Luận án tiến sĩ Địa vật lý: Đặc điểm hoạt động động đất khu vực Biển Đông

Chia sẻ: Phong Tỉ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:27

Thêm vào BST

Báo xấu

34
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu là làm sáng tỏ các đặc điểm hoạt động động đất, đánh giá độ lớn động đất cực đại khu vực Biển Đông, nghiên cứu chi tiết một số trận động đất mạnh trên cơ sở danh mục động đất mới và thống nhất cho khu vực Biển Đông.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án tiến sĩ Địa vật lý: Đặc điểm hoạt động động đất khu vực Biển Đông

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT VŨ THỊ HOÃN ĐẶC ĐIỂM HOẠT ĐỘNG ĐỘNG ĐẤT KHU VỰC BIỂN ĐÔNG Ngành: Kỹ thuật Địa vật lý Mã số: 9520502 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA VẬT LÝ Hà Nội - 2018
Công trình được hoàn thành tại: Bộ môn Địa vật lý, Khoa Dầu khí, Trƣờng Đại học Mỏ-Địa chất Người hướng dẫn khoa học: 1. TSKH. Ngô Thị Lƣ Viện Vật lý Địa cầu - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam 2. PGS. TS. Phan Thiên Hƣơng Trường Đại học Mỏ - Địa chất Phản biện 1: GS.TSKH. Mai Thanh Tân Hội Khoa học kỹ thuật địa vật lý. Phản biện 2: GS.TS. Phan Trọng Trịnh Viện Địa chất - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Phản biện 3: TS. Hoàng Văn Vƣợng Viện Địa chất và Địa vật lý biển - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp Trường họp tại Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất vào hồi …..giờ … ngày … tháng… năm… Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: Thƣ viện Quốc Gia, Hà Nội hoặc Thƣ viện Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất
1 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết của đề tài Khu vực Biển Đông là vùng chuyển tiếp giữa mảng biển Philippine ở phía đông, mảng Âu-Á ở phía tây và mảng Australia ở phía đông nam. Sự dịch chuyển của các mảng này với vận tốc khác nhau làm cho khu vực Biển Đông luôn có nguy cơ động đất và sóng thần cao. Nhìn chung, các nghiên cứu về hoạt động động đất khu vực Biển Đông đều chỉ ra rằng khu vực này tiềm ẩn khả năng phát sinh động đất mạnh. Tuy nhiên, phần lớn các nghiên cứu đều hoặc còn sử dụng cả số liệu lịch sử và số liệu máy với chu kỳ số liệu không đủ dài, hoặc sử dụng số liệu địa chấn từ các nguồn khác nhau mà chưa có sự thống nhất độ lớn động đất về một thang duy nhất. Để cảnh báo nguy hiểm động đất, sóng thần thì việc tối quan trọng là nghiên cứu đánh giá độ lớn động đất cực đại (Mmax). Nghiên cứu đánh giá Mmax được tiến hành bởi nhiều tác giả bằng các phương pháp khác nhau, trong đó phổ biến hơn cả là phương pháp xác suất. Các phương pháp xác suất được sử dụng để đánh giá Mmax trong các nghiên cứu trước đây có hạn chế là không xác định được mốc thời gian dự báo. Điều này sẽ được khắc phục khi sử dụng phương pháp phân bố cực trị tổng quát (GEV). Từ những lý do trên, nghiên cứu sinh (NCS) chọn đề tài “Đặc điểm hoạt động động đất khu vực Biển Đông”. Mục tiêu nghiên cứu Làm sáng tỏ các đặc điểm hoạt động động đất, đánh giá độ lớn động đất cực đại khu vực Biển Đông, nghiên cứu chi tiết một số trận động đất mạnh trên cơ sở danh mục động đất mới và thống nhất cho khu vực Biển Đông.
