Địa chất học và động đất tại việt nam phần 2 – phạm văn thục

Trong hoàn cảnh kinh tế của một nước nông nghiệp lạc hậu, động đất trên lãnh thé nước ta trong nhiều thế kỷ qua thực tế đã không gây ra những thiệt hại đáng kể, nhưng tình hình hiện nay

Phan 2

DONG DAT TAI VIET NAM

Chuong IX

VAI NET VE LICH SU NGHIEN CUU DONG DAT

ONUOC TA

Lãnh thể Việt Nam nằm gần kể với 2 đới động đất mạnh nhất

trên thể giới: vành đại động đất Thái Bình Dương và đới Himalaya- xuyên Á và chịu ảnh hưởng của những tác động của 2 đới này Các tài liệu lịch sử cùng với các tài liệu quan sát bằng

may và khảo sát trên thực địa đã cho thấy lãnh thổ nước ta đã trải

qua những động đất mạnh, trong đó có những trận đạt tới 6,8 độ

Richter, gây ra chắn động trên mặt đất tới cấp VI! hoặc cấp 1X Trong hoàn cảnh kinh tế của một nước nông nghiệp lạc hậu,

động đất trên lãnh thé nước ta trong nhiều thế kỷ qua thực tế đã

không gây ra những thiệt hại đáng kể, nhưng tình hình hiện nay

đã rất khác khi các quá trình công nghiệp hoá cũng như đô thị hoá đang xây ra TẤT nhanh trong phạm vi cả nước thị hậu quả của động đất mạnh mỗi khi xây ra sẽ rất nặng nẻ, đặc biệt tại các vùng nông thôn rộng lớn ở nước ta khi nhà cửa bằng tre, gỗ chịu

tác dụng tôt đổi với các chấn động của động đất đã dần được thay thế bằng gạch vữa là những vật liệu có phạm vi biến dạng đàn hồi

rất hẹp, dễ bị nứt nẻ, đỗ vỡ mỗi khi bị chấn động mạnh

Ngày nay việc quy hoạch cũng như xây dựng các công trình công nghiệp hoặc dân sự đều phải tính đến các khả năng xây ra động đất trong tương lại cũng như ảnh hưởng của nó tới mức nao

và có các biện pháp phòng chống, đây cũng là mục đích cuối cùng của các nghiên cứu về động đất ở nước ta

Xuất phát từ thực tế như vậy nhiệm vụ của công tác nghiên

cứu động đất ở nước ta là thu thập vá sử lý mọi thông tin có thể

có để thành lập các bản đồ dự báo các vùng chắn động cực đại sẽ xây ra trên lãnh thổ đồng thời có các nhận xét sơ bộ đối với các hiện tượng khác có liên quan như sóng thần hoặc núi lửa

204 Phạm Văn Thục

9.1 Quá trình nghiên cứu động đất ở Việt Nam

9.1.1 Những khảo sát và nghiên cứu động đất trước đây

Tại nước ta từ nhiều thế kỷ trước các hiện tượng động đất được mô

tả và ghi chép trong những tư liệu lịch sử là những đột biến của hiện

tượng tự nhiên tương tự những hiện tượng tự nhiên khác như lũ lụt,

han han va cho đến nay những tư liệu này cũng đã góp một phần nào đó cho công tác nghiên cứu về động đất Cũng từ đầu thé ky

trước cùng với sự phát triển của các thiết bị đo đạc chính xác các đữ

liệu về động đất, ngành khoa học về địa chan trên thể giới mới chuyển từ một ngành khoa học nghiên cứu định tính sang nghiên

cứu định lượng Năm 1924 trạm quan sát động đất Phủ Liễn (Kiến

An, Hải Phòng) được thành lập, sau đó bị phá huỷ trong thời gian

chiến tranh thể giới lần thứ 2 (1939-1945) (bảng 9.1)

Bảng 9.1

Động đầt ghì được tại trạm Phủ Liễn từ năm 1925 đến năm 1936

22-2-1927 300 21.30 | 103.30 | Nhân thấy ở Lai Châu

16-10-1930 | 160 20 | 105.30 | Nhận thấy ở Phat Diém, Héi

Xuân Thanh Hoá

16-10-1930 170 18 106 Nhận thấy ở Phát Diệm,Như

Xuân và 1 làng cách 60km

thấy tai Lai Chau

Mường Sinh

Chương !X Vài nét về lịch sử nghiên cứu động đất ở nước ta 205

13-5-1935 580 20 101.30 | Phá hoại tại Muong cường độ 7

đến 9 (độ đo quốc tế) nhận thấy

tai Luang Pra Bang va Paklang

1-11-1935 380 | 21.30 | 103 | Pha hoại tại Điện Biên Phủ, Sơn

La tới cắp 9, Nhận thấy hầu hết

a) Động đất Điện Biên Phủ ngày 1/11/1935

Động đất có các thông số sau đây: thời gian xây ra động đất H„

=16h22m01s (GMT), toa độ 2155N và 103,5°E, h=50km, M,-6,75 va I, = IX (thang MM) Pham vi va mirc d6 chan động của động đất được trình bẩy trên bán đổ các đường đẳng chân thành lập năm 1935 (hình 9.1) và được mô tả như sau: tại Điện

Biên Phủ tất cả các tường nhà đều bị nứt từ trên xuống dưới, các cột nhà bị lìa khỏi mái nhà hoặc tường nhà, tật cả các nhà đều bị

hư hại gan hết không ai đám ở Tại vùng chan tâm đất nứt ra

nhiều chỗ, có chỗ dai 50m rộng 20cm, trong các đường nứt phun

lên nước và cát có mùi lưu huỳnh Tại Sơn La chấn động cấp VHT, nha cia bi hu hại như ở Điện Biên Phủ nhưng đất không bị

nứt, Tại Lai Châu chấn động cấp Vi chỉ có ít nhà cửa bị hư hai

Tại Hồi Xuân (Thanh Hoa) cach chan tam 200km chan động cấp

Vĩ nhiều tường bị nứt và một số ít lìa khỏi trần nhà Tại Yên Bái, Cửa Rào chấn động cấp V Tại Lào Cai, Hà Giang, Bắc Cạn, Tuyên Quang, Nam Định, Phát Diệm, Thanh Hoá cấp 7ƒ Cao

Bằng,Vĩnh Yên, Phủ Lạng Thương, Hải Phòng, Vinh, Quảng Yên, Lạng Sơn cấp 777

b) Khảo sát chỉ tiết trận động đắt Bắc Giang 12/6/1961

Động đấy xây ra lic 958m (GMT) co toạ độ 2/,6°N va 106,2°E

tại Tân Yên cách thị xã Bắc Giang 11km về phía đông bắc, độ sâu chân tiêu A= 28km, M,= 5,7

Hình 9.1 Các đường đẳng chấn của động đất ngày 1/11/1935 tại Điện

Biên Phủ do Michel Robert (người Pháp ) thành lập năm 1935)

