Đặc điểm hoạt động kiến tạo trẻ vùng thềm lục địa Đông Nam Việt Nam và mối quan hệ với các tai biến địa chất trên cơ sở tài liệu địa chấn

Nguyễn Văn Lương, Dương Quốc Hưng, Bùi Thị Xuân, Bùi Nhị Thanh, Đặng Đình Thiết 1999, “Đặc điểm biến dạng vỏ trái đất trong các hệ đứt gẫy sâu hoạt động ven biển Việt Nam.”, Các công trì

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

-

BÙI NHỊ THANH

VÙNG THỀM LỤC ĐỊA ĐÔNG NAM VIỆT NAM

VÀ MỐI QUAN HỆ VỚI CÁC TAI BIẾN ĐỊA CHẤT

TRÊN CƠ SỞ TÀI LIỆU ĐỊA CHẤN

Chuyên ngành: Địa vật lý

Mã số: 62.44.61.01

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT

HÀ NỘI - 2012

Công trình được hoàn thành tại: Bộ môn Địa vật lý

Khoa Dầu khí, Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Người hướng dẫn khoa học:

1 GS TSKH Mai Thanh Tân, Trường Đại học Mỏ - Địa chất

2 TS NCVCC Nguyễn Văn Lương, Viện Địa chất & Địa vật lý biển

Phản biện 1: GS.TS Bùi Công Quế, Viện Vật lý địa cầu –

Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Phản biện 2: TS Đỗ Tử Chung, Trung tâm Địa chất – Khoáng sản biển

Phản biện 3: TS Nguyễn Hồng Minh, Viện Dầu khí Việt Nam

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp Trường họp tại

Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Đông Ngạc, Từ Liêm, Hà Nội

Vào lúc giờ ngày tháng năm 2012

Có thể tìm hiểu luận án tại Thư viện Quốc gia, Hà Nội hoặc Thư viện

Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội

Long, Nam Côn Sơn và trũng sâu Trung tâm Biển Đông, với một bên là các kiến trúc liền kề, có tốc độ sụt lún phân dị yếu, thuộc đới Đà Lạt và

gờ nâng Cô n Sơn, các đới đứt gãy này là nơi tập trung ứng suất giãn cực đại phương á vĩ tuyến và TB-ĐN Sự giãn căng vỏ Trái Đất theo các hướng này, kết hợp với sự nâng trồi manti nhiệt dưới vỏ Trái Đất, tạo động lực thuận lợi cho hoạt động phun trào núi lửa, đặc biệt tại nơi giao cắt của các hệ đứt gãy sâu

DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ

LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN

1 Nguyễn Văn Lương, Dương Quốc Hưng, Bùi Thị Xuân, Bùi Nhị Thanh, Đặng Đình Thiết (1999), “Đặc điểm biến dạng

vỏ trái đất trong các hệ đứt gẫy sâu hoạt động ven biển Việt

Nam.”, Các công trình nghiên cứu Địa chất và Địa vật lý

biển, T V Nxb KH & KT, Hà Nội

2 Nguyễn Văn Lương, Dương Quốc Hưng, Bùi Nhị Thanh (2000), “Đặc điểm phân bố và mức độ nguy hiểm của động đất

núi lửa trong dải ven biển Việt Nam.”, Các công trình nghiên

cứu Địa chất và Địa vật lý biển, T VI Nxb KH & KT, Hà Nội

3 Nguyễn Văn Lương, Dương Quốc Hưng, Nguyễn Thị Kim Thanh, Bùi Nhị Thanh, Tống Duy Cương (2003) “Kết quả thành lập danh mục cơ cấu chấn tiêu động đất khu vực Biển

Đông.”, Các công trình nghiên cứu Địa chất và Địa vật lý biển,

T VII Nxb KH & KT, Hà Nội

4 Nguyễn Văn Lương, Nguyễn Thị Kim Thanh, Bùi Nhị Thanh, Nguyễn Văn Dương (2005) “Các đặc trưng địa chấn

kiến tạo vùng rìa đông khu vực Bắc Biển Đông.”, Các công

trình nghiên cứu Địa chất và Địa vật lý biển, T VIII Nxb

KH & KT, Hà Nội Số đặc biệt kỷ niệm 30 năm thành lập Viện KH&CN Việt Nam

nghiên cứu có dạng: Log N*(M) = 3.48 - 0.95 M, hệ số b= 0.95 được

gán chung cho tất cả các đứt gãy sinh chấn trong khu vực nghiên cứu

KẾT LUẬN

1) Bình đồ đứt gãy kiến tạo trẻ khu vực thềm lục địa Đông Nam

Việt Nam đã được xây dựng và hoàn thiện, được làm chính xác hóa theo

số liệu địa chấn và động đất Bình đồ này bao gồm 7 đứt gãy trên đất

liền, phát triển theo ba hướng ĐB-TN, TB-ĐN và á kinh tuyến; 10 đứt

gãy trên thềm lục địa, phát triển theo hai hướng á kinh tuyến và ĐB-TN

Các đặc trưng cấu trúc, hình thái - động học và hoạt tính kiến tạo của

các đứt gãy bước đầu được xác định

2) Trường ứng suất kiến tạo Pliocen-Đệ Tứ thềm lục địa Đông

Nam Việt Nam thay đổi phức tạp theo diện và theo độ sâu:

- Trên các độ sâu < 5 km, trường ứng suất thuộc kiểu thuận với

ứng suất nén cực đại dốc đứng; ứng suất giãn thay đổi từ á vĩ tuyến ở

phía Tây sang TB-ĐN ở phía Đông; ứng suất trung gian từ á kinh tuyến

ở phía Tây sang ĐB-TN ở phía Đông Trường ứng suất này phản ánh tác

động của trường ứng suất khu vực, cũng như các đặc điểm địa động lực

dưới sâu

- Trên các độ sâu lớn, trường ứng suất thay đổi từ trượt

bằng-thuận ở phía Tây, sang bằng-thuận hoặc bằng-thuận-trượt bằng ở phía Đông Kiểu

ứng suất đầu có trục nén và giãn gần nằm ngang phương BTB-NĐN và

ĐĐB-TTN, còn kiểu thứ hai có ứng suất nén dốc đứng, ứng suất giãn và

trung gian tương ứng với các ĐB-TN và TB-ĐN

3) Dựa vào các quy luật biểu hiện động đất và đặc điểm cấu trúc

kiến tạo khu vực, 12 đứt gãy sinh chấn đã được xác định Trong đó các

đứt gãy KT.1090, Mãng Cầu-Phú Quý, Thuận Hải-Minh Hải, Đông Côn

Sơn có thể tiềm ẩn động đất 5.5 ≤ Mmax ≤6.1; các đứt gãy Mũi Né-Tây

Mãng Cầu, Mũi Kê Gà, Hồng-Tây Mãng Cầu và Long Hải-Tuy Phong

có thể tiềm ẩn động đất 5.0 ≤ Mmax < 5.5

4) Hoạt động núi lửa chủ yếu xảy ra trong các đới đứt gãy Thuận

Hải-Minh Hải, Mãng Cầu-Phú Quý và KT.109o Đóng vai trò ranh giới

phân cách giữa một bên là các trung tâm sụt lún mạnh thuộc bể Cửu

5 Nguyễn Văn Lương, Bùi Nhị Thanh, Bùi Thị Xuân “Kết quả thành lập

bản đồ phân vùng động đất khu vực Biển Đông Việt Nam.”, Tạp Chí

KH & CN biển, Phụ trương 2,2006

6 Dương Quốc Hưng, Nguyễn Văn Lương, Bùi Nhị Thanh, Nguyễn Thị Kim Thanh, Bùi Thị Xuân (2006) “ Một số đặc điểm của các trầm tích Holocen khu vực vịnh Bắc Bộ trên cơ sở phân tích tài

liệu địa chấn nông phân giải cao”, Tạp Chí KH & CN biển, Phụ

trương 2,2006

7 Bùi Nhị Thanh, Nguyễn Văn Lương, Bùi Thị Xuân, Nguyễn Thị Kim Thanh (2007),“Đặc điểm một số loại hình tai biến khu vực quần đảo

Trường Sa và lân cận.”, Các công trình nghiên cứu Địa chất và Địa vật

lý biển, T IX Nxb KH & KT, Hà nội

8 Bùi Nhị Thanh (2008),“Một số kết quả nghiên cứu tai biến động đất và

sóng thần khu vực quần đảo Trường Sa.”, Tuyển tập báo cáo khoa học

“Hội nghị khoa học địa chất biển toàn quốc lần thứ nhất”,Nhà xuất bản

Khoa học tự nhiên và Công nghệ

9 Bùi Nhị Thanh (2009),“Các quy luật biểu hiện động đất khu vực ven

biển và thềm lục địa Đông Nam Việt Nam.”, Các công trình nghiên cứu

Địa chất và Địa vật lý biển, T X Nxb KH & KT, Hà nội

10 Bùi Nhị Thanh (2010),“Nghiên cứu các quy luật hoạt động động đất, núi lửa trên thềm lục địa Đông Nam Việt Nam và mối quan hệ giữa chúng

với các đặc điểm cấu trúc kiến tạo khu vực.”, Tuyển tập Báo cáo Hội

nghị khoa học lần thứ 19, Trường Đại học Mỏ- Địa chất, Hà Nội

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của Đề Tài

Thềm lục địa Đông Nam Việt Nam là khu vực có vị trí chiến

lược, nơi đang diễn ra các hoạt động kinh tế như thăm dò và khai thác

dầu khí, đánh bắt nuôi trồng thủy sản, dịch vụ du lịch và xây dựng các

công trình biển (các giàn khoan dầu khí, các đường ống dẫn, đường

cáp quang trên biển, các công trình quốc phòng, các công trình cầu

cảng…) Trong những thập niên gần đây, cùng với sự phát triển của

các hoạt động kinh tế biển, các tai biến địa chất như động đất, núi lửa,

xói lở bờ biển, nứt đất, trượt lở đất… cũng không ngừng gia tăng

Hoạt động kiến tạo trẻ liên quan chặt chẽ đến nguồn gốc và điều

kiện hình thành tai biến địa chất Mối quan hệ này đã được xác định và

kiểm chứng qua nhiều công trình nghiên cứu phân vùng dự báo tai

biến địa chất, đặc biệt là trong các nghiên cứu dự báo độ nguy hiểm

động đất trên lãnh thổ Việt Nam Tuy nhiên, ở khu vực thềm lục địa

Đông Nam Việt Nam, các nghiên cứu này còn hạn chế và còn nhiều

vấn đề đặt ra cần giải quyết

Để phát triển bền vững nền kinh tế biển, các nghiên cứu hoạt

động kiến tạo trẻ và mối quan hệ với tai biến địa chất ở khu vực này là

hết sức cần thiết Xuất phát từ những vấn đề đã nêu, tác giả lựa chọn đề

tài “Đặc điểm hoạt động kiến tạo trẻ vùng thềm lục địa Đông Nam

Việt Nam và mối quan hệ với các tai biến địa chất trên cơ sở tài liệu

địa chấn”