2 Nhiệm vụ của luận án Đề tài tập trung vào bốn nhiệm vụ chính như sau: - Thành lập danh mục động đất thống nhất khu vực nghiên cứu. - Phân tích các đặc điểm hoạt động động đất khu vực Biển Đông bằng cách xem xét phân bố chấn tâm động đất trong không gian, phân bố động đất cực đại theo thời gian, tần suất xuất hiện động đất, mức đại diện của động đất, tiến trình thời gian động đất. - Nghiên cứu chi tiết và làm sáng tỏ quá trình trong vùng nguồn một số trận động đất mạnh thuộc khu vực Biển Đông. - Đánh giá Mmax cho khu vực Biển Đông bằng phương pháp phân bố cực trị tổng quát. Trên cơ sở các kết quả này, tiến hành so sánh với các kết quả từ các công bố trước đây để kiểm tra tính phù hợp của phương pháp phân bố cực trị tổng quát. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Đặc điểm hoạt động động đất và khả năng phát sinh động đất cực đại. - Phạm vi nghiên cứu: + Phạm vi thu thập số liệu: =11,20S-35,5°N; =92,5°E -1320E. + Phạm vi khu vực Biển Đông: =50S-30°N; =100°E -1270E. Điểm mới của luận án - Thành lập được danh mục động đất mới và thống nhất cho khu vực Biển Đông giai đoạn 1900-2017 với độ lớn động đất Mw≥3. - Làm sáng tỏ quá trình trong vùng nguồn của 6 trận động đất mạnh trên cơ sở xem xét phân bố không gian, thời gian của các đám mây dư chấn của chúng. Khẳng định được sự tồn tại của một đứt gãy giả định và phác thảo được ba đoạn đứt gãy giả định khác ở Indonesia. - Đã đánh giá trị độ lớn động đất cực đại khu vực Biển Đông trên
3 cơ sở áp dụng quy luật phân bố cực trị tổng quát (GEV) là Mw=8.7 trong vòng 100 năm kể từ năm 2017 với xác suất 0.8. Luận điểm bảo vệ - Tính mới và tính thống nhất của danh mục động đất được thành lập trên cơ sở quy chuẩn độ lớn động đất về một thang đo duy nhất (thang magnitude mômen Mw) cho khu vực Biển Đông giai đoạn 1900 - 2017 (3 ≤ Mw ≤ 8,5). Từ danh mục này cho thấy tính địa chấn khu vực Biển Đông giai đoạn 1900-2017 được đặc trưng bởi mức đại diện động đất Mw=4,7. Phần lớn các trận động đất xảy ra ở trong lớp vỏ Trái đất với độ sâu dưới 75km. Chu kỳ lặp lại động đất mức Mmax  7,5 trong khu vực nghiên cứu là 3-5 năm. - Giá trị độ lớn động đất cực đại khu vực Biển Đông được đánh giá bằng phương pháp cực trị tổng quát là Mw = 8,7 trong vòng 100 năm kể từ năm 2017 với xác suất 0,8. Kết quả này tương đồng với các kết quả nghiên cứu trước đây nhưng có thời gian dự báo ngắn và cụ thể hơn. Kết quả đánh giá độ lớn động đất cực đại này là một thông số quan trọng trong đánh giá nguy hiểm sóng thần khu vực Biển Đông. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Ý nghĩa khoa học Danh mục động đất khu vực Biển Đông được thành lập trong luận án vừa có tính khoa học vừa cập nhật đầy đủ số liệu đến hết năm 2017 sẽ là cơ sở dữ liệu quan trọng phục vụ cho nhiều nghiên cứu khác nhau như phân vùng động đất, đánh giá nguy hiểm động đất, sóng thần,..v.v. Các kết quả nghiên cứu một mặt đã làm sáng tỏ đặc điểm hoạt động động đất khu vực Biển Đông, mặt khác, chúng là tài liệu tham khảo quan trọng cho nhiều nghiên cứu khác nhau trong các lĩnh vực
4 khoa học Trái đất, xây dựng, giao thông, quốc phòng. Kết quả đánh giá, dự báo Mmax bằng phương pháp giá trị cực trị tổng quát không những cho thấy khu vực Biển Đông tiềm ẩn nguy cơ phát sinh động đất mạnh M 8,7 mà còn khẳng định tính khả thi của phương pháp này nói chung, đối với khu vực Biển Đông nói riêng. Ý nghĩa thực tiễn Kết quả dự báo Mmax trong tương lai có ý nghĩa quan trọng để định hướng việc lựa chọn độ lớn động đất cực đại đầu vào cho các mô hình cảnh báo sóng thần. Đồng thời đây là cơ sở khoa học cho các cơ quan chức năng quy hoạch các công trình trên biển và ven biển đảm bảo an toàn và hiệu quả. Việc vạch ra được các đoạn đứt gãy giả định và khẳng định hoạt động hiện đại của một đứt gãy giả định khác có ý nghĩa thực tiễn trong khoa học địa chất. Cấu trúc của luận án Ngoài phần mở đầu, kết luận và kiến nghị, phụ lục, luận án được trình bày trong 100 trang giấy khổ A4 với 4 chương: Chương 1: Tổng quan về tình hình nghiên cứu động đất khu vực biển đông và lân cận. Chương 2: Phạm vi khu vực nghiên cứu, số liệu sử dụng và phương pháp nghiên cứu. Chương 3: Thành lập danh mục động đất thống nhất khu vực Biển Đông. Chương 4: Đặc điểm hoạt động động đất khu vực Biển Đông.