Chương IX Vài nét về lịch sử nghiên cứu động đất ở nước ta 207

chấn động tại chấn tâm Io=VII đã làm hư hại một số nhà cấp 4ở quanh vùng, bán kính vùng chân động cấp VI là 60km và vùng cấp 'V là 120km (hình 9.2)

Hình 9.2 Các đường đẳng chắn trận động đất Bắc Giang ngày 12/6/1961

(do Nguyễn Hữu Thái thành lập),

Đã có số liệu của 40 trạm trên thế giới phân bố gần như bao quanh chắn tâm làm cho việc xác định các thông số của cơ cầu chan tiêu động đất đạt được độ chính xác cao (sai số < + 5° ) Trong số

các trạm này có 4 trạm dấu của sóng dọc không phù hợp với sự

phân chia của các mặt nút, đã cho thây 2 mặt nút đều có độ dốc rất

lớn và gần như thắng đứng (một trong 2 mặt là mặt đứt gay) Mat I

có độ phương vi N222°E cam vé phia tây nam với góc cắm e=80”

(e là góc hợp bởi mặt đứt gẫy và mặt phẳng nằm ngang)

Mặt II hướng về phía tây nam có độ phương vị #27305 nghiêng

208 Pham Van Thuc

về phía tây bắc với góc cắm e=80” cả 2 mặt đứt gay đều có dang phay ngang trong đó mặt I co phuong gan trùng với phương của đứt gây lớn sông Hồng trong cấu trúc của miền Bắc Việt Nam (Đứt gay song Hồng có phương tây bắc đông nam với độ „ Phuong vị z=120°) Cánh đông bắc của đứt gaydich chuyén vé phia dong nam, trong khi cánh tây nam dịch chuyển về phía tây bắc, phương, dịch chuyên của các đứt gay này hoàn toàn phù hợp với các phương dịch chuyên của các đứt gẫy sâu sông Hồng quan sát được từ các tài

liệu vệ tính

Hình 9.3 Cơ cấu chắn tiêu động đất Bắc Giang ngày 12/6/1961

Từ sự kết hợp này cho thây ta có đủ cơ sở để khẳng định mặt

phẳng I của hình vẽ chính là mặt phá huỷ trong chắn tiêu động đất

và dịch chuyển dạng phay ngang là nguyên nhân gây nên động đất ở

khu vực này Trục ứng suất nén ở đây có độ phương vị 4z= 174°

với góc nghiêng so với phương thang đứng /= 85° Từ đó cho thấy trục này tác dụng theo phương gân như hoàn toàn nằm ngang, trong khi trục ứng suất giãn K có độ phương vị 4z=86” với góc nghiêng

so với phương thẳng đứng là 795” và do đó trục ứng suất này cũng

Chương IX Vài nét về lịch sử nghiên cứu động đất ở nước ta 209

tác dụng gần như nằm ngang, mô hình chắn tiêu của trận động đất này được trình bẫy trên hình 9.3,

¢) Thành lập bản đồ phân vùng động đất miền Bắc Việt Nam năm

1968

Năm 1968 dưới sự chỉ đạo của chuyên gia Liên Xô (cũ) Rezanov

TA (Rezanov L A Nguyễn Khắc Mão 1968) chúng ta đã hoàn thành và xuất bản: Bản đồ phân vùng động đất cho phần phía Bắc lãnh thể Việt Nam Đây là một bản dé dia chấn kiến tạo, tham gia thành lập bản đồ này về phía Việt Nam có các ông: Nguyễn Khắc Mão, Nguyễn Hữu Thái và Trương Khắc Nhụ (hình 9.4)

Mặc dù trong một điều kiện các tài liệu về động đất rất hạn chế

và có độ chính xác thấp, tài liệu thuộc các lĩnh vực khác như kiến tạo, tân kiến tao ở nước ta cũng mới bắt đầu được tiến hành nghiên cứu và rất sơ lược nhưng công trình này cũng đã dựng lên một bức tranh khái quát về các quy luật phân bố động đất và vạch ra một phương án cho bản đỗ phân vùng động đất phan phía bắc lãnh thé nude ta va trong nhiéu nam sau cong trinh nay van la những tài

liệu cơ bản được sử dụng để đánh giá cấp độ mạnh động đất có khả năng xây ra đối với nhiều công trình xây dựng có quy mô thời đó Thang cấp động đất được sử dụng cho bản dé 1a thang MSK-64 (Medvedev S -Moscow, Sponsxoier V -lena và Kamic V - Praha

năm 1964)

9.12 Mạng lưới các trạm quan sắt dong dat tai nwéc ta trước

1990

Năm 1924 trạm quan sát động đất đầu tiên được người Pháp

đặt tại Phù Liễn (Kiến An) với máy cơ học kiểu Mainka có chụ kỳ

là 10giây và độ khuyếch đại cực đại khoảng 100 Đây là trạm nằm

gần kinh tuyển 110°E trong số trên 100 trạm quan sát động đất trên

toan thé giới của thời kỳ đó Trạm làm việc đưới sự chỉ đạo của

người Pháp cho đến năm 1936 đã ghỉ nhận được các động đất sau đây (bảng 9, 1) và trạm ngừng hoạt động vào những năm đầu của

chiến tranh thế giới lần thứ II Năm 1957 nước ta tham gia nam Vật

Lý Địa Cầu Quốc Tế với sự giúp đỡ của Viện Hàn Lâm khoa học

Ba Lan, trạm địa chấn Phủ Liễn được khôi phục lại với hệ máy

210 Pham Văn Thục CK-M có chu kỳ 12 giây

Chương !X Vài nét về lịch sử nghiên cứu động đất ở nước ta 211

Những động đất ghỉ được ở đây là những động đất xa, được

mình giải nhờ vào bảng tốc dé H Jeffreys-K.E Bullen năm 1940 và

được xuất bán hang năm đưới dạng Bulletin Seismological, sau đó được lắp đặt thêm máy chu kỳ ngắn CM co chu ky 14 1,8 sec, nim

1961 tram dia chan Sapa được thành lap voi may SPI-1 c6 chu ky

1,2sec Tham gia công tác về mặt động đất phía Ba Lan có các nhà địa chan sau đây: Giáo sư Roman Teisseyrea, Slavomir Gibowic va Hana Newandowskaia va vé phía Việt Nam có ông Nguyễn Khắc Mão

Ngày 12/6/1961 xây ra trận động đất Yên Thế Bắc Giang và trạm động đất Bắc Giang được xây dựng để ghi các đông đất xây ra ở đây cùng với việc nghiên cửu chúng đến 1964 hoàn thành với may

kiểu Kharin có chu kỳ 1sec

Trong thời gian kể trên đất nước ta mới thoát ra khỏi cuộc chiến

tranh chẳng Pháp và khôi phục kinh tế nên gặp rất nhiều khó khăn

với một cơ sở vật chất không đông bộ cũng như cán bộ không được

đào tao là diéu dễ hiểu Năm 1961 tại miền nam nước ta cũng đã xây dựng trạm địa chấn Nha Trang, ban đầu là các thiết bị của Pháp APX sau đó là các thiết bị nằm trong mạng lưới toàn câu (WWSSN) của Mỹ và làm việc tại trạm này là GS Nguyễn Hải

