Nghiên cứu đối sánh mức độ hoạt động kiến tạo hiện đại đới đứt gãy sông Hồng và Điện Biên - Lai Châu trên cơ sở các chỉ số địa mạo - kiến tạo

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --- Phùng Thị Thu Hằng NGHIÊN CỨU ĐỐI SÁNH MỨC ĐỘ HOẠT ĐỘNG KIẾN TẠO HIỆN ĐẠI ĐỚI ĐỨT GÃY SÔNG HỒNG VÀ ĐIỆN BIÊN – LAI CHÂU T

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

Phùng Thị Thu Hằng

NGHIÊN CỨU ĐỐI SÁNH MỨC ĐỘ HOẠT ĐỘNG KIẾN TẠO HIỆN ĐẠI ĐỚI ĐỨT GÃY SÔNG HỒNG VÀ ĐIỆN BIÊN – LAI CHÂU

TRÊN CƠ SỞ CÁC CHỈ SỐ ĐỊA MẠO – KIẾN TẠO

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – Năm 2011

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS Nguyễn Văn Vượng

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU ……… 3

Chương 1: TỔNG QUAN CHUNG VỀ HOẠT ĐỘNG KIẾN TẠO HIỆN ĐẠI HAI ĐỚI ĐỨT GÃY ……… 8

1.1 Đới đứt gãy Sông Hồng ……… 8

1.1.1 Đặc điểm địa chất, kiến trúc – kiến tạo và địa mạo đới đứt gãy …… 8

1.1.2 Đặc điểm hoạt động kiến tạo hiện đại ……… 10

1.2 Đới đứt gãy Điện Biên – Lai Châu ……… 21

1.2.1 Đặc điểm chất, kiến trúc – kiến tạo và địa mạo đới đứt gãy …… …21

1.2.2 Đặc điểm hoạt động kiến tạo hiện đại ……… 23

Chương 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ……… 26

2.1 Các chỉ số địa mạo – kiến tạo ……… 26

2.1.1 Tính đối xứng bồn thoát nước ……… 26

2.1.2 Chỉ số gradient chiều dài dòng chảy sông suối ……… 27

2.1.3 Chỉ số uốn khúc chân sườn núi ……… 27

2.1.4 Tỉ số giữa độ rộng đáy thung lũng và chiều cao thung lũng ……… 28

2.2 Phương pháp viễn thám ……… 28

2.3 Phương pháp phân tích địa hình – địa mạo ……… 29

Chương 3 ĐẶC ĐIỂM HOẠT ĐỘNG KIẾN TẠO HIỆN ĐẠI HAI ĐỚI ĐỨT GÃY SÔNG HỒNG VÀ ĐIỆN BIÊN – LAI CHÂU TRÊN CƠ SỞ CÁC CHỈ SỐ ĐỊA MẠO ……… 30

3.1 Đới đứt gãy Sông Hồng ……… 30

3.1.1 Hoạt động kiến tạo hiện đại qua các chỉ số địa mạo – kiến tạo… 30

3.1.2 Các đặc điểm địa hình – địa mạo khác ……… 45

3.2 Đới đứt gãy Điện Biên – Lai Châu ……… 52

3.2.1 Hoạt động kiến tạo hiện đại qua các chỉ số địa mạo – kiến tạo 52

3.2.2 Các đặc điểm địa hình – địa mạo khác ……… 61

Chương 4: ĐỐI SÁNH MỨC ĐỘ HOẠT ĐỘNG KIẾN TẠO HIỆN ĐẠI VÀ

4.1 Đối sánh hoạt động kiến tạo hiện đại hai đới đứt gãy trên cơ sở kết quả các phương pháp đã sử dụng ……… 70 4.2 Đối sánh hoạt động kiến tạo hiện đại hai đới đứt gãy trên cơ sở các tài

liệu địa chấn – địa vật lý khác ……… 73

KẾT LUẬN ……… 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO ……… 81

Danh mục hình vẽ

Hình 1.1: Biểu hiện của đới xiết trượt Sông Hồng trên ảnh DEM ……….11

Hình 1.2: Biên độ dịch trượt phải của ĐSH tại Yaojie (cự ly tại điểm a và b từ vài chục mét đến 70m)……… 13

Hình 1.3: Biên độ dịch trượt phải của ĐSH tại Nabing – Atu ……… 13

Hình 1.4: Biên độ dịch trượt của ĐSH giai đoạn Pliocen - Đệ tứ tại Shuitian – Danuo ……… 14

Hình 1.5: Chuyển dịch phải của đới Sông Hồng tại Sinh Quyền ……… 14

Hình 1.6: Chuyển dịch phải của đới Sông Hồng tại thị trấn Bát Xát ……… 14

Hình 1.7: Chuyển dịch phải của đới Sông Hồng tại Phong Hải – Bảo Thắng … 14

Hình 1.8: Sơ đồ phân bố các điểm động đất, nứt đất, nước nóng, nước khoáng đới đứt gãy Sông Hồng – Sông Chảy ……… 16

Hình 1.9: Sơ đồ đứt gãy kiến tạo của đới đứt gãy Sông Hồng ở khu vực vịnh Bắc Bộ……… 18

Hình 1.10: Lớp phủ Pliocen – Đệ tứ không bị các đứt gãy cắt qua (tuyến địa chấn 93-23) ……… 18

Hình 1.11: Trường sóng phân lớp ngang của lớp phủ Pliocen – Đệ tứ không bị các đứt gãy cắt qua (tuyến địa chấn 83-84) ……… 19

Hình 1.12: Các đứt gãy trẻ của đới đứt gãy Sông Hồng cắt qua lớp phủ Pliocen – Đệ tứ (tuyến địa chấn 83-27) ……… 19

Hình 1.13: Hoạt động đứt gãy đi kèm với quá trình phun trào núi lửa ở phần phía nam vịnh Bắc Bộ (tuyến địa chấn 83-24) ……… 20

Hình 1.14: Biểu hiện đới đứt gãy Điện Biên – Lai Châu trên ảnh vệ tinh ……… 24

Hình 3.1: Lưu vực sông Hồng và lưu vực các nhánh sông ……… 31

Hình 3.2: Sơ đồ lưu vực Sông Hồng và Sông Chảy ……… 32

Hình 3.3: Sơ đồ phân bố các vị trí điểm tính giá trị Vf ……… 35

Hình 3.4: Sơ đồ các đường đẳng trị V f ……… 38

Hình 3.5: Sơ đồ các vị trí tính giá trị Smf đới đứt gãy Sông Hồng ……… 39

Hình 3.6: Sơ đồ các sông suối nhánh tính giá trị gradient dòng chảy ……… 40

Hình 3.7: Trắc diện dọc gradient một số lưu vực sông suối nhánh lưu vực sông Hồng ……… 42 Hình 3.8: Sơ đồ phân bố các độ cao và tuyến mặt cắt cắt qua đới đứt gãy Sông Hồng khu vực từ Biên giới Việt – Trung đên TP Việt Trì ……… 46 Hình 3.9: Các mặt cắt địa hình cắt ngang đới đứt gãy Sông Hồng ……… 50 Ảnh 3.1: Toàn cảnh địa hình hai bên đới đứt gãy Sông Hồng đoạn từ biên giới Việt – Trung đến TP Việt Trì ……… 51 Ảnh 3.2: Toàn cảnh địa hình hai bên đới đứt gãy Sông Hồng đoạn từ biên giới Việt – Trung đến TP Việt Trì ……… 51 Ảnh 3.3: Địa hình phía bắc đới đứt gãy Sông Hồng trong phạm vi lãnh thổ Việt Nam ……… 52 Hình 3.10: Sơ đồ mạng lưới thủy văn khu vực đới đứt gãy Lai Châu – Điện Biên 53 Hình 3.11: Sơ đồ các vị trí tính điểm Vf ……… 54 Hình 3.12: Sơ đồ các đường đẳng trị V f cả khu vực đới đứt gãy Sông Hồng

và Điện Biên - Lai Châu ……… 59 Hình 3.13: Sơ đồ vị trí tính giá trị Smf khu vực đới đứt gãy Điện Biên – Lai Châu 60 Hình 3.14: Sơ đồ phân bố vị trí các tuyến mặt cắt ngang qua đới đứt gãy Điện Biên

- Lai Châu ……… 62 Hình 3.15: Các mặt cắt địa hình ngang qua đới đứt gãy Điện Biên - Lai Châu … 66 Ảnh 3.4: Biểu hiện trên ảnh DEM của đới đứt gãy Điện Biên - Lai Châu………… 67 Ảnh 3.5: Biểu hiện trên ảnh DEM của đới đứt gãy Điện Biên - Lai Châu ……… 67 Ảnh 3.6: Biểu hiện trên ảnh DEM của đới đứt gãy Điện Biên - Lai Châu khu vực phía bắc … 68 Ảnh 3.7: Biểu hiện trên ảnh DEM của đới đứt gãy Điện Biên - Lai Châu đoạn phía nam đến TP Điện Biên ……… 68 Hinh 4.1: Sơ đồ phân bố chấn tâm động đất khu vực đới đứt gãy Sông Hồng … 74 Hinh 4.2: Sơ đồ phân bố chấn tâm động đất khu vực đới đứt gãy Điện Biên – Lai Châu ……… 75

