Đánh giá tiềm năng địa chấn lãnh thổ việt nam theo tổ hợp các tài liệu địa chất địa vật lý và địa chấn

Hệ phương pháp nghiên cứu như vậy đã được khởi thảo tại viện Vật lý Trái đất, viện HLKH Nga và sử dụng rộng rãi các cách tiếp cận khác nhau từ lý thuyết đến thực nghiệm phân tích kiến tạ

BỘ KHOA HỌC VÀ CễNG NGHỆ

VIỆN VẬT Lí ĐỊA CẦU -

Báo cáo tổng kết

nhiệm vụ hợp tác quốc tế về kh&cn theo nghị định th−

Việt Nam - Liên bang Nga

ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG ĐỊA CHẤN LÃNH THỔ VIỆT NAM THEO TỔ HỢP CÁC TÀI LIỆU ĐỊA CHẤT-ĐỊA VẬT Lí

VÀ ĐỊA CHẤN

Thời gian thực hiện nhiệm vụ: 36 tháng (từ 1/2008- 12/2010)

Cơ quan chủ trì nhiệm vụ: Viện Vật lý Địa cầu, Viện KH&CN Việt Nam Chủ trì nhiệm vụ: TSKH Ngô Thị L−

Các thành viên thực hiện chính Nhiệm vụ HTQT:

MỤC LỤC

PHẦN TỔNG QUÁT

I THÔNG TIN CƠ BẢN VỀ NHIỆM VỤ HỢP TÁC KHOA HỌC 4

I.1 Tên nhiệm vụ hợp tác: 4

I.2 Thuộc chương trình: 4

I.3 Họ tên chủ nhiệm nhiệm vụ hợp tác Khoa học: 4

I.3.1 Phía Việt Nam: 4

I.3.2 Phía Liên bang Nga: 4

I.4 Mục tiêu của Nhiệm vụ 4

II KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐÃ ĐẠT ĐƯỢC TRONG 3 NĂM 2008-2010 5

II.1 Tóm tắt kết quả nghiên cứu, ý nghĩa khoa học của kết quả đã đạt được: 5

II.2.1 Đoàn ra : 5

II.2.3.Đoàn vào: 5

II.2.Tổ chức các hội thảo khoa học và tham gia Hội nghị KH quốc tế : 6

II.3 Tổ chức 3 đợt điều tra, khảo sát thực địa cùng các chuyên gia Nga theo các lộ trình khác nhau nhằm đo đạc và thu thập các số liệu địa chất, địa vật lý phục vụ nghiên cứu : 6

II.4 Các công trình khoa học đã công bố liên quan tới nhiệm vụ hợp tác KH .7

III KẾT QUẢ ĐÀO TẠO CÁN BỘ KHOA HỌC: 9

III.1 Hỗ trợ cán bộ Khoa học học NCS tại Liên bang Nga: 9

III.2 Đào tạo một học viên cao học : 9

III.3 Cử 4 cán bộ đi học tiếng Nga tại Trung tâm Nhiệt đới Việt Nga 9

III.4 Các hoạt động khoa học khác: 9

IV KINH PHÍ ĐÃ CHI: 10

V ĐÁNH GIÁ CHUNG VỀ ĐÓNG GÓP CỦA CÁC PHÍA TRONG QUÁ TRÌNH HTQT VIỆT-NGA: 10

VI HƯỚNG TRIỂN KHAI CHƯƠNG TRÌNH HTQT GIỬA 2 VIỆN GIAI ĐOẠN TỪ 2011-2015: 10

PHẦN CHI TIẾT PHẦN I: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 14

PHẦN II: CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22

I PHƯƠNG PHÁP THĂM DÒ TỪ VÀ TRỌNG LỰC NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC VỎ TRÁI ĐẤT 22

II PHƯƠNG PHÁP PHÂN VÙNG KIẾN TRÚC KIẾN TẠO KAINOZÔI 25

III PHƯƠNG PHÁP PHÂN LOẠI CÁC KIỂU VỎ TRÁI ĐẤT THEO THEO HỢP CÁC TÀI LIỆU ĐỊA CHẤT- ĐỊA VẬT LÝ VÀ ĐỊA CHẤN PHỤC VỤ DỰ BÁO ĐỘNG ĐẤT CỰC ĐẠI M MAX 25

III.1 Cơ sở phương pháp và đặc điểm của tài liệu ban đầu .25

III.2.Thuật toán phân loại vỏ Trái đất 27

IV PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH PHỔ SÓNG ĐỊA CHẤN ĐỂ XÁC ĐỊNH CÁC THAM SỐ ĐỘNG LỰC CỦA CHẤN TIÊU ĐỘNG ĐẤT 28

IV.1 Phương pháp phân tích phổ sóng địa chấn bằng thủ thuật biến đổi Furie nhanh với bộ lọc số vạn năng 29

IV.2 Thuật toán xác định các tham số động lực của chấn tiêu động đất .32

V TRẠNG THÁI CỔ ỨNG SUẤT VÀ QUI LUẬT ĐỊA ĐỘNG LỰC CỦA VỎ TRÁI ĐẤT 34

PHẦN III: CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ SẢN PHẨM KHOA HỌC

CHÍNH 37

CHƯƠNG I: DANH MỤC ĐỘNG ĐẤT LÃNH THỔ NGHIÊN CỨU ĐẾN NĂM 2008 VỚI VIỆC BỔ SUNG CÁC THAM SỐ ĐỘNG LỰC VÀ CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ CẤU NGUỒN CỦA CÁC TRẬN ĐỘNG ĐẤT MẠNH 38

I CÁC TÀI LIỆU SỬ DỤNG 38

II PHƯƠNG PHÁP THÀNH LẬP DANH MỤC THỐNG NHẤT 39

II.1 Chu kỳ động đất lịch sử: 39

II.2.Chu kỳ số liệu động đất quan sát: 40

II.2.1.Giải quyết vấn đề về phương pháp luận và xác định niên biểu 40

II.2.2.Chính xác các tham số cơ bản của chấn tâm động đất .41

II.2.3.Xác định magnitude động đất .41

II.2.4.Mô hình cơ cấu chấn tiêu các trận động đất mạnh lãnh thổ Việt Nam và lân cận, quy luật phân bố các tham số đặc trưng của chúng 43

1 Tài liệu sử dụng : 43 

2 Kết quả xây dựng mô hình cơ cấu chấn tiêu các trận động đất 44 

3 Phân tích qui luật phân bố các tham số cơ bản của CCCT động đất. 46 

4 Một số nhận xét: 48 

II.2.5.Xác định các tham số động lực của chấn tiêu động đất 49

CHƯƠNG II:MÔ HÌNH ĐỊA CHẤN KIẾN TẠO LÃNH THỔ VIỆT NAM 53

I CÁC NÉT ĐẶC TRƯNG CHUNG VỀ KIẾN TRÚC KIẾN TẠO LÃNH THỔ VIỆT NAM 53

II ĐẶC TRƯNG CẤU TẠO VỎ TRÁI ĐẤT LÃNH THỔ VIỆT NAM 57

II.1.Đặc tính phân lớp của thạch quyển 57

II.2 Đặc tính phân đới của thạch quyển 58

II.3 Trường trọng lực và đặc điểm phân miền cấu trúc vỏ Trái đất 61

II.3.1 Đặc điểm trường trọng lực trên phạm vị đất liền lãnh thổ Việt Nam 61

II.3.2 Đặc điểm trường trọng lực trên vùng biển, thềm lực địa Việt Nam và kế cận 63

II.4 Trường từ và đặc điểm phân miền cấu trúc vỏ Trái đất 63

4.1 Đặc điểm trường từ trên phạm vi đất liền 63

4.2 Đặc điểm trường từ vùng biển, thềm lục địa Việt Nam và kế cận 66

II.5 Các đơn vị cấu trúc chính vỏ Trái đất lãnh thổ Việt Nam và kế cận 67

5.1 Vỏ lục địa (I): 67

5.2 Vỏ chuyển tiếp (II): 67

5.3 Vỏ Đại dưong (III): 67

II.6 Các đới phát sinh động đất theo tài liệu địa chất kiến tạo và địa vật lý: 68

III MÔ HÌNH ĐỊA CHẤN KIẾN TẠO LÃNH THỔ VIỆT NAM 72

III.1 Phân vùng kiến trúc kiến tạo (Kz) lãnh thổ Việt Nam (tỷ lệ 1: 1000 000) 72 III.1.1 Mục tiêu: 72

III.1.2 Một số nguyên tắc chủ yếu dùng làm cơ sở cho phân vùng kiến trúc kiến tạo Kainozôi 72

1.Miền nâng phân dị kiểu tạo núi nội lục Việt - Trung: 72

2 Đới khâu kiến tạo Sông Hồng 72

3.Miền nâng phân dị kiểu tạo núi nội lục Đông Dương 72

III.1.3 Các yếu tố kiến trúc kiến tạo Kainozoi lãnh thổ Việt Nam 76

1 Địa kiến trúc Đông Bắc Việt Nam 76

2 Đới khâu kiến tạo Sông Hồng 78

3 Địa kiến trúc Tây Bắc - Trường Sơn 78

4.Địa kiến trúc Kontum 79

5 Địa kiến trúc Nam Việt Nam 79

6 Địa kiến trúc Phú Quốc 80

III.2 Mô hình địa chấn kiến tạo lãnh thổ Việt Nam 80

CHƯƠNG III: BẢN ĐỒ PHÂN VÙNG DỰ BÁO NGUY HIỂM ĐỊA CHẤN TIỀM NĂNG (M max ) LÃNH THỔ VIỆT NAM (tỷ lệ 1/ 1.000.000) 84

I PHÂN LOẠI CÁC KIỂU VỎ TRÁI ĐẤT THEO TỔ HỢP CÁC TÀI LIỆU ĐỊA CHẤT-ĐỊA VẬT LÝ VÀ ĐỊA CHẤN PHỤC VỤ DỰ BÁO ĐỘNG ĐẤT CỰC ĐẠI M max. 84

I.1 Xây dựng thuật toán và chương trình phân loại vỏ Trái đất theo tổ hợp các tài liệu địa chất-địa vật lý và địa chấn 84

I.1.1 Thuật toán phân loại vỏ Trái đất .84

I.1.2 Ngôn ngữ lập trình và các sơ đồ khối của chương trình tính toán 84

I.1.3 Chương trình phân loại vỏ Trái đất 89

I.2 Phân vùng lãnh thổ Việt Nam và lân cận theo các kiểu vỏ Trái đất khác nhau : 94

II.BẢN ĐỒ PHÂN VÙNG DỰ BÁO NGUY HIỂM ĐỊA CHẤN TIỀM NĂNG (M max ) LÃNH THỔ VIỆT NAM 95

II.1.Vị trí của lãnh thổ Việt Nam trong bình đồ kiến tạo Đông Nam Á 95

II.2.Cơ sở và một số kết quả nghiên cứu được sử dụng để thành lập bản đồ phân vùng dự báo nguy hiểm địa chấn tiềm năng 98

II.2.1 Các kết qủa nghiên cứu dị thường đẳng tĩnh .98

II.2.2 Các hệ thống đứt gãy 99

II.2.3 Biểu hiện hoạt động địa chấn của các đơn vị cấu trúc và các đới đứt gãy lãnh thổ Việt Nam và lân cận 100

II.2.4.Các đặc trưng biểu hiện hoạt động động đất và tính địa chấn khu vực nghiên cứu 107

II.2.5.Sơ đồ phân loại các kiểu vỏ Trái đất lãnh thổ Việt Nam 109

II.3 Phân tích, liên kết các kết quả và xây dựng bản đồ phân vùng dự báo nguy hiểm địa chấn tiềm năng lãnh thổ Việt Nam 109

II.4 Một số nhận xét : 113

KẾT LUẬN 115

PHẦN IV 117

CÁC PHỤ LỤC 117

TÀI LIỆU THAM KHẢO 148

Viện Khoa học và Công nghệ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Việt Nam Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

VIỆN VẬT LÝ ĐỊA CẦU

Hà Nội, ngày 20 tháng 03 năm 2011

BÁO CÁO KẾT QUẢ THỰC HIỆN NHIỆM VỤ HỢP TÁC QUỐC TẾ VỀ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THEO NGHỊ ĐỊNH THƯ VIỆT NAM – LIÊN BANG NGA

(Giai đoạn 2008-2010, HĐ số: 48 /2006/HĐ-NĐT)

(Kết quả 3 năm 2008- 2010)

I THÔNG TIN CƠ BẢN VỀ NHIỆM VỤ HỢP TÁC KHOA HỌC

I.1 Tên nhiệm vụ hợp tác:

“Đánh giá tiềm năng địa chấn lãnh thổ Việt Nam theo tổ hợp các tài liệu địa chất- địa vật lý và địa chấn ”

I.2 Thuộc chương trình:

Chương trình hợp tác Khoa học và Công nghệ Việt Nam – Liên bang Nga

I.3 Họ tên chủ nhiệm nhiệm vụ hợp tác Khoa học:

I.3.1 Phía Việt Nam:

• GS TSKH: TSKH Ngô Thị Lư, NCVC phòng Vật lý kiến tạo

• Cơ quan: Viện Vật lý Địa cầu, Viên KH&CN Việt Nam

• E-Mail: ngothilu@yahoo.com

• Địa chỉ: 18 Hoàng Quốc Việt - Cầu Giấy - Hà Nội, Việt Nam

• Điện thoại: 84-4-7562802

• Fax: 84-4-8364696

I.3.2 Phía Liên bang Nga:

• GS TSKH: Rogozhin E A., Phó viện trưởng Viện Vật lý Trái đất

• Cơ quan: Viện Vật lý Trái đất, Viện HLKH Nga

• Địa chỉ: Bolshaya Gruzinskaya, 10 Moscow, Russia

• Điện thoại cơ quan: Tel: 007(495) 254 53 70

• Điện thoại nhà riêng: 007(495) 433 2697

• Điện thoại di động: 0079163576896

• Email: eurog@ifz.ru

I.4 Mục tiêu của Nhiệm vụ

- Đề xuất, nghiên cứu và hiệu chỉnh các phương pháp mới và qui trình công nghệ hiện đại do phía bạn chuyển giao để áp dụng thích hợp với các điều kiện thực tiễn của Việt Nam

- Đánh giá tiềm năng địa chấn lãnh thổ Việt Nam trên cơ sở phân tích tổ hợp các tài liệu địa chất-địa vật lý và địa chấn theo các phương pháp nêu trên

- Nhận được các tài liệu mới mới về cấu trúc thạch quyển lãnh thổ Việt Nam, đánh giá độ nguy hiểm địa chấn và thiết dựng mô hình các quá trình địa động lực hiện đại, xác định trạng thái và sự tiến hoá của vỏ Trái đất và Manti trên của lãnh thổ Việt Nam và các vùng lân cận

- Thông qua Dự án hợp tác nghiên cứu nhằm bồi dưỡng, đào tạo cán bộ khoa học, tăng thêm tiềm lực nghiên cứu cả về phương pháp và công nghệ nghiên cứu lẫn năng lực và trình độ của các cán bộ khoa học Việt Nam

II KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐÃ ĐẠT ĐƯỢC TRONG 3 NĂM 2008-2010

II.1 Tóm tắt kết quả nghiên cứu, ý nghĩa khoa học của kết quả đã đạt được:

Tổ chức thực hiện và đã hoàn thành 13 nội dung nghiên cứu cụ thể tương ứng

với 13 chuyên đề như sẽ trình bày tại phần III (Có 13 báo cáo chuyên đề kèm theo)

Đã tổ chức triển khai chương trình trao đổi khoa học với viện Vật lý Trái đất, viện HLKH Nga với kế hoạch đoàn ra, đoàn vào như sau:

II.2.1 Đoàn ra :

