Nghiên cứu đặc điểm biến dạng và nguy cơ tai biến trượt lở khu vực thung lũng Mường Lay (Điện Biên

54 Hình 4.13: Cấu trúc pyrit biến dạng hình cá, đi cùng với cánh của một cấu trúc uốn nếp có mặt trục thẳng đứng phát hiện trong đá trầm tích hệ tầng Lai Châu tại trung tâm thung

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

Đinh Tiến Dũng

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM BIẾN DẠNG VÀ NGUY CƠ TAI BIẾN TRƯỢT LỞ KHU VỰC THUNG LŨNG MƯỜNG LAY (ĐIỆN BIÊN)

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2011

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

Đinh Tiến Dũng

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM BIẾN DẠNG VÀ NGUY CƠ TAI BIẾN TRƯỢT LỞ KHU VỰC THUNG LŨNG MƯỜNG LAY (ĐIỆN BIÊN)

Chuyên ngành: Đi ̣a chất ho ̣c

Mã số: 06 44 55

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS.TS Vu ̃ Văn Tích

Hà Nội - 2011

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN, KINH TẾ VÀ XÃ HỘI 3

1.1 Đặc điểm tự nhiên 3

1.1.1 Vị trí địa lý 3

1.1.2 Đặc điểm địa hình 3

1.1.3 Hệ thống thủy văn 6

1.1.4 Khí hậu 7

1.1.5 Thảm thực vật 8

1.2 Đặc điểm kinh tế, xã hội và nhân văn 9

1.2.1 Sự phân bố dân cư 9

1.2.2 Hoạt động giao thông 10

1.2.3 Hoạt động dân sinh 11

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 13

2.1 Phương pháp luận 13

2.1.1 Nhận da ̣ng đối tượng phát sinh tai biến (nền đi ̣a chất khu vực) 13

2.1.2 Xác định cơ chế phát sinh tai biến trượt lở 17

2.1.3 Xác định tần suất và thứ tự tai biến 17

2.2 Các phương pháp nghiên cứu 18

2.2.1 Phương pháp phân tích viễn thám 18

2.2.2 Phương pháp khảo sát thực địa 20

2.2.3 Phương pháp thạch cấu trúc 20

CHƯƠNG 3 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU 25

3.1 Địa tầng 25

3.1.1 Hệ tầng Nậm Cô (NP nc) 25

3.1.2.Hệ tầng Nậm Cười (S2 – D1 nc) 29

3.1.3 Hệ tầng Bản Páp (D1p – D3 fr bp) 30

3.1.4 Hệ tầng Cẩm Thủy (P3 ct) 31

3.1.5 Hệ tầng Lai Châu (T2l – T3c lc) 32

3.1.6 Trầm tích Đê ̣ tứ (Q) 35

3.2 Bối cảnh kiến ta ̣o khu vực Tây Bắc 35

3.2.1 Đặc điểm kiến tạo 35

3.2.2 Đặc điểm cấu trúc địa chất khu vực nghiên cứu 38

CHƯƠNG 4 ĐẶC ĐIỂM BIẾN DẠNG KIẾN TẠO VÀ TAI BIẾN TRƯỢT LỞ LIÊN QUAN 40

4.1 Đặc điểm biến dạng kiến tạo 40

4.1.1 Minh chứng về địa mạo 40

4.1.2 Minh chứng về cấu trú c kiến ta ̣o 45

4.1.3 Minh chứng về thạch cấu trúc 57

4.2 Đặc điểm tai biến địa chất trượt lở 61

4.2.1 Lịch sử tai biến trượt lở 61

4.2.2 Các kiểu trượt trong khu vực nghiên cứu 62

4.2.3 Đánh giá các yếu tố phát sinh tai biến trươ ̣t lở 64

4.2.4 Phân vù ng tai biến trươ ̣t lở 65

4.4.5 Dự báo những khu vực có nguy cơ trượt ở cao 68

4.4.6 Một vài biê ̣n pháp giảm thiểu 71

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHI ̣ 73

TÀI LIỆU THAM KHẢO 75

PHỤ LỤC 78

Danh mục biểu bảng, hình ảnh

Bảng 2.1 Giá trị góc ma sát của một số loại đá 17

Hình 1.1: Vị trí khu vực nghiên cứu 4

Hình 1.2: Đặc điểm địa hình thung lũng Mường Lay 5

Hình 1.3: Với taluy đường dốc và không được phủ xanh sẽ là một trong những điều kiện xảy ra tai biến trượt lở 8

Hình 1.4: Ảnh các hộ dân tái định cư sườn phía tây thung lũng 10

Hình 1.5: Taluy âm và taluy dương rất dễ trượt, đặc biệt vào mùa mưa 11

Hình 1.6: Hoạt động xây dựng của người dân là một trong những tác nhân ảnh hưởng đến tai biến trượt lở 12

Hình 2.1 : Thế nằm của lớp cắm vào trong sẽ khó gây trượt 14

Hình 2.2 Sườn dốc thành phần sét chủ yếu sẽ gây trượt lở, đặc biệt khi có mưa 15

Hình 2.3 : Mối quan hệ giữa ứng suất tiếp tuyến cần thiết để gây dịch trượt dọc theo 16

Hình 2.4 Sơ đồ lineament sau khi phân tích ảnh vê ̣ tinh 19

Hình 2.5: Bốn kiểu trươ ̣t đă ̣c trưng và lưới chiếu thể hiê ̣n 22

Hình 2.6: Phép thử Markland đối với phá hủy phẳng sử dụng các vectơ độ dốc 23

Hình 3.1: Sơ đồ địa chất khu vực nghiên cứu 27

Hình 3.2: Chú giải sơ đồ địa chất khu vực nghiên cứu 28

Hình 3.3: Thành tạo hệ tầng Lai Châu bị phá hủy kiến tạo mạnh mẽ 33

Hình 3.4: Hoạt động kiến tạo mạnh mẽ phá hủy các thành tạo của hệ tầng Lai Châu nát vụn và bị biến chất serixit 34

Hình 3.5: Sạt lở taluy trong thành tạo của hệ tầng Lai Châu 34

Hình 3.6: Mô hình kiến ta ̣o khu vực Đông Dương và lân câ ̣n thời kỳ Eocen – Oligocen 36

Hình 3.7: Sơ đồ hình hài kiến trúc khu vực nghiên cứu 37

Hình 3.8: Đá bi ̣ phá hủy và thay đổi thế nằm do hoa ̣t đô ̣ng của đứt gãy 39

Hình 3.9: Các thành tạo của hệ tầng Lai Châu bị phá hủy rất dễ trượt 39

Hình 4.1: Sơ đồ đi ̣a ma ̣o khu vực nghiên cứu 44

Hình 4.2: Sự khác biệt về biến dạng ở hai sườn thung lũng Mường Lay 46

Hình 4.3: Sơ đồ đứt gãy Điê ̣n Biên – Lai Châu khu vực Mường Lay 46

Hình 4.4: Mô hình địa hình 3D khu vực thung lũng Mường Lay 47

Hình 4.5: Sơ đồ các tuyến mặt cắt địa hình trên mô hình DEM 48

Hình 4.6: Các mặt cắt địa hình khu vực Mường Lay theo phương kéo dài của thung lũng 49 Hình 4.7: Các mặt cắt địa hình theo phương vuông góc với thung lũng 50

Hình 4.8: Hệ thống faceis kiến tạo sườn tây thung lũng Mường Lay 52

Hình 4.9: Vách kiến tạo tại sườn đông thung lũng Mường Lay 52

Hình 4.10: Đặc điểm cấu trúc biến dạng đi đôi với trượt bằng trái khu vực thung lũng Mường Lay 53

