Đới đứt gãy sông hồng đặc điểm địa động lực sinh khoáng và tai biến thiên nhiên

Ta Trong Thang, Nguyén Văn Vượng, Vũ Văn Tích, Trên Trọng Hoà, Trân Tuấn Anh, Neo Thị Nguyễn Xuân Huyên, Phan Đông Pha, Nguyễn Quang Hưng Lê Đúc An, Đèo Đình Bắc, Uông Đình Khanh, Võ

DO! DUT GAY SONG HONG

DAC DIEM DIA DONG LUC,

SINH KHOÁNG

VÀ TAI BIẾN THIÊN NHIÊN

KẾT QUÁ NGHIÊN 0ỨU GO BAN 2001-2003

Ta Trong Thang, Nguyén

Văn Vượng, Vũ Văn Tích,

Trên Trọng Hoà, Trân

Tuấn Anh, Neo Thị

Nguyễn Xuân Huyên,

Phan Đông Pha, Nguyễn Quang Hưng

Lê Đúc An, Đèo Đình Bắc, Uông Đình Khanh,

Võ Thịnh, Trần Hồng Nga, Ngô Anh Tuấn,

Qua trình biến dạng và tiến hoá địa động lực đới đứt gãy Sông Hồng và ý nghĩa của chúng trong mối tương tác giữa mảng Nam Trung Hoa và mảng Đông Dương

Cấu trúc sâu của đới đứt gãy Sông

Hồng Nghiên cứu cổ từ đới đứt gãy Sông

Hồng phục vụ minh giải kiến tạo khu

VỰC

Đánh giá hoạt động kiến tạo hiện đại

đới đứt gãy sông Hồng theo số liệu đo GPS

Cac thanh tao magma Mezozoi — Kainozol khối nâng Phan Si Pan- Sông Hồng, Tây Bắc Việt Nam

Tiến hoá trầm tích Kainozoi bổn trũng Sông Hồng trong mối quan hệ với hoạt động địa động lực

Lịch sử phát triển các thành tạo trầm tích Paleogen — Neogen trong mối quan hệ với đới đứt gãy Sông Hồng

Địa mạo đới đứt gãy Sông Hồng và tai biến thiên nhiên

BIẾN DẠNG, TIẾN HOÁ NHIỆT ĐỘNG, CƠ CHẾ

DỊCH TRƯỢT CỦA ĐỚI ĐỨT GÃY SÔNG HỒNG VÀ

THÀNH TẠO RUBY TRONG KAINOZOI

Phan Trong Trinh’, Hoàng Quang Vinh!,

Herve Leloup?, Gaston Giuliani °, Virginie Garnier°, Paul Tapponnier?

1 Viện Địa chất, Viện KH&CN Việt Nam, email: pttrinh®nest.ac.un

Viện Vật lý Dia Cau Paris, email: leloup@ipgp.jusieu.fr

3 Trung tam Thach hoc va Dia hod Nancy, IRD and CRPG-CNRS, BP20, 54501

Vandoeuvre, email: giuliani@crpg.cnr-nancy.jr

Mớ dầu Vấn để đụng độ giữa mảng Ấn Độ và Châu Á đã cuốn hút nhiều nhóm nghiên cứu vì đây là đối đụng độ lớn nhất trên Trái Đất đang xảy ra trong hiện tại

Những qui luật biến dạng thạch quyển được sáng tỏ nhờ những nghiên cứu chỉ tiết

không chỉ ở ranh giới đụng độ mà còn cả ở những khu vực cách xa hàng trim km

Từ quan sát trên ảnh vệ tỉnh, cơ cấu chấn tiêu động đất, chuyển dịch của các đới

đứt gãy đang hoạt động toàn Châu Á đã được lý giải bằng lý thuyết phân bố ứng

suất và các đới dịch trượt [38] Từ nghiên cứu bằng mô hình tương đương coi mảng

Ấn Độ như một nêm cứng thúc vào Châu Á chịu biến đạng dẻo, kết hợp với quan

sát trên thực địa và phân tích trong phòng thí nghiệm, Tapponnler và cộng sự đã

để xuất mô hình thúc trượt (extrusion) của mảng châu Á dọc đới đứt gãy sông Hồng

(PGSH) trong giai doan Paleogen — Mioxen và của đới đứt gấy Altyn-tag trong giai

đoạn Pliocen — Hiện đại [39] Mô hình này bị phản đối bởi quan điểm khác cho rằng

biến dạng của thạch quyển Châu Á theo kiểu lỏng nhớt [4] Kể từ đó, khu vực đã bị

lôi cuốn bởi nhiều nhà khoa học trên nhiều lĩnh vực về kiến tạo, kiến tạo vật lý, địa

vật lý, địa niên đại, địa mạo, trầm tích, macma [ 23, 23, 28, 3ð, 36, 41, 42, 43]

Đới trượt cắt Sông Hồng hay th:tờng gọi đới trượt cắt (shear zone) Ailao Shan

~ Sông Hồng kéo đài hơn 1000 #zw từ Tibet tới Vịnh Bắc Bộ, Việt Nam (hình 1) Nó

là ranh giới phân chia khối hục địa Nam Trung Hoa và khối Đông Dương Đới trượt

cắt Sông Hồng gồm 4 dải biến chất nhiệt độ cao là Dãy Núi Con Voi (DNCV) ở Việt

Nam và Ailao Shan, Diancang Shan và Xuelong Shan thuộc Vân Nam, Trung

5

Quốc Dải biến chất DNCV kéo dài từ biên giới Việt- Trung tới Việt Trì Đới dat gay

Sông Chảy và đới đứt gãy dọc thung lũng Sông Hồng là những đứt gãy đang hoạt

động, giới hạn hai rìa của đải biến chất này [10, 26]

Hình 1 Cấu trúc kiến tạo Đông Nam Á Mũi tên đen chỉ hướng chuyển dịch trong Mioen cho tới 16

triệu năm, mũi tên trắng chỉ hướng tách giãn biển Đông (hiệu chỉnh theo Leloup và nnk., 1995)

Tài liệu địa mạo và trắc địa cho thấy các đới đứt gay nay dang chuyển dịch

trong Đệ Tứ muộn và Hiện tại [2, 3, 23, 42] Thành phần đá biến chất gồm phiến

mica milonit và gneis, miematit Hướng chung của mặt phân phiến là Tây Bắc -

Đông Nam (hình 2) Hướng cắm của rìa Đông Bắc về phía Đông Bắc và của rìa

Tây Nam nghiêng về phía Tây Nam Góc cắm của mặt phiến ở phần nhân của đới

biến chất thay đổi theo các mặt cắt Theo mặt cắt 8a Pa - Thị xã Lao Cai và Bảo

Yên - Bảo Hà, Bãi Bằng góc cắm mặt phiến khá đốc ( 60) nhưng ở mặt cắt qua

thị xã Yên Bái, góc cắm rất thoải (<30) (hành 3,4) Nhìn chung DNCV có dạng

vòm giống như Diancang Shan Hướng cắm của lineation trên mặt phiến thường

nghiêng về Đông Nam [28] Ở một số nơi như thị xã Yên Bái, mặt phiến bị uốn

nếp Trục nếp uốn song song với lineation Quan sát trên thực địa và dưới lát 6

Hình 2 Cấu trúc DNCV, quan sát từ ảnh vệ tinh

Ở những nơi mặt phiến cắm dốc đứng, các tiêu chuẩn trên cho thấy chuyển

dịch trượt bằng trái Ở những nơi mặt phiến nghiêng thoải về phía Tây Nam thì chuyển dịch trái quan sát được ở mặt trên nghiêng về Đông Bắc còn ở nơi mặt nghiêng thoải về Đông Bắc thì mặt trên nghiêng về phía Tây Nam Quan sát từ