Trong 3 năm triển khai thực hiện đề tài, đã tổ chức 3 đoàn cán bộ sang viện VLTĐ, viện HLKH Nga (gồm tổng số 14 lượt cán bộ của viện VLĐC có tên dưới đây) để thực hiện trao đổi nghiên cứu KH theo chương trình HT giữa 2 viện với kế

hoạch các năm như sau :

tác

Ghi chú

Lê Văn Dũng Cao Đình Triều Nguyễn Hữu Tuyên Mai Xuân Bách

Từ 25/06/2008 đến 19/07/2008 ThS Lê Văn Dũng đi từ 2/6/2008 đến 10/07/

2008

Lê Văn Dũng Cao Đình Triều Phạm Nam Hưng Ngô Gia Thắng Nguyễn Thanh Tùng

Từ 25/06/2009 đến 10/07/2009

Cao Đình Triều

Lê văn Dũng

Vũ Thị Hoãn Bùi Anh Nam

Từ 12/10/2010 đến 25/10/2010

ThS Lê văn Dũng đã bảo vệ thử luận án PTS trong đợt công tác này

- Chuyển giao công nghệ, phương pháp và chương trình tính toán liên quan

- Tham gia khảo sát thực địa

và phối hợp thực hiện các nhiệm vụ khác nhau

- Tham gia khảo sát thực địa

và phối hợp thực hiện các nhiệm vụ khác nhau

- Tham gia khảo sát thực địa

và phối hợp thực hiện các nhiệm vụ khác nhau

- Tham gia Hội nghị địa chấn Châu Á và phối hợp thực hiện các nhiệm vụ khác nhau

II.2.Tổ chức các hội thảo khoa học và tham gia Hội nghị KH quốc tế :

Năm 2008 : Phối hợp để các chuyên gia Nga tham gia 5 báo cáo khoa học tại

hội nghị khoa học quốc tế tại Viện KH&CN VN từ ngày 6 đến 9/11/2008 với tiêu đề: “Một số kết quả mới trong nghiên cứu thạch quyển lãnh thổ Việt Nam’’ Tóm tắt các báo cáo đã được đăng trong tuyển tập ở số đặc biệt tạp chí địa chất Series B,

số 31-32 năm 2008 (tóm tắt các báo cáo từ trang 330 đến trang 337- có bản photocopy kèm theo)

Năm 2009 : Tổ chức hội thảo khoa học tại Viện Vật lý địa cầu Viện KH&CN

VN ngày 13/ 04/2009 công bố kết quả thực hiện theo Chương trình HTQT – Việt Nam – Liên Bang Nga với 5 báo cáo khoa học:

1 Một số kết quả nghiên cứu KH theo chương trình HTQT Việt Nga theo đè tài:“ Đánh giá tiềm năng địa chấn lãnh thổ VN theo tổ hợp của các tài liệu Địa chất – ĐVL và địa chấn” TSKH Ngô Thị Lư

2 Phương pháp phân loại các kiểu vỏ Trái đất phục vụ dự báo động đất cực đại Phương pháp -Thuật toán-chương trình (Vũ Thị Hoãn – Trần Việt Phương)

3 Phương pháp xác định trạng thái ứng suất của vỏ Trái đất trên cơ sở phân tích các yếu tố khe nứt trong trầm tích (GS.TSKH Belousov T.P; TSKH Ngô Thị Lư; TS Ngô Gia Thắng)

4 Một số biểu hiện cổ động đất, cổ sóng thần lãnh thổ Việt Nam PGS.TS Cao Đình Triều

5 Tổng quan về hoạt động kiến tạo lãnh thổ Việt Nam Trên cơ sở các tài liệu hiện có và một số kết quả khảo sát bước đầu GS TSKH Dolginov.E.A

Năm 2010 : Kết hợp đón đoàn vào trao đổi khoa học và tham gia Hội nghị địa

chấn Châu Á (8-11/11/2010) với 3 báo cáo khoa học như dưới đây

II.3 Tổ chức 3 đợt điều tra, khảo sát thực địa cùng các chuyên gia Nga theo các lộ trình khác nhau nhằm đo đạc và thu thập các số liệu địa chất, địa vật lý phục vụ nghiên cứu :

Năm 2008 và 2009 :

- Tiến hành đo đạc các tham số khác nhau của các hệ thống khe nứt kiến tạo để tính toán và xác định các hệ thống khe nứt nguyên sinh và thứ cấp phục vụ nghiên cứu và khôi phục trường ứng suất cổ

- Tìm kiếm các dấu vết của các trận động đất và sóng thần cổ phục vụ đánh giá tiềm năng địa chấn lãnh thổ Việt Nam

- Khảo sát chi tiết và nghiên cứu thực địa với các lộ trình cắt qua các vùng nguy hiểm địa chấn cao nhằm làm sáng tỏ bản chất địa chất-địa vật lý của các đoạn đứt gãy hoạt động địa chấn

II.4 Các công trình khoa học đã công bố liên quan tới nhiệm vụ hợp tác KH

Theo hướng nghiên cứu của Nhiệm vụ HTQT về KHCN giữa 2 viện, đã công

bố và đang in ấn các công trình nghiên cứu sau:

1 Ngô Thị Lư*, Rogozhin E.A.**, 2008 Đánh giá tiềm năng địa chấn khu

vực biển Đông và độ nguy hiểm sóng thần đối với vùng bờ biển Việt Nam.//Tuyển

tập báo cáo Hội nghị Toàn quốc lần 1: Địa chất biển Việt Nam và Phát triển bền

vững 9-10/10/2008 TP Hạ Long Tr 520-528 (* - Viện Vật lý địa cầu, Viện Khoa

họ Hội nghị Khoa học Kỹ thuật Địa Vật lý Việt nam lần thứ 5 NXB KH&KT và

Công nghệ Việt Nam; ** - Viện Vật lý Trái đất, viện hàn lâm khoa học Nga)

2 Ngô Thị Lư, Rogozhin E.A., 2008 Phân tích đặc điểm địa động lực hiện

đại khu vực biển Đông Tc “Địa chất ” số 305 3-4/2008 Tr 43-50

3 Ngô Thị Lư, Vũ Thị Hoãn, 2008 Xây dựng thuật toán và sơ đồ khối của

chương trình phân loại vỏ Trái đất phục vụ đánh giá tiềm năng địa chấn lãnh thổ

Việt Nam Tc “Các khoa học về Trái đất” T.30, số 4 Hà Nội, 2008.Tr 350-355

4 Ngô Thị Lư, Trần Việt Phương, 2009 Tách các nhóm tiền chấn, dư chấn

từ danh mục động đất khu vực Đông Nam Á (chu kỳ 1278-2008) bằng phương pháp

cửa sổ không gian thời gian //Tc “Các khoa học về Trái đất” T.31, số 1 Hà Nội,

2009.Tr 35- 43

5 Burmin V.Yu., Ngô Thị Lư, Trần Việt Phương, 2009 Đánh giá tính hiệu

quả của hệ thống trạm địa chấn hiện có của Việt Nam Tc “Các thiết bị địa chấn”,

Viện Hàn lâm khoa học Nga T 45, Số 1 Moscow, 2009 Tr 44-61 (Tiếng Nga)

Sơ đồ tuyến khảo sát thực địa

6 Cao Đình Triều, Rogozhin E.A., Yunga S.I., Ngô Thị Lư, Nguyễn Hữu Tuyên, Lê văn Dũng và nnk, 2009 Một số kết quả bước đầu khảo sát dấu vết nghi

ngờ do hoạt động của động đất cổ để lại tại miền Tây Bắc Bộ, Việt Nam.//Tc Địa

chất số 311 Hà Nội, 2009 Tr 1-10

7 Белоусов Т.П., Долгинов Е.Н., Нго Тхи Лы, Куртасов С.Ф., Нго

За Тханг, Башкин Ю.В., 2009 Трешиноватость горных пород

Северо-Западного Вьетнама и некоторые закономерности ее геодинамики.//Труды международной конференции по снижению сейсмического риска, посвящённой шестидесятилетию со дня Хаитского землетрясения 1949 года в Таджикистане Душанбе 2009 С 14-19

8 Белоусов Т.П., Долгинов Е.Н., Нго Тхи Лы, Куртасов С.Ф., Нго

За Тханг, Као Дин Чиеу, Башкин Ю.В., 2009 Палеонапряжения

Северо-Западного Вьетнама и некоторые закономерности его альпийской геодинамики.// Вопросы инженерной сейсмологии Москва ИФЗ РАН 2009

Т 36 № 4 С.13-24

9 Белоусов Т.П., Долгинов Е.Н., Нго Тхи Лы, Куртасов С.Ф., Нго

За Тханг, Башкин Ю.В., 2009 Внутрислойная трешиноватость горных

пород Северного Вьетнама и закономерности ее палеогеодинамики //Тектоника и геодинамика складчатых поясов и платформ фанерозоя Москва

2010 Т I С 66-71

10 V Yu Burmin, Ngo Thi Lu, and Tran Viet Phuong, 2010 Estimation

of Efficiency of the Modern and Planning Optimal Network of Seismic Stations

within the Vietnam Territory ISSN 0747_9239, Seismic Instruments, 2010, Vol 46,

No 1, pp 27–37 © Allerton Press, Inc., 2010

11 Ngô Thị Lư, Belousov T.P., Kurtasov S.F , Ngô Gia Thắng và nnk

2010 Kết quả nghiên cứu khe nứt trong đất đá, trạng thái cổ ứng suất và các qui

luật địa động lực của vỏ Trái đất vùng tây bắc Việt Nam Tc “Các khoa học về Trái đất” T.32, số 3 Hà Nội, 2010.Tr 271-279

12 Rodkin M.V.*, Ngo Thi Lu **, Pisarenko V.F.*, Tran Viet Phuong**

and Vu Thi Hoan ** Change in the regime of growth of cumulative seismic

energy with time: examination from the regional catalogue of Vietnam.//8 th General Assembly of Asian Seismological Commision (ASC 2010)

*- International Institute of Earthquake Prediction Theory and Mathematical Geophysics Russian Academy of Sciences (IIEPT RAS)

**- Institute of Geophysics VAST (Vietnam Academy of Science and Technology)

13 V.Yu Burmin*, Ngo Thi Lu**, Tran Viet Phuong** Design of an

optimal network of seismic stations in North Vietnam //8 th General Assembly of Asian Seismological Commision (ASC 2010)

14 Belousov T.P *, Ngo Thi Lu**, Nguyen Huu Tuyen** The Alpine

geodynamics of Northern Vietnam, Southwest Tibet and Parmir //8 th General Assembly of Asian Seismological Commision (ASC 2010) (*Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia; **Institute of Geophysics of Vietnamese Academy of Science and technology, Hanoi)

15 Ngô Thị Lư, Lê Văn Dũng, Nguyễn Hữu Tuyên, Vũ Thị Hoãn, Trần

Việt Phương, 2010 Tính địa chấn lãnh thổ Việt Nam và các vùng lân cận (giai

đoạn 1137-2008) (magnitude M≥3.5) Tc Địa chất Series B năm 2010 (Tiếng anh)

III KẾT QUẢ ĐÀO TẠO CÁN BỘ KHOA HỌC:

III.1 Hỗ trợ cán bộ Khoa học học NCS tại Liên bang Nga:

(Nội dung liên quan tới nhiệm vụ): Đã hỗ trợ kinh phí và phối hợp cùng hợp tác đào tạo bằng cách cử 1 cán bộ của viện VLĐC (Ths Lê Văn Dũng) sang Nga công tác (3 lần trong 3 năm với tổng số thời gian trên 50 ngày) với mục đích trả thi tối thiểu, trao đổi và thống nhất với giáo viên hướng dẫn về kết cấu, nội dung, các luận điểm bảo vệ của luận án và bảo vệ thử luận án PTS theo kế hoạch đào tạo nghiên cứu sinh tại Nga cho cán bộ này

III.2 Đào tạo một học viên cao học :

(CN Vũ Thị Hoãn) theo hướng nghiên cứu và nội dung liên quan tới Nhiệm

vụ với tên đề tài: «Xây dựng sơ đồ khối và chương trình phân loại vỏ Trái đất

phục vụ dự báo động đất cực đại lãnh thổ Việt Nam » Đã bảo vệ luận văn tháng

12/2009 và đã nhận bằng thạc sỹ vật lý tháng 3/2010

III.3 Cử 4 cán bộ đi học tiếng Nga tại Trung tâm Nhiệt đới Việt Nga :

(Ths Lê Văn Dũng, Ths Thái Anh Tuấn, CN Mai Xuân Bách và CN Vũ Thị

Hoãn) với mục đích nâng cao trình độ ngoại ngữ, phục vụ hợp tác nghiên cứu khoa học theo đề tài Trong đó CN Vũ Thị Hoãn đã tốt nghiệp chương trình sơ cấp tiếng Nga tháng 12/2009

III.4 Các hoạt động khoa học khác:

- Gửi 3 báo cáo khoa học tham gia các Hội nghị khoa học trong nước (Hội nghị KHKT Địa Vật lý Việt nam lần thứ 5 và Hội nghị Toàn quốc lần 1: Địa chất biển Việt Nam và Phát triển bền vững) để công bố các kết quả thực hiện Nhiệm vụ HTQT về NĐT

- Gửi 2 báo cáo KH với nội dung theo hướng nghiên cứu liên quan tới Nhiệm

vụ NĐT tham gia Hội nghị Khoa học Quốc tế tại thành phố Dushanbe (Cộng hòa Tazhikistan) và Hội nghị thường niên toàn Liên bang Nga về Kiến tạo tại trường Tổng hợp Lô mô lô sov Moscow :

1 Belousov T.P., Dolginov E.A., Ngô Thị Lư, Kurtasov S.F , Ngô Gia Thắng và Bashkin Yu.V 07/2009 Tính nứt nẻ của đất đá khu vực tây bắc Việt

Nam và một số qui luật địa động lực của nó.//Báo cáo khoa học tại Hội nghị khoa học Quốc tế : «Các phương pháp hiện đại đánh giá độ nguy hiểm động đất tại các khu vực miền núi » Thành phố Dushanbe, nước Cộng hòa Tazhikistan (23-27/6/2009) (tiếng Nga)

2 Belousov T.P., Dolginov E.A., Ngô Thị Lư, Kurtasov S.F , Ngô Gia Thắng, Bashkin Yu.V 07/2009 Khe nứt nội lớp trong đất đá khu vực tây bắc Việt

Nam và các qui luật địa động lực cổ của nó.//Báo cáo khoa học tại Hội nghị thường niên toàn Liên bang Nga về Kiến tạo tại trường Tổng hợp Lô mô lô sov Moscow, 2/2010 (5trang, 2 hình vẽ), (Tiếng Nga)

- Gửi 3 báo cáo khoa học tham gia Hội nghị địa chấn Châu Á (8-11/11/2010)

với các nội dung theo hướng nghiên cứu của đề tài như sau:

1 Rodkin M.V.*, Ngo Thi Lu **, Pisarenko V.F.*, Tran Viet Phuong** and

Vu Thi Hoan ** Change in the regime of growth of cumulative seismic energy

with time: examination from the regional catalogue of Vietnam

*- International Institute of Earthquake Prediction Theory and Mathematical Geophysics Russian Academy of Sciences (IIEPT RAS)

**- Institute of Geophysics VAST (Vietnam Academy of Science and Technology)

2 V.Yu Burmin*, Ngo Thi Lu**, Tran Viet Phuong** Design of an optimal

network of seismic stations in North Vietnam

3 Belousov T.P *, Ngo Thi Lu**, Nguyen Huu Tuyen** The Alpine

geodynamics of Northern Vietnam, Southwest Tibet and Parmir

*Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia

**Institute of Geophysics of Vietnamese Academy of Science and technology, Hanoi

IV KINH PHÍ ĐÃ CHI:

Tổng kinh phí 3 năm 850 triệu đồng, đã chi khoảng 850 triệu đồng với các khoản chi theo định mức dự toán kinh phí được duyệt (Hồ sơ tài chính đã nộp cho

- Chuyển giao phương pháp nghiên cứu, công nghệ và kỹ thuật phân tích, xử

lý các số liệu địa chất, địa vật lý và địa chấn

- Phối hợp với Ban chủ nhiệm Nhiệm vụ giúp đỡ đào tạo, hướng dẫn và truyền đạt kiến thức và kinh nghiệm cho các cán bộ nghiên cứu trẻ Việt Nam nắm vững kiến thức và nâng cao trình độ chuyên môn

- Tổ chức và chịu trách nhiệm đón tiếp các đoàn cán bộ Việt nam sang Nga trao đổi khoa học, cùng hợp tác thực hiện các nội dung khác nhau của Nhiệm vụ HTQT