Hình 4.11: Địa hình sườn tây mềm mại hơn và có nhiều hệ thống xâm thực 54

Hình 4.12: Cấu trú c thể hiê ̣n pha biến da ̣ng sớm (trươ ̣t phải) 54

Hình 4.13: Cấu trúc pyrit biến dạng hình cá, đi cùng với cánh của một cấu trúc uốn nếp có mặt trục thẳng đứng phát hiện trong đá trầm tích hệ tầng Lai Châu tại trung tâm thung lũng Mương Lay minh chứng chuyển động trượt bằng trái 55

Hình 4.14: Cấu trúc biến dạng crochon phát hiện trong đá trầm tích hệ tầng Lai Châu tại trung tâm thung lũng Mường Lay minh chứng chuyển động trượt bằng trái 56

Hình 4.15: Micro-pullapart trong đá trầm tích phân phiến Lai Châu, minh chứng cho một pha dịch trượt trái trong điều kiện biến dạng dòn tại sườn tây của lũng Mường Lay 56

Hình 4.16: Nhóm đất được hình thành từ quá trình phong hóa và phá hủy kiến ta ̣o của trầm tích lục nguyên hệ tầng Lai Châu 59

Hình 4.17: Những sườn bị đứt gãy phá hủy rất dễ gây trượt lở 62

Hình 4.18: Sườn dễ bị trượt kiểu hình cung 63

Hình 4.19: Sườn dốc thường xuyên có nước sẽ có nguy cơ trượt chảy 63

Hình 4.20: Thành phần thạch học bị nghiền vụn mất tính liên kết có nguy cơ trượt lở cao 64 Hình 4.21: Taluy âm và taluy dương được ha ̣ thấp đô ̣ dốc có nguy cơ trượt lở cao 65

Hình 4.22: Đất san mặt bằng khu tái định cư có nguy cơ trượt lở cao khi mực nước hồ thủy điê ̣n Sơn La dâng cao 65

Hình 4.23: Trươ ̣t lở sườn của mô ̣t suối ở Mường Lay 66

Hình 4.25: Đi ̣a hình sườn đông sẽ ít xảy ra tai biến 67

Hình 4.26: Mô hình dự báo nguy cơ trươ ̣t lở cao ta ̣i Nâ ̣m Cẳn 69

Hình 4.26: Mô ̣t trong những điểm sa ̣t lở ở chân đồi phía đông khách sa ̣n Lan Anh 70

Hình 4.28: Xâm thực xói mòn ma ̣nh ở chân đồi phía bắc khách sa ̣n Lan Anh 71

MỞ ĐẦU

Thung lũng Mường Lay (Thị xã Lai Châu cũ) là một thị xã của tỉnh Điện Biên, với hơn 1000 hô ̣ dân sống do ̣c hai bên thung lũng Sau khi công trình lớn đập thủy điện Sơn La được triển khai Thị xã Mường Lay trở thành khu tái định cư của dân lòng hồ thủy điện Cùng với nó là hàng loạt các công trình cơ sở hạ tầng được xây dựng Việc tập trung đông dân cư và xây dựng hàng loạt các công trình trong khu vực đòi hỏi phải có những nghiên cứu để làm cơ sở cho việc phòng tránh giảm thiểu những tai biến cho người dân

Mă ̣t khác nơi đ ây còn là một khu vực có tuyến đường quốc lộ 12 chạy qua Tuyến đường huyết mạch liên thống giữa các tỉnh miền núi Điện Biên, Lai Châu, Lào Cai Việc đảm bảo không ách tắc vào mùa mưa do trượt lở gây ra là cần thiết Hơn nữa, khi mưa, nước lòng hồ thủy điện dâng cao sẽ làm dâng mực nước khu vực thung lũng Mường Lay Có nhiều nguy cơ tai biến trượt trượt lở do sự tác động của nước

Địa bàn nghiên cứu là một trong những nơi hoạt động kiến tạo mạnh và hiện nay vẫn đang còn hoạt động mạnh [1,12,17,…] Hoạt đông kiến tạo đã làm vỏ trái đất trong khu vực bị phá hủy mạnh Cùng với hoạt động dân sinh và sự tích nước của hồ thủy điện sẽ cường hóa các tai biến dọc hai bên thung lũng

Trên thực tế, khu vực thung lũng này đã xảy ra nhiều tai biến như: động đất, lũ quét, trượt lở,… Trong đó, tai biến trượt lở có nguy cơ xảy ra cao và trên diện rộng Năm 1990, sạt lở đã cuốn trôi nhà văn hóa của thị xã Lai Châu cũ

Vì vậy, học viên chọn đề tài với tiêu đề : “Nghiên cứu đă ̣c điểm da ̣ng và nguy cơ tai biến trươ ̣t lở khu vực thung lũ ng Mường Lay (Điê ̣n Biên)” nhằm

góp phần làm rõ những yếu tố biến dạng ảnh hưởng đến tai biến địa chất nói chung và tai biến trượt lở nói riêng trong khu vực nghiên cứu Đồng thời cũng dự báo các điểm có nguy cơ tai biến cao và các biện pháp nhằm giảm thiểu thiệt tối đa tác động của tai biến dọc hai bên thung lũng

Cơ sở số liê ̣u cho viê ̣c làm luâ ̣n văn này là sƣ̉ du ̣ng các kết quả nghiên cƣ́u

chính trong quá trình tham gia đề tài “Nghiên cứu đánh giá điều kiện địa động lực hiện đại và địa chất môi trường khu vực Mường Lay - Mường Chà nhằm phục

vụ công tác tái định cư lòng hồ thủy điện Sơn La”, cấp Đa ̣i ho ̣c Quốc gia Hà Nô ̣i ,

mã số: QG0922 do PGS TS Vũ Văn Tích chủ trì

CHƯƠNG 1 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN, KINH TẾ VÀ XÃ HỘI

Khu vực nghiên cứu là mô ̣t thi ̣ xã thuô ̣c tỉnh Đi ện Biên (thị xã Mường Lay )

Mô ̣t nơi có nguy cơ xảy ra tai biến trượt lở cao , hơn nữa đây là mô ̣t kh u tái đi ̣nh cư

của dự án hồ thủy điện Sơn La nên số lượng dân cư tập trung là rất đông Những

yếu tố tự nhiên và hoa ̣t đô ̣ng kinh tế xã hô ̣i là nhân tố phát sinh tai biến trượt lở ở

khu vực này Vì vậy, cần làm rõ những yế u tố tự nhiên và hoa ̣t đô ̣ng kinh tế xã hô ̣i

nhằm phu ̣c vu ̣ cho luâ ̣n giải cơ chế phát sinh và giải pháp phòng tránh Chính vì vậy

nô ̣i dung trình bày chỉ tâ ̣p trung vào mu ̣c tiêu trên

1.1 Đặc điểm tự nhiên

Phục vụ cho luận giải về tai biến, trong phần này sẽ đề cập đến những vấn đề

về địa hình, khí hậu, hệ thống thủy văn, lớp phủ thực vật

1.1.1 Vị trí địa lý

Thị xã Mường Lay nằm ở phía Bắc của tỉnh Điện Biên Ranh giới khu vực

nghiên cứu có phía bắc giáp tỉnh Lai Châu, phía đông giáp tỉnh Sơn La, phía tây và

nam giáp huyện Mường Chà Nơi có quốc lộ 12, tuyến đường huyết mạch nối giữa

các tỉnh Tây Bắc chạy qua (Hình 1.1)

1.1.2 Đặc điểm địa hình

Địa hình là một trong những đặc điểm phản ánh rõ nét nhất về sự biến dạng

của khu vực và cũng là điều kiện ban đầu để suy luận đánh tai biến trượt lở

Quan sát trên bản đồ địa hình tỷ lệ 1: 500.000 và ảnh vệ tinh Spot tỉ lệ

1:200.00 (Hình 1.2) có thể thấy rằng khu vực nghiên cứu là một thung lũng kéo dài

theo phương bắc – nam với chiều rộng khoảng 1,5 – 2km, chiều dài khoảng 20km

Địa hình mang đặc trưng là thung lũng kiến tạo kiểu kéo toạc (pull - apart)