2 Mục tiêu của luận án

Làm sáng tỏ các đặc điểm hoạt động kiến tạo trẻ và mối quan hệ

với các hoạt động động đất, núi lửa khu vực thềm lục địa Đông Nam

Việt Nam

3 Nhiệm vụ của luận án

- Nghiên cứu xác định hệ thống đứt gẫy kiến tạo trong giai đoạn

Pliocen - Đệ Tứ Xác định các đặc điểm hình thái - động lực và hoạt

- Đặc điểm phân bố động đất theo độ sâu, động đất chủ yếu tập trung trong dải độ sâu, 4-5 km đến 18-20 km, với sự tập trung cao hơn

ở 10-15 km Các trận động đất mạnh có độ sâu khoảng 12-13 km trong đới đứt gãy Mũi Né-Tây Mãng Cầu và 17- 18 km ở các đứt gãy Mãng Cầu-Phú Quý và KT.1090

- Đặc điểm phân bố động đất theo diện: động đất mạnh tập trung chủ yếu trong các đới đứt gãy sâu hoạt động: Mũi Né-Tây Mãng Cầu

(15 trận); Mãng Cầu-Phú Quý (14 trận); KT.1090 và Đông Côn Sơn (9 trận); Thuận Hải-Minh Hải (5 trận) và trong các đới đứt gãy khác (2-4 trận) Đó là các đứt gãy sâu đã tồn tại lâu dài, ranh giới giữa các khối, miền, đới hoặc phụ đới cấu trúc địa động lực, có biểu hiện tái hoạt động trong Pliocen-Đệ Tứ và hiện đại

- Động đất thềm lục địa Đông Nam Việt Nam thường xảy ra dưới dạng chuỗi Trong khu vực nghiên cứu đã xảy ra 4 chuỗi động đất vào các năm 1877-1882, 1923, 1963-1964 và 2005-2007 Chu kỳ lặp lại của các chuỗi khoảng 40-41 năm/1 lần, thời gian kéo dài của mỗi chuỗi 5-7 năm

• Các đứt gãy sinh chấn và các tham số nguy hiểm động đất

- Theo nguyên tắc địa chấn-kiến tạo có thể xác định được 12 đứt gãy sinh chấn ở khu vực thềm lục địa Đông Nam Đó là các đứt gãy KT.1090, Mãng Cầu-Phú Quý, Thuận Hải-Minh Hải, Sông Sài Gòn, Bình Long-Bình Châu, Đông Côn Sơn, Mũi Né-Tây Mãng Cầu, Mũi

Kê Gà, Hồng-Tây Mãng Cầu, Long Hải-Tuy Phong, Lộc Ninh-Sài Gòn và Đak Mil-Bình Châu

- Động đất cực đại Mmax dự báo trong các đới đứt gãy sinh

chấn được đánh giá theo tổ hợp 3 phương pháp: sử dụng hàm cực trị Gumbel III, theo quy mô đứt gãy và ngoại suy địa chất Kết quả đánh giá cho thấy động đất cực đại 5.5 ≤ Mmax ≤6.1 có thể tiềm ẩn trong các đứt gãy cấp 1, 2, trong khi động đất cực đại 5.0 ≤ Mmax ≤5.5 có thể tiềm