ảnh vệ tỉnh, dạng khúc đổi tỉ lệ lớn phản ánh rất rõ Cấu trúc này phản ánh

chuyển dịch trái của cánh Đông Bắc so với DNOV Điểm khác biệt là góc giữa C

và 9 lớn hơn phản ánh biến dạng yếu hơn Tất cả đều minh chứng cho chuyển

dịch trượt bằng trái Điều này được giải thích do phương của mặt phiến phụ

thuộc vào cường độ biến dạng

Lineation

$ trung bình

Hình 3 Thế năm mặt phiến tại một số điểm thuộc DNCV Chiếu trên bán cầu dưới

Ở những nơi biến dạng yếu, mặt phiến bị uốn tạo thành dạng khúc đổi hoặc dạng con cá ở tỉ lệ lớn Tính bất đối xứng của chúng sẽ phần ánh hướng chuyển

dịch Điều này rất hay xảy ra với khúc đổi là đá hoa, amphibonit, các khối granit

nhỏ và đá siêu maBe với chiều rộng vài trăm mét Đáng chú ý ở mặt cắt thị xã

Yên Bái, mặt phiến nằm rất thoải (hình 3), (hình 4) Ở rìa phía Đông Bắc của

DNCV là các đá phiến nhiệt độ thấp và đá hoa Phương của mặt phiến thay đổi

từ bắc nam tới Tây Bắc Đông Nam Ở những nơi biến dạng yếu, phương mặt

phiến kéo dài theo phương bắc nam phản ánh phương nén ép đông tây (hình 5) Ö

nơi biến dạng mạnh mặt phiến chuyển theo phương Tây Bắc Đông Nam

Đới đứt gãy Sông Hồi

v gãy Song Hồng Đới đứt gãy Sông Cháy

chứa pegmatit lộ ra ở Ninh Bình Mặt phiến rất thoải nghiêng về tây hoặc nam

Ở một số nơi, cấu tạo lineation thể hiện rất rõ, phương thay đổi từ bắc - nam

sang Tây Bắc - Đông Nam Cấu trúc xoắn fenpat có kích thước tới vài em (bình

6) Các dải biến chất nhiệt cao thường bị phân cất bởi các mặt trượt có hướng cắm

thoải về phía bắc

Những nghiên cứu khảo sát có hệ thống từ những năm 90 dọc theo đới đứt

gãy Ailao Shan-Sông Hồng [11,12,16,17,18,19,20,21, 27, 28, 35, 36, 39] đã thu

được những kết quả chính sau: 1) Biến dạng dẻo xảy ra dọc đới trượt cắt hẹp có

khả năng chuyển dịch trượt bằng hòng trăm bilomét; 2) Chuyển dịch trượt bằng

xảy ra trong hàng chục triệu năm; 3) Đới trượt bằng cắt qua thạch quyển dẫn tới

làm mở biển rìa Tuy nhiên, còn nhiều vấn để cần được thảo luận và tiếp tục

nghiên cứu như: Biên độ chuyển dịch toàn bộ của đới trượt cắt (shear zone)

Sông Hồng là bao nhiêu? Biên độ chuyển dịch thay đổi dọc theo đứt gãy như thế

nào? Khả năng bị chắn của chuyển dịch trượt bằng bởi các hoạt động xiết ép và

tách giãn ra sao? Chính xác hoá thời điểm nghịch đảo kiến tạo? Đới ĐGSH là đới

đứt gãy mới hay là kế thừa bừ đối đứt gãy cổ hơn? Tiến hoá điều kiện nhiệt động

và biến dạng như thế nào? Đới ĐGSH tiếp tục kéo dài ra biển ra sao? Trong bài

viết này, chúng tôi cung cấp những tư liệu mới cho phép luận giải tiến hoá nhiệt

động và biến dạng của đới trượt cắt Sông Hồng cũng như mối quan hệ với thành

tạo ruby

Hình 5 Cấu trúc đới trượt cắt DNCV,

a- Các mặt phiến dốc với phương mặt phiến TB-DDN tại Bảo Hà

b- Mặt phiến dốc và lineation gần nằm -ngang tại điểm D5, mặt cắt Bảo Yên — Bảo Hà

c- Cấu tạo C/S minh chứng chuyển dịch trái tại điểm D7 trên mặt cắt Bảo Yên ~ Bảo Hà

d- Mặt phiến nhiệt độ cao tại điểm D6 trên mặt cắt Bảo Yên ~ Bảo Hà

Chúng tôi không có ý định tổng kết những kết quả nghiên cứu của mình

trước đây mà chỉ trình bày với độc giả những kết quả mới nhất, hầu như chưa

được công bố trước đây

Hiểu biết tốt về điều kiện tiến hoá nhiệt độ - áp suất sẽ giúp cho những đoán giải đúng đắn về lịch sử biến đạng Sau khi đánh giá định tính điều kiện

biến dạng trên thực địa, những nghiên cứu chỉ tiết về quan hệ giữa biến chất và

10

LETTS

biến dạng sẽ giúp hiểu rõ hơn điều kiện áp suất - nhiệt độ trong quá trình biến

dang Dé nghiên cứu áp suất - nhiệt độ, chúng tôi đã sử dụng cặp khoáng vật: granat-biotit và granat-silimanit-plagiocla-biotit-thach anh Néu chi sử dụng

riêng rẽ một cặp khoáng vật chỉ xác định được nhiệt độ hoặc áp suất Nếu sử dụng đồng thời cả hai tổ hợp khoáng vật, P-7' xác định được sẽ là giao điểm của

hai đường riêng rẽ Chúng tôi đã sử dụng phần mềm do M Kohn và F Spear viết Phân tích khoáng vật dude sti dung trén microsond Cameca Camebax tai

trung tam phân tích mierosond Paris với điện áp 15 &u Chùm tia 2 um dude su

dụng với hầu hết khoáng vật và mở rộng tới 10 ưn đối với mica

Hình 6 a,b- Cấu tạo xoắn minh chứng cho dịch trượt trái quan sát tại điểm V15

c,d- Cấu tạo €/S minh chứng cho dịch trượt trái

Kết quả phân tích tuổi °°Ar/°Ar được thực hiện ở 2 phòng thí nghiệm khác nhau: Trường Đại học Blaise Pascal ở Clerment Ferrand, Pháp và Trường Đại

học Californi, Los Angeles, Mỹ Việc phân tích các khoáng vật fenpat kall, horblen, biotit, mica nhờ sử dụng dung dịch nặng và kỹ thuật chọn lọc từ tính [6]

Khoảng 10 g fenpat kali và amphibon, 5 mg đối với mica đã được chiếu xạ tại lồ phan tng nguyên tử Ford, Đại học Michigan (MY) va 6 16 phan ứng của Co quan

Năng lượng nguyên tử pháp ở Grơnov

Các điều kiện nhiệt động của biến dạng

Hầu hết các đá của DNCV là đá gneis, đá phiến mica biến chất từ đá trầm

tích Các đá phiến mica có lẫn nhiều các mạch leucosome và leucocratic Các

11

mach leucosome tao thành những dải nhỏ chỉnh hợp với mặt phiến Một số mạch

bị biến dạng trượt trái, một số mạch khác lại không bị biến dạng Mối quan hệ đó

mình chứng các đải leucosome hình thành đo nóng chảy cục bộ trong quá trình

dich trái của ĐGSH Mức độ nóng chảy tăng đần theo hướng Đông Nam Một số

lớp leucoecratie chứa rubi

Hình 7 Granat trong DNCV

a- Granat trong mẫu V1 tại Bãi Bang b- Granat bi cắt và trượt trái theo mặt trượt Silimanit tai Yên Bái

c- Granat tại Yên Bái d- granat tại Núi Gôi, Ninh Bình

Các mạch leucocratic cũng quan sát thấy ở Lục Yên, rìa trái của DNCV Tổ

hợp khoáng vật corindon, phlogopit, graphit, spinen hình thành trong đá hoa

Một số khối granit nhỏ không bị biến dạng nằm trong đới trượt cắt (shear zone)

Do điều kiện phong hoá nên không quan sát được đó có phải là cấu tạo khúc dồi

hay xuyên cắt đá phiến mica Đá hoa và amphibolit thường nằm xen kẹp với đá

phiến mica granat Chúng tạo thành các cấu tạo khúc dổi có kích thước rất khác

nhau, bị trượt cắt và biến chất cùng với các đá phiến miea bao quanh Một số thể

serpentinit cũng nằm xen kẹp với đá phiến mica Đá phiến mica chứa biotit,

granat, silimanit, plagiocla, fenpat kali, cordierit, zircon, muscovit, clorit Mat

phân phiến được xác lập nhờ phân bố của biotit và thạch anh Slimanit, granat

thường kéo đài theo phương lineation (hình 7) Plagioela và fenpat kali tạo thành

các ban tỉnh nhỏ Các ban tỉnh cordierit nằm ở rìa granat Nhiều khi granat bị vỡ

12

tăng, hàm lượng Mg giảm so với phần nhân Tính phân đới hoá học được giải

thích như là kết quả của phát triển granat trong điều kiện P-7' thay đổi và tái

cân bằng trong các giai đoạn muộn hơn Chúng tôi phân biệt 4 giai đoạn phát

triển của granat tương ứng với kết tĩnh của các khoáng vật khác trong cùng giai

đoạn Pha 1 được đặc trưng bởi hàm lượng canxi cao Ở phần nhân granat Điều

này chỉ quan sát thấy ở những khoáng vật granat có kích thước lớn nhất trong

khi các pha phát triển sau có thể quan sát thấy ở tất cả các khoáng vật granat

khác Đối với mỗi pha và mỗi mẫu granat, chúng tôi đã xác định P-7 tương ứng

dựa vào cân bằng của các cặp granat-biotit /gt-bt / va cap granat — silimanit —

plagiocla — biotit — thạch anh / gt-sil-pl-bt-g/ Đối với phần nhân của granat ứng

