trái Đất theo số liệu GPS liên tục tại Việt Nam và khu vực Đông Nam Á", Tạp chí CKHTĐ, Số 3, tr. 249-260.

87. Molnar P, Tapponnier P (1975), "Cenozoic tectonic in Asia: Effects of continental

88.

89.

collision", Science 189 (4201), pp. 419-425. Trần Ngọc Nam (1999), "Đới đứt gãy Sông Hồng - điểm nóng của những tranh luận khoa học. Phần II: Các đường cong áp suất-nhiệt độ-thời gian và quá trình trồi lộ hậu biến chất", Tạp chí CKHTĐ, Số 3, tr. 161 - 167. Trần Ngọc Nam (2002), "Cơ chế trồi lộ của Dãy Núi Con Voi", Tạp chí CKHTĐ, Số 3, tr. 286 - 288.

151

90.

91.

92.

93.

94.

95.

96.

97.

98.

99.

Trần Nghi, Chu Văn Ngợi, Đinh Xuân Thành, Nguyễn Đình Nguyên (2000), "Tiến hoá trầm tích Kainozoi bồn trũng Sông Hồng trong mối quan hệ với hoạt động kiến tạo", Tạp chí CKHTĐ, Số 4, tr. 290 - 305. Chu Văn Ngợi (2007), Địa động lực và tai biến địa chất, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội. Peltzer. G, and Saucier. F (1996), "Present-day kinematics of Asia derived from geologic fault rates", J. Geophys. Res., 101, pp. 27.943-27.956. Peltzer. G, Tapponnier. P (1988), "Formation and evolution of strike-slip faults, rifts, and basins during India-Asia collision: An experimental approach", J. Geophys. Res., 93, pp. 15085-15117. Nguyễn Hồng Phương (1997), "Đánh giá động đất cực đại cho các vùng nguồn chấn động ở Việt nam bằng tổ hợp các phương pháp xác suất", Các công trình nghiên cứu địa chất và địa vật lý biển, Nxb. Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội, Pusharovxki. Iu.M (1965), "Một số ý kiến về kiến tạo miền Bắc Việt Nam", Kiến tạo miền bắc Việt Nam và các vùng lân cận, Nxb KH&KT, Hà Nội. Bùi Công Quế, và nnk (1995), "Địa chất, địa động lực và tiềm năng khoáng sản vùng biển Việt Nam", Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học KT.03.02, Phân viện Hải dương học, Hà Nội. Phan Văn Quýnh, Võ Năng Lạc và nnk (1982), "Mô hình kiến tạo vỏ lục địa - đại dương", Tc Đia chất, Số 3, tr. 65 - 70. Raymo. M.E, Ruddiman. W.F, and Froelich. P.H (1988), "Influence of Late Cenozoic mountain building on oceangeochemical cycles", Geology, v. 16, pp. 649-653. Replumaz. A, Lacassin. R, P. Tapponnier, Leloup. P.H (2001), "Large river offsets and Plio-Quaternary dextralstrike-slip rate on the Red River fault (Yunnan, China), B", Journal of Geophysical Research, v. 106, pp. 819-836.

100. Reznov. I.A, Nguyễn Cẩn, Nguyễn Thế Thôn (1967), "Những nét cơ bản về lịch sử phát triển địa hình và tân kiến tạo miền bắc Việt Nam", Kiến tạo miền Bắc Việt Nam và các vùng lân cận, Nxb KH&KT, Hà Nội, tr. 131 - 145.

101. Royden. L.H (1996), "Coupling and decoupling of crust and mantle in convergent orogens: Implications for strain partitioning in the crust", Journal of Geophysical Research, V. 101 (B8), pp. 17,679-17,705.

102. Royden. L.H, Burchfiel. B.C, King. R.W, Wang. E, Chen. Z, Shen. F, Liu. Y (1997), "Surface deformation andlower crustal flow in eastern Tibet", Science, v. 276, pp. 788-790.

103. Ruddiman. W.F, and Kutzbach. J.E (1989), "Forcing of Late Cenozoic northern hemisphere climate by plateau uplift in southern Asia and the American west", Journal of Geophysical Research, V. 94, pp. 18,409-18,427.

104. Ngô thường San (1965), "Một số vấn đề về kiến tạo miền Bắc Việt Nam", Kiến tạo miền bắc Việt Nam và các vùng lân cận, Nxb KH&KT, Hà Nội, tr. 14- 41. 105. Saurin. E (1965), "Địa chất Đông Dương", Kiến tạo miền bắc Việt Nam và các

vùng lân cận, Nxb KH&KT, Hà Nội, pp. 221 - 228.

106. Saurin. E (1967), "Tân kiến tạo Đông Dương", Kiến tạo miền bắc Việt Nam và các

vùng lân cận, Nxb KH&KT, Hà Nội, pp. 350 - 397.

107. Schirer. U, Zhang. L-S, Tapponnier. P (1994), "Duration of strike-slip movements in large shear zones: The Red River belt, China", Earth Plonet. Sci. Lett., v. 126, pp. 379-397.