ẩn trong các đới đứt gãy cấp 3

- Từ tương quan tần suất-magnitude xác lập đối với khu vực

bởi các yếu tố động lực: Hoạt động sụt lún kiến tạo kết hợp với sụt lún

do nguội nhiệt vỏ Trái Đất thời kỳ hậu rift xảy ra tại bể Cửu Long,

Nam Côn Sơn và khối vỏ đại dương Tây Nam Biển Đông, với vai trò

điều tiết là các đứt gãy sâu Thuận Hải-Minh Hải, Mãng Cầu-Phú Quý

và KT 109o; Sự dâng trồi của manti nhiệt dưới vỏ Trái Đất khu vực

Đông Nam thềm lục địa Việt Nam; Sự hội tụ giữa mảng Thái Bình

Dương và mảng Ấn Độ Dương với mảng Âu Á

4.2 Quan hệ giữa động đất, núi lửa và bình đồ kiến tạo trẻ

4.2.1 Mối quan hệ giữa núi lửa với bình đồ đứt gãy kiến tạo trẻ

Hoạt động núi lửa hiện đại liên quan đến các trận động đất

mạnh ở ven biển Bình Thuận vào cuối thế kỷ 19 và các trận động đất

M 5.1-6.1 (1923) ở vùng đảo Hòn Nước (1923) và nhiều động đất khác

xảy ra trong các năm (1928-2005) ở lân cận hòn đảo này Dấu ấn về

núi lửa hiện đại có thể phát hiện được ở Mũi Né, Mũi Kê Gà và Hòn

Lan (ven biển Bình Thuận) và lân cận đảo Phú Quý dọc đứt gãy Mãng

Cầu-Phú Quý

Núi lửa Pliocen-Đệ Tứ (chỉ núi lửa hình thành trong giai đoạn

Pleistocen giữa-muộn-Holocen) chủ yếu xảy ra trên các đứt gãy Mãng

Cầu-Phú Quý, KT.109o, Thuận Hải-Minh Hải và Bình Long-Bình

Châu, trong khi núi lửa hiện đại chỉ phát hiện được ở đứt gãy Mãng

Cầu-Phú Quý và Thuận Hải- Minh Hải, chủ yếu tại nơi giao cắt với các

đứt gãy sâu khác cắt ngang qua

Các chuyển động sụt lún cường độ mạnh trong Pleistocen

giữa-muộn-Holocen tại các trung tâm tác giãn ở các bể Cửu Long và Nam

Côn Sơn làm tăng đáng kể bề dày và tải trọng trầm tích tại trung tâm

các bể này, gia tăng ứng suất tách giãn tại các đới rìa, nơi chuyển động

nâng hạ phân dị mạnh nhất, tạo điều kiện thuận lợi cho các hoạt động

núi lửa, đặc biệt tại nơi giao cắt của các đứt gãy sâu

4.2.2 Mối quan hệ giữa động đất với bình đồ kiến tạo trẻ

 Các quy luật biểu hiện động đất: Trên cơ sở phân tích danh mục

179 trận động đất, giai đoạn 1877-2008, một số quy luật biểu hiện động

đất khu vực thềm lục địa Đông Nam Việt nam đã được xác định

tính kiến tạo của các đứt gãy

- Nghiên cứu trường ứng suất kiến tạo hiện đại, xác định các điều kiện phát sinh động đất và núi lửa khu vưc thềm lục địa Đông Nam Việt Nam

- Nghiên cứu mối liên quan giữa các quy luật biểu hiện động đất, núi lửa với đặc điểm cấu trúc kiến tạo và địa động lực khu vực, xác định các đứt gãy sinh chấn và các tham số nguy hiểm động đất liên quan với chúng

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án

Ý nghĩa khoa học: Góp phần làm sáng tỏ các đặc điểm cấu trúc -

kiến tạo và địa động lực thềm lục địa Đông Nam Việt Nam giai đoạn Pliocen - Đệ Tứ; xác định rõ các yếu tố động lực chi phối trường ứng suất kiến tạo khu vực và mối quan hệ giữa các tai biến địa chất với đặc điểm hoạt động kiến tạo trẻ

Ý nghĩa thực tiễn: Cung cấp cơ sở khoa học cho công tác phân

vùng, dự báo độ nguy hiểm tai biến địa chất; phục vụ cho công tác quy hoạch, xây dựng công trình và phát triển kinh tế biển; đề xuất các giải pháp phòng tránh, giảm nhẹ thiên tai, phục vụ phát triển bền vững khu vực Đông Nam thềm lục địa Việt Nam

5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Thềm lục địa Đông Nam Việt Nam, vùng biển nằm trong tọa độ địa lý: 70-11030’ vĩ độ Bắc và 106030’-109030’ kinh độ Đông

6 Cơ sở tài liệu của luận án

Các tài liệu đã công bố:

- Báo cáo tổng kết đề tài KHCN cấp nhà nước, mã số KC09-09,

do GS.TSKH Mai Thanh Tân làm chủ nhiệm

- Báo cáo kết quả đề tài độc lập cấp nhà nước mã số ĐTĐL 2007G/45, do GS.TS Bùi Công Quế làm chủ nhiệm

- Báo cáo kết quả đề tài trọng điểm cấp nhà nước, mã số

KC.09.11/06-10, do PGS.TS Phan Trọng Trịnh làm chủ nhiệm

- Các báo cáo đề tài cấp Viện Khoa học và Công Nghệ

Việt nam

Các tài liệu thực tế, các kết quả nghiên cứu mà NCS trực tiếp

thực hiện từ năm 2000 đến nay:

- Kết quả thu thập và xử lý trên 3000 km tuyến địa chấn nông

phân giải cao khu vực thềm lục địa Đông Nam trong khuôn khổ các

chuyên đề và đề tài cấp cơ sở do NCS chủ trì

- Kết quả thu thập và phân tích số liệu động đất núi lửa khu vực

khu vực Biển Đông và thềm lục địa Việt Nam, trong khuôn khổ các đề

tài KC-09 (KC09-02, KC 09-24), Các đề tài thuộc các chương trình

trọng điểm, Biển Đông - Hải đảo do NCS chủ trì hoặc trực tiếp tham

gia thực hiện

7 Các điểm mới của luận án

1 Đã xây dựng, hoàn thiện, làm chính xác bình đồ đứt gãy hoạt

động Pliocen-Đệ Tứ khu vực thềm lục địa Đông Nam Việt Nam, bao

gồn 5 đứt gãy phương á kinh tuyến (KT.109o, Mãng Cầu-Phú Quý,

Mũi Né-Tây Mãng Cầu, Sông Đồng Nai và Sông Hậu), 5 đứt gãy

ĐB-TN (Thuận Hải-Minh Hải, Đông Côn Sơn, Hồng-Tây Mãng Cầu, Mũi

Kê Gà và Long Hải-Tuy Phong), trong đó các đứt gãy Mũi Né-Tây

Mãng Cầu và Mũi Kê Gà lần đầu tiên được phát hiện ở khu vực này

Các đặc trưng hình thái, động học và hoạt tính kiến tạo của các đứt gãy

đã được xác định và được minh chứng bằng các bằng chứng trực tiếp,

có sức thuyết phục

2 Trường ứng suất kiến tạo khu vực thềm lục địa Đông Nam

Việt Nam lần đầu tiên được nghiên cứu theo số liệu động đất, núi lửa

và địa vật lý giếng khoan Đặc tính phân dị của trường ứng suất, theo

diện và theo độ sâu, đã được được làm sáng tỏ Nguồn gốc trường ứng

suất và các chuyển động hiện đại trong vỏ Trái Đất trong các đới đứt

gãy đã được đề cập khá chi tiết

4.1.3 Nguồn gốc trường ứng suất và các chuyển động hiện đại trong

vỏ Trái đất

- Trường ứng suất và các chuyển động trượt bằng khu vực thềm lục địa Đông Nam có nguồn gốc từ chuyển động thúc trồi hướng Đông Nam của khối Đông Dương, do sự va chạm giữa lục địa Ấn Độ và mảng Âu-Á tiếp tục diễn ra trong hiện đại Chuyển động này cũng gây