[Witold Zuchiewicz, 2004]

Hình 1.1: Vị trí khu vực nghiên cứu

Khu vực này chịu ảnh hưởng hoạt động kiến tạo của đứt gãy Điện Biên – Lai Châu nên địa hình phân ra làm 3 phần rõ rệt theo phương bắc – nam

- Địa hình phía đông có dạng tuyến định hướng bắc – nam và có độ cao trung bình khoảng 800m Các sườn phía đông thường rất dốc (khoảng >45o), mức độ phân cắt thấp

Hình 1.2: Đặc điểm địa hình thung lũng Mường Lay

- Địa hình phía tây chia thành các dải đồi thấp, cao trung bình khoảng 500m và có hướng đông – tây Địa hình phía tây bị phân cắt mạnh bởi các hệ thống xâm thực Sườn phía tây thoải (30-45o) ở các thung lũng xâm thực nhỏ và dốc (50-75o) tại các taluy đường

- Ở giữa là thung lũng rất thấp, nơi tụ thủy của các dòng chảy hai bên sườn Đồng thời đây cũng là nơi phát triển nhiều nón phóng vật, các bãi bồi và bậc thềm Như vậy, với đặc điểm địa hình như mô tả trên là điều kiện thuận lợi cho tai biến trượt lở xảy ra

1.1.3 Hê ̣ thống thủy văn

Đặc điểm thủy văn là một trong những yếu tố tác động trực tiếp đến tai biến trượt lở, đặc biệt là tại những khu vực mức độ dập vỡ mạnh của đất đá

Hệ thống thủy văn trong khu vực nghiên cứu phân dị mạnh Với sông Nậm Lay chảy ở trung tâm thung lũng dọc theo đứt gãy, các hệ thống suối và dòng chảy tạm thời phát triển vuông góc với thung lũng Đặc điểm dòng chảy hai bên sườn thung lũng cũng phân dị khá rõ nét

- Hệ thống dòng chảy ở sườn đông: thường ngắn và dốc, tại đây không quan

sát được các nón phóng vật và các dòng chảy này thường bị “đứt” ở đoạn gần thung lũng Do đó, nước và các vật liệu phong hóa không được mang xuống thung lũng

- Hệ thống dòng chảy ở sườn tây: phát triển theo phương địa hình Có trắc

diện dọc dốc xấp xỉ 35 - 450 và trắc diện ngang hình chữ “V” Dòng chảy ở sườn tây thường kéo dài và thoải hơn sườn đông, hoạt động xâm thực sâu là chính Do chảy trên các thành tạo bị phá hủy mạnh nên mức phát triển của hệ thống dòng chảy ở đây diễn ra mạnh mẽ và là nơi cung cấp nước và các vật liệu bối tích chính cho sông Nậm Lay ở khu vực này Hơn nữa, khi quan sát trên ảnh vệ tinh có thể thấy các bồn thu nước ở sườn tây thung lũng có mật độ dày đặc, vào mùa mưa sẽ có nguy cơ gây tai biến trượt lở và lũ quét cao

Với hệ thống thủy văn tương đối dày đặc, dốc và mực độ xâm thực sâu diễn ra

thuận lợi để phát sinh tai biến trượt lở, đồng thời có hàng loạt các tai biến khác như lũ quét, lũ bùn đá,…

1.1.4 Khí hậu

Trong lịch sử khu vực này đã xảy ra nhiều tai biến địa chất liên quan đến thời tiết cực đoan như lũ quét, lũ bùn đá, trượt lở,… gây tổn thất cho các hoạt động phát triển

Hai yếu tố khí hậu ảnh hưởng nhiều nhất đến tai biến trượt lở chính là chế độ mưa và cường độ mưa

- Chế độ mưa: theo kết quả thống kê , chế đô ̣ mưa của khu vực nghiên cứu có những nét nổi bâ ̣t sau:

Lươ ̣ng mưa phân bố không đều , tâ ̣p trung vào mù a mưa Mùa mưa bắt đầu từ tháng 4 đến tháng 9, với lượng mưa chiếm 85-90% tổng lượng mưa trong năm Trong các tháng 6,7,8 khi gió mùa xích đa ̣o phát triển ma ̣nh cũng là thời kỳ cao điểm của lượng mưa, lượng mưa tháng đa ̣t 500mm, thâ ̣m chí 600mm Đỉnh mùa mưa ở các huyê ̣n phía bắc thường rơi vào tháng 6 Từ tháng 9 các hệ thống gây mưa đã bắt đầu suy yếu Sau tháng 10 lượng mưa giảm nhanh chóng , nhiều nơi trung bình chỉ còn 100mm/tháng Mùa khô kéo dà i từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau với lươ ̣ng mưa chỉ chiếm 10% lượng mưa năm Suốt 6 tháng chỉ có 20-30 ngày mưa với tổng lươ ̣ng mưa từ 150-200mm Trong 3-4 tháng giữa mùa mưa , mỗi tháng có tới 20-25 ngày mưa Số ngày mưa trung b ình năm phổ biến từ 130-180ngày mưa Trong năm ít mưa nhất là thang 12 và tháng 1, trong đó tháng 1 là tháng có ít mưa nhất (chỉ có 3-5 ngày mưa với lượng mưa trung bình 10-20mm/tháng)

- Cường độ mưa : thườ ng lớn đă ̣c biê ̣t là ở các huyện phía bắc và đông bắc Nhìn chung cả tỉnh Lai Châu cũ có khoảng 5-10 ngày mưa lớn hơn 50mm/ngày, 2-5 ngày mưa rất lớn 100-150mm/ngày Lươ ̣ng mưa lớn nhất trong 24 giờ trong tỉnh không vươ ̣t quá 200-250mm/ngày Do đi ̣a hình núi cao và xa biển, nên số ngày mưa lớn ở đây không nhiều So với các trung tâm mưa lớn khác ở trong nước thì cường

đô ̣ mưa lớn ở đây có tri ̣ số nhỏ hơn

1.1.5 Thảm thực vật

Thảm thực vật là yếu tố ảnh hưởng đáng kể đến tai biến trượt lở Nơi có thảm thực vật thưa thớt là nơi mà bề mặt có thể thấm xuống một cách dễ dàng (Hình 1.3) Theo quan sát thực tế và phân tích ảnh vệ tinh có thể thấy thảm thực vật trong khu vực nghiên cứu chủ yếu là cây thân gỗ loại nhỏ và thảm cây bụi phân dị rõ rệt theo địa hình

- Sườn đông với các thành tạo chủ yếu là đá cacbonat, sườn rất dốc nên mật độ thực vật phủ là thấp Hơn nữa khu vực sườn đông không phải là nơi thuận tiện cho canh tác và trông cây nên lớp phủ chủ yếu là cây tự nhiên

- Sườn tây lại được phủ xanh nhiều hơn do có điều kiện thuận lợi cho cây cối phát triển Với thành phần vật chất chủ yếu là trầm tích, lớp vỏ phong hóa dày cùng với mạng lưới sông suối dày đặc Tuy nhiên, tại sườn tây, với tác động của con người đã làm cho một số nơi trong thung lũng không còn thảm thực vật như ở các taluy đường

Hình 1.3: Với taluy đường dốc và không được phủ xanh sẽ là một trong những điều

kiện xảy ra tai biến trượt lở

- Trung tâm thung lũng là nơi dòng sông chảy qua với các bậc thềm và bãi bồi Đây là nơi canh tác chính của cư dân trong vùng