5 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ĐỘNG ĐẤT KHU VỰC BIỂN ĐÔNG VÀ LÂN CẬN Hoạt động kiến tạo địa động lực hiện đại là một trong các nguyên nhân chính gây ra động đất. Vì vậy, để nghiên cứu tính địa chấn và đánh giá độ lớn động đất cực đại cho một khu vực bất kì cần phải đánh giá sơ bộ các đặc điểm kiến tạo địa động lực hiện đại khu vực đó. 1.1. Đặc điểm kiến tạo-địa động lực hiện đại khu vực Biển Đông và kế cận Biển Đông (Biển Đông) tham gia vào thành phần của Đông Nam Á (ĐNA). Đông Nam Á được đánh giá là nơi có hoạt động kiến tạo, địa động lực mạnh, đa dạng, phức tạp. Trong các công trình của mình, tác giả Ngô Thị Lư và cộng sự chia khu vực ĐNA thành 6 khối với sự dịch chuyển tương đối của các khối này khá đa dạng cả về hướng và độ lớn. Các tác giả Nguyễn Văn Lương và Cao Đình Triều phân tích đặc trưng động học của khu vực BĐ và kế cận thông qua số liệu cơ cấu chấn tiêu của 20 trận động đất 3.6≤M≤6.8 giai đoạn 1903-2006. Kết quả cho thấy cơ cấu chấn tiêu dạng trượt bằng, tách thuận chiếm ưu thế. Nghiên cứu biến dạng khu vực BĐ Việt Nam bởi các tác giả Phan Trọng Trịnh và cộng sự cho thấy: phía Bắc BĐ đang đóng lại theo phương Tây Tây Bắc-Đông Đông Nam, phía Nam BĐ có tốc độ biến đổi nhỏ hơn phía Bắc. Bản đồ các hệ đứt gãy hoạt động trên Biển Đông và kế cận được thành lập bởi tác giả Bùi Công Quế và cộng sự cho thấy chấn tâm của hầu hết các trận động đất phân bố dọc theo các hệ đứt gãy chính hoặc tại nơi giao nhau của chúng. Như vậy, khu vực BĐ là vùng có hoạt động kiến tạo, địa động lực phức tạp và tương đối tích cực. Đây là nguyên nhân chính làm cho khu vực này tiềm ẩn nguy cơ động đất, sóng thần cao.