ra hiệu ứng giãn căng-kéo tấm tại rìa Đông Nam khối Đông Dương, tạo bể sụt địa hào Cửu Long trong Eocen muộn-Oligocen, đồng thời cũng là động lực tạo thành phần thuận trong chuyển động hiện đại của đứt gãy Thuận Hải-Minh Hải và các đứt gãy cùng phương khác ở đới rìa này

- Các chuyển động thẳng đứng trong khu vực bị chi phối mạnh

hướng ĐB-TN, phù hợp với xu thế phát triển của các yếu tố cấu

trúc-kiến tạo chính trong khu vực này

4.1.2 Trường ứng suất và các chuyển động hiện đại trong vỏ Trái

Đất

- Trong dải độ sâu nhỏ hơn 5km, trường ứng suất thuộc kiểu

thuận, với trục nén gần dốc đứng, trục giãn thay đổi từ á vĩ tuyến ở đứt

gãy Mũi Né-Tây Mãng Cầu đến TB-ĐN ở Đông Bắc bể Nam Côn Sơn;

ứng trung gian (SH), thay đổi từ BTB-NĐN trong đới đứt gãy Mũi

Né-Tây Mãng Cầu đến ĐB-TN ở Đông Bắc bể Nam Côn Sơn Các trạng

thái ứng suất này thể hiện ảnh hưởng của trường ứng suất kiến tạo khu

vực và các hoạt động đứt gãy dưới sâu

- Trên các độ sâu lớn: Ở phía Tây, trường ứng suất thuộc kiểu trượt

bằng-thuận: các ứng suất nén và giãn cực đại gần nằm ngang phương

BTB-NĐN và ĐĐB-TTN, ứng suất trung gian gần dốc đứng Trường

ứng suất này, làm tái hoạt động các đứt gãy á kinh tuyến và á vĩ tuyến

theo cơ chế trượt bằng-thuận, được thể hiện bởi cơ cấu chấn tiêu của

các trận động đất mạnh, M=5.2-5.3 (2005, 2007) xảy ra trên đứt gãy

Mũi Né-Tây Mãng Cầu Ở phía Đông, trường ứng suất chủ yếu thuộc

kiểu thuận hoặc thuận-trượt bằng, bị chi phối chủ yếu bởi các hoạt

động sụt lún cường độ mạnh tại bể Cửu Long, Nam Côn Sơn và Trũng

sâu Trung tâm Biển Đông

3 Đã nghiên cứu, xác lập mối quan hệ mật thiết giữa động đất, núi lửa với đặc điểm hoạt động kiến tạo trẻ Trong khu vực nghiên cứu

đã xác định được 12 đứt gãy sinh chấn có khả năng gây ra động đất cực đại Mmax ≥ 5.0 và 03 đứt gãy có khả năng hoạt động núi lửa

8 Các luận điểm bảo vệ

1 Hoạt động kiến tạo Pliocen - Đệ Tứ khu vực thềm lục địa Đông Nam Việt Nam biểu hiện rõ nét trong các đới đứt gãy phương á kinh tuyến và ĐB-TN Các đứt gãy KT.109o, Mãng Cầu-Phú Quývà Thuận Hải-Minh Hải có quy mô lớn, đóng vai trò quan trọng trong quá trình tạo dựng bình đồ cấu trúc-kiến tạo Pliocen-Đệ Tứ ở khu vực nghiên cứu Các chuyển động bằng trái-thuận chỉ xảy ra trong các đới đứt gãy á kinh tuyến, ở phía Tây (Mũi Né-Tây Mãng Cầu) trong khi các chuyển động thuận và thuận-bằng phải chiếm ưu thế trong các đới đứt gãy phía Đông khu vực (Mãng Cầu Phú Quý, KT 1090…)

2 Trường ứng suất kiến tạo khu vực thềm lục địa Đông Nam

Việt Nam được hình thành dưới tác động tổng hợp của 3 yếu tố động lực:1) Chuyển động thúc trồi hướng Đông Nam của khối Đông Dương

do va chạm giữa mảng Ấn Độ và mảng Âu-Á; 2) Sụt lún kiến tạo kết hợp với lún chìm do nguội nhiệt thời kỳ hậu rift xảy ra mạnh mẽ ở bể Cửu Long, Nam Côn Sơn và khối vỏ đại dương Tây Nam Biển Đông

và 3) Sự dâng trồi của manti dưới vỏ Trái Đất Trường ứng suất này thay đổi phức tạp theo không gian, đặc trưng bởi kiểu bằng-thuận ở phía Tây làm tái hoạt động các đứt gãy á kinh tuyến, ĐB-TN và

