Luận án "Đặc điểm phát triển địa hình trong mối liên quan với địa động lực hiện đại đới đứt gãy sông Hồng" thực hiện nghiên cứu với mục tiêu nhằm làm rõ mối liên quan đặc điểm phát triển địa hình với kiến tạo trẻ và địa động lực hiện đại đới đứt gãy sông Hồng từ Pliocene đến này. Mời các bạn cùng tham khảo.
VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN ĐỊA CHẤT -----------(cid:9)-----------
Công trình được hoàn thành tại Viện Địa chất - Viện Khoa học và
Công nghệ Việt Nam.
Người hướng dẫn khoa học:
1. PGS.TS. Phan Trọng Trịnh Viện Địa chất - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam
2. TS. Vy Quốc Hải Viện Địa chất - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam
Phản biện 1: PGS.TS. Đặng Văn Bào
Trung tâm Hỗ trợ đào tạo và Phát triển đô thị Đại học - ĐHQG Hà Nội
Phản biện 2: PGS.TS. Tạ Trọng Thắng Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - ĐHQG Hà Nội
Phản biện 3: PGS.TS. Hạ Văn Hải Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp viện họp
tại Viện Địa chất - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam vào
hồi ...... giờ ...... ngày ...... tháng ...... năm 2011.
Có thể tìm hiểu luận án tại:
- Thư viện Quốc gia Việt Nam,
- Thư viện Viện Địa chất.
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của luận án
Đới đứt gãy Sông Hồng (ĐGSH) đóng vai trò quan trọng trong
bình đồ kiến tạo khu vực Châu Á và 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. Mặt khác,
các nghiên cứu vẫn đang tồn tại nhiều tranh luận sổi nổi; còn thiếu
hoặc còn nhiều điểm chưa thống nhất về chuyển dịch theo phương
ngang và phương thẳng đứng của địa hình trong giại đoạn Pliocen-
Đệ tứ. Địa hình khu vực thể hiện khá rõ các dấu hiệu của đứt gãy trẻ
nhưng hoạt động động đất lại khá yếu trong giai đoạn gần đây,… Do
vậy, việc nghiên cứu đặc điểm phát triển địa hình trong mối liên
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 vây, 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 ĐGSH”.
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 Pliocene đến nay.
3. Nhiệm vụ của luận án: (1) Nghiên cứu đặc điểm địa mạo đới đứt
gãy Sông Hồng; (2) Nghiên cứu đặc điểm kiến tạo trẻ và địa động
lực nội sinh hiện đại từ Pliocen tới nay; (3) Phân tích mối quan hệ
giữa đặc điểm địa hình hiện tại với chế độ địa động lực từ Pliocene
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 Pliocene đến
nay.
Phạm vi nghiên cứu: - Phạm vi thời gian: Từ Pliocen (N2) đến nay. - Phạm vi không gian: Là một phần đới ĐGSH và khu vực lân cận từ Lào Cai tới Việt Trì, trong giới hạn kinh tuyến từ 103013’ đến 105043’ và vĩ tuyến từ 21012’ đến 22052’. 5. Những điểm mới:
- 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.
- 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 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: Góp phần lý giải nguyên nhân và cơ chế của nhiều dạng tai biến khác nhau, đặc biệt là 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, phục vụ 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; từ 15 công bố trên các tạp chí và hội thảo khoa học trong và ngoài nước; từ kết quả của 5 đợt khảo sát thực địa từ năm 2006 tới nay. Ngoài ra NCS còn tham khảo hàng loạt các công trình nghiên cứu có liên quan. 8. Cấu trúc của luận án: Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục, luận án gồm 4 chương, được trình bày trong 146 trang đánh máy, gồm 51 hình, 7 bảng và 10 ảnh minh họa. 9. 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.
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ
VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1.1. MỘT SỐ KHÁI NIỆM LIÊN QUAN
1.1.1. Địa động lực hiên đại: Theo Kuzmin (2009) “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”. Theo Chu Văn Ngợi (2007) “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”. 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. NCS cũng thống nhất với các quan điểm trên, nhưng ở
nghiên cứu này 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 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 (E.A. Keller và N. Pinter, 2002). Khoảng thời gian
đó thường là từ 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.