6 1.2. Tình hình nghiên cứu đặc điểm hoạt động động đất khu vực Biển Đông. 1.2.1. Vài nét về việc thành lập danh mục động đất khu vực Biển Đông. Việc thành lập danh mục động đất (DMĐĐ) được tiến hành bởi nhiều tác giả và nhận được một loạt các DMĐĐ khác nhau về phạm vi khu vực nghiên cứu cũng như chu kì số liệu sử dụng. Tuy nhiên, như đã nêu trên, phần lớn các danh mục được thành lập đều hoặc còn sử dụng cả số liệu lịch sử và số liệu máy với chu kỳ số liệu không đủ dài, hoặc sử dụng số liệu địa chấn từ các nguồn khác nhau mà chưa có sự thống nhất độ lớn động đất về một thang duy nhất. Do vậy trong luận án này, khi thành lập DMĐĐ, NCS sẽ khắc phục các tồn tại nêu trên. 1.2.2. Tình hình nghiên cứu về đặc điểm hoạt động động đất khu vực Biển Đông. Đặc điểm hoạt động động đất khu vực Biển Đông đã được nghiên cứu bởi nhiều tác giả khác nhau. Đáng chú ý là các tác giả Phạm Văn Thục và Nguyễn Thị Kim Thanh đã tiến hành đánh giá phân vùng động đất BĐ Việt Nam và ven bờ thành 9 tiểu vùng với Mmax=3-7,5. Nguyễn Văn Lương và cộng sự đã xác định được 16 vùng nguồn động đất trên BĐ và đánh giá các đặc trưng địa chấn và trường ứng suất kiến tạo cho 5 nhóm vùng nguồn. Trong đó, vùng nguồn Đông Triều-Bắc Hải Nam là vùng có độ lớn động đất cực đại lớn nhất Mmax=7,5.Tác giả Nguyễn Hồng Phương và cộng sự xác định vùng có khả năng gây sóng thần lớn nhất khu vực BĐ là vùng phía Bắc Manila Trench với Mmaxdự báo =8.7 ± 0.93 ứng với chu kì lặp lại 2658 năm. Nhìn chung các nghiên cứu về hoạt động động đất khu vực BĐ đều chỉ ra rằng khu vực này tiềm ẩn khả năng phát sinh động đất
7 mạnh ở phía Đông của BĐ dọc đới Manila Trench - Philippine. 1.2.3. Tình hình nghiên cứu dự báo độ lớn động đất cực đại khu vực Biển Đông. Có nhiều phương pháp xác định độ lớn cực đại của động đất đã được áp dụng bởi các tác giả khác nhau như: phương pháp tính M max theo quy mô vùng phát sinh động đất, phương pháp ngoại suy địa chất, phương pháp xác suất. Năm 1998, trên cơ sở áp dụng mô hình xác suất thống kê (phương pháp bình phương tối thiểu và hợp lý cực đại), tác giả Nguyễn Hồng Phương đã tính toán độ nguy hiểm động đất khu vực ven biển và thềm lục địa lãnh thổ Đông Nam Việt Nam với kết quả dự báo Mmax=6,6 ± 0,6. Phương pháp giá trị cực trị cũng được dùng phổ biến, trong đó hàm Gumbel I và III được nhiều tác giả áp dụng nhất. Trần Thị Mỹ Thành dùng hàm Gumbel III để đánh giá Mmax cho lãnh thổ Việt Nam và lân cận. Nguyễn Kim Lạp và Nguyễn Duy Nuôi đã sử dụng hàm phân bố tiệm cận Gumbel I để tính độ nguy hiểm động đất cho khu vực ĐNA với bước nhảy là 6 tháng cho giai đoạn 1904-1952 và 1 năm cho giai đoạn 1903-1965. Đặng Thanh Hải đã chọn bước nhảy là 2 năm cho giai đoạn 1900- 2000 để đánh giá Mmax cho miền Bắc Việt Nam. Việc chọn bước nhảy thời gian của các tác giả này tuy rất khác nhau nhưng lại chưa có sự lý giải hợp lý cho mỗi cách chọn. Phương pháp hàm phân bố cực trị tổng quát (GEV) cho phép chọn bước nhảy thời gian một cách chi tiết và có cơ sở khoa học hơn. Phương pháp GEV có ưu điểm là cho phép xác định mốc thời gian dự báo. Phương pháp này đã được Pisarenko cùng các cộng sự phát triển và áp dụng để đánh giá độ lớn động đất cực đại cho các khu vực: Harvard, Nhật Bản, Việt Nam, Đông Nam Á, miền bắc Việt Nam và nhận được các kết quả khả quan. Do đó, trong luận án này