với giai đoạn phát triển 1 và 2, thành phần granat cân bằng với thành phần bao

thể Không quan sát thấy tính phân đối hoá học của granat ở gần các bao thể

Pha hai tương ứng với nhân của hầu hết khoáng vật granat với 70% anmandin,

22% pyrop, 3% spesatit và 5% grossula (b5 8) Nhiệt độ thành tạo của pha 3

được xác định ở hầu hết các mẫu trong khi đó áp suất chỉ xác định ở một số mẫu

hạn chế hơn Pha thứ 3 của thành tạo granat được xác định ở phần rìa của

granat và ở các khoáng vật trên mặt phiến Điều kiện P-7 ứng với pha 3 được

xác định khá tốt vì cả biotit và plagiocla đều thấy trên mặt phiến còn áp suất của

pha 4 chỉ xác định được hạn chế ở một số mẫu Sử dụng cùng số liệu, chúng tôi đã

tính P-7 cho một số mẫu bằng chương trình Thermocalc [21] Hầu hết các kết

quả cho áp suất cao hơn theo cách tính truyền thống (bảng 1) Ở hầu hết các

mẫu, kết quả thermocalc và cách tính nhiệt áp truyền thống có kết quả phù hợp

nếu hoạt động của nước yếu Tính song song của vành granat với mặt phiến cũng

như nhiều granat bị kéo dài theo lineation minh chứng hoạt động trượt cắt xây ra

ở điều kiện nhiệt độ cao, ngay sau khi hình thành granat Tổn tại milonit nhiệt

độ thấp cũng như granat bị phá vỡ minh chứng biến dạng tiếp tục xảy ra ở nhiệt

độ thấp Tổng hợp lại, có thể thấy đường cong áp suất nhiệt độ theo chiều kim

đồng hồ: từ áp suất cao, nhiệt độ trung bình chuyển tới điều kiện nhiệt độ cao, áp

suất trung bình rồi trở về nhiệt độ thấp áp suất thấp (¿»„z 8) Nhìn chung, kết

quả này phù hợp với kết quả mà chúng tôi đã công bố trước đây về đường cong

biến đổi P-7' khi nghiên cứu điều kiện thành tạo ruby [29,32] Đáng chú ý là từ

pha hình thành nhân granat tới pha hình thành viền rìa granat, nhiệt độ tăng

dần sau đó có giảm nhiệt đột ngột từ pha hình thành viền rìa tới pha hình thành

bóng áp suất (pressure shadows)

18

Giai đoạn Cân bằng Cân bằng Giao của 2

Vị trí | Phát triển granat —biotit gt-pl-sill-q cân bàng | Kết quả tốt

granat ToC ToC P kb Pkb gt-bt va gt- nhat

P=0kb P=10kb (T=0 T=1000) pl-sill-q

IL Min 705 748 Không

Yên Bái Max 672 713 cé pl

Giai Cân bằng Cân bằng, Giao của 2 cân

đoạn granat —biotit gt-pl-sill-q bang gt-bt va gt- | Kết quả tốt nhất Phát SE0€: 9610 Giít| ti RG G TC pl-sill-q

trién P=0kb T=0 T=1000 granat P=10kb

TB He T71 -4.12 9.42 7460C,6.97 kbar

Tuệ Min 708 752 Max 779 826

TB 732 HG 5.9 9.95 72706, 4.3 kbar

I No biotit -2.81 10.84

-2.56 11.99 -2.66 11.66

TB

° tp Gree ° TC eis garoas

“ao calc Games #40 Scaleie gi

Những nghiên cứu trước đây dựa trên 4 mẫu phiến mica granat silimanit [43] đã ghi nhận 3 giai đoạn thành tạo granat, giai đoạn 1 tương ứng với nhân

granat trong đá gneis silimanit và gneis amphibol Những tính toán của chúng

tôi phù hợp với kết quả của Nam Theo Nam [43] điểu kiện P-7 của giai đoạn 2

ứng với thành tạo riểm granat không khác với điều kiện giai đoạn trước, có lẽ do

mẫu phân tích của Nam là mẫu bị biến chất giật lùi nên đã không thấy sự khác

nhau của 2 giai đoạn thành tạo granat Sau khi giai đoạn 1 bắt đầu, điều kiện sẽ

ứng với gradient nhiệt trung bình 40 °C /m xảy ra trong điều kiện trượt trái của

đới ĐGSH

16

Tuổi biến dạng của DNCV Trong môi trường bão hoà nước, điều kiện P-7' như vậy rất dễ gây ra nóng chảy trên những vùng rộng lớn Doc DNCV, do mức độ hoạt động hạn chế của

nước nên chỉ gây nóng chảy cục bộ ở một phần nhỏ Do điều kiện trượt, nhiệt độ

giảm dần theo phương thẳng đứng với gradient thậm chí tới 65 °C/m Gradient ở

đây lớn hơn hoặc bằng với gradient ở những dải khác như 32-34 °C /km với

Diancang Shan, 40-60 °C /km ở Ailao Shan [17] Leloup [20] đã giải thích

gradient cao như vậy là do kết hợp của nhiệt sinh ra do ma sát khi trượt và nhiệt

bốc lên theo chiều thẳng đứng dọc theo đới trượt bằng có qui mô thạch quyển

Chúng ta phân biệt các tuổi sau: tuổi mặt bằng (plateau) là tuổi được xác

định khi giải phóng dân dân Ar”° nhưng tuổi vẫn không đổi tạo thành đường

song song với trục hoành Tuổi đẳng thời Gsochron) va tudi tổng là tuổi lấy

trung bình cho giải phóng hoàn toàn Ar?°, Các kết quả phân tích °*Ar/'° Ar được

trình bày tóm tắt trên bảng 2 Theo mặt cắt Bảo Yên- Bảo Ha, fenpat kali trong

mẫu V12 phan ánh bai pha nguội nhanh Ở 18 bước đầu giải phóng từ từ Ar, ta

có một bức tranh với 2 mức đẳng nhiệt khác nhau Mức thứ nhất chịu ảnh hưởng

thừa Argon (°Ar/°Ar ~ 830) trong khi mức thứ hai ít chịu ảnh hưởng của thừa

Argon (°Ar/2°Ar ~ 330) và phản ánh tuổi khá ổn định (trung bình 23.8 + 0.2 ứrn

Sau đó tuổi tăng lên rất nhanh để đạt tới mặt bằng trên biểu đồ (plateau) với

39.5 + 0.6 /n Đường đẳng thời nghịch đảo phần ánh thừa argon và tuổi 37.4 +

0.4 ra Đây là tuổi được xem là cực đại (binh 9A) Như vậy kết quả phản ánh 2

pha nguội nhanh Pha đầu bắt đầu vào 37 £rm và pha hai vao 23 trn Mô hình lan

truyền (difusion) phản ánh hai pha nguội nhanh vao 42 va 23 trn Do thita argon

và năng lượng kích hoạt rất cao, chỉ phần trẻ của chu trình nguội mới được thể

hiện nên quá trình có thể nguội sau 42 /rn 3 mảnh biotit của cùng mẫu cho tuổi

nóng chảy toàn phần ứng với 23+ 0.4 #rm Tuổi này khá phù hợp với kết quả tính

theo mô hình nguội bừ fenpat kali Các mảnh biotit ở mẫu V18 và V20 cho tuổi

23.9 + 0.2 trn va 23.4+ 0.1 #rn đối với phương pháp đốt chảy toàn phần bằng

laser

Mẫu V4 tại vùng Tân Hương, Yên Bái gồm biotit và fenpat kali Fenpat kali cho tuổi tương ứng với tuổi ở mẫu V12 Tuổi trung bình 1A 23 + 0.1 #rn Tuổi này

xấp xỉ tuổi đẳng thời ở cả hai bước đẳng nhiệt Ứng với giải phóng 29% khí,

đường cong đạt cực đại tại 28.7 /rn

17

2- ĐĐGSH

18

'Y12 K-foldapar age spectra

HT: 39.5 + 0.6

cal |a moaa #f |

4

© Ge a Ope I YEïg AB nà @ 20 “

bà Tác: amphibole section D | site RR19| site RAG

vã 'V181 phlogopite age spectrum E8 botte kí viz vis 198 6 (WAN)

(Wang ee | (Nem 1998) | 19066)