Cũng có quan điểm 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, 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
1.2.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước: Khu vực dọc đới ĐGSH
được rất nhiều nhà khoa học trên thế giới quan tâm nghiên cứu. Các
công trình tập trung lý giải 2 mô hình về quá trình đụng độ Ấn-Á và
hệ quả của nó trong mối tương quan với ĐGSH: (1)-Mô hình
(England & Houseman, 1985, 1986, 1993) cho rằng, biến dạng do
đụng độ giữa mảng Châu Á và mảng Ấn Độ chỉ tập trung chủ yếu ở
nơi đụng độ, sự thúc trượt (nếu có) dọc ĐGSH cũng không đáng kể.
(2)- Mô hình (Tapponnier, Peltzer & nnk, 1986, 1988, 1990, 2001;
Amijo & nnk, 1989) 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 có trượt bằng phải dọc ĐGSH làm mảng
Nam Trung Hoa thúc trượt về phía đông. 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-Miocene 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.
1.2.2. Tình hình nghiên cứu trong nước: Có thể chia làm 5 hướng
nghiên cứu chính: (1) Hướng nghiên cứu về địa chất - kiến tạo; (2)
Hướng tân kiến tạo và địa mạo- kiến tạo; (3) Hướng sử dụng trắc địa
vệ tinh (GPS) để nghiên cứu chuyển động kiến tạo hiện đại; (4)
Hướng trầm tích so sánh và (5) Hướng tai biến địa chất - địa mạo.
Tóm lại, do tầm quan trọng trong bình đồ kiến tạo khu vực
Châu Á nên đới ĐGSH được rất nhiều nhà khoa học 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 chưa quan tâm nhiều đến vai trò và ý
nghĩa địa mạo khu vực và còn nhiều điểm chưa thống nhất.
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: Dựa trên cơ sở phương pháp luận của Đia
mạo học: Nghiên cứu coi 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, cũng như các
quá trình ngoại sinh xảy ra trên bề mặt của nó. Trong quan hệ song
phương này, vai trò của nội lực mang tính chủ động, làm cho địa
hình bi 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. Trong
khuôn khổ luận án, NCS tập trung đi sâu nghiên cứu, phân tích đặc
điểm các dạng địa hình từ Pliocene tới nay, đặc biệt là các dạng địa
hình do các quá trình địa động lực nội sinh tạo nên trong giai đoạn
Đệ tứ.
1.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: Trong nghiên cứu này
NCS sử dụng các phương pháp chính: (1) Các phương pháp địa chất,
địa mạo truyền thống bao gồm: Phương pháp phân tích kiến trúc
hình thái; Phương pháp phân tích biến dạng các yếu tố địa mạo;
Phương pháp trắc lượng hình thái; Phương pháp phân tích bề mặt
san bằng và Phương pháp phân tích dị thường sụt lún mặt cắt dọc
thung lũng sông. (2) Phương pháp viễn thám và GIS; (3) Nhóm
phương pháp trắc địa; (4) Các phương pháp phân tích cổ động đất;
(5) Các phương pháp đánh giá địa chấn kiến tạo và gia tốc rung động
và (6) Các phương pháp mô phỏng, mô hình.
CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA MẠO ĐỚI ĐGSH
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: Đặc trưng địa
chất trong giai đoạn trước Pliocen của đới ĐGSH là 4 khối núi biến
chất cao: Xuelong Shan, Diancang Shan, Ailao Shan (ở Vân Nam,
Trung Quốc) và Dãy Núi Con Voi (DNCV) (ở Việt Nam) 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: Phân tích về mặt 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 TKT 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.
2.1.3. Khái quát đặc điểm khí hậu: Khí hậu khu vực nghiên cứu có
sự phân hóa khá lớn theo sự phân dị khác nhau của địa hình. Các đặc
trưng khí hậu khu vực 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
2.2.1. Đặc điểm phân bậc địa hình: Đặc điểm phân bậc địa hình
của khu vực là khá rõ nét, 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. Sự phân bậc địa hình phản ánh đúng hoạt
động nâng hạ trong khu vực: phần phía bắc và phía tây hoạt động
nâng mạnh hơn phía nam và phía đông.
2.2.2. Đặc điểm chia cắt sâu: Khu vực nghiên cứu được phân chia
thành 8 mức độ chia cắt sâu (CCS), 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). Đặc điểm CCS khu vực nghiên cứu phản ảnh khá rõ các cấu trúc Tân kiến tạo (TKT): cả đặc điểm hình
thái và tính chất nâng, hạ của chúng.