108. Schirer. U, Tapponnier. P, et al (1990), "Intraplate tectonics inAsia: a precise age for large-scale Miocene movement along the Ailao Shan-Red River Shear Zone, China", Earth and Planetary Science Letters, v. 97, pp. 65-77.

152

109. Schoenbohm. L, Burchfiel. B.C, Chen. L, Yin. J (2005), "Exhumation of the Ailao Shan shear zone recorded by Cenozoic sedimentary rocks, Yunnan Province, China", Tectonics, v. 24 (TC6015, doi: 10.1029/2005TC001803),

110. Schoenbohm. L, Whipple. K.X, Burchfiel. B.C (2004), "River incision into a relict landscape along the Ailao Shan shear zone and Red River fault in Yunnan Province, China", Geological Society of America Bulletin, v. 116, pp. 895-909, doi: 10.1130/B25364.1.

111. Schoenbohm. L.M, Brchfiel. B.C, Liangzhong. C, Jiyun. Y (2006), "Miocene to present activity along the Red River fault, China, in the context of continental extrusion, upper-crustal rotation, and lower-crustal flow", GSA Bullentin, V.118, pp.672-688.

112. Schoenbohm. L.M, Whipple. K.X, Burchfiel. B.C, Chen. L

(2004), "Geomorphic constraints on surfaceuplift, exhumation, and plateau growth in the Red River region, Yunnan Province", China: GSA Bulletin, v.116 (no 7/8), pp. 895-909.

113. Sella. G, Dixon. T, and Mao. A (2002), "REVEL: A model for recent plate (B4, 2081,

from space geodesy", J. Geophys. Res, V.107

velocities doi:10.1029/2000JB000033),

114. Shen. F.L, Royden. L.H, and Burchfiel. B.C (2001), "Large-scale crustal deformation of the Tibetan Plateau", Journalof Geophysical Research B, v. 106, pp. 6793-6816.

115. Shen. Z-K, Lu. J, Wang. M, Burman. R (2005), "Contemporary crustal deformation around the southeast borderland of the Tibetan Plateau", Journal of Geophysical Reasearch, Vol 110 (B11409),

116. Simons. W. J. F, Socquet. A, Vigny. C, et al (2007), "A decade of GPS in Southeast Asia: Resolving Sundaland motion and boundaries", J. Geophys. Res, 112 ( B06420), pp. doi:10.1029/2005JB003868.

117. Simons. W. J. F, Ambrosius. B. A. C, et al (1999), "Observing plate motions in S. E. Asia: Geodetic results of the GEODYSSEA project", Geophys. Res. Lett, 26 (14), pp. 2081- 2084.

118. Slemmons. D.B (1977), "State of the art for assessing earthquake hazards in the United states", report 6: faults and earthquake magnitudes, pp. 73-1, 129. 119. Slemmons. D.B (1982), "Determination of design earthquake magnitude for micronation", Proceedings of the 3rd International Earthquake Microzonation Conference, University of Washington (réd.) & Earthquake Society, Seattle, pp. 119-130.

120. Smith. S. W (1976), "Determination of Maximum earthquake Magnitude",

Geopgysical Research letters, v. 3 (no. 6), pp. 351-354.

121. Nguyễn Đức Tâm (2005), "Bản đồ địa chất Đệ tứ Việt Nam tỉ lệ 1: 500 000 - ý

nghĩa khoa học và kinh tế", Tài nguyên địa chất và khoáng sản, Hà Nội, tr. 9-30.

122. Tapponnier. P, Peltzer. G, Armijo. R (1986), "On the mechanics of the collision between India and Asia", in Coward, M.P, and Ries, A.C., eds., Collision Tectonics, Geological Society Special Publication 19, pp. 115-157.

123. Tapponnier. P, Peltzer. G, Armijo. R, Le Dain. A-Y, Cobbold. P.R (1982), "Propagating extrusion tectonics in Asia: New insights from simple experiments with plasticine", Geology, v. 10, pp. 611-616.

124. Tapponnier. P, Molnar. P (1977), "Active faulting and tectonics in China", I.

Geop11y.r. Res., v. 82, pp. 2905-2930.

153

125. Tapponnier. P, Lacassin. R, Leloup. P.H, et al (1990), "The Ailao Shan/Red River metamorphic belt: Tertiary left-lateral shear between Indochina and south China", Nature, v. 343, pp. 431-437.

126. Teferle. F.N, Orliac. E.J, Bingley. R.M (2007), "An assessment of Bernese GPS software precise point positioning using IGS final products for global site velocities", GPS Solut, v.11, pp. 205-213.

127. Phan Trường Thị, Phan Trường Giang (1998), "Cơ chế hình thành các dãy núi Fanxipan, Con Voi và các bồn vịnh Bắc Bộ: vai trò đứt gãy Sông Hồng", Báo cáo khoa học tại hội nghị khoa học - viện Dầu Khí 20 năm xây dựng và phát triển, Viện Dầu Khí - Tổng công ty Dầu Khí Việt Nam, Hà Nội, tr. 37-53.