- Phối hợp với phía Việt Nam tiến hành các đợt thực địa trên các lộ trình khảo sát khác nhau thuộc lãnh thổ Việt Nam

- Công bố các kết quả nghiên cứu đã nhận được trong quá trình HTQT với Việt Nam tại các Hội nghị khoa học quốc tế, Hội nghị toàn Liên bang Nga và trên một số tạp chí chuyên ngành tại Nga

• Phía Việt Nam:

Chịu trách nhiệm chính về mọi mặt trong suốt quá trình HTQT để hoàn thành các mục tiêu và nhiệm vụ đã đặt ra

VI HƯỚNG TRIỂN KHAI CHƯƠNG TRÌNH HTQT GIỬA 2 VIỆN GIAI ĐOẠN TỪ 2011-2015:

Trên cơ sở các kết quả đã đạt được trong giai đoạn 2008-2010, qua trao đổi thảo luận, các cán bộ KH cả 2 phía Việt Nam và Liên bang Nga đã thống nhất đề

xuất nội dung nghiên cứu trong giai đoạn tiếp theo phù hợp với đề tài: “Phân tích

so sánh địa động lực Anpi, địa chấn kiến tạo và cấu trúc sâu Bắc Kavka và Việt Nam” Tên tiếng Nga: «Сравнительный анализ альпийской геодинамики,

cейсмотектоники и глубинного строения Северного Кавказа и Вьетнама»

Dự kiến Ban Chủ nhiệm chương trình HTQT Việt-Nga:

Chủ nhiệm Dự án phía Nga: GS TSKH Rogozhin E.A (Phó viện trưởng

Viện Vật lý Trái đất, viện HLKH Nga)

Chủ nhiệm Dự án phía Việt Nam: TSKH Ngô Thị Lư, Viện VLĐC, viện

Xin gửi kèm bản copy Báo cáo sơ bộ kết quả HTQT Việt Nga giai đoạn

2008-2010 và đề xuất nội dung HTQT giai đoạn 2011-2015 do Ban chủ nhiệm Dự án phía viện VLTĐ, viện HLKH Nga đã gửi Ban Hợp tác Quốc tế, viện HLKH Nga sau khi đã có sự thỏa thuận và thống nhất chặt chẽ giữa các nhà KH của cả 2 phía Việt Nam và Liên bang Nga

по комплексу геолого-геофизических и сейсмологических данных: изучение сейсмотектоники и палеосейсмичности Вьетнама (д.г.-м.н Е.А.Рогожин); альпийской геодинамики Северного Вьетнама (д.г.-м.н Т.П.Белоусов); сейсмичности Вьетнама и сопредельных территорий (д.ф.-м.н В.Ю Бурмин)

В ходе ежегодных совместных полевых работ на территории Вьетнама и камеральной обработки собранного материала учеными ИФЗ РАН и ГИ ВАНТ была усовершенствована методика палеореконструкции альпийских напряжений на примере горных районов Северного Вьетнама; отработана методика анализа сейсмичности Вьетнама; проведено предварительное сопоставление альпийской геодинамики с сейсмичностью изучаемого региона и установлены основные закономерности их связи Опубликовано и подготовлено к печати 10 научных статей и сделан обзорный доклад в ГИ ВАНТ

В ходе предстоящего ответного визита в 2010 г делегации вьетнамских ученых (визит российских ученых состоялся в апреле 2010 г.) предполагается обсуждение дальнейшей программы работ на 2011-2015 гг

По результатам сотрудничества просим включить в проект Протокола заседания Российско-Вьетнамской комиссии по научно-техническому сотрудничеству тему

«Сравнительный анализ альпийской геодинамики, сейсмотектоники и глубинного строения Северного Кавказа и Вьетнама» (научный руководитель − зам дир., д.г.-м.н Е.А.Рогожин)

Зам директора ИФЗ РАН

доктор физ.-мат.наук

А.В.Пономарев

MỞ ĐẦU

Lãnh thổ Việt Nam nằm gần nơi tiếp xúc giữa 2 vành đai hoạt động địa chấn lớn nhất trên Trái đất: Vành đai động đất Thái Bình Dương và vành đai Địa Trung Hải – Hymalaya Vì vậy, nó ít nhiều chịu ảnh hưởng nhất định của hoạt động kiến tạo của hai vành đai này Các tài liệu lịch sử cùng với các tài liệu điều tra thực địa

và quan sát bằng máy móc cho thấy trên lãnh thổ nghiên cứu đã xảy ra những trận động đất mạnh như: trận động đất cấp 8 xảy ra vào năm 114 ở bắc Đồng Hới; các trận động đất cấp 7, cấp 8 xảy ra ở Hà Nội vào các năm 1277, 1278, 1285; động đất cấp 8 ở khu vực Nho Quan vào năm 1635; động đất cấp 8 vào năm 1821 ở Nghệ

An, cấp 7 ở Phan Thiết vào các năm 1882, 1887 Từ năm 1900 đến nay, đã có hai trận động đất cấp 8 ở Điện Biên (1935) và Tuần Giáo (1983), 17 trận động đất cấp

7 và 115 trận cấp 6-7 ở khắp các vùng miền [51] Với tình hình kinh tế - xã hội của nước ta hiện nay, khi mà dân số gia tăng đáng kể trong phạm vi cả nước, nhà cửa bằng tre, gỗ dần được thay bằng gạch vữa là những vật liệu có phạm vi biến dạng đàn hồi hẹp, dễ bị nứt nẻ, đổ vỡ khi bị chấn động mạnh thì nguy cơ động đất ngày càng trở nên đáng lo ngại Chính vì thế mà nghiên cứu dự báo động đất trở thành nhiệm vụ vô cùng thiết thực và cấp bách Một trong những nhiệm vụ quan trọng khi nghiên cứu dự báo động đất là phải nghiên cứu đánh giá tiềm năng địa chấn nhằm mục đích tìm ra các vùng phát sinh động đất mạnh Trên thế giới cũng như ở Việt Nam có nhiều phương pháp nghiên cứu đánh giá tiềm năng địa chấn và dự báo vùng phát sinh động đất mạnh như: xác định vùng nguy hiểm động đất theo dị thường đẳng tĩnh, theo ngoại suy địa chấn, theo kiến tạo vật lý hay bằng cách đánh giá cấp năng lượng Kmax ,vv… Nhưng nhìn chung thì việc xác định và phân vùng phát sinh động đất mạnh không liên quan đơn trị tới một dấu hiệu riêng nào, nên việc dự báo động đất theo một trong những phương pháp trên đều chưa tối ưu Do đó việc tìm

và áp dụng một phương pháp đánh giá tiềm năng địa chấn ưu việt hơn là cần thiết

và cấp bách

Mặt khác, hoạt động địa động lực được biểu hiện ở những chuyển động hiện đại của bề mặt của các đứt gãy và các khối vỏ thạch quyển, cũng như ở những chuyển dịch nhanh theo các đứt gãy và các nút giao nhau của chúng Nguyên nhân phát sinh động đất thì bị ước định bởi các đặc điểm cấu trúc sâu và trạng thái ứng suất của thạch quyển Vì thế phương pháp đánh giá tiềm năng địa chấn theo tổ hợp các tài liệu địa chất, địa vật lý và địa chấn sẽ đáp ứng được yêu cầu nói trên bởi đây

là cách phân tích tổ hợp các tài liệu địa chất - địa vật lý và địa chấn trên cơ sở áp dụng các phương pháp và công nghệ máy tính hiện đạị trong xử lý các số liệu Nó cho phép nhận được những đánh giá mới, có tính định lượng và độ tin cậy cao về mức độ nguy hiểm địa chấn cả ở qui mô tổng quan và chi tiết Hệ phương pháp nghiên cứu như vậy đã được khởi thảo tại viện Vật lý Trái đất, viện HLKH Nga và

sử dụng rộng rãi các cách tiếp cận khác nhau từ lý thuyết đến thực nghiệm (phân tích kiến tạo cổ các tiêu chuẩn của tính địa chấn, so sánh nội suy, phân tích tổ hợp các yếu tố (các dữ liệu), xử lý các tài liệu viễn thám v.v….) Ý tưởng khởi nguồn của phương pháp này được kế thừa từ ý tưởng của ngoại suy địa chấn nhưng nó lại được thực hiện bởi những quy tắc tính toán chính xác hơn Trong phương pháp này, tất cả các yếu tố địa chất, địa vật lý liên quan đến đặ c trưng địa chấn đều được liên kết lại để tạo thành các dấu hiệu nhận biết đặc điểm riêng của từng kiểu vỏ Trái đất Trên cơ sở phân loại các kiểu vỏ Trái đất như thế, có thể đưa ra đánh giá tiềm năng địa chấn và dự báo động đất cực đại cho mỗi khu vực có cùng một kiểu vỏ Ưu

báo động đất theo các dấu hiệu đặc trưng của vỏ Trái đất cả ở những nơi thiếu số liệu địa chấn

Thêm nữa, Hợp tác nghiên cứu khoa học giữa các tổ chức khoa học của Việt Nam với các tổ chức khoa học của Nga là một quan hệ hợp tác truyền thống, hữu nghị trong một thời kì rất dài từ những năm trước 1990 Đặc biệt trong lĩnh vực khoa học Trái đất và Vật lý địa cầu, sự hợp tác truyền thống giữa Viện Vật lý địa cầu, viện KH&CN VN và viện Vật lý Trái đất, viện HLKH Nga trong nhiều năm qua đã đem lại rất nhiều kết quả có ý nghĩa vô cùng quan trọng trong nghiên cứu biến dạng vỏ Trái đất; trong tư vấn, giúp đỡ của phía Nga về các phương pháp đo, ghi, xử lý số liệu và nghiên cứu; trong đào tạo một đội ngũ đông đảo các nhà khoa học đầu đàn trong lĩnh vực Vật lý Địa cầu của Việt Nam; cũng như trong việc công

bố và xuất bản trên các tạp chí chuyên ngành tại Nga và Việt Nam hàng loạt các công trình nghiên cứu chung và riêng thuộc các lĩnh vực địa chấn, cấu trúc Trái đất, kiến tạo, địa từ, cổ từ và địa chất đối với lãnh thổ Việt Nam và các vùng lân cận trong khu vực Đông Nam Á Từ năm 2005 đến 2006 tập thể tác giả đã thực hiện chương trình hợp tác nghiên cứu khoa học giữa 2 phía theo đề tài cấp Viện KH&CN VN: “Cấu trúc sâu, địa động lực thạch quyển hiện đại và tính địa chấn lãnh thổ Việt Nam” Với việc nhận được hàng loạt những kết quả vừa có ý nghĩa khoa học, vừa

có ý nghĩa thực tiễn, đặc biệt là những kết quả nghiên cứu đầu tiên về sóng thần cổ tại Việt Nam, đề tài nói trên đã được Hội đồng nghiệm thu đánh giá đạt loại xuất sắc và Hội đồng cũng đề nghị cần phải tiếp tục duy trì phát triển quan hệ hợp tác như vậy

Vì tất cả những lý do nêu trên, đề tài: “Đánh giá tiềm năng địa chấn lãnh thổ

Việt Nam theo tổ hợp các tài liệu địa chất- địa vật lý và địa chấn ” được tập thể

tác giả cùng với các chuyên gia Nga tiếp tục lựa chọn trong quá trình hợp tác quốc

tế theo Nghị định thư Việt – Nga cấp Nhà nước giai đoạn 2008-2010 Để phù hợp với yêu cầu của nhiệm vụ Nghị định thư và thực trạng số liệu hiện có của Việt Nam,

chúng tôi chọn khu vực nghiên cứu giới hạn bởi các tọa độ: φ = 4° - 24°N, λ =

100° - 117°E

PHẦN I: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU

Vấn đề nghiên cứu động đất trên thế giới nói chung, đánh giá tiềm năng sinh chấn nói riêng đã tiến rất xa cả về phương pháp, công nghệ nghiên cứu, cũng như những kết quả đạt được so với Việt Nam Một số hướng nghiên cứu chính đang được phát triển mạnh như:

- Nghiên cứu phân vùng đới phát sinh động đất trên cơ sở tổng hợp tài liệu địa chất, cấu trúc vỏ Trái đất, bất đồng nhất vận tốc truyền sóng (tomography) và đặc trưng kiến tạo-địa động lực

- Thành lập danh mục động đất thống nhất trên cơ sở số liệu của các danh mục địa chấn khu vực và số liệu quốc tế, kết hợp với sử dụng thuật toán phân tích thống

Như chúng ta đã biết, các trận động đất được gây ra bởi sự đứt đoạn và phá hủy đột ngột của thạch quyển, làm thoát ra một lượng năng lượng bị dồn nén gây ra một vụ nổ lớn, bất ngờ và làm rung chuyển mặt đất (động đất kiến tạo) Sự phá hủy đột ngột này gây ra sóng đàn hồi lan truyền trong thạch quyển, gọi là sóng địa chấn Sóng địa chấn còn có thể được tạo ra từ các quá trình phun trào núi lửa hay các vụ sập hang động, nổ mìn,…Tuy nhiên, những động đất mạnh và mang tính phá hủy hầu hết là những trận động đất kiến tạo với năng lượng giải phóng lớn và có ảnh hưởng trên diện rộng Chính vì vậy mà trong nghiên cứu đánh giá tiềm năng địa chấn chúng ta thường đề cập chủ yếu đến địa chấn kiến tạo Cường độ và thời gian xảy ra động đất (động đất kiến tạo) phụ thuộc vào mức độ đứt gãy, độ cứng và độ nén của đá tại điểm đứt gãy đó Lý thuyết là như vậy nhưng đến nay các nhà khoa học vẫn chưa thể dự báo được chính xác trận động đất sẽ xảy ra như thế nào Qua nhiều thế kỷ, người ta đã dựa trên những căn cứ khác nhau, từ các hoạt động khác thường của một số loài vật tới những hình thù kỳ lạ của các đám mây, sự biến đổi đột ngột của mực nước giếng, hay sự thay đổi hàm lượng radon hoặc hydro trong đất đá để tìm cách dự báo động đất Một trong những lần người ta đã dự báo được chính xác là trận động đất tại Haicheng, Trung Quốc, năm 1975 Lệnh di tản đã được phát đi một ngày trước khi trận động đất mạnh 7,3 độ Richter tàn phá thành phố Trong nhiều tháng trước đó, người ta đã đo được hàng loạt những trận động đất nhỏ, cùng với nó là sự thay đổi mực nước ngầm và sự dâng lên của bề mặt địa hình Tuy nhiên, rất ít trận động đất có những dấu hiệu tiền báo như thế Sau thành công ở Haicheng, cũng chính các nhà địa chấn học Trung Quốc đã không thể dự báo một trận động đất với sức hủy diệt còn lớn hơn tại Tangshan năm 1976 Với cường độ 7,6 độ Richter, trận động đất này đã cướp đi sinh mạng của 250 nghìn người Ngày nay, với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, công nghệ dự báo thiên tai ngày càng được hoàn thiện hơn Các trận động đất thường là kết quả chuyển động của các bộ phận đứt gãy trên vỏ Trái đất, cấu tạo chủ yếu từ chất rắn Tuy rất chậm nhưng mặt đất vẫn luôn chuyển động và động đất xảy ra khi ứng suất (nội lực phát sinh trong vật thể biến dạng do các tác nhân bên ngoài tác dụng) cao hơn sức chịu đựng của đất đá Các nhà khoa học nhận thấy rằng việc đo những sự thay đổi trong các đoạn đứt gãy khó hơn nhiều so với việc đo biến thiên ứng suất, đặc biệt là các

Viện nghiên cứu Carnegie - Mỹ đã tìm ra cách để kiểm tra và giám sát chiều dài của các đoạn đứt gãy, cũng như sự dịch chuyển của chúng trên vỏ Trái đất Phát hiện này có thể là một phương pháp mới đầy hữu ích, giúp cho việc dự báo các trận động đất bằng cách định vị chính xác các đứt gãy có khả năng làm rung chuyển mặt đất

và gây ra các trận động đất Trong khi đó, các chuyên gia của Viện Nghiên cứu vũ trụ thuộc Viện Hàn lâm khoa học Nga lại tiếp cận việc dự báo động đất sớm từ vũ trụ bằng việc lắp đặt thiết bị dự báo động đất trên trạm không gian quốc tế Thiết bị này có thể ghi nhận những biến đổi của các dòng điện tử và proton có năng lượng trung bình trong khoảng không gian gần Trái đất Các nhà khoa học cho rằng những thay đổi của các dòng điện tử và proton này có liên quan tới các quá trình địa vật lý trên Trái đất như dông tố, động đất, vv… Do vậy, khi ghi nhận được những thay đổi này, chúng ta có thể dự báo động đất với độ chính xác cao [165]