2.2.3. Đặc điểm chia cắt ngang: Đặc điểm chia cắt ngang cũng phản
ánh khá rõ chế độ địa động lực khu vực đó là hoạt động dập vỡ kiến
tạo khá mạnh mẽ nên khu vực có mật độ sông suối khá cao. 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.
2.2.4. Đặc điểm độ dốc: Khu vực nghiên cứu phần lớn là vùng đồi núi cao vì vậy độ dốc khá lớn, tập trung nhiều nhất khoảng từ 10o đến 30o. Tuy nhiên, 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 sông và trên các cao nguyên hay các thung lũng dọc sông
phản ánh đúng kiến trúc hình thái khu vực.
2.3. ĐẶC ĐIỂM KIẾN TRÚC HÌNH THÁI (KTHT): 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 và sụt lún TKT (Hình 2.7).
2.3.1. Kiến trúc hình thái nâng TKT: Bao gồm cả 3 loại nguồn gốc
là kiến tạo, kiến tạo nham thạch và kiến tạo bóc mòn.
KTHT kiến tạo: Bao gồm 2 kiểu: (1) KTHT địa lũy dạng bậc, điển
hình là sườn phía đông của dãy Fansipan và (2) KTHT địa lũy phân
bố dọc bờ trái sông Hồng, điển hình là DNCV.
KTHT kiến tạo nham thạch: Gồm 6 kiểu KTHT điển hình: (1) Dãy
núi địa lũy khối tảng phát triển trên đá xâm nhập được cấu tạo chủ
yếu bởi các đá granit trẻ Paleogen, được nâng mạnh trong giai đoạn
N-Q; (2) Khối núi địa lũy khối tảng – uốn nếp phát triển chủ yếu trên
đá magma và đá phun trào tuổi Mezozoi; (3) KTHT địa lũy uốn nếp
khối tảng phát triển chủ yếu trên đá biến chất tuổi Proterozoi; (4)
Dãy núi uốn nếp - khối tảng phát triển trên trầm tích Paleozoi; (5)
Núi vòm khối tảng phát triển trên đá magma và đá biến chất
Proterozoi; (6) Cao nguyên và núi khối tảng phát triển trên đá
cacbonat và xen kẽ lục nguyên.
KTHT kiến tạo bóc mòn: Thuộc nhóm 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; hoạt động nâng với biên độ yếu, phần lớn xuất hiện
trong đới phá hủy, đứt gãy hoặc rìa các khối núi được nâng cao phân
dị mạnh. Bao gồm 2 kiểu: (1) Dãy núi thấp phát triển trên đá trầm
tích tuổi Paleozoi-Mezozoi và (2) Đồi núi thấp phát triển trên các
kiến trúc không đồng nhất.
2.3.2. Kiến trúc hình thái hạ tương đối và sụt lún tân kiến tạo
Thung lũng địa hào Sông Hồng: 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 (thành phố Lào Cai, 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. Đáng chú ý dọc thung lũng trong khu vực nghiên cứu có các
trũng: trũng Lào Cai, trũng Bảo Hà, trũng Yên Bái và trũng Phong
Châu (Hình 2.8, Hình 2.9 và Hình 2.10).
Máng trũng thung lũng Sông Chảy: Kéo dài theo phương TB - ĐN,
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 là những hỗ sụt TKT. 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, điển hình là trũng Bảo Yên (Hình 2.11).
Thung lũng kiến tạo – bóc mòn: 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 ĐGSH. Hầu hết
các trũng này được hình thành trong Đệ tứ, riêng trũng Nghĩa Lộ
được hình thành sớm hơn (N2). 2.4. ĐẶC ĐIỂM CÁC KIỂU NGUỒN GỐC ĐỊA HÌNH: Khu vực
nghiên cứu được chia thành 32 dạng địa hình với 4 kiểu nguồn gốc
và tuổi khác nhau (Hình 2.12).
2.4.1. Kiểu địa hình có nguồn gốc kiến tạo: Trong khu vực nghiên
cứu, 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.
2.4.2. Kiểu địa hình bóc mòn tổng hợp
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, gồm
có 2 loại là bề mặt san bằng bóc mòn hoàn toàn (peneplen) và bề mặt
san bằng bóc mòn không hoàn toàn.