128. Phạm Đình Thọ (2010), Đặc điểm địa chất địa mạo trong Kainozoi thung lũng Sông Hồng đoạn từ Lào Cai tới Việt Trì, Luận án Tiến sĩ Địa chất, Trường Đại học Mỏ-Địa chất, Hà Nội.

129. Lê Thông, (Chủ biên) (2002), Địa lý các tỉnh và thành phố Việt Nam, Nxb Giáo

Dục, Hà Nội.

130. Nguyễn Ngọc Thuỷ (1997), "Các chế độ địa chấn Việt Nam", Tạp chí CKHTĐ, Số

2, tr. 103-114.

131. Nguyễn Ngọc Thủy, và nnk (2006), "Phân vùng chi tiết lãnh thổ tây bắc Việt

Nam", Báo cáo đề tài nhà nước KC.08.10, Viện Vật lý Địa cầu, Hà Nội.

132. Trần Đình Tô, & Dương Chí Công (2008), "Chuyển động tuyệt đối khu vực đới ĐGSH (từ Yên Bái qua Thái Nguyên) theo số liệu đo GPS", Tc Các khoa học về Trái đất, Số 4 (T.30), tr. 374-379.

133. Trần Đình Tô, Dương Chí Công, Vy Quốc Hải và nnk (2003), "Đánh giá mới về hoạt động đới đứt gẫy Sông Hồng theo số liệu đo lặp lưới GPS Tam Đảo - Ba Vì (1994-1996-1998-2000)", Tạp chí CKHTĐ, 12/2003, tr. 511-515.

134. Trần Đình Tô, và nnk (2001), "Về hoạt động của đới đứt gãy Sông Hồng theo số

liệu GPS", Tạp chí CKHTĐ, Số 4 (23), tr. 436-441.

135. Trần Đình Tô, Nguyễn Trọng Yêm (2004), "Chuyển động hiện đại vỏ Trái đất lãnh thổ Việt Nam theo số liệu đo GPS", Tạp chí CKHTĐ, Số 4 (26 [PC],12/2004), tr. 579-586.

136. Tregoning. P, Brunner. F, Bock.Y, Puntodewo. S, McCaffrey. R, Genrich. J, Calais. E, Rais. J, and Subarya. C (1994), "First geodetic measurement of convergence across the Java trench", Geophys. Res. Lett, V. 21, pp. 2135 – 2138.

137. Trần Văn Trị, (Chủ biên) và nnk (1977), "Địa chất Việt Nam, tỉ lệ 1: 1.000.000",

Nxb KH&KT, Hà Nội.

138. Cao Đình Triều, (Chủ biên) (2006), "Thiết lập những tiếp cận thích hợp để nghiên cứu dự báo động đất lãnh thổ Việt Nam", Báo cáo tổng kết nhiệm vụ HTQT về KH & CN theo nghị định thư Việt Nam - Italia (2004-2006), Hà Nội.

139. Cao Đình Triều, (Chủ biên) (2008), "Nghiên cứu, dự báo động đất mạnh khu vực Đông Nam Châu Á có nguy cơ sóng thần ảnh hưởng đến bờ biển và hải đảo Việt Nam", Báo cáo tổng kết nhiệm vụ HTQT về KH & CN theo nghị định thư Việt Nam - Italia (2006-2008), Hà Nội.

140. Cao Đình Triều, và nnk (2009), "Nghiên cứu động đất ở Việt Nam trên cơ sở

phương pháp tất định mới", Tạp chí CKHTĐ, Số 314, tr. 56-62.

141. Phan Trọng Trịnh (1998), "Tính ưu việt của hướng phân tích địa chấn kiến tạo trong việc dự báo động đất", Tuyển tập công trình cơ học đá toàn quốc lần thứ III, Hà Nội, tr. 230-239.

142. Phan Trọng Trịnh, (Chủ nhiệm) và nnk (2010), "Nghiên cứu mối quan hệ giữa nguy cơ dầu tràn và các biến cố địa chất tự nhiên trên vùng biển Việt

154

143. Phan Trọng Trịnh, Ngô Văn Liêm, và nnk (2009), "Kết quả ban đầu về tốc độ chuyển dịch kiến tạo hiện đại trên Biển Đông", Tc Đia chất, số 310 (Loạt A), 144. Phan Trọng Trịnh, Ngô Văn Liêm, và nnk (2010), "Chuyển động kiến tạo trên

Biển Đông và lân cận", Tạp chí Địa chất, Số 320, tr. 85-95.

145. Phan Trọng Trịnh, (Chủ biên) và nnk (1998), "Báo cáo công trình thuỷ điện Sơn La trong giai đoạn nghiên cứu khả thi: Nghiên cứu Tân kiến tạo và địa động lực hiện đại khu vực công trình đầu mối", Hà Nội.

146. Phan Trọng Trịnh, (Chủ nhiệm) và nnk (2010), "Nghiên cứu hoạt động kiến tạo trẻ, kiến tạo hiện đại và địa động lực Biển Đông, làm cơ sở khoa học cho việc dự báo các dạng tai biến liên quan và đề xuất các giải pháp phòng tránh", Đề tài trọng điểm cấp nhà nước, mã số KC.09.11/06-10, Lưu thư viện KHKT, Hà Nội.