Như vậy, thảm thực vật trong khu vực nghiên cứu phân bố không đều và phủ ở mức độ trung bình Lượng thực vật phủ ngày càng giảm do hoạt động dân sinh và xây dựng cơ sở hạ tầng Đó cũng chính là nguyên nhân tác động đến tai biến trượt

lở

1.2 Đặc điểm kinh tế, xã hội và nhân văn

Đối với nghiên cứu này, đặc điểm kinh tế, xã hội và nhân văn cũng được nhấn mạnh vì nó cũng là một trong những điều kiện tác động đến tai biến trượt lở

Những đặc điểm cần được làm rõ:

- Sự phân bố dân cư;

- Hoạt động giao thông;

- Hoạt đông dân sinh

1.2.1 Sự phân bố dân cư

Thị xã Mường Lay là khu tái định cư của thủy điện Sơn La bao gồm 1.600 hô ̣ gia đình (số liệu từ Ban Quản lý Dự án di dân tái định cư thuỷ điện Sơn La, tháng 8/2009) phân bố chủ yếu ở sườn tây Số ít các hộ gia đình còn lại phân bố bên sườn đông

Mức độ tập trung dân cư cao, xây dựng nhiều công trình, đặc biệt là công trình thường xuyên tập trung đông người như trường học, trạm xá, … ở sườn tây – nơi có nguy cơ xảy ra tai biến trượt lở cao Khi tai biến địa chất xảy ra chắc chắn gây thiệt hại lớn về người và của

Chính vì vậy, nghiên cứu trượt lở ta ̣i khu vực tai đi ̣nh cư mới có ý nghĩa quan trọng

Hình 1.4: Ảnh các hộ dân tái đi ̣nh cư sườn phía tây thung lũng

1.2.2 Hoạt động giao thông

Quốc lộ 12 là tuyến đường huyết mạch nối các tỉnh Tây Bắc như: Điện Biên – Lai Châu – Lào Cai Bên cạnh đó là hàng loạt các tuyến đường nhỏ phục vụ hoạt động dân sinh đang được tu bổ, xây dựng

Với tuyến đường giao thông đang xây dựng bên sườn tây thung lũng Việc hạ thấp taluy đã làm mất cân bằng ở chân sườn đồng thời làm tăng độ dốc sườn đã tạo điều kiện cho sự phát sinh trượt lở Không chỉ có các taluy dương mà các taluy âm cũng rất dễ trượt Tại một số điểm, taluy âm được tạo ra bằng cách lấp đầy bằng các vật liệu từ nơi khác chuyển đến Mức độ gắn kết của các taluy này là yếu tuy đã có sự gia cố về kỹ thuật nhưng vẫn không chắc chắn, nhất là khi có mưa lớn hoặc mực nước dâng cao Khi đó dễ gây trượt hoặc sạt lở (Hình 1.5)

Hình 1.5: Taluy âm và taluy dương rất dễ trượt, đặc biệt vào mùa mưa

Bên cạnh đó, với sự vận chuyển của những xe trọng tải lớn trên quốc lộ 12 hoặc các tuyến đường nhỏ hơn trong khu vực sẽ tạo độ rung cũng là một trong những nguyên nhân gây nguy cơ trượt lở

1.2.3 Hoạt động dân sinh

Thị xã Mường Lay là nơi tập trung đông dân cư, với nhiều hoạt động kinh tế diễn ra Tuy nhiên, nghiên cứu này chỉ đề cập đến những hoạt động dân sinh có ảnh hưởng đến tai biến trượt lở

Các hoạt động xây dựng như: nhà cửa, giao thông,… đã làm mất cân bằng chân sườn là một trong những nguyên nhân gây trượt lở

Đây là vùng miền núi xa xôi nên nguyên liệu đốt thường thiếu, nhất là vào mùa đông giá rét Cùng với sự tập trung nhiều người dân tộc thiểu số, với đặc tính sinh hoạt mang tính chất riêng Do đó, việc sử dụng nguyên liệu gỗ (cây thân bụi,

thân gỗ) nhiều sẽ làm giảm dần thảm thực vật phủ, đó cũng là nguyên nhân tác động và cường hóa tai biến trượt lở

Hình 1.6: Hoạt động xây dựng của người dân là một trong những tác nhân ảnh

hưởng đến tai biến trượt lở (Ảnh Vũ Văn Tích, 2010)

Như vậy

Khu vực nghiên cứu có li ̣ch sử phát triển đi ̣a hình gắn liền với tiềm năng tai biến đi ̣a chất Đặc biê ̣t địa hình sườn tây của thung lũng Mường Lay thuận lợi cho phát sinh tai biến trượt lở Hoạt động của sông suối tác động mạnh mẽ đặc điểm sườn, đặc biệt vào mùa mưa sẽ cường hóa tai biến Cùng với sự giảm về lớp phủ thực vật, nhất là ở sườn tây càng làm tăng khả năng phát sinh tai biến trượt lở Hoạt động kinh tế xã hội cũng tác động đáng kể đến sự ổn định của hai bên sườn cùng với hoạt động giao thông trên quốc lộ 12 sẽ kích thích nguy cơ tai biến trượt lở

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu biến dạng và tai biến trượt lở khu vực thung lũng Mường Lay,

luận văn đã sử dụng phương pháp luận và các hệ phương pháp sau:

2.1 Phương pháp luận

Tai biến địa chất khu vực miền núi thường là các tai biến tổng hợp và là dẫn

xuất của nhau (compound geohazard)

Do đó, để nhận dạng, đánh giá nguy cơ tai biến cần xem xét tổng hợp, bao

gồm: đặc điểm đối tượng phát sinh tai biến (nền địa chất khu vực), cơ chế phát sinh

tai biến, tần suất và thứ tự tai biến

2.1.1 Nhâ ̣n dạng đối tượng phát sinh tai biến (nền đi ̣a chất khu vực)

Đặc điểm đối tượng phát sinh tai biến bao gồm nhiều yếu tố khác nhau Tuy

nhiên trong nghiên cứu này chỉ đề cập đến những yếu tố quan trọng nhất là: cấu trúc

đi ̣a chất, sườn dốc, mức đô ̣ gắn kết vâ ̣t chất

a Cấu trú c đi ̣a chất

Các bề mặt như mặt phân lớp, mặt phân phiến, mặt cát khai, đứt gãy, thớ chẻ

và khe nứt trong các thành tạo thạch học cấu thành sườn dốc có thể có ảnh hưởng to

lớn đến độ ổn định của sườn dốc nếu hướng nghiêng của các mặt này phù hợp với

hướng dịch chuyển của sườn dốc , nếu mă ̣t lớp cắm ngược với sườn dốc thì sẽ ha ̣n

chế sự trượt (Hình 2.1) Các yếu tố này thường đóng vai trò là mặt trượt khi dịch

trượt xảy ra ở sườn dốc

Các cấu trúc đi ̣a chất, nhất là các khe nứt, mă ̣t trượt và thớ chẻ sẽ làm tăng khả

năng phong hóa khiến các đá bi ̣ bóc tách ra khỏi sườn dốc sẽ ta ̣o điều kiê ̣n thuâ ̣n lợi

cho trươ ̣t lở

Cấu trúc uốn nếp làm giảm sức kháng c ắt của đất đá Hiê ̣n tượng cắt trong quá trình uốn nếp có thể tái định hướng các khoáng vật trong đới dịch chuyển và khiến sức bền giữa mă ̣t các lớp kề nhau giảm

Hình 2.1 : Thế nằm của lớp cắm vào trong sẽ khó gây trượt

Sườn dốc sẽ mất cân bằng khi có các tác động như: đào khoét taluy, sự dâng cao mực nước làm bào mòn chân sườn sẽ dẫn đến trượt lở, đổ lở Độ ổn định của sườn dốc ở vách bờ sông, rìa thung lũng, đặc biệt là những nơi sườn dốc gần rìa hồ chứa cần được đánh giá một cách kỹ lưỡng