Hình 4.5: Sơ đồ đẳng sâu mặt Moho phần phía Bắc Việt Nam (Km) ……… 79

Danh mục bảng biểu Bảng 3.1: Thông số lưu vực sông Hồng và các sông suối nhánh đoạn từ biên giới Việt – Trung đến Việt Trì ……… 31

Bảng 3.2: Giá trị tỷ số Vf tính cho bờ phải lưu vực Sông Hồng ……… 35

Bảng 3.3: Giá trị tỷ số Vf tính cho bờ trái lưu vực Sông Hồng ……… 37

Bảng 3.4: Các đoạn tính giá trị khúc khuỷu trước núi ……… 39

Bảng 3.5: Giá trị SL các lưu vực bờ phải Sông Hồng ……… 41

Bảng 3.6: Các nhánh sông tính giá trị SL bờ trái Sông Hồng ……… 43

Bảng 3.7:Các giá trị SL bờ phải Sông Chảy ……… 44

Bảng 3.8: Các giá trị SL bờ trái Sông Chảy ……… 44

Bảng 3.9: Giá trị điểm V f cánh đông đới đứt gãy Điện Biên - Lai Châu ……… 56

Bảng 3.10: Giá trị điểm Vf cánh tây đới đứt gãy Điện Biên - Lai Châu ……… 57

Bảng 3.11: Các đoạn tính giá trị S mf khu vực đới đứt gãy Điện Biên – Lai Châu và lân cận ……… 60

BẢNG CÁC CHỮ VIẾT TẮT

MỞ ĐẦU

Tính cấp thiết của đề tài

Hiện nay có rất nhiều phương pháp được áp dụng để nghiên cứu kiến tạo, đặc biệt là hoạt động kiến tạo hiện đại Xu hướng nghiên cứu bây giờ tập trung đi sâu sử

dụng các hệ phương pháp mới Trong đề tài này, học viên đã ứng dụng các phương pháp địa mạo – kiến tạo (phân tích địa hình – địa mạo, viễn thám và các chỉ số địa mạo – kiến tạo) kết hợp sử dụng một số tài liệu địa chấn để xác định hoạt động kiến

tạo hiện đại của đới đứt gãy Sông Hồng và Điện Biên – Lai Châu là phương pháp còn ít được ứng dụng ở Việt Nam

Trên cơ sở đó khẳng định tính tích cực của việc sử dụng phương pháp này trong

nghiên cứu hoạt động kiến tạo hiện đại

Ngoài ra, hai đới đứt gãy Sông Hồng và Điện Biên – Lai Châu là hai yếu tố kiến trúc khá lớn trong lãnh thổ Việt Nam nói chung và miền Bắc nói riêng Hai đới đứt gãy có vai trò to lớn trong bình đồ cấu trúc – kiến tạo Việt Nam, phân chia các cấu trúc lớn trong lãnh thổ Chính vì vậy, chúng có hoạt động kiến tạo rất phức tạp và được nghiên cứu khá nhiều bởi các tác giả khác nhau

Bước đầu, học viên cũng muốn đem đến những kết quả nghiên cứu của riêng mình về hoạt động kiến tạo hiện đại hai đới đứt gãy này Xuất phát từ các lý do trên,

học viên đã lựa chọn đề tài “Nghiên cứu đối sánh mức độ hoạt động kiến tạo hiện đại đới đứt gãy Sông Hồng và Điện Biên – Lai Châu trên cơ sở các chỉ số địa mạo – kiến tạo”

Mục tiêu của đề tài

Làm sáng tỏ thêm hoạt động kiến tạo hiện đại của hai đới đứt gãy Sông Hồng và Điện Biên – Lai Châu qua kết quả tính toán các chỉ số địa mạo – kiến tạo kết hợp với ảnh viễn thám, ảnh DEM, phân tích địa hình – địa mạo

Nhiệm vụ đề tài

Xác định hoạt động kiến tạo hiện đại hai đới đứt gãy Sông Hồng và Điện Biên – Lai Châu thông qua việc tính toán các chỉ số địa mạo – kiến tạo kết hợp thêm một

Đối sánh hoạt động kiến tạo hiện đại hai đới đứt gãy qua việc đối sánh kết quả nghiên cứu các chỉ số địa mạo – kiến tạo

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Mở rộng ứng dụng phương pháp địa mạo – kiến tạo (trắc lượng hình thái, viễn thám và các chỉ số địa mạo – kiến tạo) vào việc xác định hoạt tính kiến tạo hiện đại của các hệ thống đứt gãy tại các khu vực khác nhau trên lãnh thổ Việt Nam

Đưa ra những kết quả khoa học có tính đúng đắn và chính xác cao

Góp phần làm sáng tỏ đặc điểm và biểu hiện hoạt động kiến tạo hiện đại của đới đứt gãy Sông Hồng và Điện Biên – Lai Châu

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Trong đề tài, đối tượng nghiên cứu là các địa hình – địa mạo trong phạm vi và lân cận khu vực hai đới đứt gãy Phạm vi nghiên cứu là một phần hai đới đứt gãy Sông Hồng và Điện Biên – Lai Châu trong phạm vi lãnh thổ Việt Nam (Hình 1)

Trong luận văn thạc sĩ này, học viên sử dụng các tài liệu thu thập được từ các công trình nghiên cứu trước đây về hai đới đứt gãy Sông Hông và Điện Biên – Lai Châu đã công bố Ngoài ra, học viên sử dụng các bản đồ địa hình để tính toán các chỉ số địa mạo – kiến tạo, các mặt cắt địa hình, phân tích địa hình - địa mạo trên cơ

sở bản đồ địa hình tỷ lệ 1:500.000 và 1: 250.000, ảnh vệ tinh ASTER, Google và ảnh DEM Quá trình phân tích và thể hiện các kết quả đó được tiến hành bằng sử dụng các phần mềm Map Info 7.5; Surfer 7.0, Global Mapper 8.5

Chương 1 TỔNG QUAN CHUNG VỀ HOẠT ĐỘNG KIẾN TẠO HIỆN ĐẠI

HAI ĐỚI ĐỨT GÃY

1.1 Đới đứt gãy Sông Hồng

Đới siết trượt Sông Hồng thường được gọi là đới cắt trượt (shear zone) Ailao Shan – Sông Hồng, kéo dài hơn 1000km từ Tibet chạy dọc thung lũng sông Hồng qua lãnh thổ Việt Nam, ra Vịnh Bắc Bộ và hội nhập vào đới đứt gãy kinh tuyến Hải Nam – eo biển Sunda Đới siết trượt Sông Hồng là ranh giới phân chia khối lục địa Nam Trung Hoa và khối Đông Dương Đới gồm đứt gãy chính và nhiều đứt gãy phụ phương tây bắc – đông nam và á kinh tuyến Trên lãnh thổ Việt Nam, đới này tách thành đới đứt gãy Sông Chảy và đới đứt gãy dọc thung lũng sông Hồng, giới hạn

hai rìa của dải biến chất Dãy Núi Con Voi

1.1.1 Đặc điểm địa chất, kiến trúc – kiến tạo và địa mạo đới đứt gãy

a Đặc điểm địa chất

Trong toàn bộ đới đứt gãy phân bố các thành tạo địa chất tuổi từ Proterozoi đến Đệ tứ Đới đứt gãy đoạn từ Lào Cai đến Việt Trì cắt qua các đá magma, biến chất, trầm tích có tuổi trước KZ Đoạn này được chia làm 3 phần: [35]

Phần ĐB của hệ đứt gãy là các thành tạo biến chất thuộc hệ tầng Sông Chảy; thành tạo lục nguyên, carbonat, đá phiến sét, carbonat – silic thuộc hệ tầng Hà Giang, thành tạo trầm tích lục nguyên – carbonat – silic thuộc hệ tầng Pia Phương (S2-D1pp), hệ tầng Đại Thị (D1đt), thành tạo trầm tích lục địa, trầm tích chứa than

(T3n-r)

Phần trung tâm là đá biến chất thuộc phức hệ Sông Hồng (PR1sh) Các đứt

gãy sâu phương TB-ĐN là ranh giới của đới biến chất Các đứt gãy bậc cao phát sinh trong quá trình dịch trượt của hệ đứt gãy thường song song hoặc cắt chéo đới biến chất

Phần tây nam của hệ là các thành tạo biến chất thuộc hệ tầng Sinh Quyền (PR1sq), hệ tầng Sa Pa (PR2 - sp), các thành tạo đá trầm tích, biến chất, thành tạo