V126 biotite age spectrum V126 blotite Inverse laochron

Sau đó chuyển sang đuờng bằng ứng với 27 + 0.1 #n Trên đường đẳng thời

nghịch đảo, các bước đều phản ánh không có hiện tượng thừa argon

Mẫu fenpat kali V1 ở Bãi Đằng cho tuổi giống như V4 và V12 Sự nhiễu loạn

ở bước 17 liên quan tới phân tích Tuổi trung bình là 92.5 + 1 trn Gia tri tuổi cao nhất xác định được là 27 trn Tuéi plateau ứng với giải phóng 24% lượng khí là

25.8‡0.1 /rn, Tuổi đẳng thời nghịch đảo ở bước từ 80 tới 42 (giải phóng 42% lượng

kh? là 25.6+0.5 #rn Biotit xác định bằng nóng chảy laser toàn phần cho tuổi

24.1+0.1rn, Mẫu lấy tại Núi Gôi, Ninh Bình V126 cho tuổi 27.4 + 0.6 #m với sự thừa

nhẹ Ar Tuổi nghịch đảo đẳng thời là: 27.5 + 0.6m, (hinh 9 B)

Sử dụng các kết quả trước đây của các giả khác nhau, chúng tôi đưa lên biểu

đồ phân bố tuổi của các khoáng vat dọc theo đứt gãy Trên biểu đồ này, các mẫu

ở cùng vị trí sẽ được thể hiện trên cùng một đường thẳng đứng

Những khoáng vật nào có nhiệt độ đóng cao hơn sẽ cổ hơn những khoáng vật

oó nhiệt độ đóng thấp hơn Theo đường thẳng đứng, phân bố các khoáng vật sẽ theo trình tự nhiệt độ đóng giảm dần từ trên xuống dưới: amphibon (510 °C), biotit (320 °C), fenpat kali (300-150 “C) Nếu như số liệu phù hợp với toàn khu

vực, ta có thể vẽ được đường đẳng nhiệt dọc theo đới đứt gãy Tuy nhiên, nếu ta đưa lên toàn bộ số liệu đã công bố trước đây, không thể vẽ đươc các đường đẳng

nhiệt một cách đơn giản do những lý do sau: 1) Tuổi không tương ứng với nhiệt

độ đóng hoặc các mẫu khác nhau có cùng một khoáng vật có nhiệt độ đóng khác

nhau 2) Cấu trúc nhiệt của khu vực quá phức tạp ; 3) Có vấn để trong phân tích

số liệu Những công bố của Wang [44,45] cho thấy những khoáng vật ở cùng một

mẫu có tuổi mâu thuẫn với nhau, ví dụ biotit trẻ hơn fenpat, Mẫu chuẩn sử dụng

già hơn tuổi của DNCV (với biotit, 127.7+ 1.4 trn.)

Tiến hoá nhiệt động và cơ chế chuyển địch trong giai đoạn Paleogen - Mioxen

Từ hầu hết các số liệu đã công bố cho thấy DNCV nguội từ 350 — 150 °Œ trong khoảng 25 tới 22 trn Do thiéu so liệu U-Pb, lịch sử nguội trên 350 °Ơ được

dựa trên phân tích fenpat kali (450-300 °C) va amphibol (500-520 °C) Hau hét

amphibol có tuổi 25.8 #rn cho thấy nhiệt độ cao còn kéo dài tới 26 trn

Giải thích đơn giản cho toàn bộ DNCV là nhiệt độ trên 450 °C kéo dài tới 27 trn, roi sau đó nguội rất nhanh Hầu hết đường P-7' xác lập bởi nhiệt áp kế sẽ được

tinh tt 27 trn Một số tài liệu cho tuổi gid hon 27 trn Những số liệu này cho thấy

nhiệt độ không cao hơn 450 °Œ đã kéo dài vài triệu năm trước lần nguội cuối cùng

20

Bảng 2 Kết quả định tuổi biến dạng bằng phương pháp °°Ar / “°Ar

DCLA Fenpat K

Giải phóng, 23.8+0.2 20.4 + 0.6 12.8% khi 22.6 £0.3 22°: 10°55” Giải phóng, 39.5 +0.6

Bai Bang biotit 24.1+0.1

fenpat K

không phẳng, 23.9+0.3

GP 6% khí 22.581 21.9 + 0:2, 33.5% khí 25.8+0.1 25.6+0.5

biotit 214+06 | 214£03ˆ 88% khí

DCLA: Dai hoc California tai Los Angeles, My DBP: Dai hoc Blaise Pascal,

Clermon Ferrand, Phap

Biến dạng trong DNCV tương tự như biến dạng của các đới biến chất khác

thuộc đói trượt cát Sông Hồng và thể hiện là dịch trượt bằng trái Tuy nhiên có

điểm khác biệt là mặt phiến ở DNCV nghiêng khá thoái do liên quan với thành

phần tách giãn lớn trong quá trình trượt bằng Dọc theo đới trượt cắt Sông Hồng,

trượt bằng trái xảy ra trong điều kiện nhiệt độ cao, tương ứng với điều kiện nóng chảy vỏ, gradient địa nhiệt ở đây đạt tới 65 ° C/èm, cao nhất so với toàn đới trượt cất Ailao Shan - Sông Hồng Điều này cũng phù hợp với thành phần tách giãn

tang dần về phía Đông Nam Nhìn chung toàn đới trượt

nguội từ nhiệt độ cao xảy ra sau 34 ứrn cho thấy toàn đó

nhiệt động Tuy nhiên, quan sát chỉ tiết cho thấy mỗi dải biến chất có một chế độ

riêng của mình (š„ 10) Điều khác biệt quan trọng là thế nằm của mặt phiến của đải DNCV có thế nằm thoải hơn phù hợp với kết quả nghiên cứu trạng thái ứng suất kiến tạo [24,25] Dọc theo đới trượt cắt Sông Hồng, dịch trượt trái xảy

ra trong điều kiện nhiệt độ cao Đây cũng là minh chứng quan trọng cho thành

phần tách giãn thuộc DNOV Những nghiên cứu về phân bố ứng suất cũng cho thấy thành phần tách giãn tăng dần về hướng Đông Nam [ 94,95] Điều này lý giải cho viêc nâng cao của khối Sông Chảy [20, 37] Để lý giải cho đặc điểm biến dạng dọc đới trượt cắt Ailao Shan - Sông Hồng, chúng ta có thể sử dụng mô hình kiến tạo trình bày ở hình 11, theo đó khối Đông Dương xoay quanh một vòng tròn nhỏ theo chiều kim đồng hồ Theo mô hình này, sẽ tổn tại 3 vùng có chế độ động

lực khác nhau: vùng xiết ép, vùng trượt bằng và vùng tách giãn Đới DNOV thuộc

khoá kéo (xanh tuya) [21]

Tuổi *°Ar/°Ar, xác định đọc DNOV thay đổi từ 37 tới 29 £rn nhưng hầu hết

trẻ hơn 38 #rn Điều đó phù hợp với giai đoạn nguội Paleogen-Mioxen [4, 21, 22,

43, 44] Chi sti dung tuéi "°Ar/°Ar, không xét tới đặc điểm thạch học và cấu trúc, Wang et al [44, 45] đã đi đến kết luận rằng đới trượt cắt Sông Hồng không hoạt

động trước 27 ra Tuy nhiên, phần lớn chuyển dịch trượt bằng trái của đới đứt

gay Ailao Shan ~ Séng Hồng xảy ra trong điều kiện nhiệt độ trên 500 “CƠ, Vượt xa nhiệt độ đóng của Ar, vì vậy tuổi Ar khó có thể phần ánh tuổi của giai đoạn biến chất kịch phát mà chỉ có thể phản ánh tuổi nguội của đới mà thôi

22

Hình 10 Đường P-T-t-biến dạng của đới trượt cắt Sông Hồng

a- Dancangshan; b- đới Ailao shan, c- Đới DNCV' Ngược lại, việc định tuổi các thể granitoit hình thành đồng kiến tạo với dịch trượt bằng phương pháp U-Pb lại có thể định tuổi tối thiểu của giai đoạn biến

chất kịch phát vì các khối granit hình thành đồng thời hoặc muộn hơn Phân tích các mạch granit đồng kiến tạo trong orthogneis thuộc Ailao Shan cho tuổi 31.9 + 0.3 /rn.(mẫu YS13) và 33.1+ 0.2 trn cha Ti-U từ các lớp leueoerat ở Xuelong Shan [48] Nếu chú ý tới các xâm nhập granit kiểm phân bố xung quanh đới đứt gãy Ailao Shan — Song Hồng, ta nhận thấy tuổi của chúng nằm trong khoảng 40 30