Tóm lai, sự ổn định của sườn dốc cần phải được xem xét một cách kỹ lưỡng khi tiến hành xây dựng giao thông, nhà cửa gần sườn dốc Các yếu tố địa chất ảnh

cấu trúc địa chất của sườn dốc, nước ngầm và độ lớn của ứng suất tại chỗ,… trong

đó yếu tố cấu trúc và thành phần đất đá đóng vai trò quan trọng nhất

c Mức độ gắn kết

Mức độ gắn kết hay độ bền của đất đá phụ thuộc vào thành phần kháng vật và kiến trúc của nó Các đá sét rất dễ biến dạng nên sức bền của nó giảm nhanh chóng và gây trượt, trong khi các khoáng vật kết tinh thường bền hơn Khi bên trên lớp sét là một khối vật chất có tỷ trọng lớn đè lên, gặp trời mưa, sét như một lớp bôi trơn gây trượt lở

Hình 2.2 Sườn dốc thành phần sét chủ yếu sẽ gây trượt lở, đặc biệt khi có mưa [20] Những đá có kiến trúc dị hướng chẳng hạn như đá phiến lợp (slate), đá phiến và sét bị ép mỏng có sức bền nhỏ nhất theo phương song song với kiến trúc Vai trò của thành phần khoáng vật cũng như kiến trúc đá đối với sự ổn định của sườn dốc

có thể thể hiện ở quy mô từ toàn bộ sườn dốc tới những đới trượt nhỏ Những đới trượt này đôi khi có chiều rộng chỉ một vài cm cũng có thể ảnh hưởng to lớn đến độ

ổn định của sườn dốc nếu nó đóng vai trò là mặt trượt của khối trượt lớn

Các tính chất của vật liệu liên quan mật thiết nhất tới sự ổn định của sườn dốc là ma sát, lực gắn kết và tỉ trọng của đất đá

Ma sát và lực gắn kết được thể hiện rõ nhất trên biểu đồ mối quan hệ ứng suất tiếp tuyến với ứng suất pháp tuyến trên hình 2.3 Biểu đồ này là giản lược các kết quả thí nghiệm thu được khi một mẫu đá chứa một loại mặt gián đoạn nào đó

chịu một hệ lực tác động gây dịch trượt dọc theo mặt gián đoạn này Ứng suất tiếp τ cần thiết để gây ra dịch trượt tăng theo sự tăng của ứng suất pháp σ Độ dốc của đường liên hệ ứng suất tiếp và ứng suất pháp định ra một góc ma sát ө Nếu mặt

gián đoạn này lúc đầu gắn kết hoặc nếu nó gồ ghề, một giá trị tới hạn của ứng suất tiếp cần phải đạt được để gây ra dịch trượt khi ứng suất pháp bằng 0 Giá trị ban đầu

của sức kháng cắt này gọi là lực gắn kết c của bề mặt

Hình 2.3 : Mối quan hệ giữa ứng suất tiếp tuyến cần thiết để gây dịch trượt dọc theo một mặt gián đoạn và ứng suất pháp tuyến tác động lên nó [7]

Mối quan hệ giữa ứng suất tiếp và ứng suất pháp cho bề mặt đá nhất định có thể thể hiện bằng biểu thức:

τ = c + σ Tan ө

Bảng 2.1 Giá trị góc ma sát của một số loại đá [21]

2.1.2 Xác định cơ chế phát sinh tai biến trượt lở

Trượt đất xảy ra khi lực gây trượt của trọng lực vượt qua độ bền của đất đá nói chung hoặc vượt quá ở các bề mặt hoặc trong các đói yếu đang tồn tại

Tai biến trượt lở thuộc loại tai biến địa động lực và xảy ra nhanh, gây hậu quả nghiêm trọng

Các nguyên nhân gây ra trượt lở:

- Tăng cao độ dốc của sườn, mái dốc

- Làm biến đổi độ bền đất đá

- Làm mất cân bằng chân sườn dốc

- Tăng tải trọng lên sườn dốc, dao động địa chất, vi chấn

Mỗi một nguyên nhân trên đều gây ra trượt lở Tuy nhiên có những tai biến trượt lở là tổng hợp của nhiều nguyên nhân

2.1.3 Xác định tần suất và thứ tự tai biến

Tần suất của tai biến thể hiện ở số lần xảy ra tai biến trong một đơn vị thời gian và trên một khu vực Do đó, cần thống kê la ̣i đã có bao nhiêu trâ ̣n trượt lở xảy

ra trong mô ̣t t hời gian nhất đi ̣nh nhằm xác đi ̣nh tần suất xảy ra tai biến trong mô ̣t khu vực cu ̣ thể

Thứ tự xảy ra tai biến trượt lở phu ̣ thuô ̣c vào nhiều yếu tố

Khi đô ̣ng đất xảy ra sẽ gây ra rung đô ̣ng , tại những nơi đất đá xung yếu sẽ dễ gây trươ ̣t lở Có khi sau những trận mưa lớn làm cho đất đá bão hòa nước cũng gây trươ ̣t lở,

Để thực hiện công trình nghiên cứu này theo hướng đề ra cần sử dụng các nhóm phương pháp nghiên cứu sau: nhóm phương pháp nhận dạng đặc điểm nền địa chất khu vực và các phương pháp xác định cơ chế phát sinh trượt lở

2.2 Các phương pha ́ p nghiên cứu

2.2.1 Phương pha ́ p phân tích viễn thám

Đây là một phương pháp phân tích tổng quan về khu vực nghiên cứu để xác định được khu vực phân bố thạch học có thành phần khác, nghiên cứu quy luâ ̣t phân bố không gian của các đứt gãy ; phân cấp đứt gãy khi kết hợp với các số liê ̣u khác ; nghiên cứu cớ chế di ̣ch trượt , đă ̣c biê ̣t là di ̣ch trượt ngang ; nghiên cứu biểu hiê ̣n hoạt động của đứt gãy

Trên ảnh có thể thấy được khu vực phân bố đá cacbonat thường có địa hình lồi lõm, trạm trổ và có nhiều vách kiến tạo Còn địa hình được cấu tạo bởi trầm tích lục nguyên thường mềm mại, uốn lượn và có nhiều khe rãnh xâm thực (Hình 2.4) Lineament – đứ t gãy là các kiến trúc da ̣ng tuyến tính thể hiê ̣n rất rõ trên các ảnh vệ tinh và ảnh máy bay , đươ ̣c hiểu là những thế đi ̣a chất trẻ , dạng tuyến , có chiều rô ̣ng nhỏ hơn rất nhiều so với chiều dài , chúng biểu hiệ n khá rõ trên bề mă ̣t Trái Đất

Những dấu hiê ̣u chính để giải đoán lineament – đứt gãy bao gồm hình ảnh , kích thước, đô ̣ xám ảnh và hoa văn ảnh , còn có dấu hiệu như hình hài , kiến trúc và những dấu hiê ̣u khác được sử du ̣ng như những dấu hiê ̣u bổ trợ

Quy trình phân tích ảnh được thực hiê ̣n bằng trực giác và bằng máy Tiến trình nắn chỉnh ảnh hình ho ̣c ảnh , tăng cường chất lượng ảnh , xác định vị trí có xám độ đồng nhất nhằm phát hiê ̣n các đới đứt gãy trẻ , hoạt động, chính xác hóa các đới đứt gãy trong khu vực , quan hê ̣ thứ bâ ̣c, thời gian hình thành, trong mô ̣t vài trường hợp còn cho phép xác định được dịch chuyển ngang dọc đứt gãy