Tiếp theo là giai đoạn các cán bộ được gửi đi dao tao tại nước

ngoài (tại Liên Xô cũ) gồm có Phạm Văn Thục, Nguyễn Đình Xuyên vào những năm 1965-1970 Với những kiến thức cơ bản về

địa chấn học được các cán bộ này tiếp thu đồng thời đã tiến hanh bd

xung mạng lưới các trạm để thu thập số liệu nhằm hiệu chỉnh bản

đồ động đất miền Bắc Việt Nam năm 1968, Từ 1973 trở đi nhiều

cán bộ khoa học tốt nghiệp ỏ trong và ngoài nước đã về làm việc tại

bộ môn địa chắn và từ đó trở đi công tác nghiên cứu mới được triển khai một cách đồng bộ hơn

Bắt đầu bằng việc xây dựng bé xung các trạm mới bao gồm xây dựng thêm trạm địa chấn Hoà Bình nhằm thu thập tài liệu về động

đất quanh Hoà Bình phục vụ cho công tác quy hoạch và thiết kế

công trình thuy điện, xây đựng thêm trạm địa chấn Tuyên Quang

nhằm thu thập tài liệu phục vụ cho công trình thuỷ điện Lô - Gâm

trong tương lai đồng thời 2 trạm này cùng với các trạm Phủ Liễn,

Sapa, Bắc Giang thành 1 mạng lưới các trạm quan sát động đất trên

miên Bắc nước ta đặc biệt 3 trạm Bắc Giang, Tuyên Quang và Hoà

Bình với máy chu kỳ ngắn tương đối đồng bộ bao quanh vùng châu

thể sông Hằng, một vùng đông dân, được đánh giá là có hoạt động

Nhằm bổ xung để hoàn chỉnh mạng lưới các trạm địa chân trên

miễn bắc cũng như trong phạm ví cả nước đã có sự hợp tác giữa các

nhà toán học và địa chân để tiền hanh dé tai nghiên cứu: Bỗ xung một cách tối ưu hệ trạm quan trac dia chân trên lãnh thể Việt Nam bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm hổi quy Cùng với để tải:

Sử dụng phương pháp Monte - Carlo để bể xung một cách tôi ưu hệ thống tram quan trắc địa chắn :rên lãnh thể Việt Nam

Trên cơ sở các trạm địa chấn hiện có đã sử dụng các phương pháp này để xác định một loạt các phương án bễ xung các trạm mới nhằm đạt được một mạng lưới các trạm tối thiểu nhưng lại có sai số thấp nhật khi xác định các thông số của chắn tiêu

Sau khi đất nước được hoàn toàn giải phóng chúng ta đã khôi phục lại hoạt động của trạm Nha Trang Tại đây đo không có vật tư

thay thé và điều kiện khí hậu nhiệt đới rất khắc nghiệt, máy hay bị

hồng nhật là điện kế chu ky dai /00s nén đã được thay bằng máy chu kỳ ngắn và sau đỏ xây dựng thêm trạm Đà Lạt cũng với máy chu kỳ ngắn, tất cả các trạm trên có khả năng ghi nhận tất cả các

động đất xây ra trên toàn lãnh thổ với À#>4

Chương IX Vài nét về lịch sử nghiên cứu động đất ở nước ta 213

s [ 10 | 0,49 | 55788 | -W | 1/0 | 0.46 | 45.000 Z| 0,73 | 0,33 | 51.124

4 | Tuyến | 21949420 | 10812300 | SU-69 | N~§ | 1.0 | 03 | 43957

—§ | 1⁄2 | 0.14 | 13313 -W | 1,2 | 0.14 | 14.482

Từ năm 1990 mạng lưới các trạm quan sát động đất ở nước ta đã

được tăng cường một cách đáng kể nhờ vào các chương trình hỗ trợ

cia UNDP (Các Chương Trình Phát Triển của Liên Hợp Quốc) VIE-84-001 và VIE-93-002, Nhờ vào các chương trình này một loạt các trạm địa chân mới đã được xây dựng tại Điện Biên, Lai Châu,

Vinh và Hà Nội, tiếp đến là Sơn La và Huế nâng số trạm ở nước ta

lên 14 với hệ các máy địa chan LE-3D khuyéch đại điện tử phi trên giấy nhiệt của Đức thay cho hệ thông các máy ghỉ theo kiểu quang

cơ và từ năm 1995 được thay thé bằng các trạm ghỉ số trên máy tính

PC-386 và PC-58ố6 cùng với máy cảm ứng chu kỳ ngắn Mark

Product L-4 cla My (Tran Quang Khoa, Lé Tu Son 1997) (bảng

9.3), (hinh 9.5)

Bang 9.3

Mạng lưới các trạm quan sát động đất ở nước ta sau 1990 (hình 9.6)

Số TT Tên trạm Mã số Toạ độ Độ cao Nền đất Loại máy

214 Pham Van Thuc

7 Điện Biên DBV —21°23,38 103°01,10 480 Phiếnsét LE-3D

8 LaiChâu LCV —22°02,32 103°09,26 1100 Catkét L-AC-1D

HQDEL LS: SEISMOMETER, 10M S00 OFM CON,

UEVE SHUNT DAMPING

ˆ 0mm ote ones 0.30

Hình 9.5 Đặc trưng tần số của máy Mark Product L-4C

(Trần Quang Khoá, Lê Tử Sơn 1997)

Bên cạnh các trạm quan sát động đất cố định kể trên còn có mạng lưới các trạm lưu động quan sát trong từng khoảng thời gian

nhât định phục vụ cho các yêu cầu khảo sát riêng lẻ cụ thê như tại

công trình thuỷ điện Trị An đã được khảo sát bằng mạng lưới 3 trạm

trong 3 năm, khảo sát động đất kích thích tại vùng lòng hồ thuỷ điện Hoà Bình, và đặc biệt hiện nay việc chuẩn bị các tài liệu cho việc thiết kế của công trình thuỷ điện Sơn La, việc triển khai một mạng