Ở Việt Nam nghiên cứu tính địa chấn và dự báo động đất được tiến hành theo các hướng chính sau: dự báo thời gian phát sinh động đất và phân vùng động đất

Dự báo thời gian phát sinh động đất ở Việt Nam chỉ là dự báo trung hạn và dài hạn dựa trên các quy luật phát sinh động đất thông qua thuật toán thống kê, như dự báo tần suất lặp lại động đất [107, 114, 118, 135, 140a], mô hình thời gian – magnitude [50, 51], quy luật hoạt động tiền chấn [118]

Trước đây một số tác giả đã xây dựng một vài sơ đồ phân vùng động đất cho từng phần và toàn phần của lãnh thổ Việt Nam Sơ đồ phân vùng động đất phần phía Bắc lãnh thổ Việt Nam lần đầu tiên được công bố bởi Nha Khí Tượng năm

1968, (hình 1) [122] Trên cơ sở các số liệu lần đầu tiên được hệ thống hoá từ nhiều nguồn khác nhau, các tác giả của [122] đã nghiên cứu các qui luật cơ bản của tính địa chấn miền Bắc Việt Nam và đưa ra những kết luận về tính địa đới và sự khác biệt của động đất ở các vùng khác nhau Sau đó các tác giả đã nghiên cứu mối liên

hệ giữa tính động đất và đặc điểm địa chấn kiến tạo để đưa ra kết luận rằng hoạt động động đất liên quan chặt chẽ với bình đồ kiến tạo, đặc biệt là kiến tạo trẻ

Hình 1: Sơ đồ phân vùng động đất phần phía Bắc lãnh thổ Việt Nam (1968)

[122]

Sơ đồ phân vùng động đất miền Bắc Việt Nam được một trong các tác giả của

nó, Nguyễn Khắc Mão hiệu chỉnh lại vào năm 1979, sau khi tác giả này tiến hành phân vùng động đất nước Lào Năm 1980, Lê Minh Triết và những người khác đã tiến hành nghiên cứu tỉ mỉ hơn về phân vùng động đất miền Nam Việt Nam [73a] Các tác giả đã tiến hành những cuộc khảo sát thực địa, tìm kiếm thông tin về động đất mạnh và động đất cảm thấy, đã sưu tầm những số liệu động đất ghi được bằng máy ở trạm Nha Trang Trên cơ sở đó, lần đầu tiên các tác giả đã lập được một danh mục đầy đủ hơn về động đất phần phía Nam lãnh thổ Việt Nam và nghiên cứu quy luật biểu hiện động đất ở khu vực này

Đến năm 1983, bản đồ phân vùng động đất Việt Nam (phần đất liền) đã được thành lập bởi nhóm tác giả của công trình [141a] (hình 2)

Sau một thời gian dài nghiên cứu, các tác giả của công trình [141a] đã thành lập được bản đồ phân vùng động đất biển Đông Việt Nam và ven bờ vào năm 2003 (hình 3)

Hình 2: Bản đồ phân vùng động đất Việt Nam (phần đất liền) – 1983 [141b]

Từ các kết quả đã trình bày, rõ ràng rằng để nghiên cứu, đánh giá tiềm năng địa chấn hoặc phân vùng dự báo động đất đối với một lãnh thổ bất kỳ thì nhiệm vụ quan trọng là xác định các vùng nguồn (các đới phát sinh động đất mạnh) trên lãnh thổ đó Dưới đây sẽ trình bày một số phương pháp cơ bản xác định vùng phát sinh động đất mạnh đã và đang được áp dụng ở Việt Nam Có nhiều phương pháp xác định các vùng phát sinh động đất đã được đề xuất trên thế giới.

Hình 3: Bản đồ phân vùng động đất biển Đông Việt Nam và ven bờ năm

2003 [141a]

+Phương pháp địa chấn kiến tạo: quan niệm rằng, động đất mạnh không xảy

ra khắp mọi nơi mà tập trung trong những đới hẹp, đặc trưng bởi sự phân dị cao của chuyển động kiến tạo Đó là những đới phá hủy kiến tạo, là nơi tiếp xúc của những khối có chuyển động hoặc là ngược chiều nhau hoặc là với vận tốc khác nhau Mức

độ chuyển động, tính chất và kích thước của đới xác định năng lượng của động đất cực đại và tần suất lặp lại động đất Khi xác định các vùng phát sinh động đất người

ta dựa vào các đặc trưng đó của các vùng Còn để đánh giá mức độ nguy hiểm của động đất người ta sử dụng số liệu về động đất mạnh xảy ra ở đâu đó trong đới, động đất như thế có thể xảy ra ở những phần khác trong cùng một đới và cả những đới khác có đặc trưng kiến tạo tương tự Phương pháp này có thể ứng dụng thuận lợi với những vùng lãnh thổ mà động đất có chấn tiêu nông Độ tin cậy của kết quả phụ

thuộc vào số liệu động đất và mức độ hiểu biết về các đặc trưng của các đới phá hủy

kiến tạo ở vùng nghiên cứu

+Phương pháp định lượng đánh giá cấp năng lượng K max : của động đất cực đại có thể xảy ra ở các vùng khác nhau của lãnh thổ dựa vào độ hoạt động A (tức là mật độ động đất với cấp năng lượng K nhất định), thường được xác định theo số liệu thống kê về động đất yếu, quan trắc trong thời gian ngắn Nhưng còn tồn tại nhiều vấn đề liên quan đến việc áp dụng phương pháp này Một là, có nhiều thí dụ chứng tỏ bản đồ Kmax không hoàn toàn phù hợp với thực tế: động đất rất mạnh tới cấp 9 đã xảy ra ở những nơi có độ hoạt động A thấp Hai là, A biến động trong không gian và thời gian nên việc sử dụng A xác định theo số liệu quan trắc trong một thời gian ngắn có thể dẫn tới sai lầm trong việc đánh giá Kmax Tóm lại, bản đồ Kmax xác định theo A không phải trong trường hợp nào cũng phản ánh khách quan khả năng phát sinh động đất mạnh trên một lãnh thổ

+Phương pháp kiến tạo vật lý: cho rằng, vị trí, năng lượng của động đất

mạnh cực đại của mỗi vùng phụ thuộc vào gradient vận tốc chuyển động kiến tạo thẳng đứng trong thời kì TKT Trong đó nếu gradient vận tốc lớn hơn

10-8/năm thì trên diện tích 1000 km2 có thể xảy ra động đất cấp 7 một lần trong

1000 năm Sau đó gradient vận tốc cứ tăng lên 3 lần thì độ mạnh động đất tăng lên 1-2 cấp Song cần lưu ý rằng, động đất trước hết là hệ quả của các chuyển động hiện đại mà gradient vận tốc trung bình trong cả chu kỳ TKT có thể không phản ánh được, do đó có thể gradient của vận tốc ấy không phản ánh mức độ nguy hiểm động đất hiện nay Thêm nữa, động đất mạnh không chỉ là hệ quả của chuyển động thẳng đứng mà thường là hệ quả của các chuyển động ngang Trong trường hợp đó, gradient vận tốc chuyển động thẳng đứng không nói lên điều quan trọng nhất Ngoài các phương pháp trên, người ta cũng thử xác định mức độ nguy hiểm động đất theo lịch sử, cấu trúc, theo dị thường đẳng tĩnh, theo sự phân bố động đất theo chiều sâu,….Nhưng nói chung thì việc tìm kiếm và phân vùng phát sinh động đất mạnh nhất định không liên quan đơn trị với một dấu hiệu riêng nào Gần đây đã phát triển phương pháp định lượng xác định các vùng phát sinh động đất theo tập hợp các số liệu địa chất và địa vật lý bằng máy tính điện tử [43, 102, 106, 135, 146, 147] Trong phương pháp này tất cả các dấu hiệu địa chất và địa vật lý có chứa thông tin về động đất đều được định lượng hoá bằng cách phân bậc Sau đó xác định magnitude Mmax của động đất trên cơ sở mối tương quan của nó với các đặc trưng nói trên Phương pháp này thực sự là sự kết hợp tất cả các phương pháp khác trừ đặc trưng của hoạt động kiến tạo dưới sâu

Đồng thời với việc xác định các vùng phát sinh động đất mạnh là xác định giá trị magnitude cực đại của động đất trong vùng đó Có nhiều phương pháp đã được

áp dụng để tính Mmax như là phương pháp tính theo quy mô vùng phát sinh động đất, phương pháp hợp lý cực đại và áp dụng hàm phân bố cực trị Gumbel, phương pháp ngoại suy địa chấn…

Trong phương pháp tính Mmax theo quy mô vùng phát sinh động đất thì người

ta dựa vào sự liên hệ giữa kích thước của đoạn đứt gãy sinh chấn (L) cũng như bề dày tầng sinh chấn (H) với Mmax động đất [109]:

Mmax ≤ 2lg L(km) + 1.77

Mmax ≤ 4lg H(km) + 0.48

Độ chính xác của phương pháp phụ thuộc vào độ chính xác của việc xác định kích thước đoạn đứt gãy sinh chấn và bề dày tầng sinh chấn Phương pháp này áp

+Phương pháp hợp lý cực đại [51, 140a]: có thể tính được giới hạn chặn hai

phía của dãy những trận động đất chính và hoạt động địa chấn theo luật phân bố Poisson và biểu thức Gutenberg-Richter Phương trình biểu diễn quan hệ giữa tần suất xuất hiện động đất NM và chấn cấp M là phương trình nổi tiếng Gutenberg-Richter [56a]:

lgNM = a - bM Quy luật xuất hiện động đất tuân theo quy luật phân bố Poisson Trong mỗi vùng nguồn, coi động đất là các sự kiện độc lập (loại bỏ tiền chấn và dư chấn), xác suất PN xảy ra N trận động đất có chấn cấp M ≥ m0, gây ra cường độ chấn động I lớn hơn mức i nào đó, trên toàn vùng nguồn trong khoảng thời gian t năm thỏa mãn phương trình:

PN= P [ N= n ] =

!

) (

Nếu ta coi X là các biến ngẫu nhiên có hàm phân bố là F(X)

F(X) = P{X ≤ x} thì xác suất để cho x là lớn nhất trong n sự kiện độc lập sẽ là:

G(x) = P{ X1 ≤ x, X2 ≤ x, , Xn ≤ x } = Fn (x) G(x) chính là hàm phân bố của các cực trị Nếu như ta biết được hàm phân bố ban đầu F(X) thì sẽ rất đơn giản để nhận được chính xác phân bố của các cực trị Nhưng thông thường ta không biết được hàm phân bố ban đầu, nên cần phải xem xét dạng tiệm cận của sự phân bố các cực trị Khi áp dụng lý thuyết phân bố cực trị Gumbel để đánh giá độ nguy hiểm động đất luôn phải tuân thủ 2 giả thiết sau đây [120]:

- Các cực trị quan sát được trong một khoảng thời gian cho trước độc lập đối với nhau

- Các điều kiện đã xảy ra trong quá khứ vẫn có thể xảy ra trong tương lai

Gumbel đã xây dựng được 3 loại hàm phân bố tiệm cận các cực trị, trong đó: + Phân bố loại I có dạng:

] exp[

)

1 x e x u

G = − −β − với β > 0 Trong đó: u - là đặc trưng các cực trị;

β- là hàm cường độ cực trị ;

u và β là các tham số cần xác định

+ Phân bố loại II có dạng:

] ) ( exp[

) (

x

u x

ε – là giá trị cận dưới của các cực trị,

u – đặc trưng các cực trị;

(u, k, ε là các tham số cần xác định)

+ Phân bố loại III có dạng:

] ) ( exp[

) (

u w

x w x

u, k, w là các tham số cần xác định

Từ 3 hàm phân bố tiệm cận trên ta thấy phân bố tiệm cận loại II có tồn tại giá trị cận dưới ε nên chúng không được sử dụng để đánh giá chấn cấp cực đại động đất Thông thường chúng ta chỉ dùng 2 hàm còn lại để giải quyết nhiệm vụ trên Các tác giả Nguyễn Kim Lạp và Nguyễn Duy Nuôi [124] đã sử dụng hàm phân bố tiệm cận loại I của Gumbel để tính độ nguy hiểm động đất cho các vùng ở khu vực Đông Nam Á với chu kỳ khoảng số liệu cực trị là 6 tháng và 1 năm Còn tác giả Nguyễn Hồng Phương lại sử dụng hàm phân bố loại III của Gumbel kết hợp với hợp lý cực đại và phân bố Bêta để tính cho các vùng nhỏ trên lãnh thổ Việt Nam [120]

Hai phương pháp: hợp lý cực đại và sử dụng hàm phân bố Gumbel nêu trên đều mang bản chất của xác suất thống kê Ưu điểm của các phương pháp này là áp dụng thuận tiện, dễ dàng Nhưng nó cũng mang nhược điểm chung của phương pháp xác suất là các mô hình được xây dựng trên giả định rằng lịch sử lặp lại, độ tin cậy của kết quả phụ thuộc vào tính đầy đủ và độ chính xác của số liệu sử dụng Phương pháp ngoại suy địa chấn dựa trên cơ sở là động đất cực đại đã xảy ra trên một vùng nào đó tại một đoạn của đứt gãy thì nó cũng có thể xảy ra ở những đoạn khác của đứt gãy đó, hoặc ở trên những đoạn đứt gãy khác tương đương với

nó về vai trò cũng như đặc trưng của chúng trong kiến tạo khu vực Nguyên lý này

có thể dẫn đến đánh giá sai về Mmax vì động đất mạnh nhất đã quan sát thấy có thể chưa phải là động đất cực đại có khả năng xảy ra, thêm vào đó, điều kiện địa chấn kiến tạo khó có thể xem là đồng nhất Để khắc phục hạn chế thứ nhất, chúng ta cần

mở rộng vùng nghiên cứu để có thể đánh giá tính tương đồng của vỏ Trái đất trên quy mô lớn hơn, điều này sẽ làm tăng tính đúng đắn khi lấy Mmax là đại diện cho những mảnh có đặc trưng kiến tạo tương đồng Để khắc phục hạn chế thứ hai, chúng ta cần phải thu thập và sử dụng một lượng lớn các tham số liên quan đến đặc trưng địa chấn, đặc điểm kiến tạo của khu vực, ví dụ như tài liệu từ, trọng lực, móng

một cách đúng đắn nhất về tiềm năng địa chấn khu vực nghiên cứu Đây chính là phương pháp đã được chúng tôi triển khai trong khuôn khổ nhiệm vụ Hợp tác quốc

tế theo Nghị định thư Việt – Nga như đã nêu

Tóm lại, kết quả nghiên cứu động đất lãnh thổ Việt Nam trong thời gian qua tuy đã đạt được một số thành tích nhất định song còn nhiều hạn chế, nhất là về phương pháp:

- Xác định vùng nguồn phát sinh động đất ở Việt Nam chủ yếu theo nguyên tắc địa chấn kiến tạo và địa chấn thống kê Nếu sử dụng bổ sung các đặc trưng địa động lực hiện đại và cấu trúc sâu chắc chắn sẽ đầy đủ hơn trong phân chia đới phát sinh động đất mạnh

- Đánh giá động đất cực đại theo hàm Gumbel chỉ cho kết quả mang tính chất định tính và khó phù hợp với thực tế điều kiện số liệu động đất ở Việt Nam vì vậy cần sử dụng một giải pháp phân tích mang tính khoa học cao hơn trong nghiên cứu động đất

Ngoài ra, số liệu sử dụng trong các nghiên cứu chủ yếu là số liệu địa chấn và một phần số liệu địa chất (kiến tạo) Còn hàng loạt các số liệu địa vật lý và địa chất khác như số liệu về dị thường trọng lực, trường địa nhiệt, số liệu địa mạo chưa được khai thác sử dụng Vì thế trong kết quả nhận được còn nhiều vấn đề chưa được