Nam", Đề tài trọng điểm cấp nhà nước, mã số KC.09.11BS/06-10, Lưu thư viện KHKT, Hà Nội.

147. Phan Trọng Trịnh, Bùi Văn Thơm, Nguyễn Hồng Phương, Hoàng Quang Vinh, Ngô Văn Liêm, và nnk (2008), "Vai trò của hoạt động kiến tạo trẻ và kiến tạo hiện đại tới tai biến địa chất miền Trung", Tạp chí Các Khoa học về Trái đất, Số 4 (30), tr. 396-407.

148. Phan Trọng Trịnh, Hoàng Quang Vinh, Herve Leloup, Gaston Giuliani và nnk (2004), "Biến dạng tiến hoá nhiệt động, cơ chế dịch trượt của đới đứt gãy Sông Hồng và thành tạo Rubi trong Kainozoi", Đới đứt gãy Sông Hồng - Đặc điểm địa động lực, sinh khoáng và tai biến thiên nhiên, NXB Khoa học Kỹ Thuật, Hà Nội.

149. Phan Trọng Trịnh, Hoàng Quang Vinh, Nguyễn Đăng Túc, Bùi Thị Thảo (2000), "Hoạt động kiến tạo trẻ của đới đứt gãy Sông Hồng và lân cận", Tạp chí Các Khoa học về Trái Đất, Số 4, tr. 325-336.

150. Nguyễn Đăng Túc (2002), Đặc điểm đứt gãy tân kiến tạo hệ Sông Hồng - Sông

Chảy, Luận án Tiến sỹ Địa chất, Viện Địa chất, Hà Nội.

151. Nguyễn Đăng Túc, Nguyễn Trọng Yêm (2001), "Biên độ và tốc độ dịch trượt của đới Sông Hồng trong Kainozoi", Tạp chí Các Khoa học về Trái Đất, Số 4 (Tập 23), tr. 334-353.

152. Lê Triều Việt (2003), Đặc điểm kiến trúc và địa động lực các trũng Kainozoi miền

bắc Việt Nam, Luận án Tiến sĩ Địa chất, Trường Đại học Mỏ Địa chất, Hà Nội. 153. Wang. E, Burchfiel. B.C (1997), "Interpretation of Cenozoic tectonics in the Right-Lateral accommodation zonebetween the Ailao Shan shear zone and the Eastern Himalayan Syntaxis", International Geology Review, v. 39, pp. 191-219.

154. Wang. E, Burchfiel. B.C (2000), "Late Cenozoic to Holocene deformation in southwestern Sichuan and adjacent Yunnan, China, and its role in formation of the southeastern part of the Tibetan Plateau", GSA Bulletin, v. 112 (no. 3), pp. 413- 423.

155. Wang. E, Burchfiel. B.C, Royden. L.H, Chen. L, Chen. J, Li. W, Chen. Z (1998), "Late Cenozoic Xianshuihe-Xiaojiang, Red River and Dali fault systems of southwestern Sichuan and central Yunnan, China", Geological Society of America Special Paper 327, Boulder, Colorado.

156. Weldon. R, Sieh. K, Zhu. C, Han. Y, Yang. J, Robinson. S (1994), "Slip rate and recurrence interval ofearthquake on the Hong He (Red River) Fault, Yunnan", International Workshop on Seismotectonics andSeismic hazard in SE Asia, P.R.C, pp. 244-248.

157. Wells. D.L, Coppersmith. K. L (1994), "New empirical relationships among magnitude, rupture width, rupture area, and surface displacement", Bull. Seism. Soc. Am., v. 84, pp. 974-1002.

155

158. Wilson. P, et al (1998), "Study Provides Data on Active Plate Tectonics in

159. Witold Zuchiewicz, Nguyen Quoc Cuong, Nguyen Trong Yem (2009), "Tectonic geomorphology of North Vietnam: A case study of the Red River Fault Zone", Địa động lực Kainozoi Miền Bắc Việt Nam, Nhà xuất bản Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Hà Nội, tr. 11-49.

160. Woodward. C. C (1983), "Seismic exposure study, offshore, southern California",

Report Texaco USA, New Orleans, pp. 178.

161. Wyss. M (1979), "Estimating maximum expectable magnitude of earthquake from

fault dimension", Geology, vol. 7 (no 7), pp. 336-340.

162. Nguyễn Đình Xuyên, (Chủ nhiệm) (2004), "Báo cáo kết quả Đánh giá độ nguy hiểm động đất và vi phân vùng địa chấn khu vực công trình thuỷ điện Lai Châu", Viện vật lý Địa Cầu.

163. Nguyễn Đình Xuyên, và nnk (1985), "Động đất trên lãnh thổ Việt Nam", Lưu trữ

tại Viện khoa học Việt Nam, Hà Nội.