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 bao gồm: (1) Bề mặt san bằng bóc mòn - xâm
thực không hoàn toàn (pedimen), cao 400-600m, tuổi Pliocen sớm;
(2) Bề mặt san bằng cao 200-300m, tuổi Pliocen giữa và (3) Bề mặt pediment thung lũng, bị phân cắt tạo gò đồi thoải, dốc 3-80, tuổi Pliocen muộn.
Các bề mặt sườn bao gồm 5 loại: (1) Sườn bóc mòn tổng hợp; (2)
Sườn bóc mòn trọng lực. (3) Sườn xâm thực - bóc mòn dọc khe suối;
(4) Sườn xâm thực bóc mòn và (5) Sườn rửa trôi - tích tụ deluvi.
2.4.3. Kiểu địa hình karst: 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 và hệ tầng Chang Pung và phân bố trên một diện hẹp ở khu
vực Thôn Dao, Bản Tưng, Bản Phùng, Văn Bàn, Núi Thắm,...
2.4.4. Địa hình do dòng chảy
2.4.4.1. Dạng địa hình bãi bồi: Khu vực nghiên cứu có 2 loại địa
hình bãi bồi là bề mặt tích tụ aluvi bãi bồi thấp, cao tương đối từ 0.5
đến 2m có tuổi Holocen muộn và bề mặt tích tụ aluvi bãi bồi cao, cao
tương đối từ 2.5-6m bao gồm các thành phần cát, sét, sạn mầu nâu,
nâu đỏ của hệ tầng Phùng Nguyên có tuổi Holocen sớm-giữa.
2.4.4.2. Các bề mặt thềm: Dọc các sông, suối lớn từ Lào Cai tới Việt
1.
Trì có thể xác định được 4 bậc thềm có độ cao và tuổi khác nhau: (1) 3; 2-
Bề mặt thềm xâm thực-tích tụ bậc I, cao tương đối 7-14m, tuổi Q1 (2) Bề mặt xâm thực – tích tụ bậc II, cao tương đối 15-25m, tuổi Q1 3; (3) Bề mặt xâm thực – tích tụ bậc III, cao tương đối 35-55m, tuổi 2 và (4) Bề mặt thềm xâm thực-tích tụ bậc IV, cao tương đối 70- Q1 90m, tuổi Q1 2.5. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN ĐỊA HÌNH
2.5.1. Khái quát sự phát triển kiến tạo và địa hình trước Pliocen:
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. 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).
2.5.2. Lịch sử phát triển địa hình khu vực từ Pliocen tới nay:
Trong giai đoạn từ Pliocen tới nay có thể quan sát thấy 3 giai đoạn
phát triển của địa hình: (1) giai đoạn Pliocen, địa hình bắt đầu quá
trình chuyển dịch trượt bằng phải và chuyển động nâng thắng thế, 1, bậc được đánh dấu bằng 3 bậc độ cao địa hình 400-600m có tuổi N2 2 và các pediment thung lũng bị địa hình cao 200-300m có tuổi N2 3; (2) giai đoạn từ phân cắt thành các gò đồi thoải có tuổi N2 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, thềm bậc III và thềm bậc II; (3) giai đoạn 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; giai đoạn này
chuyển động nâng mạnh nhất, được đánh dấu bởi thềm tích tụ bậc I
và hai thế hệ bãi bồi và bãi bồi thấp.
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: Đới
ĐGSH vẫn tiếp tục hoạt động trong giai đoạn hiện đại. Các minh
chứng thu thập được là những đới trượt cắt 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. Thể hiện trên địa hình đó là các biến vị của suối,
bề mặt thềm và các thành tạo trầm tích có tuổi từ Pleistocen đến
Holocen như được trình bày ở Mục 3.1.3.2.