TB-ĐN, kiểu thuận và thuận-bằng phải ở phía Đông, làm tái hoạt động các

đứt gãy á kinh tuyến và ĐB-TN

3 Động đất liên quan chặt chẽ với bình đồ đứt gãy kiến tạo trẻ: các chấn tâm động đất mạnh chủ yếu tập trung trong các đới đứt gãy sâu hoạt động; các phá hủy địa chấn tại chấn tiêu động đất phù hợp với hướng dịch chuyển và kiểu phân bố ứng suất dọc theo đứt gãy Đới đứt

gãy Mãng Cầu-Phú Quý và Thuận Hải-Minh Hải là nơi tập trung các

ứng suất giãn ngang cực đại phương TTB-ĐĐN và TB-ĐN Sự giãn

căng vỏ Trái Đất theo các hướng này kết hợp với sự dâng trồi của

manti dưới vỏ Trái Đất, tạo điều kiện thuận lợi cho hoạt động phun

trào núi lửa, đặc biệt tại nơi giao cắt với các đứt gãy sâu khác

Nội dung luận án được trình bày trong 146 trang (không kể phụ

lục), 43 hình, 4 bảng trình bày trong các chương sau:

9 Cấu trúc luận án

Mở đầu

Chương I Tổng quan các nghiên cứu địa chất, kiến tạo và tai biến địa

chất khu vực thềm lục địa Đông Nam Việt Nam

Chương II Kiến tạo trẻ và các phương pháp nghiên cứu

Chương III Đặc điểm cấu trúc-kiến tạo khu vực thềm lục địa Đông

Nam Việt Nam

Chương IV Đặc điểm hoạt động kiến tạo trẻ và mối quan hệ với các

tai biến địa chất

Kết luận

Lời cảm ơn

Luận án này được hoàn thành tại bộ môn Địa vật lý, khoa

Dầu khí, trường Đại học Mỏ-Địa chất dưới sự hướng dẫn khoa học

của GS.TSKH Mai Thanh Tân và TS NCVCC Nguyễn Văn Lương,

tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất Trong quá trình nghiên

cứu và hoàn thành luận án, tác giả luôn nhận được sự động viên

khích lệ, sự giúp đỡ tận tình của gia đình, các thầy cô giáo, các cán

bộ đồng nghiệp ở bộ môn Địa vật lý, Phòng sau đại học, Viện Địa

chất và Địa vật lý biển, Viện Địa chất, Viện Khoa học và Công

nghệ Việt Nam, Viện Dầu khí Tác giả xin cảm ơn về sự giúp đỡ

động viên quý báu đó

Chương I TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT, KIẾN TẠO

VÀ TAI BIẾN ĐỊA CHẤT KHU VỰC THỀM LỤC ĐỊA

chấn tiêu thuận-trượt bằng, với thành phần thuận khoảng 4.5 lần lớn hơn thành phần trượt bằng Chúng có trục nén P gần dốc đứng (80-810), các trục giãn, T, á vĩ tuyến và trục trung gian, B, gần nằm ngang phương á kinh tuyến

Kết quả xác định các trạng thái ứng suất theo số liệu núi lửa

Trường ứng suất xác định theo số liệu vúi lửa có các đặc điểm sau:

- Trong các đới đứt gãy Mãng Cầu-Phú Quý, KT 1090, Thuận Hải-Minh Hải và Bình Long-Bình Châu, trường ứng suất chủ yếu thuộc kiểu thuận hoặc thuận-trượt bằng với trục nén dốc đứng, trục giãn nằm ngang phương á vĩ tuyến (ĐĐB-TTN đến TTB-ĐĐN), phản ánh cơ chế giãn căng vỏ Trái Đất theo các hướng này

- Ở Đông Bắc bể Nam Côn Sơn, trường ứng suất này thuộc kiểu thuận thuần túy, có trục nén dốc đứng, trục giãn và trục trung gian gần nằm ngang theo các phương TB-ĐN và ĐB-TN, tương tự như các trường ứng suất trên các độ sâu < 5km, theo tài liệu địa vật lý giếng khoan

Kết quả xác định các trạng thái ứng suất theo số liệu địa vật lý giếng khoan

Các thành phần ứng suất ứng suất ngang cực đại (SH), ứng suất ngang cực tiểu (Sh) và ứng suất thẳng đứng (SV) xác định theo tài liệu địa vật lý giếng khoan, đặc trưng cho trường ứng suất hiện đại ở dải độ sâu <5km Trường ứng này thuộc kiểu thuận (SV < SH < Sh) và có những đặc điểm sau:

- Các trạng thái ứng suất ở khu vực đứt gãy Mũi Né-Tây Mãng Cầu có đặc điểm tương tự nhau: SH và Sh định hướng ngang gần với các phương á kinh tuyến và á vĩ tuyến, SV dốc đứng