(D1bn), các thành tạo Permi – Trias (P2 – T1), trầm tích lục nguyên hệ tầng Nậm Thẳm (T2nt) và các thành tạo magma

Các đứt gãy chính đoạn từ Việt Trì đến Vịnh Bắc Bộ, cắt qua móng trước

KZ, phân chia giữa các yếu tố cấu trúc kiến tạo Móng trước KZ ở vùng này là các thành tạo biến chất thuộc phức hệ Sông Hồng (PR1sh), hệ tầng Sông Chảy, các

thành tạo trầm tích lục nguyên, carbonat Paleozoi, Mezozoi và các khối magma mafic thuộc phức hệ Ba Vì Về tây nam của hệ đứt gãy là các thành tạo Permi – Trias (P2 – T1), trầm tích lục nguyên (T1tl), thành tạo carbonat hệ tầng Đồng Giao

(T2đg)

b Đặc điểm kiến trúc – kiến tạo

Đới đứt gãy Sông Hồng là một ranh giới địa chất quan trọng ở châu Á, phân chia Đông Dương với Nam Trung Hoa Đới bao gồm các đứt gãy phá hủy dòn và đới trượt Sông Hồng thành tạo do quá trình biến dạng dẻo

Đới đứt gãy dọc thung lũng sông Hồng gồm đứt gãy chính và các đứt gãy phụ Đứt gãy chính của hệ đứt gãy Sông Hồng có mặt trượt nghiêng về ĐB, góc cắm dốc đứng Các đứt gãy phụ phần tây nam có giá trị mặt trượt tương tự như đứt gãy chính Các đứt gãy phụ ở phần trung tâm gần sông Hồng có mặt trượt nghiêng

về TN, góc cắm dốc đứng [35]

Đới đứt gãy Sông Hồng nằm trong cấu trúc đới khâu kiến tạo Sông Hồng, là một yếu tố quan trọng hình thành nên đới cấu trúc Sông Hồng và đóng vai trò như một đường ranh giới lớn phân chia hai hệ kiến tạo địa động lực Đông Bắc và Tây Bắc-Trường Sơn Đây là một kiến trúc kiến tạo tuyến tính qui mô lớn của Tiền Cambri Đông Nam Á [19]

c Đặc điểm trường ứng suất kiến tạo

Kết quả nghiên cứu khe nứt kiến tạo theo phương pháp kiến tạo động lực của Nguyễn Đăng Túc (2004) đã khôi phục được một trường ứng suất duy nhất trong các đá Pliocen – Đệ tứ (N2 - Q) có trục ứng suất nén gần nằm ngang phương á kinh tuyến, trục ứng suất giãn phương á vĩ tuyến Trong khi đó những đá Eocen trung –

2-3

phương á kinh tuyến; trường thứ hai có trục ứng suất nén gần nằm ngang phương á kinh tuyến, trục ứng suất giãn phương á vĩ tuyến Có nơi lại quan sát thấy hai TƯSKT chồng lên nhau Trường ứng suất thứ hai được coi như sớm nhất cũng chỉ xuất hiện trong Pliocen và cũng tương tự như TƯSKT hiện đại khu vực Đông Nam

Á

d Đặc điểm địa mạo

Đới đứt gãy Sông Hồng trong lãnh thổ Việt Nam nằm trùng vào thung lũng sông Hồng Đặc trưng cơ bản nhất của hình thái sông Hồng là dòng chảy của nó thẳng tắp phương TB – ĐN kéo dài trên 400km Độ uốn khúc của dòng chảy mở rộng dần về đông nam Sự mở rộng nêu trên của hệ thống đứt gãy có liên quan đến hoạt động tách giãn tạo rift của võng Hà Nội và bồn trũng Sông Hồng nói chung [2]

Hình thái mạng thủy văn bờ phải sông Hồng phản ánh khá rõ cấu trúc địa chất khối tảng và vòng cung, cũng như đặc điểm đứt gãy Có sự mất cân đối về mạng lưới thủy văn giữa hai bên bờ trái và phải sông Hồng

Địa mạo đới đứt gãy Sông Hồng và vùng núi kế cận thể hiện rất rõ tính chất khối tảng, phân bậc và bất đối xứng địa hình:

- Tính chất khối tảng phản ánh trên kiến trúc hình thái (KTHT) khu vực: được chia thành các dạng KTHT như địa lũy (dãy Con Voi), địa lũy dạng bậc (sườn đông của dãy Phan Si Păng), địa hào (chính là thung lũng sông Hồng), vòm – khối tảng Sông Chảy, khối tảng, hạ lún khối tảng (trũng Nghĩa Lộ),…

- Tính chất phân bậc rõ ràng Số lượng các bậc mặt san bằng (MSB) trên sườn đông Hoàng Liên Sơn là 10, với bậc cao nhất 2600m, các bậc trên núi Con Voi và thượng nguồn sông Chảy là 8, cao nhất là 2000m Địa hình dạng bậc phản ánh tính nhịp của các hoạt động nâng Tân kiến tạo

1.1.2 Đặc điểm hoạt động kiến tạo hiện đại

a Dấu hiệu về hình động học

Trên bản đồ địa hình biểu hiện của đới siết trượt Sông Hồng (ĐSH) rất rõ ràng chạy dọc theo thung lũng sông Hồng từ Bát Xát, Lào Cai đến Việt Trì Trên ảnh vệ

Hình 1.1: Biểu hiện của đới xiết trượt Sông Hồng trên ảnh DEM

Đới Sông Hồng có độ rộng khoảng 15 – 20km Trên bình đồ kiến trúc hiện đại ĐSH có cấu trúc phức tạp bao gồm bốn yếu tố kiến trúc cơ bản: 1- đới nâng vồng – địa lũy Con Voi; 2- Trũng tách giãn nội lục Hà Nội; 3- Đới biến cải rìa tây nam (phần diện tích của miền kiến tạo Tây Bắc bị lôi cuốn vào đới biến dạng trượt bằng Sông Hồng); 4- Đới biến cải rìa đông bắc (phần diện tích của miền kiến tạo Đông Bắc bị lôi cuốn vào vào đới biến dạng trượt bằng Sông Hồng) Ranh giới giữa nâng vồng – địa lũy Con Voi và hai đới rìa biến cải là các địa hào N2 – Q dạng nêm kiến tạo kề đứt gãy: Lào Cai – Phú Thọ và Lục Yên – Đoan Hùng Càng về đông nam

Hàng loạt các mặt xiết ép tạo thành do sự phát triển quá trình xiết ép trong các đới đứt gãy tây bắc – đông nam càng khẳng định tính chất dịch chuyển ngang Các đới xiết ép cắt cả các thành tạo cổ Proterozoi, Mesozoi và cả các thành tạo trẻ Neogen [20]

b Đặc điểm địa mạo

Đặc điểm về địa mạo của ĐSH đã được công bố trong nhiều công trình, bài báo và tạp chí khác nhau dựa vào các đặc điểm về các bậc thềm, cấu trúc và hình thái địa hình, mạng lưới thủy văn, Các phương pháp đã được sử dụng đều đưa ra đặc điểm đặc trưng nhất của ĐSH để chứng minh đặc điểm trượt bằng phải của ĐSH trong giai đoạn từ Miocen trở lại đây Tốc độ dịch trượt trung bình vài mm/năm Tính hiện đại của đứt gãy còn được thể hiện qua tốc độ nâng hạ kiến tạo của các khối cấu trúc dọc theo ĐSH như khối Phan Si Păng, khối Tú Lệ, khối Con Voi có tốc độ nâng tương đối trong giai đoạn hiện đại: vài mm/năm Nhưng ngược lại đoạn dưới từ Yên Bái ra đến Vịnh Bắc Bộ có đặc trưng trũng thấp và mở rộng hơn nữa khi ra ngoài Vịnh Bắc Bộ Dọc ĐSH không quan sát thấy sự chênh lệch độ cao địa hình hai bên cánh đứt gãy Sông Hồng, cũng như dấu hiệu chuyển dịch thẳng đứng dọc đứt gãy Sông Chảy

Đặc trưng trượt bằng phải còn được thể hiện khá rõ qua những nghiên cứu phần ĐSH nằm trên lãnh thổ Trung Quốc, đặc điểm địa mạo biểu hiện khá rõ rệt trên địa hình Một số kết quả nghiên cứu như sau:

- C.R Allen (1984) quan sát các dấu hiệu địa mạo ở Yaojie (hình 1.2) và ước

tính sự biến vị của khe suối từ vài chục mét đến 70m Sự dịch chuyển này xảy ra trong Holocen, khoảng 10.000 năm, ứng với tốc độ dịch chuyển chừng 7mm/năm