3.1.2. Biên độ và tốc độ chuyển dịch thẳng đứng từ Pliocen tới
nay: Căn cứ vào độ cao và tuổi của các BMSB, địa hình thềm sông
và bãi bồi (có tính tới tốc độ xâm thực-bóc mòn khu vực) thì tốc độ
nâng trung bình của địa hình khu vực trong giai đoạn Pliocen 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 chính:
Trong khu vực nghiên cứu, đới ĐGSH chia thành hai đứt gãy chính
là ĐGSC và ĐGSH. ĐGSH chạy dọc rìa tây nam của đới biến chất
DNCV. Đứt gãy này thể hiện bằng hai đứt gãy chính chạy dọc hai bờ
phải và trái sông Hồng. 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 đoạn đứt gãy chính: (1) Đứt gãy SH1 từ
phía tây bắc thành phố Lào Cai chạy dọc sông Hồng kéo dài liên tục
~14.5 km; (2) Đứt gãy SH2 kéo dài ~12km từ thị trấn Phố Lu tới gần
Cam Đường, có biểu hiện là đứt gãy trượt bằng phải và (3) đứt gãy
SH3 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 (Hình 4.14, Hình
4.16 và Hình 4.17). ĐGSC chạy ở rìa phía đông bắc đới biến chất
DNCV, kéo dài thành một đường thẳng từ Lào Cai tới Việt Trì,
nhưng không liên tục. Dọc theo đứt gãy có biểu hiện đây là một đứt
gãy trượt bằng gồm 2 đoạn đứt gãy chính: (1) Đứt gãy SC1 dài liên
tục ~17,7 km, chạy trong một thung lũng hẹp thuộc địa phận huyện
Lục Yên, địa hình khá cân xứng và không quan sát thấy biểu hiện
của sự chuyển dịch thẳng đứng theo mặt đứt gãy; (2) Đứt gãy SC2
chạy dọc theo rìa tây nam hồ thuỷ điện Thác Bà, kéo dài tới ~51,4km
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 (Hình 4.14, Hình 4.16 và Hình 4.17).
3.1.3.2. Biên độ và tốc độ dịch chuyển
Biên độ dịch chuyển: Đã xác định được các đoạn biến vị của sông
suối nhánh, của các bậc thềm sông đạt từ trên 100m đến khoảng
~1300m trong khu vực nghiên cứu. Điển hình là biến vị của suối
Ngòi Tháp là ~1330m, biến vị địa hình giữa thềm bậc III và thềm bậc
II tại khu vực xã Yên Hợp và Xuân Ai là ~142m, biến vị của các suối
và trầm tích Đệ tứ khu vực Mậu Đông-Mậu A từ ~130m đến ~240m
và khu vực dọc đứt gãy SC1 từ ~250m đến ~370m, biến vị của trầm
tích Đệ tứ tại suối nhánh (phía tây bắc Trịnh Tường, Bát Xát) có biên
độ xác định trên 150m,...
Tốc độ chuyển dịch phải của đứt gãy: Bằng các phương pháp xác
định chiều dài biến vị và tuổi 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 của các đoạn đứt gãy bên bờ phải sông
Hồng từ ~1.1 - 1.7mm/năm, bờ trái sông Hồng từ ~1.2 - 1.8mm/năm
và trên ĐGSC từ ~1.4 - 1.7mm/năm.
3.2. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA ĐỘNG LỰC HIỆN ĐẠI
3.2.1. Đặc điểm hoạt động địa chấn KVNC và vùng lân cận:
Trong lịch sử đã quan sát thấy nhiều trận động đất trong khu vực
nghiên cứu như ở 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) với
độ sâu chấn tiêu lớn nhất không vượt quá 25km và cơ cấu chấn tiêu
thể hiện tính chất đứt gãy trượt bằng.
3.2.2. Chuyển động kiến tạo hiện đại dọc đới ĐGSH: Để nghiên
cứu chuyển động kiến tạo hiện đại dọc đới ĐGSH, NCS đã sử dụng
công nghệ GPS.
Mạng lưới và số liệu GPS: Lưới GPS được sử dụng trong nghiên
cứu này bao gồm 5 điểm đo được bố chí phân bố đều ở hai bên cánh
của đới ĐGSH. Các điểm đo này được đặt tại 4 tỉnh là Thái Nguyên,
Tuyên Quang, Yên Bái và Phú Thọ. Số liệu GPS bao gồm 40 tập số
liệu đo (dưới dạng RINEX) của năm 2000 trong khuôn khổ hợp tác
giữa các nhà khoa học Việt Nam với các nhà khoa học Pháp 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.