164. Nguyễn Đình Xuyên, và nnk (1989), "Quy luật biểu hiện động đất mạnh trên lãnh

thổ Việt Nam", Tạp chí Các Khoa học về Trái Đất,

165. Nguyễn Đình Xuyên, Nguyễn Ngọc Thuỷ (1996), "Cơ sở dữ liệu cho các giải pháp giảm nhẹ hậu quả động đất ở Việt Nam, phần thứ nhất: Danh mục động đất Việt Nam", Báo cáo tổng kết đề tài độc lập cấp Nhà nước mã số KT-ĐL 92 166. Nguyễn Đình Xuyên, Nguyễn Ngọc Thuỷ (1997), "Tính động đất và độ nguy hiểm động đất trên lãnh thổ Việt Nam", Thành tựu nghiên cứu vật lý địa cầu 1987 - 1997, Nxb KH&KT, Hà Nội, tr. 34-92.

167. Nguyễn Trọng Yêm (1996), "Các chế độ trường ứng suất kiến tạo trong Kainozoi

ở lãnh thổ Việt Nam", Tạp chí Địa chất, (236), tr. 1 - 7.

168. Nguyễn Trọng Yêm, (chủ biên), và nnk (1985), "Chuyển động hiện đại và sự thành khe nứt hiện đại trũng sông Hồng", Báo cáo đề tài nhà nước 48. 02. 08, Viện các khoa học về trái đất - VKHVN, Hà Nội.

169. Nguyễn Trọng Yêm, (chủ biên), và nnk (1990), "Đánh giá dự báo ảnh hưởng địa động lực hiện đại ở một số vùng kinh tế - xã hội quan trọng", Báo cáo đề tài nhà nước 44A.05.01, Viện Địa chất -VKHVN, Hà Nội.

170. Nguyễn Trọng Yêm, (chủ biên), và nnk (1996), "Trường ứng suất kiến tạo hiện

đại lãnh thổ Việt Nam", Báo cáo đề tài nhà nước KT01.09, Hà Nội.

171. Nguyễn Trọng Yêm, M. Karmalaeva (1991), "Những kết quả đo trực tiếp chuyển động kiến tạo hiện đại lần đầu tiên được tiến hành ở nước ta", Tạp chí Địa chất, (202 - 203), tr. 6 - 10.

172. Nguyễn Trọng Yêm, Gusenko O.I., và nnk (1996), "Trường ứng suất hiện đại và cơ thức biến dạng vỏ Trái Đất Đông Nam Á", Địa chất tài nguyên, Nxb KH&KT, tr. 8-13.

173. Zhang. L.S, and Schärer. U (1999), "Age and origin of magmatism along the Cenozoic Red River shear belt, China", Contributions to Mineralogy and Petrology, v. 134, pp. 67-85.

174. Zuchiewicz. W, Nguyễn Quốc Cường, Nguyễn Trọng Yêm (2009), "Địa mạo kiến tạo miền Bắc Việt Nam: trường hợp nghiên cứu đới đứt gãy Sông Hồng - Tectonic geomorphology of Northern Vietnam: A case study of the Red River Fault Zone ", Địa động lực Kainozoi miền Bắc Việt Nam - Tuyển tập kỷ niệm 10 năm hợp tác nghiên cứu khoa học địa chất Việt Nam - Ba Lan (1999-2009), Nxb Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Hà Nội.

156

Southeast Asia Region", Eos Trans. AGU, 79 (45), pp. 545-549.

PHỤ LỤC

157

Phụ lục 3.1: Kết quả tính tính toán chuyển dịch tuyệt đối dạng đầy đủ từ hai chu kỳ đo GPS năm 2000 và 2010 bằng phần mềm Bernese 5.0 ========================================================================= Program : ADDNEQ2 Bernese GPS Software Version 5.0 Purpose : Combination of normal equations Campaign: ${P}/RR_00 Default session: 3370 year 2000 Date : 03-Nov-2010 01:28 User name : NGO LIEM ========================================================================= RR_2000: LOI GIAI CUOI CUNG ------------------------------------------------------------------------ ... SUMMARY OF RESULTS ------------------ ... Station coordinates and velocities: ---------------------------------- Reference epoch: 2000-01-01 00:00:00 Station name Typ A priori value Estimated value Correction RMS error ------------------------------------------------------------------------ BAKO 23101M002 VX -0.0222 -0.0247 -0.0025 0.0002 VY -0.0133 -0.0049 0.0084 0.0002 VZ -0.0059 -0.0061 -0.0002 0.0001 VU -0.0056 0.0032 0.0087 0.0002 VN -0.0066 -0.0058 0.0008 0.0001 VE 0.0251 0.0250 -0.0001 0.0002 COCO 50127M001 VX -0.0462 -0.0471 -0.0009 0.0002 VY 0.0043 0.0070 0.0027 0.0002 VZ 0.0495 0.0532 0.0037 0.0001 VU -0.0009 0.0010 0.0019 0.0002 VN 0.0504 0.0546 0.0042 0.0001 VE 0.0454 0.0459 0.0005 0.0002 GUAM 50501M002 VX 0.0064 0.0084 0.0020 0.0002 VY 0.0078 0.0042 -0.0036 0.0002 VZ 0.0042 0.0023 -0.0019 0.0001 VU 0.0003 -0.0038 -0.0040 0.0003 VN 0.0043 0.0033 -0.0010 0.0001 VE -0.0101 -0.0083 0.0018 0.0002 IISC 22306M002 VX -0.0417 -0.0434 -0.0017 0.0003 VY 0.0026 -0.0039 -0.0065 0.0005 VZ 0.0349 0.0344 -0.0005 0.0001 VU 0.0016 -0.0050 -0.0066 0.0005 VN 0.0355 0.0364 0.0010 0.0001 VE 0.0413 0.0415 0.0002 0.0003 KUNM 21609M001 VX -0.0317 -0.0293 0.0024 0.0001 VY 0.0035 -0.0015 -0.0050 0.0003 VZ -0.0147 -0.0175 -0.0028 0.0001