Ở Daquiao, ông cũng tính được sự biến vị các khe suối là 5,3km và ở Nabing-Atu

(hình 1.3) là 5,5km và xác định sự dịch chuyển này băt đầu từ Pliocen muộn,

khoảng 2 – 3 tr.n., ứng với tốc độ 2 – 3mm/năm C.R Allen đánh giá chung về tốc

độ dịch trượt phải của ĐSH trong N2 – Q là khoảng 2 – 5mm/năm

- P.H Leloup (1995) xác định biên độ biến vị các khe suối ở Shitian – Danuo

(hình 1.4) là 20 – 50km tron N2 – Q khoảng 5 tr.n và tốc độ trượt bằng phải trung bình của đới là 7 + 3mm/năm

- E.Wang (1998) xác định đoạn uốn khúc đổi hướng dòng chảy sông Hồng ở Majie với biên độ 6km trong khoảng 4 tr.n., tốc độ trượt bằng phải của ĐSH là 1 – 3mm/năm Nhưng giai đoạn phát triển trượt bằng phải của đới xảy ra trước Pliocen (hơn 5,3 tr.n.), biên độ 14 – 48km, với tốc độ trượt bằng phải trung bình khoảng 6mm/năm

Tốc độ dịch trượt của ĐSH cũng thể hiện khá rõ đoạn Lào Cai – Việt Trì, trên lãnh thổ Việt Nam Theo kết quả nghiên cứu của Nguyễn Đăng Túc (2001) phía bờ phải sông Hồng khu vực tây bắc thị xã Lào Cai, quan sát thấy có sự đổi dòng đột ngột của các khe suối từ phương đông bắc – tây nam về phương tây bắc – đông nam, đồng thời gây ra sự biến vị các trầm tích Cự ly dịch chuyển ngang của các

khe suối tính được ở Sinh Quyền là 70 – 90m (hình 1.5), ở Bát Xát là 60 – 100 (Hình 1.6) và ở Bảo Thắng thuộc sườn đông bắc dẫy Núi Con Voi là 50 – 80m (hình 1.7)

Thời gian dịch trượt ngang được tính là Holocen khoảng 10.000 năm và cự ly dịch trượt phải trung bình của là 6 – 9mm/năm Ngoài ra, ở các khu vực Bảo Yên cự

ly dịch chuyển rất lớn 13 – 17km, ở Yên Bình là 8 – 9km và thời gian hình thành là Pleistocen sớm, khoảng 1,6 tr.n Trong giai đoạn N2 – Q biên độ trượt bằng phải

Hình 1.2: Biên độ dịch trượt phải của

ĐSH tại Yaojie (cự ly tại điểm a và b

từ vài chục mét đến 70m)

Hình 1.3: Biên độ dịch trượt phải của

ĐSH tại Nabing - Atu

Hình 1.4: Biên độ dịch trượt của ĐSH giai đoạn Pliocen -

Đệ tứ tại Shuitian - Danuo

Hình 1.5: Chuyển dịch phải của đới

Sông Hồng tại Sinh Quyền

1-thềm bào mòn; 2-trầm tích hiện đại;

3-khe suối và nón phóng vật;

4-đứt gãy và hướng trượt

Hình 1.6: Chuyển dịch phải của đới Sông Hồng tại thị trấn Bát Xát

Hình 1.7: Chuyển dịch phải của đới Sông

Hồng tại Phong Hải – Bảo Thắng

Các nghiên cứu về đặc điểm trắc lượng hình thái là cần thiết khi nghiên cứu

về các đặc trưng tân kiến tạo và kiến tạo hiện đại của ĐSH Kết quả nghiên cứu hình thái và trắc lượng hình thái của Lê Đức An và nnk (2004) về đặc điểm của ĐSH như sau: trên các sơ đồ phân cắt sâu và phân cắt ngang thấy nổi rõ các cấu trúc Tân kiến tạo dựa trên mức độ phân cắt Các khối nâng mạnh như Phan Si Păng, Tú

Lệ, Con Voi, Hoàng Su Phì, và các trũng hạ lún Phong Thổ - Bình Lư, Nghĩa Lộ - Văn Chấn, Sông Hồng, Sông Chảy Tuy nhiên tính chất nâng hạ và dịch chuyển kiến tạo mỗi cấu trúc đều khác nhau Như vậy, dọc theo ĐSH tốc độ nâng hạ và dịch chuyển kiến tạo không đồng nhất

Dẫy Con Voi được nhiều nhà địa chất xem như chìa khóa để nghiên cứu địa động lực đới đứt gãy Sông Hồng, đặc biệt chuyển động trượt bằng và nâng kiến tạo trong Kainozoi Đặc biệt là quan điểm về tuổi rất trẻ (cuối Miocen) của mặt san bằng vùng chia nước dẫy Fansipan Dựa vào kết quả nghiên cứu của nhiều tác giả, tuổi các bậc thềm sông Hồng từ Lào Cai đến Yên Bái đã được xác định như sau: thềm I cao tương đối 5m và thềm II (8 – 9m) đều là thềm tích tụ, thuộc tuổi QIII; Thềm bậc III có móng là Neogen, trên mặt có cuội tướng lòng có tuổi QII-III tương ứng hệ tầng Hà Nội; Thềm bậc IV (28 – 29m) là thềm xâm thực cắt vào đá Neogen (N1) thuộc địa hình đồi thoải cao 75 – 85m thuộc tuổi Q1 Bậc địa hình đồi cao hơn 100m trở lên cắt vào các trầm tích Miocen nên có thể thuộc tuổi Pliocen (phần muộn N22) Trên cơ sở đó các bậc địa hình của dẫy Núi Con Voi được xếp vào các tuổi: bậc địa hình độ cao từ 0 – 400m xếp vào tuổi Pliocen (N2); bậc địa hình 600 – 1000m và 800 – 1200m được xếp vào tuổi Miocen (N1) Như vậy, cư ly nâng tân kiến tạo của dẫy Con Voi ở các vị trí khác nhau là không bằng nhau Từ đó ta có: tốc độ nâng bề mặt Miocen lớn nhất 0,16mm/năm và nhỏ nhất 0,10mm/năm; Tốc

độ nâng bề mặt Pliocen lớn nhất 0,32mm/năm và nhỏ nhất 0,07mm/năm; Tốc độ nâng thềm xâm thực Q1 là 0,005mm/năm

c Số liệu đo GPS

Bằng các phương pháp đo lưới tam giác trắc địa từ năm 1982 – 1991 Trần Đình

đứt gãy Sông Hồng và Sông Chảy, trong đó đánh giá về tốc độ chuyển dịch tương đối 5mm/năm giữa các khối Từ năm 1994 – nay ứng dụng kỹ thuật định vị toàn cầu GPS trên lưới GPS Tam Đảo – Ba Vì và Thác Bà đã đưa ra những giá trị chuyển dịch tương đối chính xác của ĐSH đó là ĐSH có sự dịch chuyển ngang không lớn hơn 1 hoặc 2mm/năm trong khoảng thời gian hiện tại Điều đó giải thích,

trong giai đoạn hiện tại biến dạng không tích tụ trên đới xiết trượt Sông Hồng

d Đặc điểm hoạt động địa chấn

Trên lãnh thổ Trung Quốc từ năm 780 – 1976 và cả đến ngày nay, hoạt động địa chấn không có biểu hiện nhiều, dọc ĐSH từ Mindu đến biên giới Việt Nam không

có trận động đất nào có Ms> 6, các trận động đất nhỏ cũng không nhiều Đoạn từ Mindu lên phía bắc cũng chỉ có 1 trận động duy nhất Ms = 7 – 7.9 [41]

Hình 1.8: Sơ đồ phân bố các điểm động đất, nứt đất, nước nóng, nước khoáng

đới đứt gãy Sông Hồng – Sông Chảy (N.Đ.Xuyên, 2000)

ĐSH trên lãnh thổ Việt Nam theo những tài liệu địa chấn cũng chưa xác định

1.8) Kết quả phân tích số liệu địa chấn cho thấy tầng sinh chấn chủ yếu nằm ở độ

sâu 5 – 20km và chấn cấp tăng dần về tây bắc, ở trũng Hà Nội động đất chỉ xảy ra với Ms<5.3, còn miền núi động đất đã xảy ra với chấn cấp Ms > 5.3