đề cập đến như nghiên cứu dự báo động đất ở các mức khác nhau, đặc biệt là đánh giá tiềm năng sinh chấn đối với những vùng thiếu số liệu địa chấn

Để khắc phục những hạn chế trên đây, trong đề tài nghiên cứu này một loạt các phương pháp mới của các nhà khoa học Nga (đã được áp dụng có hiệu quả ở Nga và nhiều nước châu Âu) sẽ được áp dụng đối với Việt Nam trên cơ sở sử dụng tổ hợp các tài các tài liệu địa chất- địa vật lý và địa chấn Đề tài nghiên cứu này không những sẽ cho phép đạt được các kết quả có tính định lượng với độ chính xác cao mà còn góp phần tăng cường hợp tác quốc tế, mở rộng đào tạo và bồi dưỡng cán bộ khoa học có trình độ cao phục vụ công việc nghiên cứu tiếp theo trong tương lai

PHẦN II: CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Trong quá trình triển khai thực hiện Nhiệm vụ HTQT này, ngoài việc sử dụng những phương pháp nghiên cứu truyền thống như phương pháp xác định các tham

số động học của chấn tiêu động đất, phương pháp xây dựng đồ thị lặp lại động đất, phương pháp xây dựng bản đồ chấn tâm động đất, phương pháp phân vùng kiến trúc kiến tạo Kainozôi, các phương pháp nghiên cứu cấu trúc vỏ Trái Đất…v.v, còn áp dụng các phương pháp sau đây, là những phương pháp mới lần đầu tiên được áp dụng đối với Việt Nam:

Phương pháp phân loại các kiểu vỏ Trái đất theo tổ hợp các tài liệu địa chất- địa vật lý và địa chấn phục vụ dự báo động đất cực đại

Phương pháp phân tích phổ sóng địa chấn để xác định các tham số động lực của chấn tiêu động đất

Phương pháp đo đạc xử lý khe nứt nội lớp trầm tích phục vụ nghiên cứu trạng thái cổ ứng suất và qui luật địa động lực của vỏ Trái đất

Dưới đây xin trình bày sơ lược cơ sở khoa học và các nội dung của một số phương pháp cơ bản đã áp dụng trong quá trình thực hiện đề tài:

I PHƯƠNG PHÁP THĂM DÒ TỪ VÀ TRỌNG LỰC NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC VỎ TRÁI ĐẤT

Trên cơ sở phân tích kết quả nghiên cứu trước đây của các nhà địa vật lý Việt Nam bằng các phương pháp địa vật lý khác nhau cho thấy:

- Các phương pháp phân tích nhằm nghiên cứu cấu trúc sâu vỏ Trái đất chủ yếu dựa theo tài liệu trọng lực kém chi tiết, sử dụng bài toán tương quan là chính với số lượng điểm chuẩn không nhiều Phương pháp luận khi phân tích số liệu còn chưa được nhất quán, tính hiện đại chưa cao và chưa theo kịp với nhịp độ phát triển của công nghệ mới

- Kết quả nghiên cứu về đặc trưng cấu trúc các mặt ranh giới cơ bản vỏ Trái đất của các tác giả khác nhau còn có sự khác biệt quá lớn:

Chẳng hạn như, phương pháp điện từ tellua được áp dụng lần đầu tiên để nghiên cứu cấu trúc trũng Hà Nội (1967-1968) Kết quả nghiên cứu bước đầu đã cho phép nhận định bề dày trầm tích trũng Hà Nội tại khu vực Đông Quan, thái Bình đạt cỡ 10 km mà chủ yếu là trầm tích Neogen Trong thời gian tiếp theo, nhóm tác giả của công trình [128] khi nghiên cứu cấu trúc vỏ Trái đất theo phương pháp

đo sâu từ tellua (chu kỳ ghi tín hiệu từ 10-3 đến 103 giây) tại hai tuyến Yên Bái - Tuyên Quang và Nam Định - Hải Phòng cho đánh giá bề dày vỏ Trái đất cũng không lớn Trên tuyến Yên Bái - Tuyên Quang, ở cánh tây nam đứt gãy Sông Hồng (Hưng Khánh và Âu Lâu - Yên Bái) độ sâu mặt Moho chỉ cỡ 25 km Còn cánh đông bắc từ đứt gãy sông Hồng đến qua đứt gãy sông Chảy và sông Lô mặt Moho cũng chỉ xấp xỉ 34 - 35 km Trên tuyến Nam Định - Hải Phòng, kết quả minh giải ở cánh tây nam đứt gãy Sông Hồng, mặt Moho chỉ sâu cỡ 22 - 23 km, còn cánh đông bắc

từ đứt gãy Sông Hồng đến Đồ Sơn (Hải Phòng) mặt Moho cũng chỉ nằm trong giới hạn 25 - 30 km

Theo phương pháp thăm dò từ và trọng lực, lần đầu tiên vấn đề nghiên cứu

đặc điểm cấu trúc vỏ Trái đất sơ bộ đã được đề cập trong công trình [143] Dựa vào công thức tính tương quan toàn cầu của Demenixkaya sử dụng tài liệu trọng lực, kết hợp với tài liệu địa chất, địa chấn thăm dò, các tác giả trên cho rằng giá trị bề dày

vỏ Trái đất phần phía Bắc lãnh thổ Việt Nam tăng từ ngoài biển vào trong đất liền

dụng biểu thức phụ thuộc tương quan toàn cầu giữa bề dày vỏ Trái đất và giá trị dị thường trọng lực Bouguer Do ở Việt Nam thời gian này chưa có những kết quả khảo sát sâu làm điểm tựa nên phần nào kết quả mang tính khu vực nhiều hơn Tác giả Bùi Công Quế và các cộng sự [13-22] thông qua việc minh giải tổng hợp các tài liệu trọng lực, tài liệu từ với tài liệu địa chấn tự nhiên và địa hình để nhận được những đặc trưng cơ bản về cấu trúc và sơ đồ đứt gãy vỏ Trái đất cho lãnh thổ Việt Nam Theo kết luận chung thì trong phạm vi lãnh thổ Việt Nam, mặt Moho nằm ở độ sâu từ 30 - 31 đến 48 - 50 km và có xu thế tăng dần từ biển vào sâu trong nội địa, từ các vùng trũng vào miền uốn nếp, từ ven rìa vào phía nhân của các nền

cổ và địa khối Mặt Conrad cũng có sự biến đổi hình thái tương tự mặt Moho, và nằm ở độ sâu từ 11 - 12 đến 22 - 24 km Còn mặt kết tinh có độ sâu thế nằm biến đổi khá mạnh từ lộ móng đến 9 - 10 km hoặc lớn hơn nữa với cấu trúc biến đổi đa dạng, phức tạp và mức độ phân dị lớn đặc trưng cho từng đơn vị cấu trúc khác nhau Trong các nghiên cứu sau này đã tập hợp được khá phong phú các nguồn tài liệu khảo sát bổ sung mới trong thời kỳ đó (các tuyến trọng lực, từ, địa chấn sâu và cả lỗ khoan) làm chuẩn tựa, kết hợp với hệ phương pháp phân tích tổng hợp nên kết quả cho thấy cấu trúc vỏ Trái đất được xác định đã thuyết phục hơn các sơ đồ cấu trúc trước đây [36, 103, 105, 127] Tuy nhiên, tài liệu từ tellua mới đây (sau năm 1990) cho thấy độ sâu mặt Moho nông hơn so với các kết quả này

Tác giả Cao Đình Triều cũng đã đưa ra sơ đồ cấu trúc vỏ Trái đất phần phía Bắc lãnh thổ Việt Nam trên cơ sở tổng hợp các tài liệu địa chất, địa vật lý [138] Đặc biệt là qua phân tích tài liệu trọng lực, tìm được mối liên hệ giữa độ sâu các mặt ranh giới cơ bản với các giá trị nâng trường ở độ cao khác nhau Đến những năm 90, với những tài liệu từ và trọng lực cũng như địa chất được bổ sung mới trên toàn quốc, cùng với việc giải các bài toán ngược trọng lực 2 và 3 chiều, trong các công trình [138-140, 141], một lần nữa Cao Đình Triều xem xét và đánh giá lại đặc trưng cấu trúc vỏ Trái đất lãnh thổ Việt Nam Theo đó độ sâu mặt Moho biến đổi trong giới hạn 22 - 38 km vẫn theo xu thế chìm dần về phía Tây Bắc Độ sâu mặt Conrad biến đổi từ 10 - 12 km đến 22 - 24 km Nơi mặt Conrad chìm sâu nhất ở Hà Giang (22 - 24 km) và Tú Lệ (18 - 20 km) Còn mặt móng kết tinh vẫn là từ lộ ra trên bề mặt đến nơi sâu nhất cỡ 8 - 9 km (ở trũng Hà Nội) Sơ đồ cấu trúc này khá phù hợp với tài liệu địa vật lý khác hiện nay

- Nhìn chung, chưa có một công trình nghiên cứu nào khái quát được một cách toàn diện đặc trưng cấu trúc thạch quyển nói chung và vỏ Trái đất nói riêng của lãnh thổ Việt Nam trên cơ sở hệ phương pháp thống nhất và trên một quan điểm về thuyết kiến tạo mới Vì vậy, trong đề tài này, chúng tôi sẽ áp dụng phương pháp thăm dò từ và trọng lực nghiên cứu cấu trúc vỏ Trái Đất theo cách tiếp cận thống nhất từ quan điểm về thuyết kiến tạo mới

Như chúng ta đã biết, trường trọng lực và trường từ thường được các nhà địa chất và kiến tạo có kinh nghiệm sử dụng như một công cụ đắc lực trong phân vùng địa cấu trúc và kiến tạo Quá trình thiết lập bản đồ địa chất thường đi kèm theo nó là việc thành lập bản đồ trường trọng lực và từ cùng tỷ lệ Ở Việt Nam, việc tiến hành song song đo đạc trọng lực và từ trong quá trình thiết lập bản đồ địa chất chưa được thực hiện tốt Bên cạnh đó, trong quá trình lý giải, phân miền địa cấu trúc, các nhà địa chất cũng còn ít tham khảo tới hai loại tài liệu này Hơn nữa, vấn đề phân tích tài liệu địa vật lý khu vực cũng chỉ được tiến hành rời rạc, chưa thống nhất theo diện cũng như theo tổ hợp các tài liệu địa vật lý Chẳng hạn, với mục đích nghiên cứu cấu trúc địa chất sâu, cấu trúc sâu vỏ Trái đất, các nhóm nghiên cứu như ở Viện Địa chất và Khoáng sản, Phân viện Hải dương học Hà Nội, Viện Vật lý Địa cầu chủ

yếu sử dụng tài liệu trọng lực Có một số công trình đề cập tới hướng phân tích khu vực tài liệu từ song cũng còn nằm ở mức sơ lược mà thôi Các phương pháp địa vật

lý khác chủ yếu được sử dụng với mục đích thăm dò khoáng sản (dầu khí, nước ngầm, khoáng sản rắn vv ) và cũng ít được sử dụng, liên kết trong nghiên cứu địa chất khu vực

Cho đến nay, qua một quá trình phát triển, đã có được một khối lượng tài liệu trọng lực và từ hàng không đồ sộ với tỷ lệ khảo sát cao (có thể đạt 1:200 000) Đây

là một kho tài liệu hết sức quý đối với các nhà nghiên cứu mà cần được phân tích,

xử lý với mục đích nghiên cứu địa chất khu vực cũng như thăm dò các loại khoáng sản khác nhau

Trong những năm gần đây, nhóm tác giả tham gia đề tài đã bước đầu đưa ra một hệ phương pháp phân tích kết hợp tài liệu trọng lực và từ với mục đích tìm hiểu đặc trưng cấu trúc vỏ Trái đất lãnh thổ Việt Nam Phương pháp nghiên cứu được tiến hành trên cơ sở hai hướng phân tích chính như sau:

a/ Phân tích định tính nhằm phân chia đới cấu trúc cũng như phát hiện các ranh giới cấu trúc trên cơ sở tài liệu trọng lực và từ

b/ Phân tích bán định lượng và định lượng nhằm xây dựng mô hình cấu trúc mật độ và các mặt ranh giơí cơ bản vỏ Trái đất Hướng phân tích này chủ yếu dựa trên cơ sở tài liệu trọng lực

Dưới đây sẽ trình bày cơ sở phương pháp luận và một số kết quả nghiên cứu:

Cơ sở lý thuyết của hệ phương pháp phân tích hình thái cấu trúc dị thường trọng lực (từ) là dựa trên mối quan hệ trực tiếp giữa tính chất vật lý và hình thái cấu trúc của đối tượng địa chất được phản ánh trực tiếp hình thái cấu trúc và cường độ của dị thường trọng lực (từ) Ở đây chúng ta có thể đưa ra một số nét đặc trưng phản ánh mối quan hệ đó như sau:

1/ Một vùng có môi trường dị thường trọng lực (từ) tương ứng sẽ phản ánh một dạng cấu trúc địa chất nhất định Sự khác biệt về hình thái cấu trúc và cường độ trường của khu vực này so với khu vực khác phản ánh sự khác biệt về đặc trưng cấu trúc địa chất của hai khu vực đó

2/ Cấu trúc trường dị thường trọng lực (từ) phức tạp phản ánh cấu trúc địa chất phức tạp

3/ Dạng và hướng phát triển cấu trúc trường trọng lực (từ) phản ánh rõ nét dạng cấu trúc và hướng phát triển của cấu trúc địa chất

4/ Hướng phát triển của dị thường trọng lực (từ) phản ánh rõ nét hướng phát triển của đới uốn nếp, đới phá huỷ kiến tạo và khối cấu trúc địa chất Các dị thường

có cấu trúc tròn trĩnh và kích thước nhỏ phản ánh các magma xâm nhập, ụ muối hay các cấu trúc dạng vòm Cấu trúc đa giác của dị thường có kích thước lớn phản ánh các cấu trúc dạng khối

5/ Thành phần dạng tuyến cấu trúc trường trọng lực (từ) phản ánh ranh giới các khối cấu trúc địa chất

6/ Sự phát triển dạng dải các cực trị trường trọng lực (từ) nối tiếp nhau phản ánh các hệ thống uốn nếp dạng tuyến Điều này có ý nghĩa lớn trong phân miền kiến tạo vùng nền và vùng uốn nếp

7/ Sự không trùng hợp (sự cắt chéo) của hướng phát triển dị thường trọng lực

và từ chứng tỏ sự không tương thích của cấu trúc nông trên bề mặt và cấu trúc sâu Dựa trên cơ sở mối quan hệ bản chất môi trường địa chất với hình thái cấu trúc trường trọng lực (từ) nêu trên, nhằm mục đích phân miền cấu trúc trường trọng

pháp tính gradien trung bình trường trọng lực (từ); Phương pháp phân tích tương quan trường trọng lực và từ

Có một tồn tại là tài liệu dị thường trọng lực Bouguer và tài liệu từ trường hàng không thành phần ∆Ta không đồng bộ trên phạm vi đất liền và trên thềm lục địa Vì lý do đó, các phân tích định tính nhằm mục đích phân miền cấu trúc vỏ Trái đất chủ yếu chỉ được tiến hành riêng rẽ trên phạm vi đất liền và trên vùng thềm lục địa Việt Nam

II PHƯƠNG PHÁP PHÂN VÙNG KIẾN TRÚC KIẾN TẠO KAINOZÔI

Phương pháp phân vùng kiến trúc kiến tạo Kainozôi đã được áp dụng trong một số công trình nghiên cứu đối với các khu vực khác nhau Dưới đây xin trình

bày một số nguyên tắc chủ yếu dùng làm cơ sở cho phân vùng kiến trúc kiến tạo

Kainozôi, áp dụng khi thực hiện các nhiệm vụ của đề tài này:

Mô hình phân vùng kiến trúc kiến tạo Kainozoi lãnh thổ Việt Nam phản ánh

rõ tính chia khối của thạch quyển lục địa khu vực: các kiến trúc chủng loại khác nhau hợp thành các khối - đới kiến trúc có hạng bậc và quy mô khác nhau của vỏ lục địa không đồng nhất tạo bởi móng uốn nếp đa sinh trước Kainozoi Biến dạng kiến tạo diễn ra chủ yếu dọc theo các ranh giới bất đồng nhất của vỏ lục địa: có nghĩa ở ranh giới các miền vốn là các đới động cổ Như vậy yếu tố quan trọng nhất