(rn Khối Yansun là khối lớn nhất.có tuổi 35 ứrw Có thể giải thích rằng sự xuất

23

hiện của các khối granit kiểm hoặc liên quan thuần tuý tới trượt trái của đới đứt

gay Ailao Shan — Séng Hồng, làm nóng chảy cục bộ thạch quyển hoặc được bổ

sung bởi nguồn nhiệt bên ngoài do Hot Spot [48] Chúng ta có thể phân biệt hai

giai đoạn nguội nhanh của đới trượt cắt Ailao Shan — Sông Hồng Giai đoạn một

từ điều kiện biến chất cao nhất tới tướng phiến lục Giai đoạn hai từ tướng đá

phiến lục tới bể mặt địa hình hiện tại Thời gian của giai đoạn nguội nhanh bắt

đầu từ 28 ứrn và kết thúc vào 23 #rm Trong khoảng thời gian đó nhiệt độ hạ từ

450 "C tới 150 °C Trong phạm vị đới DNOV, duy nhất chỉ có một số liệu cho tuổi

fenpat kali ở nhiệt độ thấp (6.5 £rn.) Tuổi này gặp rất phổ biến ở Diancang Shan

[17Ị

Từ đường P-7-, có thể đánh giá tốc độ nâng của đới trượt cAt Ailao Shan —

Sông Hồng Ở pha đầu, tốc độ nâng từ 0.4 mm /năm ö Diancang Shan tới 1.6-1.7

mm [năm 6 Ailao Shan vi DNCV Doe theo Ailao Shan, doc theo chiéu dai 400

km thấy có qui luật nâng sớm ở phía Đông Nam và chuyển dần lên phía Tây Bắc

với tốc độ lan truyền 4.8 cm/năm Như vậy nguyên nhân nâng lên ở đây phải

mang tính khu vực Mô hình kiến tạo kiểu khoá kéo (xanh tuya) đã được sử dụng

để giải thích hiện tượng này [21] Nếu toàn bộ đới trượt cắt Ailao Shan ~ Sông

Hồng tuân theo đường tròn nhỏ, thì chuyển dịch sẽ là trượt bằng thuần tuý, nếu

không tuân theo đường tròn nhỏ, sẽ có hai miển có tính động lực khác nhau là

miền trượt bằng nén ép và miền trượt bằng tách giãn Điểm trung tính sẽ là tiếp

xúc giữa đới đứt gãy với đường tròn nhỏ và là nơi có trượt bằng thuần tuý Như

vậy trong quá trình chuyển địch, đá nằm ở phía Tây Bắc của điểm trung tính

trước tiên sẽ bị trượt bằng xiết ép sau chuyển sang trượt bằng thuần tuý khi

trượt qua điểm trung tính rồi chuyển sang chế độ trượt bằng tách giãn (hành 11)

Như vậy tốc độ chuyển dịch của đứt gãy trượt cắt Ailao Shan — Sông Hồng sẽ

tương ứng với tốc độ của đá chuyển qua điểm trung tính từ xiết ép sang tách

giãn Trong miền tách giãn các đứt gãy thuận sẽ hoạt động làm nâng trổi Điều

đó giải thích vì sao các điểm ở Đông Nam nâng trổi sớm hơn và chuyển dần về

phía Tây Bắc Như vậy, sử dụng mô hình khoá kéo, ta còn có thể ước lượng biên

độ tối thiểu của chuyển dịch ngang cũng như tốc độ chuyển dịch trượt bằng Nếu

giả định điểm trung tính là cố định, với tuyến đứt gãy dài > 400 kzw của dải biến

chất Ailao Shan tuân theo qui luật nâng trổi muộn dần về phía Tây Bắc, có thể

hiểu rằng đã có 400 km chuyển từ vùng xiết ép sang vùng tách giãn qua trung

điểm với tốc độ lan truyền 4.8 em/năm Nói cách khác, biên độ chuyển dịch

ngang tối thiểu là 400 #zw và tốc độ chuyển dịch ngang tối thiểu là 4.8 em /năm

Cần lưu ý, nếu trung điểm chuyển dịch theo thời gian sẽ làm thay đổi ước lượng

về biên độ cũng như tốc độ chuyển dịch của đứt gãy Nếu trung điểm không cố

định mà chuyển dịch về phía Tây Bắc, khi đó biên độ và tốc độ chuyển dịch số bị

24

ước lượng quá cao, còn trung điểm chuyển địch về phía Đông Nam, các giá trị ước

lượng trên sẽ quá thấp Chúng ta nhận thấy DNCV không tuân theo qui luật thời

điểm nguội khác nhau Điều đó được giải thích là trong quá trình trượt bằng của

đới đứt gãy Ailao Shan —- Sông Hồng, DNCV luôn nằm ở phía Đông Nam của

trung điểm tức là luôn luôn là miền trượt bằng tách giãn)

mem nan causa! nomenon

NAM TRUNG HOA

Vùng tách

dan

he ———— ae sone —— nr Hình 11 Mô hình xoay của khối Đông Dương cho phép giải thích các vùng nén ép, trượt bằng và

tách giãn liên quan tới chuyển dịch trái của ĐGSH Theo kết quả phân tích ở mẫu Yn20k, nhiệt độ 150 °Œ ở thời điểm cách đây

5.5 trn (đầu Pliocen) Kết quả này khá phù hợp với một loạt các mẫu ở Diancang

Shan Từ 23 tới 5.5 £rn nhiệt độ không đổi, nói cách khác, trong khoảng thời gian

này có một giai đoạn bình ổn kiến tạo, đủ để tạo một bề mặt san bằng Mioxen

Thực ra, từ 23 /» tới 17 #rn hoặc muộn hơn, đới trượt cắt Sông Hồng vẫn tiếp

tục dịch trượt trái, được phản ánh trong các vi đứt gãy và khe nứt trong tầng cuội

kết Neogen Tính chất trượt bằng trái tách giãn đầu Mioxen phần ánh trong

trường ứng suất kiến tạo [24,25, 27] Từ sau 5ð ứrn., có sự nâng lên nhanh chóng

tới bé mặt địa hình hiện tại Với gradient nhiệt thắng đứng 40 — 65 °C/bm, có thể

25

xác định được biên độ nâng 2.8 -3.8 km Nhw vậy tốc nâng trung bình trong

Phiocen - hiện đại của đới ĐGSH là 0.5 0.8 mzn/năm

Nhiều nhà địa chất lấy chứng cớ về tầng cuội kết Neogen không bị biến chất,

phân bố dọc thung lũng Sông Hồng, để phản đối hiện tượng chuyển dịch trượt

bằng và nâng lên của của DNCV' trong Paleogen -Mioxen sớm Chúng tôi thấy

cần phải đưa ra những giải thích sau đây:1) cuội kết Mioxen có tuổi từ 25 #rw tới

ð zrn là một khoảng thời gian rất dài Không có một tài liệu cổ sinh nào xác định

chính xác được cuội kết Mioxen này có tuổi 20 hay 10 #rw hoặc trẻ hơn Pha

chuyển dịch kịch phát từ 27 t6i 23 trn rõ ràng không thể làm biến chất các trầm

tích thành tạo sau 33 #"m (thậm chí trầm tích Mioxen sớm), gần đây, Nguyễn

Xuân Huyện có công bố về tổn tại các tập cuội Boeen trong đó có tới 80% là đá

biến chất phức hệ Sông Hồng từ đó rút ra kết luận là biến chất đã xảy ra trước

Joxen Đây là thông tin hết sức thú vị Tuy nhiên, cơ sở nào để tác giả định tuổi

Eoxen? Nếu chỉ dựa vào bào tử phấn hoa thì kết quả cần phải xem xét và xác

định được tuổi của cuội kết là rất khó Tuy nhiên nếu định tuổi của các đá biến

chất, có thể xác định được giới hạn dưới của nó; 3) Các trầm tích Mioxen phân bố

đọc thung lũng Sông Hồng đã bị ngăn cách với DNCV hay đới trượt cắt Sông

Hồng bởi hệ đới ĐGSH, là các đứt gay tré đang hoạt động tiếp tục trong Ploxen

— Hiện Tại Có sự chuyển địch thẳng đứng phân dị theo đứt gãy trẻ này, chuyển

động nâng từ sau ð #rm Chính dọc theo đứt gãy trẻ này Vì vậy thậm chí những

trầm tích cổ hơn nhiều như hệ tầng chứa Apatit Cam Đường cũng không bị biến

chất Cần lưu ý, điều đó không có nghĩa trầm tích Mioxen dọc thung lũng Sông

Hồng không bị biến dạng Do hoạt động của đới ĐGSH từ sau 23m, nhiều nơi có

thể quan sát thấy trầm tích Neogen bị dốc đứng như tại bờ phải cầu Yên Bái đi

Nghĩa Lộ; 3) Từ 23 #n tới 5 £rn, chuyển địch nâng gần như không đáng kể

Khoảng thời gian gần 20 #zn thừa đủ để san bằng bất cứ một địa hình nào Từ

sau ð #n tới nay, với tốc độ nâng trung bình 0.5-0.8 mm/ndm, qua trinh bao mon

có thể cân bằng với quá trình nâng

Thảo luận

Chúng tôi thấy cần trình bày với độc giả về thảo luận giữa chúng tôi với GS

Lê Đức An với hy vọng rằng điều này sẽ có ích cho những nghiên cứu tiếp tục sau

này bởi vì việc trao đổi, phân tích những mâu thuẫn, tổn tại là động lực thúc đẩy