Như vậy, có thể thấy rằng hoạt động địa chấn trong gian đoạn hiện đại trên cả ĐSH là không lớn

e Theo tài liệu địa vật lý

Các hoạt động kiến tạo trẻ cắt qua lớp phủ Pliocen – Đệ tứ không quan sát thấy

ở đông nam Vịnh Bắc Bộ, chúng chỉ tồn tại ở khu vực tây nam vịnh Bắc Bộ (hình 1.9) Trên hình 1.10, 1.11, 1.12, 1.13 các mặt cắt địa chấn tuyến song song với bờ

quan sát thấy toàn bộ các đứt gãy thuộc đới Sông Hồng trong giai đoạn trước Pliocen Hoạt động của chúng làm phá hủy, uốn nếp đáng kêt các thành tạo địa chất Oligocen và Miocen Trong khi đó, phần lát cắt nằm trên ranh giới bất chỉnh hợp Pliocen/ Miocen, mặt phản xạ gần như nằm ngang, khá liên tục và ổn định, không thấy biểu hiện hoạt động của các đứt gãy trẻ cắt qua lớp phủ Pliocen – Đệ tứ Các hoạt động kiến tạo trẻ chủ yếu phát triển theo hướng á kinh tuyến, không quan sát thấy hướng tây bắc – đông nam Ở phần phía bắc vịnh Bắc Bộ chủ yếu quan sát thấy các đứt gãy trẻ ở khu vực phía tây đứt gãy Sông Chảy, khu vực phía nam hoạt động này mạnh hơn và không chỉ tồn tại ở đới ven bờ mà phát triển ra đến khu vực kinh tuyến 1100

Như vậy, ở khu vực đồng bằng và vịnh Bắc Bộ, hoạt động của đới đứt gãy có xu hướng dịch chuyển, xoay đường phương theo chiều kim đồng hồ từ hướng tây bắc – đông nam sang hướng kinh tuyến

f Những đặc điểm hoạt động hiện đại khác

Khu vực đới đứt gãy SH và lân cận đã và đang xảy ra nhiều các tai biến thiên

nhiên như nứt trượt đất, xói lở bờ sông, lũ bùn đá dọc theo các đứt gãy (hình 1.9)

Hiện tượng nứt trượt lở đất xảy ra ở những nơi có độ dốc lớn, phong hóa mạnh như

Pa Cheo, Cốc San (Bát Xát, Lào Cai), Móng Sến (Sa Pa),… Các khối trượt có kích

Hình 1.10: Lớp phủ Pliocen – Đệ tứ không bị các đứt gãy cắt qua

(tuyến địa chấn 93-23) (Phạm Năng Vũ, 2004)

Hình 1.9: Sơ đồ đứt gãy kiến tạo của đới đứt gãy Sông Hồng ở khu vực vịnh Bắc Bộ (Phạm Năng Vũ, 2004) 1-Đứt gãy trước Pliocen – Đệ tứ; 2- Đứt gãy cắt qua Pliocen – Đệ

tứ theo số liệu địa chấn dầu khí; 3- Đứt gãy cắt qua Pliocen – Đệ

tứ theo số liệu địa chấn nông phân giải cao; 4- Phun trào núi

lửa

Hình 1.11: Trường sóng phân lớp ngang của lớp phủ Pliocen – Đệ tứ không bị các đứt gãy cắt qua (tuyến địa chấn 83-84) (Phạm Năng Vũ, 2004)

Hình 1.12: Các đứt gãy trẻ của đới đứt gãy Sông Hồng cắt qua lớp phủ Pliocen

– Đệ tứ (tuyến địa chấn 83-27) (Phạm Năng Vũ, 2004)

Hình 1.13: Hoạt động đứt gãy đi kèm với quá trình phun trào núi lửa ở phần phía

nam vịnh Bắc Bộ (tuyến địa chấn 83-24) (Phạm Năng Vũ, 2004)

Hiện tượng xói lở bờ sông chủ yếu xảy ra dọc theo sông Hồng, sông Chảy (thị

xã Lào Cai, Bảo Thắng, Sơn Tây, Phúc Thọ,…) gây phá hủy nhiều làng mạc

Dọc đới Sông Hồng còn xuất hiện các nguồn nước khoáng, nước nóng như suối khoáng Thanh Thủy, Kim Bôi ở cánh tây nam, nước nóng Yên Sơn (Tuyên Quang)

ở cánh đông bắc và nước khoáng Tiền Hải

Trong ĐSH còn xác định được các điểm dị thường Rn, Hg, CO2, CH4 và địa nhiệt:

- Dị thường Rn ở bờ trái sông Hồng thuộc Phố Lu (Bảo Thắng) > 2000 vết/cm2, cực đại đạt 7000 vết/cm2

ở bờ phải sông Hồng Tại thị xã Yên Bái

dị thường Rn đạt 15000 vết/cm2 ở đông bắc và 4500 vết/cm2 ở tây nam sông Hồng [8]

- Dị thường Hg ở Tứ Liên kéo dài phương tây bắc – đông nam, nồng độ cao nhất là 128 ng/m3

[7]

- Dị thường địa nhiệt biểu hiện rõ ở Hưng Hà, Thanh Sơn và kéo dài phương

á kinh tuyến

1.2 Đới đứt gãy Điện Biên - Lai Châu

Đới đứt gãy Điện Biên - Lai Châu là một đoạn của đới đứt gãy Lai Châu – Luông Pra Băng – Pursat là đứt gãy lớn, bắt đầu từ lãnh thổ Trung Quốc, cắt qua Việt Nam, Lào đến tận vịnh Thái Lan Đoạn đi qua lãnh thổ nước ta có chiều dài khoảng 160km, chạy từ biên giới Việt – Trung tại Chiềng Chai, qua thị xã Lai Châu, nhánh chính xuống gần Na Pheo chạy qua bản Nậm Ty sang Lào, nhánh phụ chạy qua thành phố Điện Biên phương AKT Đới đứt gãy Điện Biên – Lai Châu có phương chung BĐB – NTN, thể hiện rất rõ trên ảnh vệ tinh, ảnh máy bay, bản đồ địa hình,…

1.2.1 Đặc điểm địa chất, kiến trúc – kiến tạo và địa mạo đới đứt gãy

a Đặc điểm địa chất

Đới đứt gãy Điện Biên - Lai Châu là ranh giới giữa các đới kiến trúc Paleozoi – Mezozoi ở phía tây và các đới kiến trúc từ Proterozoi đến Mezozoi ở phía đông [9] Rìa phía đông, các đứt gãy cắt qua chủ yếu các đá tuổi từ PR3 đến D2, riêng phía nam cắt vào các đá T2 và T3 Rìa phía tây, đới đứt gãy cắt qua các đá có tuổi PZ ở đoạn Chiềng Chai – Lai Châu, các đá T2 và J ở đoạn Điện Biên – Lai Châu và một ít đá D1, C1 ở đoạn Điện Biên – Tây Trang Trung tâm đới trùm lên dải

đá phiến T3 rộng khoảng 1-2 km dài hơn 100km từ Chiềng Chai đến Mường Pồn, tiếp về phía nam là đá T3 n-r Trong phạm vi của đới đứt gãy còn có mặt đá bazan

olivin, cấu tạo hạnh nhân (tuổi tuyệt đối khoảng 5,8 tr.n.), phân bố thành nhiều điểm trong trũng Điện Biên Phủ Ngoài ra còn có các thành tạo Q với chiều dày hàng chục đến hàng trăm mét trong các trũng phân bố dọc theo đới [9]

b Đặc điểm kiến trúc – kiến tạo

Trên bình đồ kiến trúc khu vực, đới đứt gãy Điện Biên - Lai Châu kéo dài liên tục phương AKT từ biên giới Việt Trung, tại Chiềng Chai qua thị xã Lai Châu,

ở Huổi Chan đới đứt gãy phân nhánh:

- Nhánh chính từ bắc Huổi Chan chạy theo phương ĐB – TN qua bản Nậm Ty sang Lào Chiều rộng đới phá hủy nhánh chính khoảng 800 – 1000m Nhánh này có mặt trượt cắm về tây bắc khoảng 700 [36]

- Nhánh nhỏ hơn với chiều rộng đới phá hủy 200 – 350m chạy theo phương AKT từ Huổi Chan 1 qua phía đông bản Tin Thóc, Bản Lính, Mường Pồn rồi kéo dài xuống Điện Biên, chiều dài khoảng 40 km và mặt trượt gần thẳng đứng

[36]

Đới đứt gãy Điện Biên - Lai Châu được đánh giá như một đứt gãy sâu phân miền kiến tạo giữa một bên phía tây là miền vỏ lục địa hình thành vào Trias muộn – Jura thuộc hệ uốn nếp Thái Lan – Malaixia và phía đông là vỏ lục địa hình thành vào Paleozoi sớm – giữa (đới sông Mã), đầu Cacbon sớm (hệ uốn nếp Trường Sơn)

và miền tách lặp vỏ lục địa Paleozoi sớm – giữa hình thành lại vỏ mới vào đầu Trias muộn (kẹp giữa đới đứt gãy Sơn La và Sông Hồng)

Hoạt động kiến tạo của đới đã phá hủy mạnh mẽ các thành tạo địa chất tuổi khác nhau, đặc biệt các thành tạo Mezozoi Dọc theo đứt gãy hoạt động nội sinh khá mạnh mẽ, các khối granitoit, phun trào bazan, gabro-diabaz tuổi khác nhau phát triển dọc đới Đặc biệt chuyển dịch ngang dọc theo đứt gãy Điện Biên – Lai Châu theo kiểu trượt bằng phải trong Kainozoi sớm đã tạo ra cấu trúc kiến tạo dạng cánh cung ở hai cánh đứt gãy

c Đặc điểm trường ứng suất kiến tạo

Khôi phục trường ứng suất kiến tạo (TƯSKT) bằng phương pháp địa chất – kiến trúc (sử lý khe nứt kiến tạo và mặt trượt) đã tái dựng được 4 trường ứng suất kiến tạo khác nhau: Ứng suất kiến tạo kiểu trượt bằng ứng với hai pha kiến tạo ? –