để phân định các kiến trúc bậc thấp nhất (bậc 1), sau vỏ lục địa chính là các miền (đai) uốn nếp khác nhau quy mô khu vực cấu thành móng lục địa của chúng cũng như tỷ trọng và kiểu của các kiến trúc bậc cao hơn có trong chúng Yếu tố này quyết định xu thế vận động, mức độ và kiểu biến dạng cũng như hình thái của kiến trúc

KZ Các yếu tố kiến trúc cao hơn của cùng của cùng một kiến trúc bậc thấp đó phân biệt nhau không chỉ ở hình thái (chúng thường bị chi phối bởi hình thái của kiến trúc bậc thấp hơn) mà chủ yếu ở cường độ, mức độ và kiểu biến dạng, ví dụ nâng sụt mạnh hoặc yếu, nâng vòm hay tuyến tính, tạo núi hoặc sinh rift, phân dị cao hay thấp , đặc điểm thành phần vật chất và quan hệ phụ thuộc cấp hạng của chúng bị phân cách bởi các hệ thống đứt gãy cùng bậc thường có biểu hiện hoạt động trong

KZ và hiện đại Mặt khác, cần nhấn mạnh rằng các dịch chuyển dù là theo chiều ngang hay đứng đều cuối cùng dẫn đến sự phân dị theo chiểu đứng của địa hình và được ghi nhận rõ rệt nhất trong sự phân dị theo chiều đứng của địa hình hiện đại,

mà trên lục địa khu vực là các công trình núi

III PHƯƠNG PHÁP PHÂN LOẠI CÁC KIỂU VỎ TRÁI ĐẤT THEO THEO HỢP CÁC TÀI LIỆU ĐỊA CHẤT- ĐỊA VẬT LÝ VÀ ĐỊA CHẤN PHỤC VỤ DỰ BÁO ĐỘNG ĐẤT CỰC ĐẠI M MAX

III.1 Cơ sở phương pháp và đặc điểm của tài liệu ban đầu

Trong nghiên cứu kiến tạo người ta thường phân chia các cấu trúc có đặc trưng chế độ hoạt động tương đồng về không gian, thời gian Cách phân chia như vậy dựa vào đặc trưng của quá trình vận động kiến tạo, quá trình hoạt động xâm nhập và phun trào xảy ra trong vỏ Trái đất Người ta đã sử dụng các khái niệm phân miền kiến tạo như: địa máng, nền, tạo núi, đới hoạt hóa magma và rìa lục địa Cách phân chia theo đặc trưng hoạt động về bản chất gắn liền với các quá trình hoạt động địa nhiệt xảy ra trong manti và vỏ Trái đất Vì vậy thường phân biệt bằng các khái niệm như hoạt động tích cực hay yên tĩnh Ngoài ra, còn sử dụng các khái niệm: đới tăng bề dày và đới vát mỏng bề dày vỏ Trái đất trên cơ sở xem xét ảnh hưởng của hoạt động phần trên của manti tới đặc điểm bề dày cấu trúc vỏ Đới vát mỏng bề dày vỏ lại được chia ra: đới tạo rift và đới hoạt hóa magma kiến tạo tích cực

Nguyên lý phân đới kiến tạo theo đặc trưng chế độ hoạt động cũng khác nhau Trước năm 1985 người ta thường sử dụng tài liệu địa chất và địa hóa để tái thiết lập chế độ hoạt động trong quá khứ Những năm sau này người ta chủ yếu sử dụng đặc trưng cấu trúc của vỏ Trái đất và chế độ hoạt động hiện đại trong phân chia kiến tạo

Quá trình hoạt động kiến tạo xảy ra chậm chạp và đan xen lẫn nhau theo không gian và thời gian Kết quả của quá trình hoạt động này đã tạo ra một bức tranh phức tạp về địa chất và địa hóa gây nhiều khó khăn trong việc khôi phục lại quá trình hoạt động trước đây của vỏ Trái đất Hướng nghiên cứu đặc điểm kiến tạo-địa động lực hiện đại đang được các nhà địa chất quan tâm đặc biệt bởi vì quá trình vận động này là nguyên nhân xảy ra các tai biến địa chất trên bề mặt Trái đất Nghiên cứu chế độ vận động kiến tạo hiện đại thường được tiến hành theo 3 hướng chính:

1 Phân loại cấu trúc vỏ Trái đất theo trạng thái và đặc điểm cấu trúc trên cơ sở

tổ hợp các tài liệu khác nhau

2 Phân vùng đặc điểm cấu trúc vỏ Trái đất

3 Phân chia các đới cấu trúc có chế độ hoạt động hiện đại khác nhau

Ba cách phân chia như trên có mối quan hệ bản chất gằn liền chặt chẽ với nhau, chủ yếu dựa trên hai đặc trưng chính là: Cấu trúc và chế độ địa động lực hiện đại Cấu trúc vỏ phản ánh kết quả hoạt động của một quá trình liên tục, lâu dài vì vậy nó phản ánh cả quá trình trong quá khứ và hiện tại Mỗi một nhóm loại vỏ vừa phản ánh đặc điểm địa chất, địa hóa, vừa phản ánh kết quả của một quá trình hoạt động kiến tạo trong lịch sử Ngoài ra, các tài liệu địa vật lý cũng đóng vai trò rất quan trọng trong việc nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và phân loại vỏ Trái đất

Để nghiên cứu dự báo động đất cực đại trên một lãnh thổ nào đó, phương pháp phân loại đặc điểm cấu trúc vỏ tối ưu nhất là cần phải dựa trên sự kết hợp cả ba cách nói trên Có nghĩa là vừa phải dựa trên cơ sở đặc điểm cấu trúc, vừa dựa trên

cơ sở đặc trưng hoạt tính kiến tạo - địa động lực Cách phân loại như vậy sẽ đồng thời phản ánh được: sự khác biệt trong quá trình hoạt động kiến tạo; đặc điểm kiến tạo - địa động lực hiện đại; và môi trường tích lũy ứng suất và giải phóng năng lượng thông qua hoạt động động đất Trong công trình này, chúng tôi sẽ tiến hành xây dựng thuật toán và các sơ đồ khối của chương trình phân loại vỏ theo phương pháp dựa trên sự kết hợp ba cách nói trên

Vấn đề phân loại vỏ Trái đất là vô cùng phức tạp, đặc biệt là dựa trên đặc trưng hoạt động của vỏ Trái đất Vì vậy thông thường người ta chỉ quan tâm đến tính chất vận động kiến tạo trong hiện tại

Quan trắc địa hình cho phép chúng ta tìm hiểu về tính tương phản và cường độ hoạt động kiến tạo trong hiện tại Cấu trúc mặt móng kết tinh, bề dày vỏ Trái đất cũng là những dấu hiệu phản ánh tính không đồng đều trong vận động kiến tạo hiện đại Mặt khác, trạng thái cân bằng đẳng tĩnh khác nhau, đặc điểm địa nhiệt cũng là những dấu hiệu biểu hiện rõ nét đặc điểm vận động của vỏ Trái đất Do đó, để phân loại vỏ Trái đất, các nhà khoa học thuộc Viện Vật lý Trái đất, viện Hàn lâm khoa học Nga đã sử dụng các dấu hiệu đặc trưng như sau [146, 147]:

1 Mật độ dòng nhiệt (Q),

2 Bề dày vỏ Trái đất (T),

3 Độ cao địa hình (R) (hay là độ sâu đáy biển),

4 Dị thường đẳng tĩnh vỏ Trái đất (I),

Cửa sổ phân chia lưới toạ độ thông thường có kích thước là 20' x 30', tương đương với kích thước một tờ bản đồ địa hình tỷ lệ 1/ 100 000

Ví dụ về đặc điểm của số liệu ban đầu phục vụ việc phân loại vỏ Trái đất được biểu diễn trong bảng sau:

Bảng 1 Ví dụ về đặc trưng số liệu ban đầu

o R- Độ cao địa hình (hay là độ sâu đáy biển) (km);

o I- Dị thường đẳng tĩnh của vỏ Trái đất (đơn vị ước định, tuỳ thuộc giá trị của tham số I đối với mỗi khu vực nghiên cứu);

o F - Độ sâu tới móng kết tinh hay bề dày lớp trầm tích (km)

o Các chỉ số 1 là giá trị trung bình; chỉ số 2 là giá trị thấp nhất; và chỉ

số 3 là giá trị cao nhất của các tham số tương ứng

Cần lưu ý rằng trên cơ sở phương pháp đã trình bày, các nhà khoa học Nga

đã xây dựng chương trình phân loại vỏ Trái đất theo 5 đặc trưng cấu trúc vỏ nêu trên Chương trình như vậy được xây dựng trên ngôn ngữ Fotran-4 và chỉ có thể làm việc khi số liệu đầu vào có đầy đủ cả 5 tham số đã nêu Một mặt, do điều kiện của Việt Nam chưa có đầy đủ các tài liệu về mật độ dòng nhiệt Q, nên trong tính toán, chúng tôi dự định dùng hàm tương quan giữa Q với một trong các tham số còn lại

để tìm giá trị Q tại các vị trí tương ứng Mặt khác, ngôn ngữ Fotran-4 so với các ngôn ngữ lập trình hiện đại khác trong thời gian hiện nay đã trở nên kém ưu việt hơn, nhất là đối với dạng bài toán chỉ ra Vì vậy, chúng tôi tiến hành xây dựng chương trình mới trên cơ sở phương pháp đã nêu (gọi là chương trình LPH-09) LPH-09 có thể coi như một biến thể của chương trình mà các nhà khoa học Nga đã xây dựng Với chương trình này, chúng ta có thể dễ dàng phân loại vỏ Trái đất và

dự báo động đất cực đại đối với một khu vực bất kỳ khi thiếu số liệu về mật độ dòng nhiệt Q, hoặc thậm chí có thể thiếu 1 trong 5 tham số chỉ ra

III.2.Thuật toán phân loại vỏ Trái đất

Để phục vụ cho việc tính toán, giải quyết nhiệm vụ phân loại vỏ theo các đặc trưng cấu trúc của nó, trước hết cần quy chuẩn giá trị số liệu ban đầu Trên cơ sở kinh nghiệm thực tế giải quyết nhiệm vụ này ở một loạt lãnh thổ thuộc Châu Âu, các nhà khoa học Nga đã đưa ra một số quy chuẩn sau đây:

1 Các giá trị số liệu ban đầu được chuyển về 1 thang điểm quy chuẩn tới

Bảng 2: Các giá trị tương đương của các dấu hiệu đặc trưng đối với khu vực

(Chú giải về các ký hiệu trong bảng 2 tương ứng với các chú giải trong bảng 1)

Lưu ý rằng: giá trị trọng số tương đối của dấu hiệu thường chọn xấp xỉ với độ chính xác của giá trị đọc dấu hiệu từ bản đồ, ví dụ đối với mật độ dòng nhiệt là

3 mW/m2, với độ cao địa hình là khoảng 0,3 km

Trong trường hợp lập chương trình giải bài toán này đối với lãnh thổ Việt Nam, chúng tôi cũng áp dụng kinh nghiệm của các chuyên gia Nga trong việc chuyển tất cả các số liệu ban đầu về thang 20 cấp phân chia giá trị qui ước từ 1-20 Như vậy sẽ xác định được khoảng phân chia (hay gọi là cửa sổ phân chia) đối với mỗi tham số đặc trưng là: (Max - Min)/ 20 Tuy nhiên, do tính ưu việt của ngôn ngữ lựa chọn và khả năng xử lý của chương trình tính toán, trong quá trình xử lý số liệu, giá trị của ngưỡng (hay là cửa số) phân chia cũng có thể thay đổi để phù hợp với giá trị thực của các số liệu ở đầu vào mà không nhất thiết chọn bằng (Max - Min)/ 20 Sau khi đã phân chia vỏ Trái đất theo các dấu hiệu đặc trưng của cấu trúc thành các ô lưới, bằng cách so sánh các ô mà tại đó đó xảy ra động đất cực đại nhưng có tính tương đồng về đặc điểm cấu trúc vỏ để cho rằng khả năng tích lũy và giải phóng năng lượng của chúng là như nhau Quá trình phân tích được tiến hành như sau:

- Chồng chập đới phân miền đặc trưng vỏ Trái đất với sơ đồ đặc điểm hoạt động động đất cực đại đó quan sát thấy (Mmax)

- Mmax có trong ô bất kỳ sẽ được ghi nhận tại các ô khác cùng chung một đặc trưng vỏ Trái đất mà không cần quan tâm tại đó đó xảy ra động đất yếu hơn hay chưa xảy ra động đất

Như vậy qua quá trình phân tích, rõ ràng chúng ta đã thấy được ưu điểm nổi bật của phương pháp dự báo động đất theo đặc trưng cấu trúc vỏ là nó cho phép dự báo động đất cực đại cả đối với những vùng thiếu số liệu địa chấn

IV PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH PHỔ SÓNG ĐỊA CHẤN ĐỂ XÁC ĐỊNH CÁC THAM SỐ ĐỘNG LỰC CỦA CHẤN TIÊU ĐỘNG ĐẤT

Nghiên cứu và xác định các đặc trưng động lực của chấn tiêu động đất trên cơ

sở phân tích phổ sóng địa chấn theo các băng ghi số nhận được từ các trạm ghi là một hướng khoa học mới và có tính cấp thiết đối với thực tế địa chấn Việt Nam Hiện nay có rất nhiều phương pháp xác định các tham số động lực của chấn tiêu động đất theo các cách tiếp cận khác nhau [3, 46-48, 56, 161-163] Trong đó, xác định các tham số động lực của chấn tiêu động đất bằng cách phân tích phổ sóng địa chấn trên băng ghi động đất theo chương trình tự động trên máy tính điện tử là một

địa chấn quan tâm [2, 4, 59, 161-163] Phương pháp này cho phép xác định đồng thời với độ chính xác cao một số các tham số động lực của chấn tiêu động đất như: năng lượng địa chấn, magnitude, kích thước chấn tiêu, lực ứng suất và mô men địa chấn [76] Phương pháp như vậy đã được áp dụng để tính toán đối với các băng ghi động đất mạnh khu vực Đông Nam Á [97] Trong công trình này chúng tôi sẽ trình bày thuật toán phân tích phổ sóng theo phương pháp nêu trên và xem xét khả năng

áp dụng thuật toán này đối với số liệu địa chấn ghi được bởi hệ thống trạm địa chấn

số hạn chế, đặc biệt là khi chỉnh lý các sóng địa chấn với biên độ và chu kỳ dải rộng

ghi được ở vùng trung gian hoặc vùng gần chấn tiêu

Hạn chế thứ nhất là ở khả năng phân giải tần số, nghĩa là khả năng phân biệt các đặc trưng phổ của hai hay nhiều tín hiệu thời gian Khả năng phân giải tần số (tính bằng Hz) có thể coi gần đúng là đại lượng nghịch đảo của thời gian tới (tính bằng giây)

Hạn chế thứ hai là do sự đánh giá số liệu một cách toàn cầu nhờ hàm giới hạn khi biến đổi Furie nhanh Đây thực chất là thuật toán nhân toàn phần băng ghi với một xung tớn hiệu (hay còn gọi là một cửa sổ) để lọc tín hiệu (còn gọi là thuật toán cửa sổ)

Phương pháp cửa sổ chỉ ra sự mất năng lượng (hay là sự tán xạ năng lượng) như thế nào trong đặc trưng phổ Sự mất năng lượng như vậy qua các hố ngăn làm

mờ cả những đặc trưng phổ khác, mà sự có mặt của chúng đôi khi làm méo một cách đáng kể các tham số chấn tiêu như mô men địa chấn, năng lượng , v.v Biết chọn kĩ thuật đánh giá số liệu (tức là chọn kĩ thuật của phương pháp cửa sổ) có thể làm giảm sự mất mát năng lượng qua các hố ngăn, tuy nhiên cũng làm giảm đi cả khả năng phân giải

Như vậy, bản chất của phương pháp là cần biến đổi Furie nhanh một tín hiệu địa chấn bất kỳ nhằm xác định hệ số Furie và từ đó thông qua việc áp dụng các thủ thuật toán học đối với các hệ số Furie nhận được, có thể xác định được mật độ phổ năng lượng cũng như phổ biên độ của tín hiệu đó trong dải tần số tương ứng