Viê ̣c giải đoán line ament – đứt gãy từ các tài liê ̣u viễn thám luôn được phối

hơ ̣p chă ̣t chẽ với bản đồ đi ̣a hình tỉ lê ̣ từ lớn đến nhỏ , nhằm phát hiê ̣n tối đa các yếu tố đường thẳng kể cả đi ̣a hình và cảnh quan

Phương pháp viễn thám được áp dụng xây dựng sơ đồ lineament , làm cơ sở cho viê ̣c xây dựng sơ đồ mâ ̣t đô ̣ lineament và xác đi ̣nh các kiểu hình hài kiến trúc Phân tích sơ đồ lineament – đứt gãy cho phép xác đi ̣nh không chỉ các đới đứt gãy hoạt động mà còn chiều rô ̣ng của chúng

Hình 2.4 Sơ đồ lineament sau khi phân tích ảnh vê ̣ tinh

2.2.2 Phương pháp khảo sát thực địa

Đây là một phương pháp không thể thiếu trong nghiên cứu địa chất

Đối với nghiên cứu biến dạng và tai biến trượt lở liên quan cần phải khảo sát thực địa nhằm phát hiện ra những yếu tố tác động đến quá trình trượt, vị trí có nguy

cơ trượt lở, đặc biệt là những vị trí có nguy cơ trượt cao từ đó có một cách nhìn cụ thể nhất để đưa ra những biện pháp phòng tránh giảm thiểu

Trước khi đo đặc điểm lộ, cần phải quan sát tổng thể để xác định yếu tố cấu trúc, độ dốc sườn, các yếu tố có thể ảnh hưởng đến trượt lở tại điểm đó, chụp ảnh ở những góc độ cần thiết và bao toàn bộ khu vực có thể bị ảnh hưởng sau khi trượt Sau đó, mô tả thành phần đất đá, mức độ gắn kết, mức độ phong hóa, đo các yếu tố thế nằm, đứt gãy chạy qua, thảm thực vật phủ, độ xói mòn, sự xuất lộ nước

Đồng thời cần có sự ghi chép về quy mô sườn dốc, độ dốc sườn, định hướng sườn dốc so với các công trình có thể bị ảnh hưởng bởi trượt lở

2.2.3 Phương pháp thạch cấu trúc

Là một trong những phương pháp nguy cơ trượt đá là tập hợp có hệ thống và trình diễn các số liệu địa chất theo cách nào đó thuận tiện nhất cho việc đánh giá và

dễ dàng truy nhập trong khâu phân tích

Thể hiê ̣n các khối trượt lở ở da ̣ng mô hình người ta thường đưa các thông số

đo đươ ̣g lên c ác mạng lập thể Các mạng này cho phép phân tích ba chiều các mặt gián đoạn trong khối đá Phân tích lưới lập thể thường được coi là phân tích động hình học Các phá huỷ tiềm ẩn dạng mặt (plane failure), dạng nêm (wedge failure) hay đổ lở (toppling failure) ở sườn dốc có thể được nhận dạng về mặt động hình học thông qua phân tích mạng lập thể

Các mạng lưới chiếu sẽ được dùng để thể hiện các thô ng số này Người ta thường dùng ma ̣ng lưới chiếu bảo toàn góc Wulf và lưới chiếu bảo toàn diê ̣n tích Schmidt Trong dự báo tai biến trượt lở thường hay dùng lưới chiếu bảo toàn diê ̣n

cực (pole), vector độ dốc (dip vector) và vòng tròn lớn (great circle) [7] Cự và vector đô ̣ dốc thường có ưu điểm trong viê ̣c thể hiê ̣n các mă ̣t gián đoa ̣n riêng lẻ là

mô ̣t điểm duy nhất vì nó không làm phân tán trên lưới chiếu lâ ̣p thể như là thể hiê ̣n trên cung tròn lớn Còn cung tròn lớn thể hiện các mặt dốc giúp cho người ta có thể hình dung một cách rõ ràng mối quan hệ giữa chúng với các mặt gián đoạn riêng lẻ Vòng tròn lớn cũng được sử dụng khi thể hiện các tập hợp số liệu trong việc phân tích nêm trượt

Dưới đây là mô hình các kiểu trượt lở thường gă ̣p đã được thể hiê ̣n lên ma ̣ng lưới chiếu Trong đó chỉ có kiểu D là trượt trong vỏ phong hóa

Hình 2.5: Bốn kiểu trươ ̣t đă ̣c trưng và lưới chiếu thể hiê ̣n [21]

Ngoài ra, trong nghiên cứu trượt lở người ta còn sử du ̣ng phép thử Markland và phần mền Rockpark

Phép thử Markland dùng để dự báo khả năng trượt lở của đất đá Trong phép thử này, điều kiê ̣n để đất đá có khả năng trượt lở là : các mặt gián đoạn phải có góc dốc lớn hơn góc ma sát (góc ma sát của một số loại đá đặc trưng từ 280 đến 320); và

mă ̣t trượt phải lô ̣ ở mă ̣t sườn theo hướng dốc

Hình 2.6: Phép thử Markland đối với phá hủy phẳng sử dụng các vectơ độ dốc Góc ma sát 28o; Hướng dốc của sườn dốc 75o; Góc dốc 85o

[21]

Phép thử Markland là một công cụ vô cùng quý giá trong việc nhận dạng các mặt gián đoạn có thể dẫn tới phá huỷ phẳng trong khối đá cũng như để loại trừ các gián đoạn không ảnh hưởng tới nguy cơ trượt phẳng Tuy nhiên cần phải lưu ý rằng không phải mọi mặt gián đoạn thể hiện trong đới này sẽ tạo ra phá huỷ Có nhiều yếu tố khác cũng có thể ảnh hưởng tới sự ổn định của mặt gián đoạn

Phần nềm Rockpark đươ ̣c sử du ̣ng để đánh giá sự ổn đi ̣nh của sườn dốc nhằm dự báo khả năng trượt lở của đất đá Phần mềm cha ̣y trên hê ̣ đ iều hành Window đươ ̣c phát triển từ phiên bản cha ̣y trên DOS Trong luận văn dùng phiên bản Rockpark III

Một số đặc tính của phần mềm ROCKPACK III:

Nhập dữ liệu:

- Nhập dữ liệu theo bảng tương tự như nhật ký thực địa

- Dễ dàng chuyển đổi các tệp lưu ở các định dạng của các phiên bản cũ

Phân tích lập thể:

- Phân tích lập thể đơn giản đối với các cơ chế phá hủy

- Biểu diễn lưới lập thể ở cả dạng cực và dạng vector độ dốc và rất tiện so sánh

CHƯƠNG 3 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU

3.1 Đi ̣a tầng

3.1.1 Hệ tầng Nậm Cô (NP nc)

Hệ tầng Nậm Cô được Dovjikov A.E và nnk mô tả năm 1965, Nguyễn Xuân

Bao (1969),… Sau đó được Tống Duy Thanh tổng hợp năm 2005

Mặt cắt chuẩn: Dọc suối Nậm Mức từ cấu Nậm Mức trên đường Tuần Giáo –

Lai Châu đến Mường Mươn trên đường Lai Châu – Điện Biên Các mặt cắt tương đối đầy đủ còn lộ dọc đoạn đường Mai Sơn – Chiềng Khương ở Sơn La và ở Mường Lát, Thanh Hóa

Thành phần hệ tầng Nậm Cô tương đối đồng nhất, chủ yếu gồm đá phiến mica,

đá phiến sericit và quarzit xen kẽ luân phiên với tỉ lệ khác nhau, có cấu tạo lớp thô đến mỏng, đều Đá thường bị uốn nếp, có thế nằm thoải, bị phân cắt bởi các đứt gãy và xuyên cắt bởi các khối đá xâm nhập Paleozoi và trẻ hơn Mặt cắt chuẩn dọc suối Nậm Mức do Trần Đăng Tuyết (1977) mô tả gồm:

1 Đá phiến hai mica có granat, dày 300 – 350m

2 Đá phiến thạch anh – mica xen đá phiến thạch anh – sericit – clorit và đá phiến thạch anh – sericit màu xám, dày 150 – 250m

3 Đá phiến thạch anh felspat – hai mica và đá phiến felspat – thạch anh – hai mica xen đá phiến mica, dày 200 – 300m

4 Đá phiến muscovite – sericit phân lớp và phân phiến mỏng, dày 100m

5 Đá phiến sericit xen kẽ với đá phiến thạch anh – sericit, các lớp mỏng quarzit, dày 400m

6 Quarzit, quarzit có sericit, felspat hạt vảy nhỏ, phân phiến mỏng, phân lớp dày, không đều, dày 500m

7 Đá phiến thạch anh – sericit xen với quarzit cấu tạo phân lớp mỏng, dày 500 -600m

8 Đá phiến sericit màu xám đen, láng bong, dày 400 – 500m

Bề dày chung của hệ tầng khoảng 2500m

Hệ tầng Nậm Cô hình thành trong bồn trầm tích khá rộng của điều kiện kiến tạo ổn định Các trầm tích lục nguyên có thành phần ban đầu đơn điệu, có mức độ phân dị tốt, chủ yếu gồm cát kết thạch anh, sét kết, bột kết có cấu tạo phân lớp từ thô đến rất mỏng Tại các nơi gần các khối xâm nhập như Mường Lát, một số nơi ở vùng Tuần Giáo các đá bị biến chất mạnh hơn, trong chúng có mặt granat, silimanit

Hình 3.1: Sơ đồ địa chất khu vực nghiên cứu, tỷ lệ 1: 200.000

Hình 3.2: Chú giải sơ đồ địa chất khu vực nghiên cứu

3.1.2.Hệ tầng Nậm Cười (S 2 – D 1 nc)

Hệ tầng được mô tả bởi nhiều nhà khao học trong và ngoài nước như: Vũ Khúc, Bùi Phú Mỹ (1990), Trần Đăng Tuyết (1994), Dovjikov (1965), Tống Duy Thanh (2000),… với nhiều tên gọi khác nhau Cuối cùng, Tống Duy Thanh đã

nghiên cứu và gọi là phức hệ Nậm Cười (PZ 1-2 nc) [10]

Mặt cắt chuẩn: Theo suối Nậm Cười, Lai Châu Mô tả của “hệ tầng Nậm

Cười” được công bố trong Vũ Khúc, Bùi Phú Mỹ và nnk (1990) ứng với trầm tích

được Dovjikov (1965) mô tả trong các đề mục “Bậc Eifel” và “Các bậc Eifel - Givet” ở đới tướng – cấu trúc Mường Tè (tỉnh Lai Châu) Trong vùng Mường Tè

“hệ tầng Nậm Cười” phân bố dạng tuyến, phương tây bắc – đông nam, rộng từ vài trăm mét đên 10 – 15 km, nằm giữa hai đứt gãy Mè Giằng – Hu Bum và Pac Ma Trong vùng nghiên cứu phức hệ này có dạng tuyến và định hướng theo phương bắc – nam

Mặt cắt theo suối Nậm Cười được Vũ Khúc và Bùi Phú Mỹ mô tả như sau:

1 Cát kết xen đá phiến sét màu đen, xám lục bị sericit hóa, cát kết màu xám, phong hóa có màu xám trắng, phân lớp không đều từ vài chục centimet đến hàng mét Bề dày hơn 300m

2 Đá phiến màu xám đen, phân lớp mỏng xen với đá phiến màu xám lục bị sericit hóa và một vài lớp cát kết màu xám, từng lớp dày 40 – 60 cm Bề dày tập khoảng 400m

3 Cuối kết, quazit, cát kết xen một ít đá phiến, cuội gồm quarzit, cát kết mài tròn dạng bầu dục, nằm theo mặt lớp, xi măng là cát kết, tạm xem là cuội kết gian tầng (?) Chuyển dần lên trên là quarzit xem vài lớp đá phiến màu đen chứa vật chất than Bề dày 150m Quan hệ trực tiếp giữa 2 và 3 không quan sát được

4 Đá phiến màu xám đen, xám lục phân lớp mỏng, phong hóa có màu xám vàng, xen những lớp cát kết Chuyển dần lên trên hầu hết là đá phiến Bề dày 150m

5 Đá phiến carbonat, sét vôi màu xám đen, đá vôi sét và đá vôi xám sẫm Trong đá vôi có di tích hóa thạch không xác định được Dày 100m

6 Đá phiến màu xám đen, xám lục, phân lớp mỏng xen với những lớp cát kết

phân lớp không đều từ 2 – 30cm Trong đá phiến có Bọ ba thùy Proetus cf blondeli Đặc biệt thỉnh thoảng có xen vài lớp ryolit, ryoli porphyry Dày 300m

Trên nhóm tờ bản đồ Mường Tè tỉ lệ 1: 200.000, Trần Đăng Tuyết và nnk mô

tả thành phần hệ tầng gần giống mô tả của Vũ Khúc và Bùi Phú Mỹ nhưng không

có tập cuối kết giữa tầng và cũng không có sự xen kẹp của các đá phun trào ryolit, ryolit pophyr

Quan hệ địa tầng và tuổi “Hệ tầng Nậm Cười” với trầm tích cổ hơn không

quan sát được và phủ không chỉnh hợp lên nó là hệ tầng Sông Đà (C3 – P1 sd)

3.1.3 Hê ̣ tầng Bản Páp (D 1 p – D 3 fr bp)

Hê ̣ tầng được nghiên cứu từ lâu bởi các nhà đi ̣a chất trong và ngoài nước với diê ̣n phân bố rô ̣ng từ Đông Bắc Bô ̣ với Tây Bắc Bô ̣ Có rất nhiều tên gọi khác nhau như: Điê ̣p Bản Páp, Série de Ma Pi Leum , Série de Hang Lang ,… nhưng cuối cùng thống nhất với tên go ̣i hê ̣ tầng Bản Páp

Mă ̣t cắt chuẩn : Dọc theo thượng nguồn sông Mua , phía trên Bản Nguồn

khoảng 3km, huyê ̣n Phù Yên , Sơn La; bản đồ tỷ lệ 1:100.000 tờ Va ̣n Yên [10] Nét

đă ̣c trưng của hê ̣ tầng Bản Pá p là gồm trầm tích carbonat , chủ yếu là đá vôi xám đen, phân lớp mỏng và trung bình, phân bố rô ̣ng rãi ở Bắc Bô ̣

Tại mặt cắt Mận Pìa , thươ ̣ng nguồn Sông Đà hê ̣ tầng dày khoảng 800 – 850m và gồm ba phần rõ rệt:

1 Dướ i cùng là đá vôi sét , phân lớp mỏng, màu xám sẫn Dày 200m Tại vị trí tương ứng với tâ ̣p này ở Tà Phìn đã gă ̣p San hô Favosites stellaris, Fav cf stryacus, Emmonsia cf yenlacensis

2 Đá vôi mi ̣n , màu xám sẫm , phân lớp trung bình ch ứa Favosites robustus, Squanmeofavosites cf kulkovi, Thmnopora cf micropora, Striatopora sp., Coenites

sp Dày 300m

3 Phần cao nhất củ a mă ̣t cắt gồm đá vôi mi ̣n , màu xám, xám sáng, phân lớp

dày đến dạng khối Hóa thạch gồm Lỗ tầng – Amphipora ramose, A angusta, Actinostroma clatratum,… San hô – Thamnopara polygonallis, Th Nicholsoni, Th Densa, Th aff Compacta,…Dày 300 – 350m