VU 0.0032 -0.0029 -0.0061 0.0003 VN -0.0177 -0.0180 -0.0003 0.0001 VE 0.0301 0.0289 -0.0012 0.0001 LAN1 LAN1 VX 0.0000 -0.0325 -0.0325 0.0002 VY 0.0000 0.0068 0.0068 0.0003 VZ 0.0000 -0.0058 -0.0058 0.0001 VU 0.0000 0.0116 0.0116 0.0003 VN 0.0000 -0.0109 -0.0109 0.0001 VE 0.0000 0.0297 0.0297 0.0002 NAM0 NAM0 VX 0.0000 -0.0297 -0.0297 0.0001 VY 0.0000 -0.0062 -0.0062 0.0003 VZ 0.0000 -0.0106 -0.0106 0.0001 VU 0.0000 -0.0026 -0.0026 0.0003 VN 0.0000 -0.0104 -0.0104 0.0001 VE 0.0000 0.0303 0.0303 0.0001 NTH0 NTH0 VX 0.0000 -0.0338 -0.0338 0.0002 VY 0.0000 0.0102 0.0102 0.0003 VZ 0.0000 -0.0048 -0.0048 0.0001 VU 0.0000 0.0156 0.0156 0.0003 VN 0.0000 -0.0113 -0.0113 0.0001 VE 0.0000 0.0299 0.0299 0.0002 OAN0 OAN0 VX 0.0000 -0.0290 -0.0290 0.0002 VY 0.0000 -0.0052 -0.0052 0.0004 VZ 0.0000 -0.0104 -0.0104 0.0002 VU 0.0000 -0.0014 -0.0014 0.0004 VN 0.0000 -0.0106 -0.0106 0.0001 VE 0.0000 0.0293 0.0293 0.0002 SHAO 21605M002 VX -0.0297 -0.0272 0.0025 0.0001 VY -0.0114 -0.0151 -0.0037 0.0002 VZ -0.0120 -0.0141 -0.0021 0.0001 VU -0.0014 -0.0063 -0.0049 0.0002 VN -0.0132 -0.0126 0.0006 0.0001 VE 0.0313 0.0311 -0.0002 0.0001 VUA0 VUA0 VX 0.0000 -0.0316 -0.0316 0.0002 VY 0.0000 0.0015 0.0015 0.0003 VZ 0.0000 -0.0078 -0.0078 0.0001 VU 0.0000 0.0061 0.0061 0.0003 VN 0.0000 -0.0108 -0.0108 0.0001 VE 0.0000 0.0301 0.0301 0.0002 WUHN 21602M001 VX -0.0298 -0.0317 -0.0019 0.0001 VY -0.0104 -0.0027 0.0077 0.0002 VZ -0.0112 -0.0074 0.0038 0.0001 VU -0.0033 0.0054 0.0087 0.0002 VN -0.0111 -0.0118 -0.0007 0.0001