Chương IX Vài nét về lịch sử nghiên cứu động đất ở nước ta 215

Hình 9.6 Mạng lưới trạm quan trắc động đắt tại Việt Nam va phạm vi

Magnitude nhỏ nhất có thể ghi được

(Trần Quang Khoá, Lê Tử Sơn 1997)

lưới các trạm tạm thời gồm 6 trạm quanh khu vực sẽ xây dựng,

ngoài ra từ đầu năm 1997 có sự hợp tác giữa viện Địa Chất (thuộc

Viện Khoa Học và Công Nghệ Việt Nam) và trường đại học Chung

Ly (Đài Loan) đã triên khai mạng lưới 8 trạm bao quanh khu vực

216 Pham Van Thuc

đứt gẫy Sông Hồng nhằm nghiên cứu mức độ hoạt động của đới đứt gẫy này

Tất cả những khảo sát của các mạng lưới lưu động trên ngoài mục đích phục vụ các yêu cầu khảo sát cho từng công trình còn bổ xung vào cơ sở dữ liệu các tài liệu về động đất ở nước ta (hình 9.6) Nhằm thành lập một quy phạm về động đất cho các công trình xây dựng một mạng lưới gồm 3 trạm ghi dao động mạnh của nên đất được trang bị bằng mày đo gia tốc $%4-2 đã được đặt tại Điện Biên, Bắc Giang và Sơn La

9.2 Bản đồ phân vùng động đất lãnh thổ Việt Nam năm 1983

Sau khi bản đồ phân vùng động đất miễn Bắc Việt Nam ra đời năm

1968 tuy trong điều kiện đất nước còn chiến tranh (đến năm 1975) tiếp theo lả thời kỉ cắm vận cho nên điều kiện vật chất không được cải thiện nhiều, mặc dù vậy với đội ngũ cán bộ được tăng cường đáng kế và trình độ được đào tạo có bài bản cho nên việc nghiên cứu động đất cũng như xây dựng mạng lưới các đài trạm đã được

tăng cường lên một bước và khi nghiên cứu thành lập bản đổ phân

vùng động đất cho thời kỳ này ta đã có thể có những sản phẩm mang tính định lượng nhiều hơn,

9.2.1 Các công cụ mình giải các thông số động đất

4) Mô hình cẩu trúc vỏ trải đất và xác định vị trí của động đất

Mô hình cấu trúc vỏ trái đất cho phần miền bắc lãnh thê Việt Nam

(Phạm Văn Thục 1970) giúp cho khi xác định vị trí chắn tiêu được chính xác:

Chương IX Vài nét về lịch sử nghiên cứu động đất ở nước ta 217

hat + 7,

@ day ¢, la thời gian phat sinh động đất, 7, là thời gian truyền của sóng động đất và , là thời gian tới của sóng Với vận tốc truyền sóng địa chấn được lấy trung bình cho mọi phía và nhờ tốc đồ

Jesffeys -Bullen ta xác định được giá trị ¢,, nhu vậy việc xác định

toa độ của động đất @A va h đòi hỏi tối thiểu phải có số liệu của 3 trạm Từ năm 1995 số lượng mạng lưới các trạm địa chấn trên lãnh thổ nước ta đã tăng lên đáng kế với 14 trạm cỗ định và 12 trạm lưu đông việc xác định các thông số của động đất không còn là một khó

khăn nữa trên cơ sở các phần mềm Fashypo va Hypo71-PC cac can

bộ của ta đã lập chương trinh FHS dé xac dinh cdc thông số của động đất với những sai số cho phép (Trân Quang Khoá, Lê Tử Sơn

1997)

b) Thang magnitude và năng lượng động đất ở Việt Nam

Một thang magnitude đã được thành lập cho các may chu ky ngắn

có dạng (Phạm Văn Thục, Nguyễn Văn Yêm, Nguyễn Văn Lương

1977):

Mu = log (Aw⁄T) +1,35 log A (km) +1,43,

@1)

My = log (A,/T) +1,66 log A (km) +0,44

Va cho máy có chu kỳ trung binh:

Mz = log (Ay/T) +2,28 log A (km) +2,10,

(9.2)

Mu; = log (A/T) +0,95 log A (km) + 2,69

Đồng thời một số các thang dùng để xác định magnitude khác

dựa vào thời gian kéo dải của dao động cũng đã được sử dụng đối

với sóng mặt (Nguyễn Đình Xuyên 1980):

218 Pham Văn Thục

Công thức chuyển đổi từ chấn cấp l„ (các tài liệu lịch sử, khảo sat thu dia) sang gia tri magnitude với những động đất có chân tiêu nam trong vo trai dat có dạng (Phạm Văn Thục-1978):

1o-T =siog ÝI 1"

Trong đó A là bán kính của đường đẳng chấn cường độ 7 và đã xác định các thông số ð,s và Œ đối với các động dat đã xây ra tại Việt Nam:

Theo phương kéo dài của các đường đẳng chấn tức phương của

các câu trúc địa chất:

b= 1A5, s= 3 và C= 2,6 Theo phương vuông góc với cấu trúc địa chất :

ð= 15,s= 3,5 vaC= 3

Theo giá trị trung bình :

b~ 1.45, s= 3.2 và C= 2,8 Công thức chuyển đổi từ magnitude được xác định bằng sóng

mặt M sang gia tri magnitude xac dinh bang song khối mm với các động đất có độ sâu chân tiêu nông được biểu diễn như sau (Phạm

Văn Thục, Nguyễn Kim Lạp 1981):

Chương IX Vài nét về lịch sử nghiên cửu động đất ở nước ta 219

và các động đất có độ sâu chấn tiêu trung bình có đạng:

Trong công thức nay F tinh bang erg

và bậc năng lượng K ( Rautian T.G 1960)

K = log F Gun) =1,84M,+4

©) Đồ thị lặp lại và bản đồ độ hoạt động động đất A10

Đề thị lặp lại động đất được tính với Ne là số động đất đã được chuan hoá cho đơn vị diện tích 1000kmẺ và thời gian là 1 năm:

220 Phạm Văn Thục

Từ đồ thị lặp lại ta tính được tân suất xây ra đối với các động đất

có các giá trị magnitude khác nhau, với động đất có A4~7 xây ra trung bình 50 năm l lan, M=6 la $ nam 1 lần và A⁄—5 là 0,4 năm 1

lần Bản đồ độ hoạt động động dat Ajo cho biết mật độ phân bé chan tâm động đất ở bậc năng lượng K-/0, với giá trị A¡o được xác định

theo công thức ( 8 ):

Nz (-10%) — 1000

1g T————— ———— ,

106mm 19 &

& day Ajo la số động đất tại bậc năng lượng K=/0 trên điện tích

1000km? và thời gian I năm, Nz 1a sé động đất với năng lượng nằm

trong khoảng giữa K„« và K„„ của đồ thị lặp lại trên diện tích

1000k” và thời gian l năm

3) Bản đồ phân vùng động đất Việt Nam (phân đất liền) năm 1983

(hình 9.7)

Dé xác định ranh giới giữa các vùng có cấp độ mạnh khác nhau việc nghiên cứu độ tắt dần của các cấp động đất từ các tập hợp của các đường đẳng chắn các động đất cảm thây trên lãnh thổ Việt Nam đã

được xây đựng và cho phép xác định độ suy giảm của mỗi cấp động đất tại mỗi khoảng cách chắn tâm, đồng thời cũng xác định được rằng

các động đất mạnh nhất xây ra bên ngoài lãnh thô Việt Nam cũng chỉ

có thể gây ra chân động câp VI trên các vùng biên giới

Ving dong dat cap LY gém 1 sé huyén nhu Dién Bién, Tuan Giáo, Mường Sang Tủa Chùa,Mường Tè, Sin Hồ, Phong Thể (Lai