8 NCS sẽ áp dụng hàm phân bố cực trị tổng quát để đánh giá độ lớn động đất cực đại Mmax cho khu vực BĐ. CHƢƠNG 2: PHẠM VI KHU VỰC NGHIÊN CỨU, SỐ LIỆU SỬ DỤNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Phạm vi khu vực nghiên cứu Để phù hợp với mục tiêu nghiên cứu, phạm vi khu vực nghiên cứu được chọn giới hạn bởi các toạ độ: =50S-26°N; =100°E - 1270E. 2.2. Số liệu sử dụng Số liệu động đất khu vực Biển Đông và lân cận được thu thập trong chu kỳ từ năm 1900 đến tháng 12 năm 2017. Những trận động đất xảy ra trong khu vực nghiên cứu có thể là TC hoặc DC của một trận động đất mạnh hơn nằm ngoài khu vực, do vậy NCS thu thập thêm số liệu trong phạm vi: =11,20S-35,5°N; =92,5°E -1320E (dưới đây gọi là khu vực Biển Đông mở rộng) nhằm loại bỏ các TC, DC này. Số liệu về động đất được thu thập từ các nguồn khác nhau: Trung tâm địa chấn quốc tế (ISC), Cục khảo sát địa chất Hoa Kỳ- (USGS), Hệ thống tích hợp cảnh báo sớm rủi ro khu vực Châu Phi và Châu Á- (RIMES), gồm 377784 trận động đất với magnitude 3≤M≤9,1. Ở đây M là giá trị magnitude động đất theo các thang khác nhau như ML, MS, mb,Mw,… 2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu 2.3.1. Phƣơng pháp so sánh, đối chiếu Khi thu thập số liệu từ các nguồn khác nhau sẽ không tránh khỏi việc cùng một trận động đất nhưng các tổ chức khác nhau lại công bố các thông số về thời gian, tọa độ, độ sâu và độ lớn của nó một cách khác nhau. Do đó, cần phải xem xét để lựa chọn số liệu về trận động đất đó theo công bố của tổ chức nào. Trong những trường hợp như
9 vậy, việc lựa chọn số liệu được ưu tiên theo công bố của ISC. 2.3.2. Phƣơng pháp phân tích hồi quy Để xây dựng các mối quan hệ tương quan cần thực hiện các bước sau: + Lựa chọn phương pháp: Phương pháp bình phương tối thiểu sẽ được áp dụng để xây dựng đồ thị lặp lại và tìm mối quan hệ giữa các loại magnitude ML, MS, Mb với Mw nhằm quy đổi các loại magnitude này về một thang Mw duy nhất. + Xác định được tương quan sát nhất với đường hồi quy thực nghiệm thông qua việc kiểm tra nhiều tương quan. + Kiểm định độ chặt chẽ và độ tin cậy của các hàm tương quan. + Lựa chọn hàm tương quan phù hợp nhất. 2.3.3. Phƣơng pháp cửa sổ không gian-thời gian Có nhiều phương pháp tách TC, DC từ DMĐĐ, phổ biến nhất là phương pháp cửa sổ không gian thời gian. Phương pháp này cho rằng, TC và DC là những trận động đất xảy ra trong một khoảng thời gian và không gian xác định phụ thuộc vào độ lớn của kính động chính (KĐC). Theo nghiên cứu của tác giả Ngô Thị Lư và cộng sự thì khoảng thời gian từ khi xảy ra TC đến thời điểm xảy ra KĐC và khoảng thời gian từ khi xảy ra KĐC đến khi xảy ra DC là khác nhau. Do đó, các tác giả này đã xây dựng một chương trình tách TC và DC khỏi DMĐĐ. Chương trình này bao gồm một hệ thống các cửa sổ mở cho phép lựa chọn cửa sổ thời gian riêng cho TC và DC. Chương trình này sẽ được áp dụng để tách các nhóm TC, DC khỏi DMĐĐ khu vực nghiên cứu. 2.3.4. Phƣơng pháp phân bố cực trị tổng quát để đánh giá Mmax Hàm phân bố cực trị tổng quát có dạng: ( | )
10 ( ( )( – ) – { – (2.10) (– * +) Trong đó, x là các giá trị độ lớn động đất, s là tham số tỉ lệ, m là tham số vị trí, là tham số hình dạng. Các tham số , s, m được xác định trong từng khoảng thời gian T, bằng cách giải hệ 3 phương trình 3 ẩn sau: ∑ ( ) (2.11) ∑ ( ) ( ) * ( ) ( ( )) + (2.12) ∑ ( ) ( ) * ( ( )) ( ) ( ) ( )+ (2.13) Với Γ(t) là hàm gamma: Γ(t)=∫ , n là số trận động đất trong từng khoảng thời gian T, k là chỉ số chạy, xk là giá trị độ lớn động đất. Gọi τ là khoảng thời gian dự báo. Các tham số , s, m được biểu diễn như là hàm của τ bằng các công thức (2.16-2.18) dưới đây: ()= (T); (2.16) s() = s(T) (/T); (2.17)  m()=m(T) + (s(T) /) [(/T) -1] ; (2.18) Giá trị của điểm phân vị trong khoảng thời gian này là: Qq()=h + (s/) [a ()-1] (2.19) Với: a=[log(1/q)] , h= m + (s/) [(T) -1;s= s. (T) . Khi →∞ thì - - - Qq()=Mmax()→Mmax: Mmax dự báo=  () (2.20) Bước nhảy T(ngày) phải thỏa mãn 3 điều kiện sau: a/ Trong phân đoạn thời gian T bất kì luôn có sự kiện động đất. b/ Giá trị ̅ λT càng lớn càng tốt, đồng thời số khoảng chu kì N≥100 . c/ Giá trị của tham số đủ lớn và ổn định để xác định được hàm phân bố cực trị tổng quát.