cho nghiên cứu và phát triển Chúng tôi cho rằng nhiệt độ thành tạo của mẫu đá

phản ánh độ sâu thành tạo, trong khi GS Lé Đức An cho rằng nhiệt độ thành tạo

phản ánh khoảng cách từ bề mặt địa hình tới vị trí thành tạo đó G8 Lê Đức An

cho rằng nếu mẫu đá ở nhiệt độ 150 °Ơ từ 5.5 trn thi chỉ có thể kết luận ở thời

26

điểm đó mẫu đá nằm ở dưới mặt địa hình là 3.3-3.8 km, đến nay mẫu đá lộ ra ở trên mặt, tức là có 2.3-3.8 km đá bị bóc đi, vì vậy tốc độ ở đây chỉ là tốc độ bóc

mòn Chẳng hạn mẫu đó nằm trong lòng một khối núi cao 2.8 -3.8 #, nay khối

núi đó bị bóc mòn hết với tốc độ 0.B-0.8 mưnu/năm và mẫu đá được lộ ra trên mặt bóc mòn ở độ cao 0.0 = 0.1 #zm thì đây là trường hợp mà mẫu đá không được nâng

hoặc hạ đáng kể Chúng tôi cho rằng đây là lập luận hết sức logic Tuy nhiên, với

logic như vậy, G8 Lê Đức An đã chấp nhận rằng mặt đẳng nhiệt hoàn toàn song song với bể mặt địa hình tại thời điểm quan sát Điều này không đúng với quan sát về phân bố địa nhiệt của vỏ Trái Đất Với mức xấp xỉ bậc nhất, mặt đẳng nhiệt song song với bề mặt geoid của Trái Đất và nhiệt độ không khí sẽ ứng với

độ cao mực nước biển sau đó tãng dần theo độ sâu phụ thuộc theo gradient địa

nhiệt Những biến đổi thứ cấp của mặt đẳng nhiệt sẽ phụ thuộc vào chế độ kiến

tạo được phản ánh qua gradient địa nhiệt hoặc phụ thuộc vào chế độ mác ma của

khu vực Ví dụ, ở những vùng tách giãn, vỏ Trái Đất mỏng như trũng Sông Hồng

mặt đẳng nhiệt đâng lên rất cao (gradient địa nhiệt cao) Mặt đẳng nhiệt có thể

đâng cao dọc đới trượt cắt do ma sát như dọc đới ĐGSH hoặc những vùng có thân macma trẻ, hot spot Ở những nơi có sự tăng bể dày của vỏ như vùng núi eao, có thể quan sát thấy mặt đẳng nhiệt chìm xuống ngược lại với sự nhô cao của bề

mặt địa hình Sự thay đổi này trên một diện rộng hàng trăm *#zm chứ không phải

một vài kzn Tóm lại, bể mặt đẳng nhiệt không lượn song song theo bề mặt địa

hình mà còn có xu thế ngược lại Nếu mẫu đá nằm ở độ sâu ứng với 150 “Œ ,

chúng tôi hiểu là nó nằm ở mặt đẳng nhiệt 150 °Ơ Nay nó nằm ở mặt đẳng nhiệt

25 °C thì eó thể hiểu là nó được nâng lên ứng với chênh eao của 9 mặt đẳng nhiệt

đó Rõ ràng cách xấp xỉ gần đúng bậc nhất của chúng tôi là hợp lý hơn nhiều Trong những trường hợp cần hiệu chỉnh chính xác hơn, phải dựa vào các ảnh hưởng thứ cấp mà chúng tôi đã nêu trên là nguyên nhân kiến tạo và maema Nếu

muốn hiệu chỉnh ảnh hưởng gián tiếp của địa hình tới bể mặt đẳng nhiệt cho

những vùng rộng lớn thì phải hiệu chỉnh theo xu thế mà chúng tôi đã nêu trên là chìm xuống ở vùng núi cao và nâng lên ở cùng sụt chìm, tách giãn

Khi bàn tới vấn đề về sự ổn định nhiệt độ trong khoảng thời gian 23 tới 5

trn, chúng tôi cho rằng đây là giai đoạn bình ổn kiến tạo, là chứng có của tôn tại

bé mặt san bằng vào Mioxen Theo chúng tôi quá trình san bằng có thể bắt đầu

từ 28 và chính xác hơn từ 17 #w và kết thúc vào khoảng 5 £rn trước đây G8.Lê Đức An cho rằng hiện tượng nhiệt độ không đổi có thể cắt nghĩa là khoảng cách

từ mẫu phân tích tới bể mat địa hình giai đoạn đó không đổi, Khi đó khu vực nghiên cứu không bị tác động đáng kể của quá trình bóc mòn hoặc tích tụ Đi vào

chỉ tiết, ông giải thích như sau: một mặt san bằng hình thành từ một vùng núi

thì có một khối lượng lớn đất đá được mang đi biến một địa hình núi thành địa

27

"X- “ nh

hình đổi núi sót hoặc đồng bằng bóc mòn (mặt san bằng), và các thể đá biến chất hoặc macma lúc đầu nằm ở đưới sâu sẽ ngày càng gần mặt đất hơn, do đó điều

kiện nhiệt độ, áp suất ngày càng giảm đi cùng với quá trình san bằng địa hình,

để cuối cùng đá đó được bóc lộ trên mặt đất Chúng tôi nhất trí với ông về quá trình phát triển chung của bề mặt san bằng nhưng không nhất trí với ông ở xuất phát điểm quan trọng là ông luôn luôn coi rằng mặt đẳng nhiệt song song với bể

mặt địa hình cho dù nó có uốn lượn như thế nào Một vị trí nào đó nếu có thể bị

bóc lộ trong một quá trình san bằng thì áp suất có thể giảm nhưng nhiệt độ thì

không giảm dần theo thời gian vì vị trí đó đã ứng với mặt đẳng nhiệt trên cùng là

nhiệt độ không khí Trong trường bợp mẫu nằm trong mặt đẳng nhiệt 150 °C và

tổn tại suốt trong khoảng thời gian từ 23 tối 5 trn cho thấy trong thời gian đó

mặt đẳng nhiệt không thay đổi, quá trình nâng không đáng kể trong khi quá

trình bào mòn luôn bào chỗ cao, lấp chỗ thấp và công việc này luôn thực hiện

trong đới đẳng nhiệt ứng với nhiệt độ không khí Mẫu đó chỉ bị bào lộ trong bề

mặt địa hình hiện nay nhờ quá trình nâng và bóc mòn xảy ra sau ð frn

Một vấn để cũng rất thú vị là liệu có tổn tại bể mặt san bằng Eoeen hay không? Trong những công trình gần đây [14,15], GS Lê Đức An có xét tới bề mặt

Đông dương ứng với độ cao 2600 mét Do khuôn khổ của bài viết này chủ yếu tập

trung vào đới Sông Hồng nên chúng tôi không muốn thảo luận ở đây, tuy nhiên

trong những công bố trước đây [30], chúng tôi đã đưa ra bằng chứng cho thấy khó

có thể tổn tại bể mặt san bằng Oligoeen

Hoạt động kiến tạo trẻ của đới ĐGSH

Đới đứt gãy Sông Hồng, kéo dài gần 1000 #zm từ Tibet tới Biển Đông Trên

ảnh vệ tinh, ĐGSH thể hiện cấu trúc dạng tuyến rõ nét Nghiên cứu hoạt động

kiến tạo trẻ của đới đứt gấy này có ý nghĩa đặc biệt quan trọng cả về mặt khoa

học và thực tiễn Cơ chế biến dạng thạch quyển hiện đang là để tài tranh luận

quốc tế sôi động giữa nhiều nhóm hghiên cứu Nhóm các nhà nghiên cứu

Housseman, England cho rằng do đụng độ của mảng Ấn Độ với mảng Châu Á,

biến dạng tập trung chủ yếu tai noi đụng độ, thể hiện bởi sự xiết ép và tăng chiều

dày thạch quyển Mô hình biến đạng này cho rằng sự thúc trượt ngang là không

đáng kể và nếu có cũng bị hấp thụ bởi các đứt gãy phương á kinh tuyến như đứt

gãy Kangting ở Vân Nam Trung Quốc Theo mô hình này, mảng Châu Á không bị

thúc trượt (Extrusion) do đụng độ của hai mảng Ấn Độ và Châu Á Mô hình biến

dạng thứ hai coi mảng Ấn Độ như một mảng cứng, mảng Châu Á bị biến dạng

theo cơ chế đòn dẻo một phần bị biến dạng tăng chiều dày thạch quyển Xiết ép

xảy ra dọc đới đụng độ, một phần biến dạng xảy ra đọc các đới đứt gãy trượt

28

bằng Chuyển dịch trượt bằng trái đọc đứt gãy Antyl tag và trượt bằng phải dọc

DGSH lam mang Nam Trung Hoa bị thúc trượt về phía Đông Như vậy ĐGSH là _ đới chìa khoá để kiểm chứng các mô hình biến dạng thạch quyển Bên cạnh câu

hồi về hướng chuyển dịch của mảng thạch quyển, người ta đồng thời quan tâm tới

quy mô chuyển dịch và tốc độ chuyển dịch của các mảng Hiện nay đang có một mâu thuẫn lớn giữa các số liệu về tốc độ dịch trượt tính từ moment động đất với tốc độ dịch trượt tính theo tài liệu địa chất Giá trị tốc độ dịch chuyển của đứt gay Altyl-tag tính từ moment động đất nhỏ hơn tốc độ xác định từ tư liệu địa mạo