Châu), Sông Mã (Son La), tại đây giá trị Aio đạt được là 0,4 và

magnitude cyc dai có thể đạt tới 6,8,

Vùng động đất cap VHT bao gom đới Sông Mã tiếp giáp với đới cap IX ké wén tai phía tây bắc của khu vực, Trong vùng đó độ hoạt

động địa chan A ;9 vao khoang 0,5 va magnitude cuc dai 1a 5,6-6,0

Một số động đất có M=6 đã xây ra tại Thanh Hoá gần với biên giới Việt Lào Dai động đất cấp VIH khác chạy dọc theo đứt gẫy sâu Sông Hồng kéo dai tir Luc Yên tới bắc biển Đông qua vùng trũng Hà Nội Một vài động dat Có M=5,8 cũng xây ra tại khu vực này trong đó

có động đất Bắc Giang xây ra ngày 12 tháng 6 năm 1961 với M=5,7.

Chương IX Vai nét về lịch sử nghiên cứu động đất ở nước ta 221

222 Phạm Văn Thục

Hình 9.7 Bản đồ phân vùng động đắt (phần đất liền) thành lập năm 1983 Vung động đất Sông Cả chạy dọc theo đút gẫy Sông Cá bắt nguồn từ lãnh thô Lào chạy qua các tỉnh Nghệ An và Hà Tĩnh

ra đến biển Đông và vùng cập VIII cudi cing chay doc theo đứt gẫy 109° tây biển Đông cách bờ biển Nha Trang - Khánh Hoà 50km, những động đất có A⁄= 5,/-5,5 xây ra tại ven bờ gần khu vực đáo Hòn Tro

-_ Vùng động đất cấp ƒ77 không chỉ bao gồm đứt gẫy Sông Đà

và dọc theo vùng ven biển phía nam mà cả những vùng

chuyển tiếp giữa các vùng động đất cấp VIII va dong đật cấp V7 là những vùng còn lại

* Từ những biểu hiện trên đây ta có thé thay lãnh thể Việt Nam (phân đất liên) có 2 vùng có chế độ hoạt động động dat

hoan toan khac nhau, tai mién bac của lãnh thể các động đất

có năng lượng mạnh hơn và tần suất lớn hơn liên quan đến các hoạt động kiến tạo mang tính khu vực với các dải chân

tâm trải đài theo phương tây bắc-đông nam, đó cũng là phương của các cấu - trúc địa chất chính trên lãnh thổ trong

khi các động đất xây ra tại miễn nam liên quan đến các chuyển động kiến tạo mang tính địa phương với năng lượng không lớn

Để thị giải phóng năng lượng và ứng suất cho thầy toàn bộ

năng lượng của các động đất giải phóng ra trong #0 năm là 8,2.10”” ergs trong số này các động đất xây ra tại tây bắc lãnh thổ chiếm tới 20”, ứng suất trung bình giải phóng trong một năm là 7,4./0?' erg ”2 Bản đồ về các động đất cực đại đã cho

thầy phần tây bắc Việt Nam giá trị cực đại có thể và đã xây ra với M4=7,2 và đây cũng là động đất cục đại đối với toàn lãnh thổ đất liền (hình 9.7)

9.2.2 Những kết quã nghiên cứu trận động đất Tuần Giáo ngày

24-6-1983

Động đất Tuần Giáo ngày 2/6/1983 xây ra lúc 7h 18m 18s

(GMT) có các thông số sau: Toạ độ 2/44 va 103°16'F va

h=35km M,=6,75 va I, =IX (thang MSK-64) tai thi xa Tuan

Giáo cách chấn tiêu 11km về phía tây nam chan động là cấp VIII, nhiều nhà cửa bị đỗ, tại các huyện Quỳnh Nhai, Thuận

Chương IX Vài nét về lịch sử nghiên cứu động đất ở nước ta 223

Châu, Tủa Chùa, Sin Hê, thị xã Sơn La chấn déng cap VII, tai các địa phương này có 15 người bị thương và 5 người chết do

đá trên các triển núi lăn xuống, các tỉnh khác trong phạm vi đông bằng Bắc Bộ chấn động là cấp | VI (hinh 9.8) Sau động đất chính tại khu vực này đã xây ra rất nhiều đư chấn, chí riêng

trong ngày 24/6 đã ghi duoc 49 du chin co M=3 dén M-4,9,

ngay 25/6 c6 41 du chan voi M=2,6 dén M=4, ?, ngày 27/6 là 10

du chan tir M=2,1 dén M=4,! Cho dén ngay 30/6 cac tram cla

ta đã ghỉ nhận được 215 dư chấn đáng kể nhất là du chan xây ra luc 14h49m (GMT) ngay 15/7/1983 voi M=5,5 gay lén chan động cấp V77 làm cho đá trên núi cao lăn xuống đã phá huỷ trên 200ha hoa màu và 1 người chết Tại Hà Nội một sô nhà cửa bị

hư hại nhẹ, trận động đất đã tạo ra một vết nứt đài 20km tại

vùng chắn tâm, vết nứt có độ phương vị là 120° Có lẽ đây là

trận động đất đã gây ra phá huỷ nghiêm trọng trên một điện tích

rộng và cũng là lần đầu tiên trong lịch sử nước ta có ngưới chết

và bị thương

Trận động đất đã gây ra chấn động trên một diện rong khéng những chỉ các trạm của ta mà các trạm tại các quốc gia khác trên thế giới cũng đã ghỉ nhận được Công tác nghiên cứu địa

chấn ở nước ta sau nhiều năm thực hiện, thì động đất tại Tuần

Giáo ngày 24/6/1983 là một dịp để ta có điều kiện tiến hanh nghiên cứu đặc biệt là các nghiên cứu về vật lý nguồn chắn tiêu

và trong quá trình nghiên cứu có sự tham gia của các nhà khoa học Ba Lan (Gibowic S.J et al 1987)

a) Xác định vị trí của tâm động đất

Là một trong những trận động đất mạnh nhất trên lãnh thể Việt

Nam trong thế kỷ 20, động đất Tuần Giáo xây ra lúc 07h 18m23.3s ngày 24/6/1983 (theo sự xác định của trung tâm địa

chấn quốc tế ISC) có magnitude M,=6,6 va m= 6,1 (NEIS) con

tại các trạm của Việt Nam xác định là Ä⁄,~6,7, với toạ độ chấn tiêu là @ = 26,76” MA =103,3172E tại độ sâu xác định bởi pha sóng PP là 18km, động đất đã phá huỷ nhiều nhà cửa và hoa

mẫu (do đá lăn trên các triển núi xuống) đồng thời đã gây ra thương vong tuy không lớn Sau động đât chính là một loạt các động đất có magnitude nhỏ hơn đã xây ra kéo dài suét nhiều