11 Để xác định sai số của các tham số , s, m ta dùng phương pháp bình phương tối thiểu được biểu diễn bởi các công thức sau: [∑ ( ̅) ] ; [∑ ( ̅) ] ; [∑ ( ̅̅̅̅ ) ] . CHƢƠNG 3: THÀNH LẬP DANH MỤC ĐỘNG ĐẤT THỐNG NHẤT KHU VỰC BIỂN ĐÔNG VÀ LÂN CẬN 3.1. Phân tích và chỉnh lý số liệu phục vụ nghiên cứu Sau khi phân tích và chỉnh lý số liệu đã nhận được 316518 trận động đất với các giá trị độ lớn động đất theo các thang magnitude khác nhau. 3.2. Xây dựng các hàm tƣơng quan giữa các loại magnitude Các hàm tương quan giữa các loại magnitude sẽ lần lượt được xây dựng dưới đây bằng phương pháp bình phương tối thiểu. 3.2.1. Hàm tƣơng quan Mw=f(Ms) Sử dụng số liệu của 1093 sự kiện có đồng thời cả giá trị Mw và Ms, đã xây dụng được các hàm tương quan Mw=f(Ms) dạng: f1a(Ms)=Mw=0.70* Ms + 1.85 (với Ms < 5.7) (3.3) f1b(Ms)=Mw=0.77*Ms + 1.52 (với Ms ≥ 5.7) (3.4) 3.2.2. Hàm tƣơng quan Mw=f(Mb) Hoàn toàn tương tự cho bộ số liệu gồm 1136 cặp (Mb, Mw) để xây dựng hàm Mw=f(Mb) ta được phương trình: Mw=0.16*Mb2-0.57*Mb + 3.92 (3.6) 3.2.3. Hàm tƣơng quan Mw=f(ML) Phương trình liên hệ giữa chúng là Mw=f(ML Mw=0.09* ML 2-0.10* ML + 3.47 (3.8) Sử dụng các hàm tương quan nên trên, các giá trị magnitude động đất khu vực nghiên cứu được thống nhất về thang Mw duy nhất. 3.3. Tách các nhóm tiền chấn, dƣ chấn khỏi danh mục động
12 đất Áp dụng chương trình tách các nhóm TC-DC được xây dựng theo phương pháp cửa sổ không gian-thời gian, của tác giả Ngô Thị Lư và cộng sự, đã tách được 24042 TC (7,60%) và 89932 DC (28,41%) khỏi DMĐĐ khu vực Biển Đông. 3.4. Thành lập danh mục động đất thống nhất khu vực Biển Đông Sau khi tách các nhóm TC và DC khỏi danh mục động đất đã thành lập được danh mục động đất độc lập khu vực BĐ mở rộng gồm 202544 trận với độ lớn 3≤Mw≤9,1. Từ danh mục này, đã thành lập được danh mục động đất thống nhất cho khu vực nghiên cứu (=50S- 30°N; =100°E -1270E) gồm 131505 trận với 3≤Mw≤8,5. CHƢƠNG 4: ĐẶC ĐIỂM HOẠT ĐỘNG ĐỘNG ĐẤT KHU VỰC BIỂN ĐÔNG 4.1. Đặc điểm hoạt động động đất khu vực Biển Đông 4.1.1. Đồ thị lặp lại động đất khu vực Biển Đông Sử dụng các số liệu trong DMĐĐ độc lập, đã xây dựng đồ thị lặp lại động đất cho khu vực Biển Đông giai đoạn 1900-2017 (hình 4.1) và được biểu diễn bởi phương trình dạng: LgN=8.89-0.91Mw (4.1) Với hệ số tương quan R=0.99; N là số lượng động đất có độ lớn nằm trong khoảng các Hình 4.1: Đồ thị lặp lại ng t giá trị Mw tương ứng. khu vực Biển Đông.