VE 0.0314 0.0300 -0.0014 0.0001

158

159

Phụ lục 3.2: Kết quả tính tính toán chuyển dịch tương đối khu vực đới ĐGSH với sự cố định của điểm NAM0 bằng phần mềm Bernese 5.0 ========================================================================= Program : ADDNEQ2 Bernese GPS Software Version 5.0 Purpose : Combination of normal equations Campaign: ${P}/RR_00 Default session: 3390 year 2000 Date : 04-Nov-2010 14:46 User name : NGO LIEM ========================================================================= RR_2000: LOI GIAI CUOI CUNG ------------------------------------------------------------------------ ... SUMMARY OF RESULTS ------------------ ... Station coordinates and velocities: ---------------------------------- Reference epoch: 2000-01-01 00:00:00 Station name Typ A priori value Estimated value Correction RMS error ------------------------------------------------------------------------ KUNM 21609M001 VX 0.0000 -0.0009 -0.0009 0.0002 VY 0.0000 0.0072 0.0072 0.0003 VZ 0.0000 -0.0061 -0.0061 0.0002 VU 0.0000 0.0040 0.0040 0.0004 VN 0.0000 -0.0086 -0.0086 0.0001 VE 0.0000 -0.0007 -0.0007 0.0001 LAN1 LAN1 VX 0.0000 -0.0033 -0.0033 0.0002 VY 0.0000 0.0135 0.0135 0.0003 VZ 0.0000 0.0049 0.0049 0.0001 VU 0.0000 0.0148 0.0148 0.0004 VN 0.0000 -0.0006 -0.0006 0.0001 VE 0.0000 -0.0002 -0.0002 0.0002 NAM0 NAM0 VX 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 VY 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 VZ 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 VU 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 VN 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 VE 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 NTH0 NTH0 VX 0.0000 -0.0050 -0.0050 0.0002 VY 0.0000 0.0183 0.0183 0.0003 VZ 0.0000 0.0066 0.0066 0.0001 VU 0.0000 0.0201 0.0201 0.0003 VN 0.0000 -0.0008 -0.0008 0.0001 VE 0.0000 0.0001 0.0001 0.0001 OAN0 OAN0 VX 0.0000 -0.0007 -0.0007 0.0002 VY 0.0000 0.0020 0.0020 0.0004 VZ 0.0000 0.0004 0.0004 0.0002 VU 0.0000 0.0021 0.0021 0.0004 VN 0.0000 -0.0005 -0.0005 0.0001 VE 0.0000 0.0002 0.0002 0.0002

SHAO 21605M002 VX 0.0000 0.0019 0.0019 0.0002 VY 0.0000 -0.0105 -0.0105 0.0003 VZ 0.0000 -0.0042 -0.0042 0.0001 VU 0.0000 -0.0107 -0.0107 0.0003 VN 0.0000 0.0016 0.0016 0.0001 VE 0.0000 0.0038 0.0038 0.0001 VUA0 VUA0 VX 0.0000 -0.0026 -0.0026 0.0002 VY 0.0000 0.0079 0.0079 0.0003 VZ 0.0000 0.0028 0.0028 0.0001 VU 0.0000 0.0087 0.0087 0.0003 VN 0.0000 -0.0004 -0.0004 0.0001 VE 0.0000 0.0005 0.0005 0.0002 WUHN 21602M001 VX 0.0000 -0.0032 -0.0032 0.0001 VY 0.0000 0.0037 0.0037 0.0003 VZ 0.0000 0.0033 0.0033 0.0001 VU 0.0000 0.0057 0.0057 0.0003 VN 0.0000 0.0005 0.0005 0.0001 VE 0.0000 0.0014 0.0014 0.0001

Phụ lục 4.1 : Bảng kết quả tính gia tốc rung động gây ra do đứt gãy SC2

ĐỨT GÃY SC2

Magnitude cách nguồn

Độ sâu chấn tiêu

Góc cắm đứt gãy

Tầng địa chấn

7.0 2.0 km 15.000 km

90.000°

15.000 km

GIA TỐC RUNG ĐỘNG

PGA cho động đất gần, Campbell, mô hình 1,1981:

0.2241 trọng số : 0.0

PGA cho động đất gần, Campbell, mô hình 2,1981:

0.2281 trọng số : 0.0

PGA cho động đất gần, M > 6, Campbell, mô hình 3,1981:

0.2281 trọng số : 0.0

PGA cho động đất gần, Campbell, mô hình 4, 1988:

0.2155 trọng số : 0.0

PGA cho động đất gần, Campbell mô hình 5, 1997:

0.3522 trọng số : 3.0

PGA theo Idriss, 1982:

0.2652 trọng số : 1.0

PGA theo Xiang Jianguang và Gao Dong, 1989:

0.2278 trọng số : 1.5

PGA theo Woodward - Clyde, 1983:

0.2458 trọng số : 1.0

PGA theo Ambraseys, 1995:

0.2814 trọng số : 1.0

PGA theo Cornell, 1979: ( chỉ tham khảo )

0.4615 trọng số : 0.0

PGA theo McGuire, 1980: ( chỉ tham khảo )

0.5297 trọng số : 0.0

PGA theo Estena & Rosenblueth,1974:(chỉ tham khảo)

0.5084 trọng số : 0.0

PGA trung bình

Độ lệch

PGA cực đại

0.2921

0.0517 0.3438

MAGNITUDE, GIA TỐC ĐỘNG ĐẤT CƠ SỞ HIỆU DỤNG 145 NĂM

PGA cho động đất gần, Campbell, mô hình 1,1981:

0.1057 trọng số : 0.0

PGA cho động đất gần, Campbell, mô hình 2,1981:

0.1136 trọng số : 0.0

PGA cho động đất gần, M > 6, Campbell,mô hình 3,1981:

0.1136 trọng số : 0.0

160

PGA cho động đất gần, Campbell, mô hình 4, 1988:

0.1148 trọng số : 0.0

PGA cho động đất gần, Campbell, mô hình 5, 1997:

0.1755 trọng số : 3.0

PGA theo Idriss , 1982:

0.1777 trọng số : 1.0

PGA theo Xiang Jianguang và Gao Dong, 1989:

0.1271 trọng số : 1.5

PGA theo Woodward - Clyde, 1983:

0.1289 trọng số : 1.0

PGA theo Ambraseys, 1995:

0.1486 trọng số : 1.0

PGA theo Cornell, 1979: ( chỉ tham khảo )

0.1742 trọng số : 0.0

PGA theo McGuire, 1980: ( chỉ tham khảo)

0.1933 trọng số : 0.0

PGA, Estena & Rosenblueth,1974:(chỉ tham khảo)

0.2054 trọng số : 0.0

Chu kỳ lặp Magnitude

PGA trung bình Độ lệch GPA cực đại

145.0000 5.8674

0.1563

0.0221

0.1762

MAGNITUDE, GIA TỐC ĐỘNG ĐẤT CƠ SỞ HIỆU DỤNG 475 NĂM

PGA cho động đất gần, Campbell, mô hình 1,1981:

0.1322 trọng số : 0.0

PGA cho động đất gần, Campbell, mô hình 2,1981:

0.1423 trọng số : 0.0

PGA cho động đất gần, M > 6,Campbell, mô hình 3,1981:

0.1423 trọng số : 0.0

PGA cho động đất gần, Campbell, mô hình 4, 1988:

0.1381 trọng số : 0.0

PGA cho động đất gần, Campbell, mô hình 5, 1997:

0.2164 trọng số : 3.0

PGA theo Idriss , 1982:

0.2068 trọng số : 1.0

PGA theo Xiang Jianguang và Gao Dong, 1989:

0.1496 trọng số : 1.5

PGA theo Woodward - Clyde, 1983:

0.1600 trọng số : 1.0

PGA theo Ambraseys, 1995:

0.1777 trọng số : 1.0

PGA theo Cornell, 1979: (chỉ tham khảo)

0.2289 trọng số : 0.0

PGA theo McGuire, 1980: (chỉ tham khảo)

0.2564 trọng số : 0.0

PGA, Estena & Rosenblueth,1974:(chỉ tham khảo)

0.2648 trọng số : 0.0

Chu kỳ lặp Magnitude

PGA trung bình

Độ lệch

GPA cực đại

475.0000

6.1847

0.1891

0.0280 0.2143

MAGNITUDE, GIA TỐC ĐỘNG ĐẤT CHU KỲ 950 NĂM

PGA cho động đất gần, Campbell, mô hình 1, 1981:

0.1737 trọng số : 0.0

PGA cho động đất gần, Campbell, mô hình 2, 1981:

0.1837 trọng số : 0.0

PGA cho động đất gần, M > 6,Campbell, mô hình 3, 1981:

0.1837 trọng số : 0.0

PGA cho động đất gần, Campbell, mô hình 4, 1988:

0.1736 trọng số : 0.0

PGA cho động đất gần, Campbell, mô hình 5, 1997:

0.2787 trọng số : 3.0

PGA theo Idriss , 1982:

0.2365 trọng số : 1.0

PGA theo Xiang Jianguang và Gao Dong, 1989:

0.1847 trọng số : 1.5

PGA theo Woodward - Clyde, 1983:

0.2054 trọng số : 1.0

PGA theo Ambraseys, 1995:

0.2237 trọng số : 1.0

PGA theo Cornell, 1979: (chỉ tham khảo)

0.3252 trọng số : 0.0

PGA theo McGuire, 1980: (chỉ tham khảo)

0.3687 trọng số : 0.0

PGA, Estena & Rosenblueth,1974:(chỉ tham khảo)

0.3671 trọng số : 0.0

Chu kỳ lặp Magnitude

PGA trung bình

Độ lệch

GPA cực đại

161

950.0000

6.5930

0.2372

0.0374 0.2708

MAGNITUDE, GIA TỐC ĐỘNG ĐẤT CHU KỲ 10000 NĂM

PGA cho động đất gần, Campbell, mô hình 1, 1981:

0.2240 trọng số : 0.0

PGA cho động đất gần, Campbell, mô hình 2, 1981:

0.2280 trọng số : 0.0

PGA cho động đất gần, M > 6, Campbell, mô hình 3, 1981:

0.2280 trọng số : 0.0

PGA cho động đất gần, Campbell, mô hình 4, 1988:

0.2155 trọng số : 0.0

PGA cho động đát gần, Campbell, mô hình 5, 1997:

0.3521 trọng số : 3.0

PGA theo Idriss , 1982:

0.2652 trọng số : 1.0

PGA theo Xiang Jianguang và Gao Dong, 1989:

0.2278 trọng số : 1.5

PGA theo Woodward - Clyde, 1983:

0.2457 trọng số : 1.0

PGA theo Ambraseys, 1995:

0.2814 trọng số : 1.0

PGA theo Cornell, 1979: (chỉ tham khảo)

0.4613 trọng số : 0.0

PGA theo McGuire, 1980: (chỉ tham khảo)

0.5295 trọng số : 0.0

PGA, Estena & Rosenblueth,1974:(chỉ tham khảo)

0.5082 trọng số : 0.0

Chu kỳ lặp Magnitude

PGA trung bình

Độ lệch

PGA cực đại

0.2920

0.0517 0.3385

10000.0000 6.9996

162