N1 và N2 – Q Pha muộn (N2 – Q) đặc trưng bởi kiểu trượt bằng với trục nén ép cực đại (1) gần nằm ngang phương á kinh tuyến, trục tách giãn cực đại (3) gần nằm ngang phương á vĩ tuyến còn trục 2 nằm trong miền thẳng đứng Tác động của TƯSKT ở khu vực Lai Châu và kế cận đã hình thành các hố sụt, trũng dạng địa hào lấp đầy bởi các thành tạo Đệ tứ có phương á kinh tuyến (Điện Biên, Lai Châu, Mường Mô, Chăn Nưa,…) [37]

Đặc trưng nổi bật của pha kiến tạo này là sự dịch chuyển ngang tương đối của các khối địa chất theo các đới đứt gãy, kèm theo đó là sự nâng cao phân dị mạnh xảy ra trên toàn khu vực mà những nét cơ bản vẫn tiếp tục diễn ra đến ngày nay.

d Đặc điểm địa mạo

Đới đứt gãy Điện Biên – Lai Châu là dải trũng thấp dưới 1000m thuộc sườn

và đáy của một loạt các thung lũng sông suối: Nậm Na, Nậm Lay, Nậm Mức, Nậm Rốm Đới đứt gãy nằm giữa một bên là cao nguyên Tà Phình (cao 1500 - 1900), dãy núi dạng cao nguyên Huổi Long (1500 - 2000) cùng các dãy núi khác ở phía đông

và một bên là các dãy núi cao 1200 – 1700 của khu vực Mường Tè, Mường Chà, Si

Pa Phìn ở phía tây Chiều rộng của đới thay đổi, hẹp nhất là 6 km, rộng nhất là 11

km, trung bình khoảng 7 -8km

Theo chiều ngang, có thể chia dải địa hình này thành 3 dải nhỏ:

- Dải trung tâm dọc theo phần thấp nhất của các thung lũng suối gồm đồi, núi thấp, thềm và bãi bồi trong các trũng biệt lập (Pà Tần, Chăn Nưa, Lai Châu, Mường Pồn, Điện Biên) Trong đó, trũng lớn nhất là trũng Điện Biên có chiều dày lớp phủ trầm tích lớn

- Dải đông là sườn bị phân bậc, tạo ra nhiều vách dốc đứng cao hàng trăm mét, dài vài chục km Dải này chuyển tiếp lên bề mặt cao nguyên Tả Phình và phần đỉnh tương đối bằng phẳng của dãy Huổi Long qua một vách lớn, cao khoảng 100m kéo dài từ Pa Tần đến Mường Pồn

- Dải tây là sườn dốc, phân bậc yếu, càng về nam càng thoải, đoạn từ Mường Lay đến Mường Pồn tách thành dãy núi có phương kéo dài theo phương chung đới đứt gãy

1.2.2 Đặc điểm hoạt động kiến tạo hiện đại

Hoạt động hiện đại của đứt gãy biểu hiện khá rõ qua các dấu hiệu khác nhau:

a Dấu hiệu về hình động học

Trên ảnh vệ tinh đới đứt gãy Điện Biên – Lai Châu thể hiện khá rõ ràng như

tảng phân dị khá rõ nét với độ cao địa hình lớn (>1000m), bề mặt sườn dốc Một số đoạn còn có các bề mặt facet biểu hiện rõ

Hình 1.14: Biểu hiện đới đứt gãy Điện Biên – Lai Châu trên ảnh vệ tinh

b Dấu hiệu địa mạo

Dọc theo đứt gãy phát triển khá nhiều các hố sụt, trũng dạng địa hào lấp đầy các thành tạo sông – lũ tích Đệ tứ Điển hình là các trũng Chăn Nưa, Na Pheo, Pa Tần và trũng dạng địa hào Nậm Lay với chiều rộng 500 – 700m kéo dài hơn 10km

từ phía nam thị trấn Mường Lay đến phía bắc thị xã Lai Châu

c Số liệu đo GPS

Quá trình xử lý hai chuỗi số liệu đo 2002 và 2004 của Trần Đình Tô, Vi Quốc Hải đã đưa ra nhận định chung: trong thời gian hiện tại, đới đứt gãy Điện Biên – Lai Châu đang chuyển dịch trái với vận tốc trung bình giữa hai cánh khoảng

3 +1,5mm/năm

d Hoạt động địa chấn

Hoạt động địa chấn của đới đứt gãy trong những năm qua chủ yếu tập trung

ở ba nút sinh chấn quan trọng là thị xã Lai Châu, Mường Lay và thành phố Điện Biên với tần suất cao, có Ms đạt 5,0 – 5,5 Đới Điện Biên – Lai Châu thường được xếp vào đới phát sinh động đất mạnh của vùng Tây Bắc Việt Nam: động đất Điện Biên năm 1935, M.6,75; động đất Nà Pheo, ngày 16/6/1980, M.4,6; động đất Lai Châu ngày 1/1/2001, M.4,2; động đất Điện Biên ngày 19/2/2001, M.5,3

e Những đặc điểm hoạt động hiện đại khác

- Hoạt động hiện đại của đới đứt gãy Điện Biên – Lai Châu còn biểu hiện khá rõ qua mức độ thoát khí Rn, Hg và Co2 + CH4 ở khu vực thị xã Lai Châu,

Na Pheo và thành phố Điện Biên

- Sự xuất lộ các nguồn nước khoáng nóng ở Mường Mươn, Pe Luông đều liên quan đến hoạt động hiện đại của đới đứt gãy

- Một dạng tai biến địa chất khá điển hình liên quan tới hoạt động hiện đại của đới đứt gãy phải kể đến hiện tượng trượt lở và lũ bùn đá Trong những năm vừa qua có nhiều đợt lũ bùn đá xảy ra dọc theo hai sườn phía đông và tây của đới đứt gãy Nhất là cách phía đông, khu vực Mường Lay cũ đến thị xã Lai Châu, lũ bùn đá đã phá hủy nhiều nhà cửa, ruộng đất và con người

Tóm lại, hai đới đứt gãy SH và ĐB – LC đều là những đới đứt gãy có biểu hiện hoạt động kiến tạo hiện đại được đặc trưng bởi các dấu hiệu về địa mạo – địa hình, địa vật lý, địa chất, GPS, động đất và các dị thường Rn, Hg, CO 2 , CH 4 , địa nhiệt, trượt sạt lở đất đá, v.v…

Chương 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Hiện nay có nhiều phương pháp được áp dụng để nghiên cứu kiến tạo, đặc biệt là kiến tạo hiện đại Xu hướng nghiên cứu bây giờ tập trung đi sâu sử dụng các

hệ phương pháp mới nghiên cứu kiến tạo Trong khi đó, hoạt động kiến tạo hiện đại của vỏ trái đất được phản ánh trực tiếp và rõ nét nhất trên địa hình hiện đại và thông qua các biểu hiện cụ thể khác như động đất, núi lửa, trượt sạt lở quy mô khu vực, xuất lộ nước khoáng nóng… Việc phân tích địa hình hiện đại bằng các phương pháp địa mạo - kiến tạo tỏ ra rất có hiệu quả để phát hiện và xác định các biểu hiện hoạt động nội sinh hiện đại liên quan đến các vận động của vỏ trái đất là nguồn của các hoạt động động đất

Trong đề tài này, học viên đã sử dụng phương pháp tính các chỉ số địa mạo, dùng ảnh vệ tinh, ảnh DEM để phân tích tính hoạt động hiện đại hai đới đứt gãy Sông Hồng và Điện Biên – Lai Châu để khẳng định tính tích cực của hệ phương pháp

2.1 Các chỉ số địa mạo – kiến tạo

Trắc lượng hình thái được đánh giá như tiêu chuẩn xác định định lượng hình thái cảnh quan Ở mức độ đơn giản nhất địa hình có thể được đặc trưng bằng kích thước, độ cao và độ dốc Các tính chất đánh giá mang tính định lượng theo các nhà địa mạo để so sánh khách quan sự khác nhau của địa hình và tính toán các thông số địa mạo được sử dụng để nhận dạng các đặc điểm đặc trưng của một vùng như mức

độ hoạt động kiến tạo

Các chỉ số địa mạo được xây dựng để xác định các khu vực trải qua quá trình biến dạng kiến tạo có tính tin cậy trong nghiên cứu kiến tạo vì chúng có thể được sử dụng để tính toán nhanh chóng và dễ dàng thu thập từ bản đồ địa hình và ảnh viễn thám Một số các chỉ số địa mạo được học viên sử dụng trong đề tài như:

2.1.1 Tính không đối xứng của bồn thoát nước

Đặc điểm hình học của mạng lưới sông suối thường thể hiện sự có mặt của hoạt

Yếu tố không đối xứng được xem xét để xác định độ nghiêng ở từng vị trí và

diện tích của bồn thoát nước

AF = 100(Ar/At) Trong đó: Ar diện tích bồn trũng bên phải (xuôi theo hạ lưu) của dòng chảy chính;

At diện tích toàn bộ bồn thoát nước

 Đối với hệ thống sông suối đã hình thành và tiếp tục chảy trong điều kiện ổn định giá trị AF dao động 50

 Bồn thoát nước nghiêng về sườn bên trái nếu giá trị AF >50, các dòng chảy tập trung nhiều hơn ở sườn phải

 Bồn thoát nước nghiêng về sườn bên phải nếu giá trị AF <50, các

dòng chảy tập trung nhiều hơn ở sườn trái

Phương pháp trên sử dụng tốt nhất cho các khu vực bồn thoát nước có phần dưới là các kiểu đá đồng nhất, thì sẽ không chịu sự kiểm soát của yếu tố thạch học cũng như khí hậu do lớp phủ thực vật

2.1.2 Chỉ số gradient (SL)- Chiều dài dòng chảy

Chỉ số gradient tương quan với năng lượng dòng chảy Chỉ số này cũng được xác định dựa trên bản đồ địa hình Tổng năng lượng dòng chảy tại những đoạn biến đổi của dòng chảy là giá trị quan trọng, bởi vì nó liên quan đến khả năng xói mòn và vận chuyển trầm tích của dòng chảy

SL= (∆H/∆L)L

∆H: độ chênh lệch độ cao địa hình đoạn dòng chảy

∆L: Chiều dài đoạn dòng chảy

L: tổng chiều dài cả dòng chảy

Tổng năng lượng biến đổi của dòng suối tỷ lệ theo độ dốc bề mặt và lưu lượng nước Gradient biến đổi bề mặt liên quan đến độ dốc dòng chảy, tổng chiều dài kênh dẫn và lưu lượng nước tràn bờ Chỉ số SL rất nhạy cảm với sự thay đổi độ dốc kênh

và điều đó ước lượng mối quan hệ với các hoạt động kiến tạo

2.1.3 Chỉ số uốn khúc chân sườn núi (S mf )

Lmf là chiều dài trước núi theo đường khúc khuỷu chân sườn núi;

Ls là đoạn thẳng trước núi

Chỉ số phản ánh tính ổn định giữa các lực xói mòn có khuynh hướng cắt xẻ địa hình trước núi và các lực kiến tạo có khuynh hướng tạo nên các đường thẳng trước núi trùng khớp với ranh giới đứt gãy hoạt động Chỉ số này càng gần 1 thì càng thể hiện tính cắt sâu và nắn thẳng càng trội- có nghĩa khu vực có hoạt động nâng mạnh, ngược lại nếu càng lớn hơn 1 thì càng thể hiện mức cắt sâu kém, có nghĩa vùng có hoạt động nâng yếu, độ dốc dòng chảy thấp

2.1.4 Tỷ số giữa độ rộng đáy thung lũng và độ cao của nó (V f )

số độ chênh cao đó với độ dài đường thẳng nối các đỉnh ở hai bờ thung lũng để đánh giá hình thái của thung lũng có quá trình cắt sâu: tỷ lệ này cao thể hiện mức cắt sâu cao và hình thái địa hình kiểu canion Ngoài ra có thể xác định vùng có hoạt động nâng và sụt khác nhau bằng việc xác định dị thường gradient (độ dốc) của thung lũng (đáng giá cùng cấp) cũng như của đường đỉnh (đường sống núi)

2.2 Phương pháp viễn thám

Phương pháp viễn thám nghiên cứu các đặc điểm và sự biến dạng địa hình do các hoạt động nội - ngoại sinh thông qua các hình ảnh được chụp từ máy bay và vệ tinh có độ phân dải cao Các ảnh chụp từ máy bay hoặc vệ tinh cung cấp cho chúng

ta những thông tin rất quý giá, đặc biệt đối với vùng bị phủ bởi thảm thực vật dày,

bị ngập nước hoặc lớp phủ trầm tích dày Lượng thông tin mà phương pháp viễn thám cung cấp mang tính toàn diện, phản ảnh trực tiếp những biến dạng trên địa hình do những hoạt động nội - ngoại sinh gây ra Đặc biệt có hiệu quả trong nghiên

tính quy luật như tuyến tính, phân bố song song nhau của các hệ sống núi-sông suối, phân bố kiểu phối khảm…

Phương pháp phân tích viễn thám ứng dụng trong nghiên cứu đứt gãy tích cực, các đứt gãy đang hoạt động, các yếu tố cấu trúc Tân kiến tạo Nhất là các biến dạng trẻ, chúng còn bảo tồn tốt và để lại các dấu ấn trên địa hình bề mặt Trái đất

Do vậy mà chúng thể hiện rất rõ trên các dữ liệu ảnh và bản đồ Sự thể hiện của các yếu tố cảnh qua này trên ảnh viễn thám là các dấu hiệu gián tiếp để giải đoán đứt gãy có biểu hiện hoạt động, sự phân bố trong không gian và tính chất dịch chuyển của chúng Vì vậy khi phân tích ảnh viễn thám phục vụ cho nghiên cứu các đứt gãy cần phải tổng hợp được từ sự kết hợp của các yếu tố ảnh Có thể sử dụng kỹ thuật phân tích, xử lý bằng mắt thường hoặc kỹ thuật ảnh số để xác định những yếu tố dạng tuyến (lineament) và dấu hiệu dịch chuyển của đứt gãy

2.3 Phương pháp phân tích địa hình – địa mạo

Phương pháp phân tích địa hình - địa mạo được thông qua những biến dạng của các thành tạo địa chất, địa mạo: đới cà nát, đới xiết ép, đới dịch trượt, đới sụt, biến dạng của bãi bồi, thềm sông suối, lòng suối, nón phóng vật, dòng tạm thời, đường chia nước, sự hiện diện của vách kiến tạo, sườn kiến tạo (fasets), sự dịch chuyển vai địa hình bóc mòn… Phân tích hình thái địa hình còn sử dụng việc phân vùng-khối địa hình, sự phân bố các dạng địa hình cho phép xác định những cấu trúc khối tảng và các phá hủy đứt gãy phân chia chúng đồng thời phân tích sự thay đổi

độ cao và phân cắt sâu-ngang của hệ thống sông suối chỉ ra sự biến động nâng - hạ của các “khối” địa hình khác nhau cũng như các ranh giới đứt gãy giữa chúng…

Chương 3 ĐẶC ĐIỂM HOẠT ĐỘNG KIẾN TẠO HIỆN ĐẠI HAI ĐỚI ĐỨT GÃY

SÔNG HỒNG VÀ ĐIỆN BIÊN – LAI CHÂU TRÊN

CƠ SỞ CÁC CHỈ SỐ KIẾN TẠO - ĐỊA MẠO

3.1 Đới đứt gãy Sông Hồng

Các đặc điểm hoạt động kiến tạo hiện đại của đới đứt gãy Sông Hồng trong lãnh thổ Việt Nam đã được thể hiện ở các đặc trưng khác nhau (địa mạo, hình động học,

số liệu đo GPS, hoạt động địa chấn, v.v…) nêu trong chương 1 Ngoài các đặc trưng trên hoạt động hiện đại của ĐSH còn thể hiện trong các tính toán cụ thể cho các chỉ

số kiến tạo - địa mạo của khu vực đứt gãy sông Hồng và xung quanh

3.1.1 Hoạt động kiến tạo hiện đại qua các chỉ số kiến – địa mạo

- Tính không đối xứng của bồn thoát nước

Phần dưới là sơ đồ lưu vực sông Hồng (Hình 3.1) và các sông nhánh từ biên giới Việt – Trung đến Việt Trì Hình thái lưu vực sông Hồng và các sông nhánh thể hiện

rõ tính không đồng nhất Hai bên lưu vực trái và phải của sông Hồng từ biên giới Việt – Trung đến Việt Trì có sự khác biệt rõ ràng về hình thái:

Lưu vực bên phải sông Hồng là các nhánh sông suối dài, phát triển đến cấp 4, cấp 5, trong khi bờ trái chỉ có các suối ngắn, nhỏ, cấp 1 – 2

Mạng sông suối bờ trái sông Hồng rất đơn giản, các suối cấp 1 – 2 chảy thẳng góc vào sông Hồng phương đông bắc – tây nam Điều đó phản ánh sườn núi bờ trái dạng địa luỹ kéo dài, hẹp

Hình thái sông suối bờ phải rất đa dạng, phương chủ yếu là tây nam – đông bắc,

có các kiểu hình thái mạng: sông chính và suối nhánh đều thẳng, phương TN – ĐB (dạng lông chim); Sông chính thẳng, phương TN – ĐB còn suối nhánh thẳng phương TB – ĐN (lưu vực Ngòi Bọ,…); Sông chính gãy khúc (ngòi Thia, ngòi Lao,…); Sông chính hình cánh cung (sông Nậm Chăn, sông Mùa,…)

Các giá trị thông số của lưu vực sông Hồng và các sông nhánh được tính ở bảng 3.1 cũng đã nói lên tính chất bất đối xứng Giá trị bất đối xứng (AF) được tính cho lưu vực sông Hồng từ biên giới Việt – Trung đến Việt Trì là 82,7% chỉ mức độ tập

trung dòng chảy ở bờ phải và bồn thoát nước đoạn nghiên cứu nghiêng về sườn bên trái Ở bờ phải lưu vực sông Hồng, hình thái các nhánh sông cũng thể hiện tính đa dạng qua giá trị bất đối xứng (AF).