Quá trình xử lý và kết quả: Số liệu được xử lý và tính toán (chuyển
dịch tuyệt đối và tương đối) bằng phần mềm BERNESE phiên bản
5.0. Kết quả xác định được khu vực nghiên cứu hiện đang chuyển
dịch về phía đông nam với tốc độ ~32mm/năm trong hệ tọa độ toàn
cầu IGS05 và chuyển động tương đối giữa các cánh của đứt gãy là
tương đối yếu với tốc độ chuyển dịch nhỏ hơn 1mm/năm (khoảng từ
0.6 ÷ 0.8 ± 0.3mm/năm).
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
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. Mạng lưới sông suối tỏa tia thể
hiện các khối nâng địa phương như khu vực núi Con Voi, Núi Sắt,
dãy núi Đồi Chiêu-Đồi Bài,... 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) ở suối Chin Trang Ho (Hình
4.2), hiện tượng “cướp dòng” của suối Ngòi Tháp đối với suối Ngòi
Tú (Hình 4.5).
4.1.2. Sự thể hiện của các chuyển động 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, Bảo Hà,
Yên Bái và trũng Phong Châu), thung lũng sông Chảy (trũng Bảo
Yên) và các trũng giữa núi như trũng Mường Hoà, Văn Bàn, Nghĩa
Lộ,... Dọc các trũng này có thể quan sát thấy sự hội tụ của mạng lưới
dòng chảy (mạng lưới dòng chảy hướng tâm). 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.
4.2. MỐI LIÊN QUAN GIỮA ĐỊA HÌNH VÀ SỰ CHUYỂN DỊCH
NGANG: 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 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).
Vị trí điểm chi tiết mà NCS chọn là khu vực thuộc các xã Yên
Hợp, Xuân Ai và Hoàng Thắng của huyện Văn Yên, tỉnh Yên Bái.
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).
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 (Hình 4.6, Hình 4.7 và Hình
4.9). Đứt gãy này chính là ranh giới phân định bề mặt thềm bậc III và
thềm bậc II trong khu vực. 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.
Bằng các nghiên cứu chi tiết tại các vùng dọc đứt gãy này với
thủ thuật giữ nguyên vị trí cánh trái đứt gãy và xê dịch phần địa hình
cánh phải ngược với chiều chuyển dịch phải 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 dịch chuyển (ngược với chiều chuyển dịch của đứt gãy) thì
khoảng dịch chuyển đó chính là biên độ chuyển dịch của đứt gãy.
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). Tại đó, khi NCS tiến hành xê dịch 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 (Hình 4.6).
Bằng cách thức tương tự, NCS tiến hành cho các khu vực lân
cận, 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 với khoảng chuyển dịch ngược ~142m thì thấy địa hình giữa hai
cánh đứt gãy này phần lớn là trùng khít với nhau. 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 (Hình 4.9).
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, NCS còn
quan sát thấy ở nhiều nơi khác với quy mô và mực độ khác nhau,
như ở Bản Qua (Bát Xát), ở suối nhánh phía tây bắc Trịnh Tường
khoảng 3km, 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 (Hình 4.10) hay ở
khu vực dọc đứt gãy sông Chảy, đặc biệt là khu vực dọc đứt gãy SC1
(Hình 4.11),..., có thể xác định được các đoạn biến vị của sông suối
nhánh với biên độ biến vị từ một vài trăm mét đến khoảng 1300m.
Đặc biệt như ở bên bờ phải sông Hồng, khu vực từ xã Mậu
Đông đến trung tâm thị trấn Mậu A, (Hình 4.10) khu vực này có 3
suối nhánh chảy vào sông Hồng là Ngòi Vải, Ngòi Quạch và Ngòi A.
Bằng các quan sát và phân tích trên thực địa, trên bản đồ địa hình,
NCS thấy lớp trầm tích Đệ tứ và dòng suối Ngòi Vải bị biến vị một
đoạn đo được ~180m; suối Ngòi A bị biến vị ~240m. Đoạn giữa hai
suối này có suối Ngòi Quạch, khảo sát dọc suối này NCS 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.
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 (Hình 4.11), NCS cũng phát hiện một hệ thống các biến vị của
các suối và lớp trầm tích Đệ tứ dọc các suối này từ ~ 250 đến ~370m,
phù hợp với đứt gãy trượt bằng phải trong Pliocen-Đệ tứ (SC1) cắt
qua khu vực.