13 Từ hình 4.1cho phép xác định mức đại diện động đất giai đoạn này là M=4.7. 4.1.2. Phân bố số lƣợng động đất theo độ sâu chấn tiêu Phân bố số lượng động đất theo độ sâu chấn tiêu trên hình 4.2 cho thấy phần lớn động đất khu vực Biển Đông giai đoạn 1900-2017 có độ sâu chấn tiêu trong khoảng H 0 - 75 km (79,27%). Kết quả này tương đồng với kết quả trong công trình nghiên cứu về mô hình đới hút chìm Bắc Luzon khi các tác giả sử dụng số liệu giai đoạn ngắn hơn 1619-1997. Các kết quả như vậy cho thấy chấn tiêu động đất khu vực Biển Đông chủ yếu phân bố trong vỏ Trái đất. 4.1.3. Phân bố chấn tâm động đất khu vực Biển Đông Phân bố chấn tâm động đất khu vực Biển Đông cho thấy đa số chấn tâm của các trận động đất mạnh nhất đều phân bố tại phần phía đông và đông nam khu vực nghiên cứu (hình 4.3). Các kết quả này cũng khá tương đồng với kết quả nhận được bởi các tác giả Zhiguo Xu khi sử dụng số liệu kết hợp từ danh mục động đất của NEIC giai
14 Hình 4.3. Bản ồ ch n tâm ng Hình 4.2. Phân bố số lượng t khu vực Biển Đông giai oạn ng t theo sâu ch n tiêu. 1900 - 2017 (Mw ≥ 5.0). Hình 4.4. Tiến trình thời gian hoạt ng ng t khu vực Hình 4.5. Phân bố lớn ng t Biển Đông (1900-2017). cực ại theo năm giai oạn 1900 - 2017.
15 đoạn 1900-2013 với số liệu từ Global CMT giai đoạn 1963 -2013. 4.1.4. Tiến trình hoạt động động đất khu vực Biển Đông giai đoạn 1900-2017 Phân bố số lượng động đất khu vực BĐ theo thời gian được trình bày tại hình 4.4. Trước năm 1984, số lượng động đất được ghi nhận hàng năm không nhiều, vài chục đến vài trăm trận/năm. Từ năm 1984 đến nay, con số tương ứng lên tới hàng nghìn trận động đất. Điều này một phần có thể do trước năm 1984 các mạng trạm địa chấn trong khu vực chưa đủ dày và độ nhạy chưa cao để ghi được các trận động đất yếu và xa. 4.1.5. Phân bố độ lớn động đất cực đại theo năm Phân bố độ lớn động đất cực đại theo năm được chia thành 4 giai đoạn (hình 4.5). Mỗi giai đoạn thể hiện khá rõ tính chu kỳ của hoạt động động đất mạnh với 1-2 cực đại có Mmax8.0. Các cực đại Mmax  7,5 lặp lại từng 3-5 năm, cho phép dự báo chu kỳ lặp lại động đất cực đại mức Mmax  7,5 trong khu vực nghiên cứu là 3-5 năm. 4.2. Nghiên cứu chi tiết một số trận động đất mạnh khu vực Biển Đông 4.2.1. Trận động đất số 1 ngày 21/01/2007, tại Molucca, Indonesia M7,5. Trận động đất này xảy ra lúc 11 giờ 27 phút 45 giây ngày 21/01/2007 tại biển Molucca với magnitude M 7,5. KĐC kèm theo 36 DC với magnitude M=4.9-6.2. Phân bố không gian và diễn biến theo thời gian của các DC so với KĐC thể hiện khá rõ xu hướng hoạt động và phát triển của 2 loạt DC chính theo thời gian và trong không gian với 2 hướng khác nhau: Loạt thứ nhất xảy ra trong khoảng thời