Quan hê ̣ đi ̣a tầng và tuổi Phân tích tâ ̣p hợp hóa tha ̣ch của hê ̣ tầng Bản Páp

tại các mặ t cắt khác nhau ở Tây Bắc Bô ̣ , Tống Duy Thành và nnk (1986, 1988) đã

đi ̣nh tuổi cho hê ̣ tầng là từ Devon sớm Zichov đến Devon trung , Givet (D1 zl – D2gv) (tương ứ ng D1 em – D2 gv) Tại nhiều nơi có thể quan sát ranh giới chỉnh hợp của hệ tầng Bản Páp với hệ tầng Bản Nguồn (D1 bn) nằm dướ i (như mă ̣t cắt ta ̣i sông Mua, mặt cắt Suối Nho , ….) và với hệ tầng Tốc Tát (D3 tt) nằm trên (tại mặt cắt

thươ ̣ng nguồn sông Mua, mă ̣t cắt Bản Cải – Đa Niêng)

3.1.4 Hệ tầng Cẩm Thủy (P 3 ct)

Hê ̣ tầng được thành lâ ̣p bởi Đinh Minh Mô ̣ng và nnk (1976), Phan Cự Tiến và nnk (1977),… Ngoài ra, còn được gọi với những tên gọi khác như: Hê ̣ tầng Núi Ông (Nguyễn Xuân Bao và nnk , năm 1969; Hê ̣ permi , thống thươ ̣ng (Bùi Phú Mỹ và nnk, năm 1971),…

Mă ̣t cắt chuẩn : Dọc đường ô tô từ thị trấn Cẩm Thủy đi Xóm Thổ và Thạch

Yến, bắt đầu từ bến phà Cẩm Thủy , Thanh Hóa Tên hê ̣ tầng được đă ̣t theo thi ̣ trấn Cẩm Thủy (huyê ̣n Cẩm Thủy , Thanh Hóa) Đặc trưng của hệ tầng Cẩm Thủy gồm đá trầm tích, phun trào mafic phân bố rô ̣ng rãi ở Tây Bắc Bô ̣ Diê ̣n phân bố của hê ̣ tầng gắn liền với diê ̣n phân bố của hê ̣ tầng Yên Duyê ̣t

Mă ̣t cắt Xóm Thổ – Chòm Danh được Đi nh Minh Mô ̣ng (1976) mô tả chi tiết gồm 4 tâ ̣p, với tổng bề dày 1554m Tuy nhiên , mă ̣t cắt này thuôc thể phun trào không xen trầm tích , do đó theo mô tả cảu Phan Cự Tiến và nnk (1977), hê ̣ tầng gồm hai phần:

- Phần dướ i : porphyrit basalt màu xám đen phớt lu ̣c , hạt mịn , cấu ta ̣o ha ̣nh nhân không đều và cấu ta ̣o đều, xen tuf, tuf dăm kết Dày 300m

- Phần trên: porphyrit basalt xen tuf, cát kết tuf Dày 150 – 200m

Thành phần hệ tầng Cẩm Thủy khá phức tạp , Vũ Khúc và Bùi Phú Mỹ đã phân chia chúng ra các tướng trầm tích – phun trào, phun trào và phun trào – á xâm nhập:

Tướng trầm tích – phun trào có khối lượng hạn chế và thường gặp ở phần thấp

hê ̣ tầng Đá có màu xám, xám lục, thành phần mảnh là đá vôi, hiếm khi là phun trào, cát kết dạng quazit, xi măng gắn kết là tuf, tuf màu xám tro, xám đen phớt lục

Tướng phun trào thực sự gồm đá của hai phu ̣ tướng – phụ tướng dung nham

chảy và phụ tướng dung nham nổ Phụ tướng dung nham chảy chiếm khổi lượng cơ bản trong các mặt cắt của hệ tầng với các nhóm đá porphyrit basalt , porphyrit hyalobasalt, spilit và các đá bi ̣ biến đổi của chúng Trong phu ̣ tướng phun nổ thường

gă ̣p tuf aglomerat , dăm kết dung nham , tuf xen các lớp mỏng , thường phân bố ở giữa mă ̣t cắt hê ̣ tầng , xen trong phu ̣ tướng dung nham chảy Dày vài chục đến 100m

Tướng phun trào – á xâm nhập gồm porphyrit diabas , albitophyr tha ̣ch anh ,

felsit porphyry, porphyrit diabas thườ ng có da ̣ng vỉa mô ̣t vài chu ̣c đến 50m

Quan hê ̣ đi ̣a tầng và tuổi Hê ̣ tầng Cẩm Thủy phủ không chỉnh hợp trên các

trầm tích có tuổi khác nhau , bị chặn dưới bởi hệ tầng Đá Mài (C – P2) và bị chặn trên bởi hê ̣ tầng Yên Duyê ̣t (P3)

3.1.5 Hê ̣ tầng Lai Châu (T 2 l – T 3 c lc)

Hê ̣ tầng được thành lâ ̣p đầu tiên bởi Dovjikov (1965), sau này được Vũ Khúc và Bùi Phú Mỹ mô tả (1990), Vũ Khúc (2000) Hê ̣ tầng còn có tên go ̣ i khác là Bâ ̣c Carni đươ ̣c Tri ̣nh Tho ̣ (1977) và Bùi Phú Mỹ (1978) đưa ra

Mă ̣t cắt chuẩn: vùng thị xã Lai Châu, dọc sông Đà Bùi Phú Mỹ 1990

Đặc trưng của hệ tầng Lai Châu là gồm trầm tích lục nguyên hạt mịn chủ yếu thuô ̣c tướng biển sâu, phân bố trong mô ̣t dải he ̣p cha ̣y do ̣c đứt gãy sâu Điê ̣n Biên – Lai Châu có phương kinh tuyến , kéo dài từ thung lũng Nậm na qua thị xã Lai Châu cũ, đến đầu bắc của cánh đồng Điện Biên Mă ̣t cắt gồm ba phần:

1 Phần dướ i: đá phiến sét xám đen , phân lớp mỏng, chứa nhiều kết ha ̣ch pyrit xen sét kết xám sẫm , bô ̣t kết xám phân lớp trung bình và ít lớp ke ̣p cát kết ha ̣t nhỏ , chứa nhiều felspat và muscovit, thỉnh thoảng có vài lớp chứa vật chất than đen Dày 400m

2 Phần giữa: cát kết xám sáng , hạt nhỏ, phân lớp mỏng đến trung bình (0,1 – 0,5m) xen bột kết và đá phiến sét xám sẫm, phân lớp mỏng Dày 100m

3 Phần trên: đá phiến sét xám đen , phân lớp mỏng xen bô ̣t kết cùng màu và ít cát kết hạt nhỏ, dày 700m Đôi nơi, như ở Nâ ̣m Tần, có lẽ do tác dụng hoạt động lâu dài của đứt gãy nên đá phiến sét bị ép mạnh và trở thành đá bảng có thể dùng làm đá lợp

Bề dày trung bình của hê ̣ tầng ta ̣i mă ̣t cắt này khoảng 1200m

Quan hê ̣ đi ̣a tầng và tuổi Ranh giới dưới của hê ̣ tầng Lai Châu không quan

sát được Ranh giới trên bi ̣ hê ̣ tầng Suối Bàng phủ không chỉnh hợp lên trên

Hình 3.3: Thành tạo hệ tầng Lai Châu bị phá hủy kiến tạo mạnh mẽ

Hình 3.4: Hoạt động kiến tạo mạnh mẽ phá hủy các thành tạo của hệ tầng Lai Châu

nát vụn và bị biến chất serixit

Hình 3.5: Sạt lở taluy trong thành tạo của hệ tầng Lai Châu