224 Pham Van Thuc

thang sau do

Hình 9.8 Các đường đẳng chắn cấp VI, VII và VIII (MSK-64) * là vị trí

chắn tâm và mô hình cơ cấu chắn tiêu do trung tâm địa chắn quốc tế xác định bởi dầu đến của sóng doc P, @ là vị trí chấn tâm do NEIS (Cục thông tin động đất quốc gia) xác định,e là vị trí cùng với cơ cấu chắn tiêu của mô

hình lưỡng cực kép do Dziewonski et al (1983) xác định, đường gạch rời

là đường nứt đất quan sát được tại hiện trường

Vùng tây bắc Việt Nam có cầu trúc địa chất cùng với các đứt gẫy

kéo theo phương tây bắc đông nam với 2 hệ thống chính là Sông

Hồng và Sông Đà trong đó hệ thống đứt gẫy Sông Hồng kéo dài từ tỉnh Vân Nam (Trung Quốc) đến vịnh Bắc Bộ trong khi hệ thống

Chuang IX Vai nét v8 lịch sử nghiên cứu động đất ở nước ta 225

các đứt gay Sông Đà - Sông Mã - Sơn La có thể hình thành từ một nhánh của hệ thông đứt gây Sông Hong tại tây nam Trung Quốc còn đứt gẫy Sông Mã bắt đầu từ đứt gẫy chính Điện Biên Phủ đi qua địa

phan Lao và tỉnh Thanh Hoá (Việt Nam) kéo ra biển Đông

Động đất Tuần Giáo xây ra trên đứt gẫy Sơn La là một đứt gay

có độ sâu khoảng tir 30-35km, bể ngang khoảng 2km và nghiêng khoảng 75° về hướng tây bắc, mặt Moho tại đây có độ sâu khoảng 40km so với 45-50km tại tây bắc và 40 -45km tại đông nam, câu trúc nhảy bậc của mặt moho theo hướng tây bắc- đông nam này cũng chứng tỏ những sự thay đổi của các đặc trưng khác trong toàn vùng theo cùng một định hướng như vậy Năm 1935 cũng đã xây ra một trận động đất tại khu vực này, động dat Điện Biên Phủ ngày 1-11-1935 có magnitude 6,7 và chân cấp là LX Những khảo sát thực địa ngay sau đó cũng đã được tiên hành tại khu vực chấn tâm của động dat đã cho thấy một vết nứt đã xây

ra trên mặt đất theo phương của đứt gẫy Sơn La có độ phương vị N30” với sự dịch chuyển theo phương phải có biên độ là 16cm

và 1 bản đề các đường dang chan tir cap VI dén cdp VIM tai khu

vực đã được thiết lập, qua đó các giá trị độ sâu h=26km đã được

xác định cùng với giá tri magnitude la 6,7

Moment dia chan

M, = UDA,

6 day 114 modul truot ngang, D, 1a dich chuyển trung bình và 4 là điện tích mặt đứt gẫy, từ các tài liệu quan sát thực địa ta có các giá trị về đứt gly như sau: độ sâu trung binh của đứt pay duge thửa nhận như bề réng cia mat pha huy W =22km, chiêu dài của

đứt gẫy L=23km, D„ =l6cm và m= 3x10” dyn/cm’, moment địa

chấn được xác định là M,=2, 5x10? dyn em Tenso moment hình

học quán tính (centroid-moment tenso-CMT) của lưỡng cực ké ép

do Dziewonski tính cho giá tri moment tinh la Mf, = 3,5x/0”

dyn.cm va moment tenso do NEIS công bề là 3, 7x10” dyn.cm như

vậy cho thấy sự chênh lệch giữa các giá trị tính toán từ quan sát

thực địa và các giá trị khác là vào khoảng 40%

Việc xác định vị trí chấn tâm của ISC cách vị trí của mặt đứt gẫy theo khảo sát là 5km, của NEIS là khoảng 10km còn theo CMT là 35km về hướng đông, sự sai lệch này cũng dễ hiểu là do

giãn, trục nén P và giãn T Mặt đứt gẫy được đặc trưng bởi phương ®, ,

góc cắm ồ và góc trượt A

Chương IX Vài nét về lịch sử nghiên cứu động đất ở nước ta 227

Cơ cấu chắn tiêu động đất được ISC xác định từ dấu của sóng P

tới đầu tiên được trình bẩy trên hình 9.9 cho các giá trị góc dịch

chuyển ®,, góc cắm ö và góc trượt A và được xác định theo Aki và

Richards (Aki và Richards 1980) Từ hình vẽ cho thấy địch chuyền theo phương phải của mặt dịch chuyển thẳng đứng có độ phương vị

là 156”, chỉ có các giá trị CM7 và M⁄7 của mô hình lưỡng cực kép xác định bởi Dzieonski và NEIS cho mặt dịch chuyên có phương là

114 từ đó ta có thể thay chuyén dich theo hướng đông nam dọc theo một mặt vuông thang đứng theo phương cánh phải dọc theo đứt gẫy Sơn La là mô hình hợp lý nhất để giải thích cho các quá trình của nguồn động đất tại đây

b) Phổ và các thông số nguồn

Việc phân tích phổ các dao động được tiến hành trên các băng ghi

tại các trạm K%P của Ba lan (A =71,597,œ¿ =318”) và KHC của Tiệp Khắc (A =73,69%œ, =3177) Cả 2 trạm này được trang bị bởi hệ

máy chu kỳ dài có đường cong tương ứng phẳng tại chu kỳ từ 0,3 đến 300s và bộ loc tần số có giải thong tur 0,5-/50s

Hình 9.10 Phổ dịch chuyển của sóng P tại trạm KSP (thành phần thẳng đứng),

trạm KHC ( thành phần xuyên tâm) và các đường trung bình gần đúng

228 Pham Van Thuc

Cac thanh phan nằm ngang chuẩn đã được quay để có các thành phân dịch chuyển hướng tâm và ngang, các nhóm sóng ? được lay trong khoảng 50-60s còn sóng Š được lấy trong khoảng 70s dé phân tích phô với bước nhay la 0,//8s Pho sau khi phân tích được hiệu chỉnh do tắt dần theo toán tử /* Futterman W.I (1962) với song P 1a 0,5s và sóng # là 2s (hình 9.10 và 9.11)

Phổ của dao động được chia làm 2 phần: phẳng tại tần số thấp

và giảm nhanh tại tần số cao và có xu hướng tỷ lệ nghịch với bình

phương của tần số Moment địa chấn được tính từ tần số với chu kỳ bằng 0 đối với các sóng P, SV và SH một cách riêng biệt và trong

khi tính có hiệu chỉnh các hiệu ứng lan toả hình học, mặt thoáng và

sự chuyển đổi vỏ của trái đất cũng như đường cong tân số của máy Tại đây các giá trị vận tốc sóng P được lay là 5,8km/s, sóng Š là 3,4izm/s và mật độ tại vùng chấn tiêu đông đất là 2,7g/em” đã được