địa chất hàng chục lần Số liệu đo trắc địa bằng phương pháp giao thoa tần số

thấp tại Thượng Hải cho thấy mảng Nam Trung Hoa dịch chuyển về phía Đông

và tốc độ trên 10mm/ năm Nếu tính tới khả năng xoay ngược kim đông hồ của mảng Nam Trung Hoa thì có thể dự báo tốc độ dịch ngang dọc đới ĐGSH cũng

lớn hơn 10mm/ năm Dự báo này có vẻ mâu thuẫn với việc vắng mặt các trận động đất lớn dọc đới Sông Hồng chúng ta sẽ quay trở lại vấn đề này khi xem xét

cụ thể các số liệu khác nhau bàn về chuyển dịch đói ĐGSH

Bên cạnh việc nghiên cứu hướng và tốc độ chuyển dịch trung bình của đới

ĐGSH, chúng ta cần làm sáng tỏ quá trình chuyển dịch này bắt đầu từ khi nào

và tốc độ chuyển dịch hiện nay Nghiên cứu chuyển dịch của ĐGSH còn có ý

nghĩa quan trọng cho việc xem xét khả năng tổn tại các bể mặt san bằng trên

lãnh thổ miền Bắc Việt Nam cùng với tốc độ xói mòn trong khu vực

Ngoài ý nghĩa khoa học, nghiên cứu kiến tạo trẻ dọc đới Sông Hồng có ý

nghĩa thực tiễn trong việc phòng chống và giảm nhẹ thiên tai Đới ĐGSH, Sông Chảy chạy sát hồ thuỷ điện Thác Bà và các thị xã Lào Cai, Yên Bái, Việt Trì, trên

đồng bằng Sông Hồng, đới ĐGSH cắt qua hệ thống đê Việc đánh giá nguy hiểm động đất, nứt đất cần thiết phải dựa trên tính chất đứt gãy, kích thước các

đường chấn đoạn và mức độ hoạt động trong giai đoạn hiện tại của đới ĐGSH

Trên cơ sở phân tích địa mạo và viễn thám, chúng tôi trình bày các kết quả nghiên cứu về động hình học của đới ĐGSH và lân cận xảy ra trong giai đoạn Pliocen - Đệ Tứ, chủ yếu trong khoảng thời gian 150.000 năm trở lại đây Các đứt

gãy chính được xem xét gồm DGSH với hai nhánh đứt gãy bờ trái và bờ phải Sông Hồng, đứt gãy Sông Chảy và đứt gãy Sông Lô Ngoài ra, chúng tôi có xem xét

tổng hợp từ các tài liệu biến chất, biến đạng, ứng suất, trầm tích, địa vật lý để xác định thời điểm bắt đầu của giai đoạn kiến tạo mới này Những điểm mới được trình bày ở đây là:

Vạch chính xác vị trí của các đứt gãy trẻ, thể hiện như những đường chấn đoạn không liên tục của ĐGSH, Sông Chay và Sông Lô Kích thước và vị trí các đường chấn đoạn là cơ sở quan trọng để đánh giá địa chấn kiến tạo sau này

29

Xác định hướng chuyển dịch và biên độ chuyển dịch của các đứt gãy dựa trên dấu hiệu của địa mạo và viễn thám

Đưa ra những ước lượng ban đầu về tốc độ chuyển dịch trung bình của các

đút gãy trong khoảng thời gian khác nhau dựa trên các qui luật phát triển của

địa mạo Đưa ra chứng cớ về thay đổi cơ chế biến dang cha đứt gãy Sông Lô

Xác định của pha bắt đầu chuyển dịch phải muộn hơn 5 #n

Chúng tôi thấy cần phải phân biệt khái niệm đứt gãy trẻ và đứt gãy đang hoạt động Ở đây, khái niệm đứt gãy trẻ được hiểu đứt gay có dấu hiệu hoạt động

từ Pliocen tới ngày nay Khái niệm đứt gãy đang hoạt động được hiểu theo theo

định nghĩa của uỷ ban đập lớn quốc tế: là các đứt gãy có dấu hiệu hoạt động từ

Holoeen tới ngày nay Các đứt gãy trẻ trên đều có dấu hiệu hoạt động trong Holocen nên đều được coi là đứt gãy đang hoạt động

Thời điểm bắt đầu chuyển dịch trượt bằng phải

Đối ĐGS§H kéo dài theo phương Tây Bắc - Đông Nam, là ranh giới giữa

Mảng Nam Trung Hoa và mảng Đông Dương - Sundaland Trên lãnh thổ Việt Nam, đới ĐGSH được đặc trưng bởi đổi biến chất DNCV, kéo đài của các đới biển chất DiancangShan và AilaoShan trên lãnh thổ Vân Nam Trung Quốc Đó là một đới biến chất hẹp, bề rộng chừng 10 #z Các hoạt động dịch trượt trái đọc đới

Sông Hồng xảy ra từ Paleogen- Neogen làm mảng Tây Nam hướng dịch chuyển

tương đối về phía Đông Nam với biên dd hang tram km (Tapponnier va nnk

+990; Leloup va nnk, 1993, 1995, Phan Trọng trịnh và nnk, 1991, 1995) Đới

biến chất DNCV 1a một đới trượt cắt (shear zone), trong điều kiện biến đạng sâu, nhiệt độ cao Quá trình dịch trượt làm tăng nhiệt độ, dẫn tới làm tái nóng chảy

cục bộ những đá có thành phần axít và phát triển quá trình miematit và 8ranit

đồng sinh Đới biến chất sâu DNOY giới hạn về phía Đông Bắc bởi đứt gãy Sông Chảy, về phía Tây Nam bởi ĐGSH Thực chất đó là hai đứt gãy chính có biểu hiện hoạt động trong giai đoạn hiện nay và chúng là đối tượng nghiên cứu ở đây Mặc dù các nghiên cứu trước đây C*han Trường Thị, 1965) cho rằng đới biến chất DNCV có tuổi Protesozoi nhưng kết quả nghiên cứu có hệ thống gần đây cho thấy