- Các trạng thái ứng suất phía Đông Bắc bể Nam Côn Sơn tương

tự nhau, đặc trưng bởi SH và Sh nằm ngang gần với các phương ĐB-TN

và TB-ĐN, SV gần dốc đứng Các hệ khe nứt (trùng với SH) phát triển

Trong giai đoạn này, môi trường trầm tích kiểu biển ven bờ và

biển nông chiếm ưu thế, hình thành các tầng trầm tích khá đồng nhất theo

diện, không những chỉ trong phạm vi các bể Oligocen-Miocen mà còn

mở rộng đến các kiến trúc nâng đã từng phân cách chúng Tuy nhiên,

kiến tạo thềm lục địa Đông Nam Việt nam trong thời kỳ này không đơn

thuần diễn ra theo xu thế sụt lún cân bằng nhiệt-trọng lực Hoạt tính kiến

tạo của khu vực vẫn tiếp tục, biểu hiện ở chỗ: các tập trầm tích có bề dày

khác biệt từ kiến trúc này sang kiến trúc khác; sự thành tạo mạnh mẽ các

nêm lấn ở đới thềm ngoài; sự xuất hiện động đất, núi lửa dọc theo các đứt

gãy sâu hoạt động phương á kinh tuyến và ĐB-TN

Chương IV: ĐẶC ĐIỂM HOẠT ĐỘNG KIẾN TẠO TRẺ VÀ MỐI QUAN

HỆ VỚI CÁC TAI BIẾN ĐỊA CHẤT

4.1 Trường ứng suất kiến tạo và các chuyển động hiện đại trong vỏ

Trái Đất

Trường ứng suất kiến tạo khu vực thềm lục địa Đông Nam Việt

Nam (Hình 4.5) được xác lập theo số liệu cơ cấu chấn tiêu động đất, số

liệu núi lửa và địa vật lý giếng khoan:

4.1.1 Các kết quả xác định các trạng thái ứng suất theo số liệu động

đất, núi lửa và địa vật lý giếng khoan

Kết quả xác định các trạng thái ứng suất theo số liệu cơ cấu

chấn tiêu động đất

Các trận động đất mạnh xảy ra trong đới đứt gãy Mũi Né-Tây

Mãng Cầu có cơ cấu chấn tiêu tương tự nhau, thuộc kiểu bằng-thuận,

được đặc trưng bởi các ứng suất nén và giãn, P và T, gần nằm ngang

phương BTB-NĐN và ĐĐB-TTN; ứng suất trung gian, B gần dốc đứng;

các bề mặt ứng suất tiếp tuyến cực đại, nP1 và nP2 phương BĐB-NTN và

TTB-ĐĐN Bề mặt nP1, gần trùng với sự định hướng của đứt gãy Mũi

Né-Tây Mãng Cầu, được xác định là bề mặt phá hủy thực tại chấn tiêu

Về phía Tây của khu vực nghiên cứu, trường ứng suất kiến tạo thể

hiện sự khác biệt rõ rệt Các trận động đất ở Vịnh Thái Lan có cơ cấu

ĐÔNG NAM VIỆT NAM

1.1 Lịch sử nghiên cứu địa chất-địa vật lý thềm lục địa Đông Nam

Trước năm 1975, các kết quả khảo sát địa chất, địa vật lý mới chỉ đưa ra những nét khái quát về cấu trúc địa chất khu vực Từ sau 1975, các khảo sát tìm kiếm dầu khí được đẩy mạnh Đó là các khảo sát của tàu POISK, ISKATEL, GAMBURSEV, MALƯGIN (1979-1987), đo hàng chục nghìn km tuyến địa chấn ở các bể Cửu Long và Nam Côn Sơn; các khảo sát của Công ty ONGC Videsh, Enterprise Oil, Petro Canada (1988-1989), thực hiện trên 30 000 km tuyến địa vật lý ở thềm lục địa phía Nam; của các tàu Vulcanolog, Nexmeianov, Vinogrodop, Gagarinski (1980-1990) tại vùng biển Phú Khánh-Thuận Hải; của tàu Atlanta (1993), đo trọng lực, từ và địa chấn kết hợp lấy mẫu tầng mặt tại các vùng biển miền Trung và Đông Nam Việt Nam; của tàu Sonne (1996-1999), đo địa hình, địa chấn và lấy mẫu trầm tích tại các vùng biển thuộc thềm lục địa Việt Nam, cung cấp nguồn tài liệu tin cậy để nghiên cứu địa chất Pliocen - Đệ Tứ tại các vùng biển này

Từ năm 1998 đến nay, đề án "Điều tra địa chất và tìm kiếm khoáng sản rắn biển nông ven bờ (0 - 30m nước) Việt Nam" đã tiến hành đo địa chấn, địa từ và đo sâu hồi âm dọc đới ven biển Hàm Tân - Thuận Hải (1998), Cà Mau-Bạc Liêu (1998), Bạc Liêu-Vũng Tàu (1999); các đề tài KHCN-06-11, KC 09-09 (2001-2004), ĐTĐL 2007G/45 (2007-2009) đã thực hiện hàng nghìn km tuyến địa chấn, địa

từ và đo sâu hồi âm kết hợp với lấy mẫu trầm tích tại thềm lục địa Đông Nam Việt Nam

1.2 Một số kết quả đã đạt được trong nghiên cứu địa chất, kiến tạo

và tai biến địa chất khu vực thềm lục địa Đông Nam Việt Nam

1.2.1 Đặc điểm địa tầng: Địa tầng thềm lục địa Đông Nam Việt Nam

có thể phân thành hai phần: trước Pliocen-Đệ Tứ và Pliocen-Đệ Tứ, ranh giới là đáy Mio-Pliocen, hình thành khoảng 5.5 triệu năm về trước