Chẳng hạn, đối với tín hiệu liên tục X(t), trong đó t là thời gian và t ∈ (0, T); nếu tín hiệu X(t) ∈ L2, nghĩa là năng lượng của nó bị giới hạn; khi đó hệ số Furie H( f ) đối với tần số f được xác định như sau:

∫

=T X t e ift dt f

H

0

2 ) ( ) ( π (1)

Áp dụng định lý Parseval với biểu thức trên ta có:

t X

0

2 ) ( 2

) ( (2)

Vì trong thực tế thường gặp các giá trị rời rạc của của hàm X(t)

Giả sử t = k∆t,

Trong đó ∆t - chu kỳ rời rạc, k = 0, 1, , N -1, và N = 2 L - 1, với L - số nguyên Khi đó, đối với một tín hiệu thời gian rời rạc ở đầu vào có thể tính được hệ

k

t k if e t k X n

) ( )

f h t t t k if e t k X n

f

Theo định lý Parseval có thể dễ dàng đánh giá năng lượng của tín hiệu theo giá trị của các hệ số Furie Năng lượng của tín hiệu (là đại lượng tỉ lệ với năng lượng vật lý có trong chuyển động của đất đá nếu X(t) là tốc độ của một hạt đất), theo thời gian được biểu thị như là tích phân (đối với tín hiệu liên tục) hoặc như là tổng của các thành phần tương thích (đối với tín hiệu rời rạc)

Áp dụng định lý Parseval ta có:

0

) ( )

( 1 0 2 2

t t k N

k

X t dt

T t

Do tính đối xứng của các hệ số này nên vế phải của phương trình (4) có thể được viết dưới dạng:

2 0 2

1 1 2 2

1 0

) ( ) ( 2

)

N t f h

N t f

h

N t

n

n n N

0

k

t k X f

) (

2 ) 1 (

1

1 0 ) ( 1 2 ) ( 2

2 1

0 ) (

% 100

t k X

N n

N k

t k X N n f h N

N k

t k X

Các cửa sổ đơn bình thường được sử dụng khi phân tích phổ nhờ phép biến đổi Furie nhanh gây ra cho các số liệu ở lối vào một giá trị đặc biệt ở vùng trung tâm, trong khi đó các trọng số ở phần rìa của chuỗi thời gian là cực kỳ nhỏ Ví dụ, cửa sổ Hamming đã chọn trên 60% thông tin hệ thống trong chuỗi thời gian

Các đặc trưng phổ của cửa sổ thường cũng không phải là tốt nhất: Chúng có phần tới ở trung tâm khá rộng và các nhánh ở phần hông cao, điều đó cho phép xác định được sự mất năng lượng trong phổ tính toán đối với thành phần với tần số f

từ thành phần với tần số lân cận f ’

Các cửa sổ tốt nhất được đặc trưng bởi sự tán xạ phổ có thể (sự mất năng lượng) thấp nhất từ phía ngoài của dải tần số: ⏐f − f ’⏐< W, với 2W - là độ rộng được chọn trước nào đó của dải tần, nó được gọi là chu kỳ bán cầu căng rời rạc [164], hay còn gọi là ″cửa sổ của bộ lọc số vạn năng″ Các cửa sổ này là các véc tơ đạo hàm riêng của ma trận trong bài toán về các giá trị đạo hàm riêng:

C.V=λ(N.W)V (8)

Trong đó ma trận C được biểu diễn như sau:

C ik= [ ( ) ]

) ( 2 sin

k i k i W

N ∆ , với l = 2, 3, hoặc 4; N - là chiều dài của chuỗi thời gian

ở lối vào và ∆t - là chu kỳ rời rạc Việc tăng chiều dài của dải khả năng phân giải

trong vùng tần số 2W sẽ làm tăng số lượng các cửa sổ của bộ lọc số vạn năng với

đặc tính tán xạ thấp và làm giảm sự thay đổi phổ tính toán, nhưng đôi khi cũng đồng thời làm giảm đi cả khả năng phân giải phổ

Để tính toán phổ khi sử dụng bộ lọc số vạn năng cần phải tính biến đổi Furie đối với mỗi cửa sổ riêng biệt của bộ lọc số vạn năng và sau đó sử dụng một vài thủ thuật nhân tương thích với một hệ số có trọng số để đạt được kết qủa cuối cùng [144, 145, 156] Dưới đây sẽ trình bày một trong các thủ thuật như vậy:

Cho các trọng số liên tục W m k( )f đối với tần số f , và cho S k( )f - là biến đổi

Furie đối với cửa sổ bộ lọc số vạn năng thứ k và tần số f Đánh giá phổ bằng bộ lọc

số tương thích (với cửa sổ thích hợp) đối với bước lặp thứ m được biểu thị qua

1 0

) (

2 ) (

K k

f k S f k m W k

) ( 1 )

(

σλ

λk S m a f k

f

a m

S f

k m

W

− +

−

−

= (11)

Trong đó, σ2 - là kích thước của chuỗi thời gian

Giá trị đầu tiên của W m k ( f) có thể coi như giá trị trung bình đơn giản, được tính đối với một số biến đối Furie đầu tiên Trong thực tế, thủ thuật này cho tính hội

tụ nhanh, ví vậy giá trị sau cùng của chuỗi không cần cao Nếu các số k (a[i], i = 1, 2, , k) đã được xác định và ε - là sự kích thích của nhiễu với số đo σ2, khi đó

chuỗi thời gian đối với quá trình AR(k) (sự hồi qui tự động bậc k) có thể được mô tả

theo phương trình sau:

1

) , ( )

( ε (12)

Hàm mật độ phổ đối với quá trình AR(k) có thể được xác định một cách chính xác Đối với quá trình AR(k), hàm mật độ phổ S( )f có thể được biểu thị theo giá trị của các hệ số của quá trình AR, a[i], theo kích thước nhiễu của nó (σ2), và theo tần

.

2 )

t ifk e k a

t f

2 ) ( )

N

t n f

S =∆ ; với

t N

n n f

∆

= (14) Khi dùng định lý Parseval có thể giải thích một cách bản chất ý nghĩa vật lý của mật độ phổ tính được S( )f n , đó là năng lượng của tín hiệu trong dải tần:

f t N

f

.

5 0 ,

.

5

0 (15)

và hàm số ( )

t f S

∆ được gọi là mật độ phổ năng lượng Còn phổ biên độ (mô men địa chấn), h ( f), là hàm đơn giản đối với S( )f :

) ( )

t

N f h

∆

= (16)

IV.2 Thuật toán xác định các tham số động lực của chấn tiêu động đất

Để tính các tham số chấn tiêu động đất có thể sử dụng thủ thuật nhanh như đã trình bày trên cơ sở cộng phổ đối với tất cả các trạm ghi Khi đó, cần phải xác định phổ trung bình đối với dải tần số từ thấp nhất đến cao nhất, xem xét phổ tính được đối với mỗi trạm với các hiệu chỉnh về khoảng cách trong vùng xa Để trung bình hoá phổ đối với các trạm khác nhau khi sử dụng tần số lọc khác nhau cần phải sử dụng ″Splaine″ trung bình hoá và phân chia tài liệu phổ khi tính phổ đối với các trạm khác nhau Tiếp đó cần phải tìm số hiệu chỉnh riêng cho hệ số tắt dần phổ trung bình Bằng cách xấp xỉ hoá mô hình Brune, theo phương pháp được đề nghị trong [1] có thể tính được hai tích phân đầu tiên trong vùng tần số phù hợp với phổ tốc độ Sν2 và phổ dịch chuyển S D2:

1 0

D S V S

f = π (18)

Độ rộng phổ Ω0:

Ω0 =2S V−12/4S D3/24 (19) Năng lượng tán xạ:

2

4

V VS

E= πρ (20)

Và mô men địa chấn M0:

2

3 0 3 4

0 = V Ω

M πρ (21) Trong các công thức trên V - tốc độ của sóng địa chấn trong vùng chấn tiêu, D- phổ dịch chuyển , ρ - mật độ đất đá và 5

2 - phần bổ xung, đưa vào tính toán

sự tán xạ trung bình của sóng địa chấn

Còn magnitude M có thể được xác định dựa trên thang mô men địa chấn M0

theo các nghiên cứu được tiến hành trong [57, 58] như sau:

lg 0 6 0 3

M (22) trong đó M0 tính bằng N.m

Đánh giá kích thước dịch chuyển của chấn tiêu động đất phụ thuộc một cách đáng kể vào mô hình của nó Thông thường, dịch chuyển vòng được giả định như là

mô hình hình học của chấn tiêu Bán kính của dịch chuyển như vậy tỷ lệ nghịch với tần số vòng f0 của sóng dọc (P) hoặc sóng ngang (S)

c f c K r

Về ứng suất giải phóng trong vùng chấn tiêu thì có một số cách đánh giá Ứng suất tĩnh (khi sự giải phóng ứng suất được giả định là toàn phần) có thể được xác định từ các tài liệu địa chấn theo công thức:

3 16

7 ο

r

M

=

∆δ (24)

Ứng suất biểu kiến được xác định trên cơ sở các giá trị năng lượng E và

mô men địa chấn M0, và phương pháp này được đề nghị như phương pháp toàn cầu [47] Trong sự phù hợp với [164], ứng suất biểu kiến được xác định như sau:

M

E

a µ

σ = (25) Trong đó : µ - mô đun dịch chuyển (của vật chất trong vùng chấn tiêu)

Chi tiết hơn về một số thủ thuật tính toán và các ví dụ minh hoạ cho các mô hình chấn tiêu khác nhau có thể xem trong [78]

V PHƯƠNG PHÁP ĐO ĐẠC XỬ LÝ KHE NỨT NỘI LỚP TRẦM TÍCH PHỤC VỤ NGHIÊN CỨU TRẠNG THÁI CỔ ỨNG SUẤT VÀ QUI LUẬT ĐỊA ĐỘNG LỰC CỦA VỎ TRÁI ĐẤT

Nguyên lý của phương pháp dựa trên cơ sở quan sát, nghiên cứu và thực

nghiệm mô hình được xác định như sau:

- Đất đá trầm tích được hình thành ban đầu trong các bể lắng đọng tạo thành các lớp nằm ngang hoặc gần ngang

- Quá trình phát triển các lớp trầm tích đang cứng rắn (hoá đá) sẽ bị nứt nẻ trước khi bị biến dạng uốn nếp Theo Viện sĩ V.V Belouxov [5, 6] các hệ thống khe nứt trong các đá trầm tích như thế được gọi là “nứt nẻ nội lớp” (prislôinôi tresinovatơst), chúng phát triển có quy luật và theo lý thuyết định vị lớp không bền vững (sloi localizaxionoi neustoitrivosti) có thể được tạo trước tiên bởi sự sắp xếp định hướng của các khoáng vật theo hai hướng lớp không bền vững được định vị ngay trong quá trình tạo đá (thường thấy hai hệ chủ yếu luôn cắm thẳng đứng, vuông góc với thế nằm ngang ban đầu của lớp trầm tích nhất định và không vượt ra khỏi ranh giới của lớp ấy) Phân giác của hai hệ định vị lớp không bền vững cộng ứng đó trùng với các trục ứng xuất deviatoric chính co nén và duỗi giãn [137] Sau khi trầm tích đã tạo đá các lớp định vị không bền vững sẽ trở thành các đới suy yếu Trong quá trình biến động địa động lực, dưới tác động của trường ứng xuất kiến tạo hình thành các khe nứt mới Các khe nứt này luôn phát triển tựa theo các đới yếu đã được định vị trước đó Chúng tạo nên các cực đại phân bố khe nứt trong lớp trầm tích Các khe nứt nội lớp phát triển rộng khắp và có trật tự (như nêu trên) cả trong các trầm tích nằm ngang ổn định và cả trong các lớp bị biến dạng uốn nếp

- Việc tái lập trường ứng xuất kiến tạo có thể thực hiện được bằng cách thu thập đo đạc khe nứt trong một lớp trầm tích nhất định (theo Belouxov T.P thông thường nên chọn các lớp cát kết hoặc trầm tích chứa cát) khôi phục các lớp trầm tích về vị trí nằm ngang ban đầu, loại trừ các khe nứt không cắt thẳng đứng (vuông góc) với thế nằm ngang của lớp Các khe nứt còn lại được lựa chọn để phân tích và xác lập trường ứng xuất khi chúng hình thành cùng với trầm tích chứa chúng

Phương pháp đo đạc khe nứt nội lớp trầm tích do Belouxov T.P và Mukhamediev S.A đề xuất, phát triển hoàn thiện và đã được ứng dụng nghiên cứu xác định trường ứng xuất và địa chấn kiến tạo cho nhiều vùng của Liên Xô cũ và trên thế giới như ở Krưm [7], ở Cuba [8], Cavcaz [9], ở các miền địa chấn tích cực

và chứa dầu khí của Trái đất [10] và tại miền đất Stavropol [11] v.v Các kết quả nghiên cứu đối với các vùng này đã được công bố trên nhiều tạp chí và hội nghị khoa học ở Nga và Quốc tế Chúng tôi cho rằng có thể sử dụng phương pháp này để

bổ sung và làm phong phú hơn hệ các phương pháp tái lập trường ứng suất kiến tạo nước ta, đặc biệt việc xác định chính xác hơn tuổi hình thành các hệ khe nứt cộng ứng tạo bởi trường ứng suất vào thời gian hình thành của chúng Dưới đây trình bày một số kết quả thử nghiệm ban đầu việc áp dụng phương pháp với sự tham gia nghiên cứu của chính tác giả của nó cho khu vực Tây Bắc nước ta

Việc thu thập, xử lý và phân tích các các tài liệu thực tế về khe nứt của các đất

đá khu vực Tây Bắc Việt Nam đã được chúng tôi tiến hành theo phương pháp của Belousov T.P., đã được mô tả chi tiết trong [102a] Theo đó, nội dung cơ bản của phương pháp bao gồm các bước như sau: Tại mỗi điểm quan sát (được ký hiệu là TH) dùng địa bàn và các thiết bị chuyên dụng khác (như máy đo GPS) để xác định các thông số sau:

- Toạ độ và quan hệ ràng buộc của các đặc điểm địa chất, kiến tạo và địa lý tại điểm đó

- Các yếu tố thế nằm của các đá trầm tích: phương vị và góc đổ của các lớp nghiên cứu

- Tuổi của đất đá, được xác định theo các bản đồ địa chất chi tiết, đặc điểm nguồn gốc, thạch học và các đặc trưng khác

- Nguồn gốc vết lộ của đất đá: tự nhiên (bậc thềm, độ dốc của các thung lũng…), nhân tạo (các mỏ khai thác, các vách taluy đường…)

- Phương vị đường phương vết lộ

- Phương vị và góc dốc của ít nhất 100 khe nứt

- Diện tích vết lộ mà các yếu tố thế nằm của các mặt khe nứt được xác định trên nó

- Các chỉ số động học (độ mở của các khe nứt, độ rộng của nó, độ lấp đầy khe nứt bởi thạch cao, canxit, thạch anh và các thành tạo khoáng vật khác, các yếu tố thế nằm của gương và rãnh của các mặt trượt…)