là dấu vết chủ yếu của đối shaar zone có tuổi Kainozoi Phân tích các đá granit

đồng sinh, bị phiến hoá trong đá gneis bị biến dạng bằng các phương pháp U/Pb

và Ár 39/ Ar 40 trên nhiều khoáng vật khác nhau như zircon, monazite, titanite,

amphibole, cho tuéi tt 35 toi 23 tn (Tapponnier nnk, 1990 Seharer và nnk 1990,

1994 leloup 1995; Phan Trọng Trịnh và nnk, 1995, 1997; Harrison và nnk (1996) 30

[Cac dit gay dang hoat dong

tiết gay khu eye

Sy Bet gay thuận

Hình 12 Phân bế đới đứt gãy đang hoạt động Sông Hồng

Chúng ta cần trả lời một câu hỏi quan trọng khác là: Chuyển động trượt

bằng phải của hệ thống ĐGSH bắt đầu từ bao giờ? Nghiên cứu trạng thái ứng

suất kiến tạo cho thấy trường nén ép Ð-7' xảy ra trong Mioxen còn trường nén ép

B-N, tách giãn D-T xay ra trong Pliocen (Phan Trọng Trịnh, 1993) Tại Vân Nam

Trung Quốc, tất cả các thành tạo trước PHocen đều bị uốn nếp do nén ép Đông

Tây trong khi các thành tạo Plioeen bị phân cắt bởi đứt gãy tách giãn, phương B-

N Gác khe nứt này được hình thành trong trường ứng lực nén ép á kinh tuyến và

tách giãn á vĩ tuyến Mặt khác, trong đá gneis, plagiogranit trong đới biến chất

Sông Hồng có tuổi từ 33 tới 23 #rn, phân tích điều kiện nhiệt động P-7' cho thấy

chúng được hình thành ở điều kiện nhiệt độ 600 - 750° và áp suất là 3-4 kb

Trong khoảng 23 tới 15 /rn, đồng thời với chuyển dịch trái, đới Sông Hồng được

nâng lên, đường biến đổi P-7 cho thấy nhiệt độ giảm dân tới 300° ở vùng

Dankangsan, 150 -200 6 DNCV va kéo dai cho tdi 5 trn (Leloup, 1993, 1995,

31

Phan Trọng Trịnh và nnk, 1998) thì tiếp tục bị nâng lên mạnh Giai đoạn bình

ổn kiến tạo có lẽ kéo đài sau 15 tr tới 5 tr năm hoặc sớm hơn một chút Đó là

chứng có tổn tại cho bề mặt san bằng Mioxen muộn (Phan Trọng Trịnh và nnk.,

1999) Các nghiên cứu bổn tring Sông Hồng với mục đích tìm kiếm dầu khí đều

công nhận bất chỉnh hợp giữa Mioxen và Phoeen và cho rằng quá trình nén ép

xảy ra cuối Mioxen Chúng tôi đã xem xét một loạt mặt cắt địa chấn của Petrovietnam , công ty dầu khí Úc Anzoi và công ty đầu khí Pháp Total, nhận thấy ngoài bất chỉnh hợp góc giữa tầng Mioxen và Pliocen, tại một số đới hẹp, có thể quan sát thấy uốn nếp liên quan quá trình nén ép, phát triển cả trên trầm tích PHocen Điều đó chứng tỏ pha nén ép xảy ra vào cuối Mioxen và tiếp tục vào đầu PHiocen Pha nén ép này không chỉ quan sát thấy trên bổn trũng Sông Hồng, vùng đảo Bạch Long Vĩ mà cả ở Phú Thọ mà chúng tôi để cập dưới đây Vì Vậy có

thể cho rằng quá trình chuyển dịch trượt bằng phải - tách giãn của ĐGSH bắt đầu muộn hơn 5 ứrn i

Động hình học của đới ĐGSH và lân cận

Để xác định đứt gãy đang hoạt động chúng tôi đã xử dụng phương pháp viễn thám và quan sát địa mạo trên thực địa ảnh vệ tinh Landsat, Spot, anh may bay

và bản đổ địa hình tỷ lệ 1:50.000 đã được xử dụng để vạch vị trí và hình học của

đút gấy (hình 12,13) Trong vùng Vân Nam, ĐGSH thể hiện một đường thẳng từ Mindu tới sát biên giới Trung Quốc với Việt Nam, chúng được thể hiện bởi hai

nhánh, một nhánh chạy dọc theo thung lũng Sông Hồng, chuyển dịch trượt bằng phải, nhánh thứ hai thể hiện là một đứt gãy thuận (Allen và nnk, 1984) Điều này được giải thích là hai đứt gãy sẽ nhập làm một đứt gãy duy nhất ở dưới sâu, với phương chuyển dịch nghiêng Tốc độ chuyển dịch của đới ĐGSH đã được đánh giá từ 3 - 8mm/ nam (Allen va nnk, 1984) Đoạn ĐGSH từ Mindu tới sát biên giới

Việt nam mặc dù được phản ánh rất rõ nét về dia mao nhưng hầu như không

thấy xuất hiện động đất trong khoảng thời gian vài trăm năm trở lại đây Điều

này có thể xảy ra hai khả năng, khả năng thứ nhất là ĐGSH chuyển dịch dưới

dang Crip, khi đó biến dạng chỉ tập trung dọc đứt gãy, ma sát đứt gãy nhỏ, năng

lượng không tích luỹ nên sẽ không có động đất xảy ra Khả năng thứ hai là đứt

gãy bị khoá trong giai đoạn hiện tại, ứng suất được tích luỹ dọc đứt gãy nhưng

chuyển dịch ở vùng sát đứt gay không đáng kể Trong trường hợp này có khả

năng phát sinh những trận động đất lớn đọc theo đứt gãy

32

tuyến đường Hà Nội - Yên Bái, nơi đứt gãy Sông Chảy cắt qua có thể quan sát thấy các đứt gãy nhỏ trong đá phiến gneis Các đứt gãy cất và làm xê dịch tầng

phong hoá của đá gneis Đứt gãy phân bố dạng chùm hoa được hình thành trong

điều kiện xiết ép

LẺ viưi dứt py _ sô Hình 14 Đứt gãy Sông Chay cat qua đập số 9 của hồ thuỷ điện Thác Bà Quan

sát từ ảnh vệ tinh SPOT Điều này có vẻ mâu thuẫn với trạng thái ứng suất trượt bằng, tách giãn trong vùng Tuy nhiên đối sánh với các mặt cắt địa chấn trên bồn trũng Sông Hồng, ta nhận thấy quá trình xiết ép xảy ra mạnh mẽ vào cuối Mioxen đã xây ra phổ biến dọc bổn trũng Sông Hồng, và còn tiếp tục vào đầu Phiocen Chứng cơ cho

hoạt động xiết ép tiếp tục vào đầu Pliocen là bề mặt ranh giới Mioxen - Pliocen

tại nhiều nơi bị uốn nếp biến dạng Đứt gãy Vĩnh ninh là ví dụ điển hình của đứt gãy đổi pha hoạt động từ tách giãn đầu Mioxen sang nén ép cuối Mioxen Như

vậy cấu tạo xiết ép mà ta quan sát trên xảy ra đồng thời với đứt gãy Vĩnh Linh

và nhiều cấu tạo uốn nếp khác trên bồn trũng Sông Hồng vào cuối Mioxen và kết thúc vào đầu Pliocen

Đứt gãy đang 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

Từ ảnh vũ trụ Landsat, nó được thể hiện là đới đứt gãy duy nhất chạy dọc thung

lũng Sông Hồng Tuy nhiên, phân tích chỉ tiết cho thấy đứt gãy hiện đại Sông

Hồng thể hiện bằng hai đứt gay 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

34

Sông Hồng thể hiện rõ nét hơn đứt gãy bờ phải hoặc ngược lai (hinh 15, 16)

290 nr

Hình 15 Đứt gãy đang hoạt động vùng thị xã Lào cai

Quan sát từ ảnh máy bay

í_ VỊ trí đứt gay ely)

Hình 16 Đứt gãy đang hoạt động vùng ngòi Thia, quan sat tir anh vé tinh SPOT

Tại Lào Cai, đứt gãy

bờ trái thể hiện rõ trên

ảnh máy bay và thể hiện

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

theo đứt gãy ở bờ trái

Sông Hồng trong khi đứt

gãy ở bờ phải phân thành

nhiều đoạn ngắn Bờ trái

@ Viridúứtgay

Hình 17 Đứt gãy đang hoạt động vùng thị xã Lào cai

Quan sát từ ảnh máy bay

Sông Hồng quan sát thấy dấu hiệu của chuyển dịch thẳng đứng

Chuyển xuống vùng Ngòi Hút và Ngồi Thia, bên bồ 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 md nhat (Ainh 18)

Tại vùng Yên Bái, hai nhánh đứt

gãy chính đã phân thành nhiều đứt

gãy nhỏ hơn Các đứt gấy chạy theo

rìa phải Sông Hồng thể hiện khá rõ

nét Biên độ chuyển dịch khó xác

dinky

Các nhánh của DGSH tiép tuc

quan sát thấy ở Phú Thọ Các nhánh

đứt gãy tiếp tục phân thành các

nhánh đứt gãy nhỏ hơn, tiếp tục kéo

dài tới Delta Sông Hồng Đáng chú ý

là nhánh đứt gãy uốn cong, chuyển

dần sang phương Bắc nam, kéo dài tới

bm Nhưng dọc theo sườn Tây Nam dãy Tam Đảo, đứt gãy thể hiện chủ yếu là một đứt gãy thuận Các mặt pha sét tam giác thể hiện rất rõ nét cả trên ảnh vệ

tỉnh và quan sát thực địa Dựa vào hiện diện của các mặt pha sét tam giác, chúng

ta oó thể xác định hướng cắm của đứt gãy Sông Lô nghiêng về hướng Tây Nam (Phan Trọng Trịnh và nnk, 1994)

Tốc độ chuyển dịch phải của đứt gấy 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./nšm (Allen va nnk., 1984), hoặc vài mmưn /năm (Lacasin va nnk, 1994)

8 Vị trí đứt gây 0 1 2Km

Hình 19 Đứt gãy Sông Lô rìa Tây Nam Tam Đảo thể hiện rõ mặt pha sét tam giác

37