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 bề mặt san bằng và các thế hệ thếm sông có độ cao khác
nhau. Chuyển động theo phương ngang với cơ chế trượt bằng phải 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: 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. Trong giai đoạn từ Pliocen tới nay 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- khu vực
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.
4.4. MỐI TƯƠNG QUAN GIỮA SỰ PHÁT TRIỂN ĐỊA HÌNH VÀ
ĐẶC TRƯNG ĐỊA CHẤN KHU VỰC: 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, nên không có
khả năng xảy ra chuyển động đột biến gây ra động đất. (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, 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 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, 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.
4.4.1. Kết quả đánh giá động đất cực đại: NCS đã tính động đất
cực đại theo phương pháp địa chấn kiến tạo dựa vào chiều dài đứt
gãy, diện tích đứt gãy và moment động đất cho 5 đoạn đứt gãy hoạt
động chính là SH1, SH2, SH3, SC1 và SC2. Kết quả cho thấy, dọc
đới ĐGSH 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.
4.4.2. Đánh giá gia tốc rung động cực đại: NCS cũng tiến hành
đánh giá khả năng gây ra rung động cực đại khi có động đất xảy ra
trên 5 đoạn đứt gãy hoạt động chính đối với đập thủy điện Thác Bà.
Kết quả tính toán cho thấy đứt gãy SC2 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 0.344g ứng với 337 cm/s2 ; gia tốc rung động chu kỳ 10000 năm là 0.339g ứng với 332 cm/s2 ; gia tốc rung động ngang ứng với động đất thiết kế cực đại (chu kỳ 950 năm) là 0.271g ứng với 265 cm/s2 ; gia tốc cơ sở hiệu dụng có chu kỳ 475 năm là 0.214g ứng với 210 cm/s2 ; và gia tốc cơ sở hiệu dụng có chu kỳ 145 năm là 0.176g ứng với 173 cm/s2. 4.4.3. Mô hình hóa quá trình biến dạng và biến đổi ứng suất
Coulomb khi xảy ra động đất cực đại: Mô hình biến đổi ứng suất
COULOMB được NCS tính cho cả 5 chấn đoạn đứt gãy hoạt động
chính ứng với các độ sâu khác nhau, từ trên bề mặt địa hình đến độ
sâu 30km với khoảng cách tính là 5km. Trên các mô hình thể hiện
các miền chịu ứng suất căng giãn và miền chịu ứng suất 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.
Trong mô hình biến đổi ứng suất Coulomb trên bề mặt địa hình
(Hình 4.14), khi xảy ra động đất cực đại thì các đoạn đứt gãy SC2,
SC1 và SH3 gây ra sự biến đổi ứng suất khá lớn ở các vùng lân cận.
Trong đó do thân đập Thác Bà nằm khá gần vị trí đứt gãy SC2
(~2km) nên cho dù thân đập nằm trong vùng tăng ứng suất nén ép
nhưng nó vẫn rất nguy hiểm nếu động đất xảy ra ở đoạn đứt gãy
SC2.
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. Các mô hình đã thể hiện được
sự phân bố không gian cả về hướng và độ lớn của sự biến dạng
chuyển dịch phải dọc đới đứt gãy này (Hình 4.16 và Hình 4.17).
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 ~0.11-0.24mm/năm, trong giai đoan từ
cuối Pleistocen sớm đến cuối Pleistocen giữa là ~0.17-0.30mm/năm
và trong giai đoạn từ cuối Pleistocen muộn đến nay là ~0.70-1.25
mm/năm.
6. Các đứt gãy hoạt động thường không liên tục với 5 đoạn đứt
gãy chính có khả năng sinh chấn cao: SH1, SH2, SH3, SC1 và SC2
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.
7. Biên độ biến dạng của sông suối và các dạng địa hình thềm
sông từ ~100m đến ~1300m, tốc độ chuyển dịch tính được ở các
chấn đoạn đứt gãy thành phần từ ~1.1mm/năm đến ~1.8mm/năm.
Trong giai đoạn hiện tại, đới ĐGSH phần phía đông nam thuộc lãnh
thổ Việt Nam chuyển dịch 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.