16 gian 50 ngày sau KĐC và phân bố theo hướng tây bắc-đông nam (các hình tròn màu đỏ-cam trên hình 4.6a). Phần lớn các DC của loạt này phân bố về phía đông và đông nam hơn so với KĐC. Loạt thứ hai xảy ra muộn hơn trong khoảng thời gian sau 100 ngày kể từ KĐC và phân bố theo hướng đông bắc-tây nam (các hình tròn màu vàng- xanh trên hình 4.6a). Các DC của loạt này chủ yếu phân bố về phía bắc và đông bắc hơn so với KĐC. Như vậy, quá trình phát triển trong vùng nguồn trận động đất này đầu tiên xảy ra tại trung tâm vùng nguồn, sau đó dịch chuyển dần xuống phía đông- đông nam và tiếp tục di chuyển lên phía bắc và đông bắc. Phân tích mặt cắt độ sâu chấn tiêu các DC trận động đất này trên hình 4.6b cho thấy chấn tiêu của phần lớn các DC tập trung ở độ sâu 10-45 km. Lời giải cơ cấu chấn tiêu của phần lớn các DC trên hình 4.6d thể hiện sự phù hợp tốt với cơ cấu chấn tiêu của KĐC với quá trình tách giãn và nén ép trong vùng nguồn. Hoàn toàn tương tự, quá trình phát triển trong vùng nguồn 5 trận động đất còn lại đã được làm sáng tỏ bằng cách phân tích diễn biến không gian, thời gian của đám mây TC-DC. Dưới đây, NCS chỉ trình bày các điểm đáng chú ý ở trận động đất số 2 và 3:
17 Hình 4.6a: Phân bố ch n tâm ng t Hình 4.6b: Mặt cắt sâu ch n số 1 và các DC của chúng. tiêu các DC trận ng t số 1. Hình 4.6c: Phân bố ch n tiêu ng t Hình 4.6d: Cơ c u ch n tiêu trận số 1 và các DC của chúng. ng t số 1 và các DC của nó. 4.2.2. Trận động đất số 2 ngày 12/09/2007 tại Southern Sumatra, Indonesia M8.5 Trận động đất này xảy ra lúc 11 giờ 10 phút 27 giây ngày 12/09/2007 tại Southern Sumatra, Indonesia với độ lớn M 8.5. KĐC
18 kèm theo 2 TC và 79 DC với độ lớn M=4.9-7.9. Điểm đặc biệt của các TC, DC trận động đất số 2 này là chúng phân bố thành 2 tuyến rõ rệt (AB và CD), KĐC nằm giữa 2 tuyến này và lời giải cơ cấu chấn tiêu của chúng khá giống nhau chỉ ra hướng tách giãn dọc theo 2 tuyến này (hình 4.7d). Cần lưu ý rằng tuyến AB trùng với đứt gãy hoạt động trong khu vực, còn tuyến CD trùng với một đứt gãy khác mà theo tài liệu của USGS đây là một đứt gãy giả định (hình 4.7d’). Điều này cho phép khẳng định sự hoạt động của đứt gãy dọc tuyến CD. Hình 4.7d: Cơ c u ch n tiêu ng Hình 4.7d’: Sơ ồ ứt gãy khu t số 2 và các TC-DC của nó. vực xung quanh ng t số 2. 4.2.3. Trận động đất số 3 ngày 11/02/2009 tại Kepulauan Talaud, Indonesia ngày 11/02/2009 với M7.1 Trận động đất này xảy ra lúc 17 giờ 35 phút 01 giây ngày 11/02/2009 tại Kepulauan Talaud, Indonesia với độ lớn M 7.1. KĐC kèm theo 2 TC và 43 DC với độ lớn M=4.9-6.3.