Hình 3.1: Lưu vực sông Hồng và lưu vực các nhánh sông

Bảng 3.1: Thông số lưu vực sông Hồng và các sông suối nhánh

đoạn từ biên giới Việt – Trung đến Việt Trì

TT Thông số Đơn vị LV sông Hồng LV Ngòi Bọ Nậm ChănLV sông LV Ngòi Hút LV Ngòi

Thia

LV Ngòi Lao

LV sông Mua

1 Chu vi (P) km 709100 116,5 168 129,9 180,3 125,2 190

2 Diện tích (A) km2 11800 590 1.526 621,1 1.569 643,6 1.361

3 Diện tích bồn

bên phải (Ar) km2 9760 267,3 998,5 294,3 846,2 399,6 969,4

4 Chiều dài lưu vực (Lmax) km 307,1 47,45 59,92 61,78 91,07 63,94 92,88

5 Tính không

đối xứng (AF) 82,71 45,31 65,43 47,38 53,93 62,09 71,23 Bên lưu vực sông Chảy (Hình 3.2) cũng có tính bất đối xứng nhưng ngược với bên sông Hồng Mạng sông suối bên bờ trái là các nhánh sông suối dài phát

mạng sông suối nhánh của lưu vực sông Chảy có khác nhau nhưng tính bất đối xứng không lớn như bên sông Hồng Ở lưu vực sông Chảy bồn thoát nước nghiêng

về bên phải tương ứng với vị trí thấp hơn của bồn thoát nước bên trái sông Hồng

Hình 3.2: Sơ đồ lưu vực Sông Hồng và Sông Chảy

Khu vực nghiên cứu, đoạn từ Lào Cai đến Việt Trì, đới đứt gãy Sông Hồng được chia thành 2 nhánh đứt gãy chính là đứt gãy Sông Hồng (ĐSH) (tiếp tục kéo dài, chạy theo thung lũng Sông Hồng) và đứt gãy Sông Chảy (ĐSC) chạy dọc Quốc

lộ 70 và thung lũng sông Chảy), được phân tách bởi DNCV Có thể thấy địa hình phân tách bởi 2 đứt gãy Sông Hồng và sông Chảy có sự khác biệt với địa hình khối tảng, vòm – khối tảng khu vực lân cận Càng xuống khu vực đồng bằng phía đông nam hệ đứt gãy, hình thái mạng sông suối càng mất dần tính bất đối xứng, thay vào

đó là sự phát triển mạnh sông suối theo kiểu mạng lưới Điều đó cũng thể hiện bằng địa hình thấp dần, phân cắt sâu không phát triển chỉ còn chia cắt ngang và địa hình

bề mặt bằng phẳng của đồng bằng châu thổ

- Chỉ số giữa độ rộng đáy thung lũng và độ cao của nó (V f ):

Hình 3.3 dưới đây biểu diễn các điểm được tính chỉ số Vf Các điểm được lấy tại

vị trí thung lũng các sông suối phân bố hai bên cánh đứt gãy Sông Hồng và Sông Chảy Khu vực địa hình núi (hay những khu vực địa hình có sự phân dị) thuận lợi hơn cho việc tính toán giá trị Những địa hình ít có sự phân dị, tương đối bằng phẳng, sự chênh lệch độ cao đáy thung lũng và hai bên đường chia nước không đáng kể thì giá trị Vf sẽ rất cao để phản ánh vận động thẳng đứng không diễn ra mấy hoặc vùng chủ yếu là hoạt động hạ thấp sẽ không cần thiết tính toán nhiều Chính vì vậy, áp dụng cho đới đứt gãy Sông Hồng, địa hình hai cánh đứt gãy phân dị chủ yếu

ở phân đoạn tây bắc, xuống đông nam địa hình đồng bằng ít phân dị và hoạt động

nó Địa hình càng phân cắt thể hiện ở hình thái thung lũng càng nhỏ hẹp (thung lũng dạng chữ V) thì sự chênh lệch độ cao giữa đáy và đường chia nước hai bên thung lũng càng lớn Các giá trị Vf khu vực dãy Phan Si Pan rất thấp, chủ yếu là các giá trị dao động trong khoảng 0.1 – 0.2 (trên bảng là các điểm từ SH01 đến SH15 và các điểm T01 đến T12)

Càng về phía đông nam khu vực Nghĩa Lộ, địa hình thấp dần, mạng lưới sông suối phát triển nhiều, điều đó cũng tương tự là các giá trị Vf cao hơn rất nhiều (giá trị Vf dao động gần 1, thậm chí có những giá trị đạt 5 - 13)

Các giá trị Vf rất thấp đã phản ánh độ chênh cao lớn của địa hình đỉnh và đáy thung lũng khu vực Phan Si Pan, Nghĩa Lộ và Văn Bàn Cánh bên trái đới đứt gãy Sông Hồng có mức cắt sâu lớn càng thể hiện vận động nâng tích cực mạnh

Ngược lại với các giá trị Vf bên bờ phải sông Hồng, các giá trị Vf bên bờ trái

điểm tính Giá trị Vf bờ phải sông Hồng khá cao phản ánh mức phân cắt sâu không lớn của địa hình Độ chênh cao của địa hình đỉnh và đáy thung lũng không lớn phản ánh mức độ hoạt động hạ thấp đang chiếm ưu thế của địa phương

Trên sơ đồ các đường đẳng trị Vf (Hình 3.4) tính bất đối xứng thể hiện qua phân

bố, hình thái và tính phân dị của các đường đẳng trị Quy luật phân bố các đường đẳng trị cho thấy những giá trị đường Vf thấp chủ yếu tập trung ở các vùng địa hình miền núi có độ cao lớn, phân cắt sâu mạnh; những đường giá trị Vf cao dần tập trung phân bố ở các địa hình thấp hơn và tăng mạnh ở các khu vực đồng bằng Hình thái phân bố các đường cũng phù hợp hình thái các khối cấu trúc trong khu vực Biểu hiện của đới đứt gãy Sông Hồng trên sơ đồ các đường đẳng trị Vf là ranh giới giữa các yếu tố dị thường thấp các giá trị Vf khu vực núi cao Phan Si Pan, Văn Bàn

và dị thường cao Vf ở khu vực cánh đông đới đứt gãy, đặc biệt càng xuống đông nam mật độ đường Vf giá trị thấp càng tăng nhanh khi chuyển dần địa hình sang đồng bằng thấp

Hai cánh đông và tây của đới đứt gãy Sông Hồng biểu hiện những đặc điểm khác nhau hoàn toàn về mật độ, hình thái, tính phân dị các đường đẳng trị Vf Cánh tây đới đứt gãy đặc trưng là giá trị dị thường Vf thấp, các đường đồng mức phân bố

có hình thái tương đối đồng nhất ít phân dị, mật độ thưa Trong khi đó cánh đông thì ngược lại, giá trị các đường tăng cao, mật độ phân bố các đường tăng cao ở phía bắc

và đông nam, có tính phân dị địa phương

Đặc điểm phân dị giá trị Vf đã cho thấy hoạt động nâng hạ hiện đại khác nhau ở địa hình hai bên cánh đứt gãy Sông Hồng Hoạt động nâng chiếm ưu thế bên cánh trái đới đứt gãy Sông Hồng (khu vực có các đỉnh cao Phan Si Pan, Văn Bàn và Nghĩa Lộ) với đặc trưng các giá trị Vf thấp Trong khi đó, cánh bên phải đứt gãy Sông Hồng, các giá trị Vf cao hơn

Hình 3.3: Sơ đồ phân bố các vị trí điểm tính giá trị V f Bảng 3.2: Giá trị tỷ số Vf tính cho bờ phải lưu vực Sông Hồng

Bảng 3.3: Giá trị tỷ số Vf tính cho bờ trái lưu vực Sông Hồng