- Các thành tạo trước Pliocen-Đệ Tứ: Đá móng trước Kainozoi

tương đương với phức hệ Hòn Khoai, Định Quán và Cà Ná Các thành

tạo Kainozoi từ dưới lên, gồm các thành tạo Eocen, hệ tầng Cà Cối hoặc

Cù Lao Dung; các thành tạo Oligocen dưới, hệ tầng Trà Cú; các thành

tạo Oligocen trên, hệ tầng Trà Tân, hệ tầng Cau; các thành tạo Miocen

dưới, hệ tầng Bạch Hổ, hệ tầng Dừa; các thành tạo Miocen giữa, hệ tầng

Côn Sơn, hệ tầng Thông-Mãng Cầu; các thành tạo Miocen trên, hệ tầng

Đồng Nai, hệ tầng Nam Côn Sơn

- Các thành tạo Pliocen-Đệ Tứ gồm 10 phân vị địa tầng, 3 phân

vị trong Pliocen và 7 phân vị trong trầm tích Đệ Tứ: Địa tầng Pliocen

gồm các hệ tầng Cam, Sư Tử Trắng, Sư Tử Đen ở bể Cửu Long và

Hướng Dương, Thần Mã, Phi Mã ở bể Nam Côn Sơn; Địa tầng Đệ Tứ

gồm các phân vị: Đại Hùng, Rồng, Tam Đảo thuộc thống Pleistocen và

Hậu Giang, Gò Công thuộc thống Holocen

- Các bất chỉnh hợp địa tầng: Địa tầng Kainozoi thềm lục địa

Đông Nam Việt Nam có mặt các bất chỉnh hợp cuối Creta muộn-đầu

Paleocen, cuối Eocen đầu Oligocen sớm, cuối Oligocen

muộn-đầu Miocen sớm, cuối Miocen sớm-muộn-đầu Miocen giữa, cuối Miocen

giữa-đầu Miocen muộn, cuối Miocen muộn-giữa-đầu Pliocen (5.5 trn.), cuối

Pliocen- đầu Đệ Tứ, cuối Pleistocen sớm-đầu Pleistocen giữa và cuối

Pleistocen muộn-đầu Holocen, trong đó, các bất chỉnh hợp Pliocen-Đệ

Tứ chủ yếu liên quan đến các chu kỳ biển thoái do nguyên nhân khí hậu

Yếu tố kiến tạo không có vai trò rõ ràng trong việc hình thành chúng

1.2.2 Đặc điểm cấu trúc kiến tạo và địa động lực: Một số kết quả

nghiên cứu kiến tạo-địa động lực Pliocen-Đệ Tứ được tổng hợp trong

các công trình của Võ Năng Lạc & nnk (1997); Lê Duy Bách & nnk

(2007); Phạm Năng Vũ & nnk (2008); Phan Trọng Trịnh (2010) Võ

Năng Lạc &nnk.(1997) xác định rằng, trong Pliocene-Đệ Tứ, hoạt động

tách giãn Đông-Tây thể hiện rõ rệt, tạo các đứt gẫy, khe nứt phương kinh

tuyến, mang tính thuận ngang Các đứt gẫy TB-ĐN và ĐB-TN tái hoạt

các khối cấu trúc ở Đông Nam Á bị biến dạng dịch chuyển, với cường

độ và cơ chế khác nhau (xoay, trượt bằng, nâng hạ khối tảng…), tạo các kiến trúc mới (các bồn trũng dọc các đới khâu, kiến trúc vỏ đại dương, các hệ cung đảo, đới hút chìm…), đồng thời cũng làm tiêu biến các kiến trúc cổ (Proto-Biển Đông, các đới hút chìm…)

Cho đến nay, nhiều mô hình tiến hóa kiến tạo vùng Đông Nam Á

đã được đưa ra để giải thích nguồn gốc kiến tạo Biển Đông và các bể Kainozoi khác Theo đó, các bể Kainozoi ở Đông Nam Á được hình thành: do căng giãn sau cung, kết quả của sự hội tụ xiên theo cơ chế hút chìm dọc rãnh sụt Sumatra-Java (Kinhston &nnk,1983; Ian Longly

&nnk., 1997); do sự kéo toác dọc các đới đứt gãy trượt bằng trái lớn (Tapponnier &nnk., 1982, 1986; Huchon, 1994); do tách rift liên quan đến sự dâng trồi manti nhiệt dưới vỏ lục địa (Hutchinson, 1989; Tamaki, 1996); do sự xoay trường ứng lực (Huchon &nnk, 1994) Tuy nhiên, quan điểm về sự kết hợp một số mô hình kể trên có thể là phương án hợp lý để giải thích nguồn gốc kiến tạo các bể Kainozoi ở Đông Nam Á Theo phương án này, tiến hóa kiến tạo Đông Nam Á trong Kainozoi có thể phân thành ba giai đoạn chính: giai đoạn tiền rift (trước Eocen giữa), giai đoạn tạo rift (Eocen giữa-Miocen sớm) và giai đoạn sau rift (Miocen giữa-hiện đại)

3.4.2 Kiến tạo thềm lục địa Đông Nam Việt Nam trong Pliocen-Đệ Tứ

Khu vực thềm lục địa Đông Nam Việt Nam chịu tác động của các nguồn lực từ: sự va chạm giữa lục địa Ấn Độ và mảng Âu Á dọc đới hộ

tụ Himalaya, gây chuyển động thúc trồi hướng Đông Nam của khối Đông Dương; sự tương tác giữa mảng Âu-Á với mảng Ấn-Úc từ phía Nam; sự tương tác giữa mảng Âu-Á với mảng Thái Bình Dương từ phía Đông; sự hình thành rãnh sâu Manila cuốn hút khối vỏ đại dương Biển Đông dưới khối đảo Luzon; sự tồn tại dị thường manti nhiệt dưới vỏ Trái Đất tại phần Đông Nam thềm lục địa Việt Nam