9. Hoạt động động đất khu vực có liên quan mật thiết với các
biểu hiện kiến tạo và địa động lực trẻ. Khu vực nghiên cứu 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
đứt 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…
DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ CÓ LIÊN QUAN TỚI LUẬN ÁN
1. Ngô Văn Liêm, Phan Trọng Trịnh, Hoàng Quang Vinh (2006). Đứt gẫy đang hoạt động và động đất cực đại đới đứt gẫy Sông Hồng khu vực Lào Cai – Yên Bái; Tạp chí Các Khoa học về Trái đất, (2), tr. 110-120.
2. Ngô Văn Liêm, Phan Trọng Trịnh, Nguyễn 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, tr. 21-32, Hà Nội.
3. Ngô Văn Liêm, Phan Trọng Trịnh, Hoàng Quang Vinh, Lê Minh Tùng, Nguyễn Văn Hướng (2006). Động đất cực đại đới đứt gẫy Sông Hồng trên cơ sở nghiên cứu đứt gãy hoạt động đoạn Lào Cai – Yên Bái; Tuyển tập công trình Hội nghị Cơ học Toàn quốc lần thứ V, tr. 150-160.
4. Ngô Văn Liêm, Phan Trọng Trịnh, Hoàng Quang Vinh, Nguyễn Văn Hướng (2006). Remote sensing and GIS in the estimation of maximum Earthquake along Red river and Chay river faults; GIS Ideas Workshop, November 9-11, 2006, Ho Chi Minh, Vietnam.
5. Phan Trọng Trịnh, Ngô Văn Liêm và nnk (2009). “Kết quả nghiên cứu ban đầu về tốc độ chuyển dịch kiến tạo hiện đại trên Biển Đông”. Tạp chí Địa chất, số 310/1-2/2009.
6. 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, 9- 10/2010, tr. 85-95.
7. Phan Trọng Trịnh, Ngô Văn Liêm, Nguyễn Văn Hướng, Hoàng Quang Vinh (2008). Sơ đồ chuyển động kiến tạo hiện đại trên Biển Đông và lân cận. Tuyển tập báo cáo khoa học Hội nghị khoa học địa chất biển toàn quốc lần thứ nhất, Hà Nội.
8. Phan Trong Trinh, Mai Thanh Tan, Ngo Van Liem et al (2007). Apport de la télédétection à l’étude des faillies actives et des
risques simiques au nord du Vietnam. Télédétection, v.7, N1÷4. pp.465-481.
9. Phan Trọng Trịnh, Bùi Văn Thơm, 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 và vùng biển lân cận. Tuyển tập báo cáo khoa học Hội nghị khoa học địa chất biển toàn quốc lần thứ nhất, Hà Nội.
10. 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, 30(4)PC, tr. 396- 407. Hà Nội.
11. Hoang Quang Vinh, Phan Trong Trinh, Nguyen Van Huong, Ngo Van Liem and Le Minh Tung (2006). Remote sensing and GIS for seismic risk assessment in Hoa Binh hydropower dam; GIS Ideas Workshop, November 9-11, 2006, Ho Chi Minh, Vietnam. 12. Hoang Quang Vinh, Ngo Van Liem, Nguyen Van Huong, Le (2006). Seismic hazard Minh Tung, Phan Trong Trinh assessment in Hoa Binh hydropower dam; Provention Consortium – ADPC Workshop, Innovative intiatives in disater reduction; 6-7 December 2006, Bangkok, Thailand; P161-169. 13. Hoàng Quang Vinh, Phan Trọng Trịnh, Nguyễn Văn Hướng và Ngô Văn Liêm (2009). Assessment of seismic hazard in the Hòa Bình hydropower dam. Journal of GEOLOGY, No 34/2009, Series B.
14. Nguyễn Vi Dân, Ngô Văn Liêm, Bùi Thị Lê Hoàn (2005). Bước đầu nghiên cứu hiện tượng tái diễn lũ quét ở Hà Tĩnh; Tạp chí Khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội , KHTN & CN; T.XXI, Số 5 PT, tr. 29-34.
15. Nguyễn Vi Dân, Nguyễn Hiệu, Ngô Văn Liêm (2006). Trượt lở đất và bước đầu dự báo vùng trượt lở đất ở Bắc Trung Bộ bằng phương pháp địa mạo. Tuyển tập báo cáo Hội nghị Khoa học Địa lý toàn quốc lần thứ 2, tr. 11-19.