Trong quá trình nghiên cứu, cần phải thực hiện nghiêm ngặt các qui định của việc thu thập số liệu khe nứt của đất đá với mục đích tái tạo lại các ứng suất cổ Nếu không tuân thủ các nguyên tắc này sẽ đưa ra các kết quả kém chất lượng Một trong những quy định quan trọng cần phải tuân thủ là: tại mỗi vết lộ tất cả các phép đo khe nứt cần được tiến hành trong đất đá của cùng một lớp hoặc cùng một vỉa Qui định này được đưa ra là vì trong các điều kiện của cùng một trường ứng suất, trong các đất đá khác nhau về thạch học trầm tích hay độ hạt, các khe nứt được hình thành theo các góc khác nhau.Vì vậy khi xử lý các số liệu không đồng nhất và khi thiết lập biểu đồ lập thể chúng ta nhận được một nền phức tạp, mà trên đó khó có thể tách ra được các cực đại của mật độ khe nứt Như đã trình bày ở trên, các khe nứt nội lớp trong đa số trường hợp phát triển theo các phương gần vuông góc với ranh giới lớp

và không vượt ra khỏi các ranh giới mỗi lớp Chúng tạo thành một loạt rất ổn định

và thường có hai hướng chủ đạo Việc xử lý số liệu đo đạc thực địa các yếu tố khe nứt được tiến hành nhờ lưới cầu Smit chia góc đều nhau, thuận tiện cho việc phân tích thống kê mật độ phân bố chuẩn đối với các mặt khe nứt Việc xử lý các số liệu được thực hiện trên máy tính theo các chương trình tính toán tương ứng Các thông

số của khe nứt và các thông tin khác về khe nứt đã được đưa vào bộ hiệu chỉnh số liệu Điều này cho phép tiến hành tìm kiếm các thông tin cần thiết trong một khối lượng lớn các thông tin, tính toán nhiều lần sự phân bố định hướng của các khe nứt bằng các phương pháp toán học khác nhau, giải thích số liệu trên cơ sở các khái niệm lý thuyết về các quá trình trong vỏ Trái đất

Sự phân bố khe nứt, nhận được khi xử lý những số liệu đo đạc các yếu tố khe

nứt trong phạm vi vết lộ, được gọi là sự phân bố định hướng địa phương Phần diện

tích đặc trưng của các đo đạc khe nứt dao động từ 0,5 đến 100 m2 Để đưa ra các đặc tính đặc trưng của khe nứt đối với một khu vực cụ thể hay đối với đất đá có tuổi

và thành phần vật chất xác định trong khu vực đó, đôi khi phải liên kết toàn bộ các

số liệu đo ở nhiều vết lộ thành một sự phân bố định hướng duy nhất Sự phân bố

như vậy được gọi là phân bố tổng hay khu vực Chúng mô tả các phương chính của

hệ thống các khe nứt đặc trưng cho khu vực nghiên cứu; quan hệ tương hỗ của chúng với các đứt gãy sâu và với các đới phá huỷ đứt gãy có ý nghĩa khu vực

Hình hài khe nứt được chỉnh lý hoàn thiện, nếu sự phân bố tổng được xác lập đối với các lớp đưa về vị trí nằm ngang ban đầu Khi đó trong các biểu đồ lập thể hầu như các cực đại của mật độ cực các khe nứt luôn luôn được thể hiện rõ ràng, thậm chí cả khi chúng không có mặt trong các phân bố tổng tái dựng chưa được

hiệu chỉnh về sự xoay của các lớp Các cực đại thường phân bố trên các rìa của biểu

đồ cầu, tương ứng với hướng cắm gần thẳng đứng của hệ thống khe nứt chính sau khi xoay các lớp về phương nằm ngang (gần trung tâm biểu đồ cầu) Sơ bộ các bước tiến hành phân tích, xử lý khe nứt nội lớp được trình bày trong các hình 4 và hình 5

3 Vị trí cực đại mật độ cực trong thời kỳ hình thành hướng nứt

đại, b) đưa về vị trí ban đầu

I Cực vuông góc với mặt lớp ban đầu

II Cực trực giao với lớp được tái thiết lập

III Các tâm cực trị mật độ của hệ thống nứt nẻ

IV Phân giác của các góc giữa các hệ thống khe nứt

V Vị trí trục quay hiệu chỉnh.

PHẦN III: CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ SẢN PHẨM KHOA HỌC CHÍNH

Trên thực tế, trong cả quá trình thực hiện Nhiệm vụ HTQT này, chúng tôi đã tiến hành 13 nội dung nghiên cứu khác nhau tương ứng với 13 chuyên đề như sau:

1 Đặc trưng cấu trúc vỏ Trái đất lãnh thổ Việt Nam (tỷ lệ 1/1000 0000 trên cơ

sở thu thập, tổng hợp và xử lý tài liệu khác nhau (bề dày vỏ Trái đất và lớp trầm

tích, độ cao địa hình) (Có báo cáo chuyên đề kèm theo)

2 Xây dựng thuật toán nhận dạng các kiểu vỏ trái đất và tiến hành các thủ thuật phân tích trên máy tính để phân vùng lãnh thổ Việt Nam theo các kiểu vỏ trái

đất để đánh giá Mmax đối với các kiểu vỏ khác nhau (Có báo cáo chuyên đề kèm theo)

3 Phân vùng kiến trúc kiến tạo lãnh thổ Việt Nam tỷ lệ 1/1000 000 (Có báo cáo chuyên đề kèm theo)

4 Chỉnh lý, hoàn thiện, thống nhất hoá danh mục động đất đến 2008 với việc

bổ sung vào danh mục các tham số động lực và các đặc trưng cơ cấu nguồn của các

trận động đất mạnh thuộc lãnh thổ nghiên cứu (Có báo cáo chuyên đề kèm theo)

5 Nghiên cứu và xác định các đặc trưng động lực của chấn tiêu động đất

(Có báo cáo chuyên đề kèm theo)

6 Xác định cơ cấu chấn tiêu các trận động đất mạnh trên lãnh thổ Việt Nam

và các vùng lân cận trên cơ sở chỉnh lý và hoàn thiện thuật toán và chương trình xây

dựng cơ cấu chấn tiêu động đất mạnh phục vụ nghiên cứu (Có báo cáo chuyên đề kèm theo)

7 Nghiên cứu qui luật phân bố các tham số đặc trưng của cơ cấu chấn tiêu

động đất mạnh phục vụ thành lập bản đồ vùng nguồn (Có báo cáo chuyên đề kèm theo)

8 Phân tích tính địa chấn và tiến hành so sánh giữa sự phân bố chấn tâm động

đất và cấu trúc địa mạo lãnh thổ Việt nam trên cơ sở xây dựng các đồ thị lặp lại động đất và thành lập bản đồ chấn tâm động đất và phân bố cơ cấu chấn tiêu

(Có báo cáo chuyên đề kèm theo)

9 Thiết lập bản đồ dị thường đẳng tĩnh lãnh thổ Việt Nam tỷ lệ 1/1000 000

(Có báo cáo chuyên đề kèm theo)

10 Phân chia các khối cấu trúc địa động lực và đánh giá các đặc trưng sinh

chấn (Mmax) của chúng (Có báo cáo chuyên đề kèm theo)

11 Thành lập bản đồ phân vùng, dự báo nguy hiểm địa chấn tiềm năng lãnh

thổ Việt Nam tỷ lệ 1/ 1 000 000 (Có báo cáo chuyên đề kèm theo)

12 Xây dựng mô hình địa chấn kiến tạo lãnh thổ Việt Nam (Có báo cáo chuyên đề kèm theo)

13 Xác định các đới phát sinh động đất mạnh và đánh giá dự báo tiềm năng sinh chấn Mmax đối với lãnh thồ Việt Nam trong khuôn khổ hệ thống các ô 20’x30’ của lưới tọa độ trên cơ sở tổng hợp các tài liệu địa chất – địa vật lý khác nhau

(Có báo cáo chuyên đề kèm theo)

Các nội dung nêu trên đã được trình bày chi tiết trong từng chuyên đề cụ thể

Do toàn bộ các báo cáo chuyên đề sẽ được giao nộp kèm theo báo cáo tổng kết đề tài, nên trong Báo cáo tổng kết này chúng tôi chỉ trình bày những nội dung cơ bản, liên quan trực tiếp hoặc gián tiếp đến quá trình nhận được các sản phẩm chính phải giao nộp, phù hợp với bản thuyết minh đề tài và hợp đồng đã ký kết với Bộ KH&CN

CHƯƠNG I DANH MỤC ĐỘNG ĐẤT LÃNH THỔ NGHIÊN CỨU ĐẾN NĂM 2008 VỚI VIỆC

BỔ SUNG CÁC THAM SỐ ĐỘNG LỰC VÀ CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ CẤU NGUỒN

CỦA CÁC TRẬN ĐỘNG ĐẤT MẠNH

Danh mục động đất là tài liệu cơ bản nhất phục vụ nghiên cứu tính địa chấn, phân vùng động đất, đánh giá độ nguy hiểm động đất, địa chấn kiến tạo và hàng loạt các nghiên cứu khác trong lĩnh vực khoa học trái đất đối với một khu vực nói chung Trải qua các giai đoạn phát triển khác nhau của ngành địa chấn nói chung, của hệ thống trạm ghi địa chấn ở Việt Nam nói riêng, các danh mục động đất khác nhau lần lượt được ra đời trong sự phù hợp với điều kiện nghiên cứu của từng thời

kỳ [49, 54, 60, 73a, 82-87, 89, 95, 100, 106, 111, 115, 116, 121, 126, 159, 160] Mỗi danh mục được thành lập bởi các tác giả khác nhau với các đặc điểm riêng, theo một số nguyên tắc và phương pháp luận riêng tương ứng với từng giai đoạn cụ thể Mặt khác trong các danh mục động đất đã nêu, tất cả các tài liệu lịch sử, các tài liệu điều tra thực địa và tài liệu máy đều được đưa vào một danh mục động đất Tất

cả những điều đó sẽ gây khó khăn cho việc lựa chọn chúng để sử dụng thống nhất trong các nghiên cứu tiếp theo Đặc biệt, khi ngành địa chấn Việt Nam cùng với hệ thống trạm ghi địa chấn đã được phát triển ngang tầm quốc tế, song song với sự phát triển của công nghệ thông tin thì việc thống nhất hoá danh mục động đất Việt Nam là một nhiệm vụ quan trọng và cần thiết trong thực tế địa chấn Việt Nam để việc sử dụng chúng trong nhiều nghiên cứu tiếp theo vừa thuận tiện vừa đơn giản hữu ích và lại đạt được sự thống nhất trong mọi nghiên cứu Cần thấy rằng phương pháp thành lập và thống nhất hoá danh mục động đất được trình bày trong công trình [100] có thể coi là cách tiếp cận tối ưu cho phép đạt tính đồng nhất và độ tin tưởng cao trong kết quả nhận được Vì vậy trong chuyên đề nghiên cứu này, chúng tôi sẽ áp dụng cách tiếp cận trong [100] để giải quyết nhiệm vụ đặt ra trên cơ sở các bước trong qui trình sau đây:

I CÁC TÀI LIỆU SỬ DỤNG

Như đã nói ở trên, trong thực tế địa chấn Việt Nam, tính đến nay có rất nhiều danh mục động đất được thành lập bởi các tác giả khác nhau, ứng với các giai đoạn khác nhau, thậm chí đối với cả các khu vực khác nhau Để thành lập danh mục động đất thống nhất, ngoài việc tập hợp tất cả các số liệu hiện có, phân tích so sánh, lựa chọn các số liệu tin cậy nhất, loại bỏ các số liệu kém tin cậy, chúng tôi còn tiến hành thu thập các số liệu lịch sử, điều tra trong nhân dân và xử lý các số liệu quan trắc bằng máy của hệ thống trạm địa chấn Việt Nam Đồng thời chúng tôi cũng tham khảo thêm các số liệu địa chấn quốc tế từ các danh mục động đất của Trung tâm địa chấn quốc tế ISC và của một số nước trong khu vực [49, 54, 60, 73a, 82-

87, 89, 95, 100, 106, 111, 115, 116, 121, 126, 159, 160]

Trên cơ sở phân tích đặc điểm của các giai đoạn số liệu địa chấn Việt Nam, trong [100] chúng tôi đã phân chia và xây dựng danh mục động đất Việt Nam thành

2 phần theo 2 chu kỳ tương ứng:

1) Chu kỳ động đất lịch sử (dựa theo các tài liệu lịch sử và các tài liệu điều

tra thực địa (từ 1970 trở về trước);

Trong nghiên cứu này, ngoài việc tập hợp và phân tích các tài liệu địa chấn theo 2 chu kỳ trên, chúng tôi còn thu thập và bổ sung vào danh mục động đất các số liệu địa chấn đến 2008 và tiến hành xác định cả các tham số động lực của chấn tiêu động đất Như vậy, danh mục động đất thống nhất này là sự tập hợp đầy đủ nhất mọi tài liệu về động đất Việt nam với magnitude M ≥ 3.5 trong phạm vi diện tích giới hạn bởi các toạ độ: ϕ = 5 - 240N; λ = 100 – 1180E từ năm 113 đến nay với việc

bổ sung cả các tham số động lực của chấn tiêu động đất

II PHƯƠNG PHÁP THÀNH LẬP DANH MỤC THỐNG NHẤT

Như đã trình bày trong [100], để thành lập danh mục động đất thống nhất đối với lãnh thổ Việt nam, cần tiến hành xem xét các số liệu địa chấn của các cơ quan địa chấn các nước trong khu vực và số liệu địa chấn trong tất cả các danh mục động đất đã có ở Việt Nam Sau đó cần phân tích các số liệu về các tham số cơ bản của động đất: thời gian ở chấn tiêu, các toạ độ chấn tâm, độ sâu chấn tiêu và magnitude trên cơ sở một cách tiếp cận thống nhất Cơ sở phương pháp của việc thống nhất hoá danh mục động đất phù hợp với công trình [67] Các số liệu được chia ra hai giai đoạn như trên:

II.1 Chu kỳ động đất lịch sử:

Như đã chỉ ra trong [100], các số liệu quan trắc bằng máy chỉ bao quát một thời gian không dài Mặc dù chúng là đáng tin cậy, nhưng chúng cũng chưa đủ để xác định các đặc trưng trung bình và mang tính qui luật của chế độ động đất trên toàn lãnh thổ Mặt khác việc quan sát động đất nhờ các trạm ghi địa chấn mới được tiến hành trong thời gian gần đây Nên người ta đã rất chú trọng đến việc thu thập các thông tin về những trận động đất cổ còn lưu lại trong các ghi chép lịch sử và các dấu vết biến dạng mặt đất do chúng để lại Vì vậy danh mục động đất đã được mở rộng khoảng thời gian về quá khứ trên cơ sở tìm kiếm tham khảo thông tin trong các ghi chép lịch sử và áp dụng phương pháp khảo sát thực địa, điều tra trong nhân dân Các thông tin về động đất trong các ghi chép lịch sử đã được thu thập với sự giúp

đỡ của viện Sử học Còn cơ sở của phương pháp khảo sát điều tra thực địa dựa trên trên các dấu ấn khó quên do các trận động đất mạnh đã để lại trong kí ức của mọi người Những trận động đất rất mạnh có tính phá huỷ còn để lại những biến dạng trên mặt đất và các công trình xây dựng Đối với Việt Nam, các tài liệu khảo sát thực địa và điều tra trong nhân dân không chỉ giúp cho việc tìm hiểu thêm các trận động đất đã ghi nhận bằng cách này hay cách khác, mà còn giúp phát hiện những trận động đất chưa được biết tới Vì vậy chúng là các số liệu rất quan trọng bổ xung đáng kể các thông tin về động đất địa phương, đặc biệt là các trận động đất mạnh đã xảy ra trong quá khứ Công việc này đã được thực hiện vào đầu năm 1964, khi lần đầu tiên tiến hành xây dựng sơ đồ phân vùng động đất miền Bắc Việt Nam Các kết quả được chỉ ra trong [111] và chúng đã được hệ thống lại trong [54, 60] Sau đó,

do yêu cầu xây dựng bản đồ phân vùng động đất toàn quốc ở mức độ hoàn chỉnh hơn, Viện Vật lý Địa cầu đã tiến hành nhiều đợt khảo sát thực địa ở miền Bắc đã tiến hành khảo sát lần đầu những phần lãnh thổ trước đây chưa được khảo sát như vùng Đông Bắc, Tú Lệ…và khảo sát bổ xung ở các vùng Lai Châu, Sơn La, trung

hạ lứu sông Mã, sông Cả, là các vùng mạng lưới điểm khảo sát còn thưa thớt Ngoài

ra, việc khảo sát đã được tiến hành khảo sát rất chi tiết tại khu vực xây dựng công trình thuỷ điện sông Đà ở phần phía Nam, các cuộc khảo sát được tiến hành lần đầu vào năm 1979, sau đó đã khảo sát chi tiết phục vụ thiết kế xây dựng tại các khu vực Trị An, Yaly, hàm Thuận, Đa My…Trừ vùng Tây Nguyên, mạng lưới điểm khảo sát tương đối dày với khoảng cách trung bình giữa các điểm khảo sát là 20 km, đảm