Chương IX Vài nét về lịch sử nghiên cứu động đất ở nước ta 220 Gia tri moment địa chấn sau khi tính toán đối với phổ của sóng P

đã cho lớn hơn nhiều lần so với tính Toán bằng phổ của song Š, sự sai khác này gây ra do hiệu chỉnh góc xuất của sóng Ð Giá trị trung bình của moment dia chan tính bing song SV va SH la M, 38x10? dynéem la phù hop với các giá trị thu được của Dzewonski

và NEIS Phổ của các sóng được tính cho tần số góc cho thấy mặt phẳng đứt gẫy được thé hiện bởi mặt phẳng vuông hoặc tròn, giá trị trung bình của tản số góc đối với song P ah = = 0,140Hz va cho sóng Š là ý; = 0,064Hz Kich thước của nguồn được thể hiện bởi bán kính của mặt hình tròn trở nên vượt quá khi áp dụng mô hình của Brune nhu Madariaga (Brune J.N.,1970, Madariaga R., 1976) da đề

nghị Trong trường hợp đó ban kính nguôn được tính từ sóng S lar,

= 19,9km trong khi các số liệu thực địa là L/2 = 11,5km

Đối với vận tốc phá huỷ của dirt gdy 1a 0,6 va 0.9 vận tốc sóng ngang với góc cắm là 72 so với góc nghiêng của pháp tuyến đứt gay thì bán kính của nguồn từ sóng P là 7,5 và 7m và từ sóng 4$ là 10,6 và 70, 1im một cách tương ứng, qua đó cho thấy một lần nữa

sự khác nhau của tần số góc giữa sóng ? và S cảng trở nên rõ ràng hơn

Giá trị trung bình của bán kinh nguễn la JJkm va giá trị sụt giảm

ứng suất J2, = 1/bar va dich chuyén trung binh D, = 28cm

Nói tóm lại động đất Tuần Giáo được đặc trưng bởi các thông số sau đây: môment địa chan tinh M, = 3,510” dyne.cm, chiéu dai của đứt gẫy là L=23iem, bề rộng của đứt gay 14 224m, thời gian kéo đài 4, = /2s, năng lượng động đất E, = 11xi0” erg, vận tốc nut Ve

=2km/s, dich chuyên trung binh D, = 28cm, giam ung suat tinh D,

= Llbars

©) Các dư chắn

5 tháng sau khi động đất chính đã xây ra 223 dư chắn có magnitude 2,6 trở lên được ghi tại 3 trạm Tuyên Quang, Bắc Giang và Hoà Bình có khoảng cách chan tâm từ 180 đến 300km, một nửa các dư

chấn đó xây ra trong vòng 4 ngày đầu tiên sau động đất chính và có

7 du chan được xác định bởi NEIS (các vòng mở trên hình 9.12), du

chan lớn nhất có magnitude my =5,/ va M, =5,0 (NEIS xác định) và

Mp =5,5 (cac tram cla Việt Nam xác dinh) xây ra vào ngày

15/7/1983 lúc 0448m52,6s tức sau động đất chính là 3 tuần Sự

230 Pham Văn Thục

phân bố của thời khoảng S-P đối với thời gian sau động đất chính của các dư chấn ghi được tại các trạm địa phương cho thay cac du chan xây ra sớm hơn liên quan đến đầu phía tây bắc của mặt đứt gay

và những dư chắn xây ra chậm hơn thì địch chuyển về phía giữa và đầu phía nam của đứt gẫy

Giá tri magnitude địa phương À⁄p của tất cả các dư chấn được

tính toán từ độ kéo dài của giản đổ ghi và được phân thành nhóm

trong khoang AM = 0,3 va đồ thị lặp lại được tính theo phương pháp hợp lẽ cực đại khi bỏ qua các dư chấn quá lớn và đường cong, lặp lại có đặc điểm là giá trị thấp của hệ số ð = 0,56 + 0,072 với độ tin cậy là 95%, điều đó có nghĩa rằng một số đáng kể các dư chân

có magnitude lớn hơn đã xây ra liên tiếp và còn cho thấy trạng thái

ứng suất cao của khu vực sau khi xây ra sự giảm đi chút ít của ứng suất tại động đất chính

Hình 9.12 Đường nứt đắt và các dư chắn (trong chu vi chữ nhật của

hình 9.8) Vòng tròn là các dư chan xác định bởi NEIS, vòng tròn mở kép

là dư chấn có magnitude mạnh nhất M, =5,0 xảy ra sau động đất chính 3 tuần Các chấm đen là các vi du chan xẩy ra trong tháng 5/1984 được

xác định bởi các thiết bị thực địa (các trạm là các hình tam giác).

Chương IX Vài nét về lịch sử nghiên cứu động đất ở nước ta 231

Sự tương quan được tính toán bằng phương pháp hợp lẽ cực đại

và đặc trưng bởi thông số p=0,97 + 0,001, điều đó có nghĩa rằng tốc

độ của sự lặp lại biến đổi theo thời gian có dạng hyperbonlic, ngoài

ra động dat Tuần Giáo được đặc trưng bởi giảm ứng suất thấp với

các dư chấn tiếp theo có giá trị b trong đồ thị lặp lại thấp có nghĩa

có sự giải toả ứng suất đáng kể trong quá trình xây ra động đất Dư chấn lớn nhất xây ra sau động đất chính 3 tuần có thể xây ra tại điểm giữa của đứt gay

Phương của đường nứt phù hợp với đường phương của mặt nút trên

hình vẽ

232 Phạm Văn Thục

Tháng 5 năm 1984 việc khảo sát thực địa được tiến hành bằng các trạm địa chân xách tay tại Bản Cang (BMC) có độ cao 520m, Tuần Giáo (TUG) tại độ cao 570m va Phadin (PHD) tai 1350m, Trong số này tram BNC được đặt chỉ cách đường nứt đất tại chấn

tiêu vải km do địa hình rất khó tiếp cận

Các trạm địa chấn được trang bị bằng máy RV-320 ghi bằng mực được sản xuất bởi Teledyne Geotech và máy cảm ứng của Nga

SM-3 Thai gian thuc dia duge kéo dai tu 20 dén 27 thang 5 nam

1984

Khoảng trên 250 đư chấn nhỏ đã được ghi nhận nhưng chỉ có 22

trường hợp xác định được vị trí tại đầu đông nam của mặt nứt nẻ

với độ sâu khoảng từ 1 dén 7km Gia tri magnitude My duge tính

bằng biên độ của sóng địa chắn và có đạng:

Mg = log Aj; + 1,37 log (S-P) + 0,51,

ở đây 4; là biên độ cực đại tính theo milimetre va S-P tinh bằng

sec, giá trị ngưỡng ‹ của magnitude là 0,5 và có 190 vi du chắn có giá

trị cao hơn số đó và vi dự chấn có magnitude lớn nhất là 2,4

Giá trị magnitude dia phuong Mp cha tất cả các dư chân được

tính toán từ độ kéo dài của giản đỏ ghi và được phân với 0,3 và quy luật lập lại của magnitude được xây dựng bằng phương pháp hợp lẽ cực đại và quy luật này được đặc trưng bởi giá trị b quá cao với

5=0,83 + 0,12

Sự phối hợp các mặt đứt gẫy từ tài liệu tới đầu tiên của 21 dư

chấn cho thấy trượt bằng cánh phải có góc cắm 50° và độ phương

vị là 314 với trục nén nghiêng một góc là 40° Cơ chế trên đây được giải thích bởi sự chốt chặn đầu tây bắc là nơi không xây ra dư chấn nào cho nên sự phân bố của cơ câu chan tiêu các vi dự chân sau dong dat chinh 11 thang chứng tỏ rằng đầu tây bắc của đứt gẫy

đã bị cố định xây ra một vải ngày sau động đất chính được hiển thị

bởi sự phân bố của thời khoảng S-P tai cac du chấn được ghi bởi các trạm địa phương (hình 9,13)

9.2.3 Nghiên cứu vi phân vùng động đất tại Việt Nam

Tại Việt Nam việc nghiên cứu vi phân vùng động đất được tiên hành theo 2 phương pháp: độ cứng địa chấn kết hợp với phương

Chutong IX Vai nét về lịch sử nghiên cứu động đất ở nước ta 233

pháp vi địa chân để tiến hành vi phân vùng động đất thành phô Hà nội cũng như nhiều khu công nghiệp khác như các đầu mối thuỷ điện Hoà Bình, Trị An, Yaly, Hàm Thuận nhằm xác định các đặc trưng địa chấn của từng phân khu địa chất công trình và là cơ sở của

vi phân vùng động đất của các khu dân cư và các công trình này Tại Hà Nội trên 150 điểm do vi địa chan và thăm dò dia chan đã

được tiền hành trên cơ sở phân tích chỉ tiết điều kiện địa chất công

trình và bản đồ phân khu địa chất công trình.Hình 9.14 trình bầy

đặc trưng địa chấn tại một nền đất yếu của một làng ngoại ô thành

Hình 9.14 Đặc trưng địa chấn của nền đất tại làng Văn Điển a) Biểu đồ

thời khoảng địa chắn thăm dò b) Đồ thị phân bé tan số dao động vi địa

chấn (Lê Từ Sơn và nnk 1997)

234 Phạm Văn Thục

Tại công trình thuỷ điện Dai Ninh để đo dao động vi dia chan da dùng máy thu vận tốc dao động nên 3 thành phân có tần số tự nhiên

la 1 Hz va tan sé lay mẫu là 75 Hz

Tại mỗi điểm đo dao động vì địa chắn được ghi 5 phút trong một lần đo và đo lặp lại 3 lần trong 3 ngày khác nhau và tại mỗi đường ghi một cửa số 20 giây trong vùng yên tĩnh nhất đã được tiễn hành phân tích phé tat cả các thành phần, với mỗi điểm đo trong 3 lần ghí xác định 5 cửa số có điều kiện như trên và lấy trung bình 5 đường phổ để xác định tỷ số phê thành phần nằm ngang và thẳng đứng

dây lớp bùn sét

9.2.4 Đánh giá ảnh hưởng của dao động do nỗ mìn, đóng cọc

Việc đóng cọc bằng búa máy được 4 ap dụng nhiều trong thi công các công trình nhà cao tầng cũng như câu cổng lớn, đồng thời việc nỗ min khai thác cũng như khai thông luồng lạch cũng được tiến hành

tại nhiều nơi do nó đơn giản và hiệu quả kinh tế cao nhưng đồng

thời khi thi công các công trình xây dựng xung quanh cũng chịu ảnh

hưởng

Mức độ ảnh hưởng được đánh giá qua giá trị vận tốc: đỉnh của

dao động của nên đất hoặc công trình khí đóng cọc và nỗ mìn mà trước hết là sự phụ thuộc vào khoảng cách tới nguồn nỗ mìn hoặc đóng cọc gây ra dao động, sau đó là năng lượng của nguồn và cuối

cùng là điều kiện nên đất đặt công trình Nếu V là vận tốc đỉnh của

dao động nên đất (mm/s) thì công thức tổng quát đánh giá vận tốc đỉnh của dao động nền đất khi đóng cọc là:

W,

V=af—f,

r

Chuong IX Vai nét về lịch sử nghiên cứu động đất ở nước ta 235

W, nang lugng nguồn (j ) R khoảng cách tới nguồn /z).œ, B cdc

Hình 9.15 Phổ chắn động do đóng cọc móng tại nhà lưu niệm Bác Hồ

(Thành phố Hồ Chí Minh) (Lê Tử Sơn và nnk 1997)

Trong công thức trên p = e với Q là lượng thuốc nỗ (kg), r là

r

khoảng cách tới nguồn nỗ (m) &, œ là các hệ số đặc trưng cho điều

kiện và phương pháp nổ, ảnh hưởng của điều kiện nền được giải thích qua việc năng lượng của búa khi đóng cọc trên nên đất yêu

dùng để đưa cọc xuống sâu trong khi đóng tại nên đất cứng việc đóng cọc chủ yêu tạo ra sóng đàn hổi Trong việc nỗ mìn ảnh hưởng này lại nhiều hơn do có nhiều phương pháp gây nổ như nổ trong

236 Pham Van Thuc

nước, trong lỗ khoan có nhét nước hoặc sét và điều kiện nổ cũng rất khác nhau

Chính do những ảnh hưởng này mà tác động của dao động do dong coc va no min mang tinh địa phương khá cao và cần được đánh giá trong từng điều kiện cụ thể, không những vậy tại những nguôn tân sô khác nhau cũng sẽ có những tác động khác nhau Hình 9.15 là phổ của nó tại thành phố Hồ Chí Minh, công trình đóng cọc với búa máy có trọng lượng 4,5 tan

Hình 9.16 Các chắn tâm động đất kích thích tại khu vực thuỷ điện

Hoà Bình (1989-1992) (Nguyễn Thanh Tùng 1997)

Các hô chứa sau giai đoạn đâu tích nước độ hoạt động động đât

đột ngột tăng lên, hiện tượng này xây ra tại khá nhiều nơi như ở Konya (Ân Ðộ), Kremasta (Thổ Nhĩ Kỳ), Tân Phong Giang (Trung Quốc), Kariba (Rhodesia), Hoover (Mỹ) „Trong sô này 4 động đất

có magnitude gần 6 và 12 có magnitude nằm trong khoảng 3,5<m<

5,0 Tất cả những động đất này trước khi xây ra động đất chính

Chương IX Vài nét về lịch sử nghiên cứu động đất ở nước ta 231

thường xây ra tién chấn và sau động đất chính đều xây ra dư chân kèm theo

Đến nay người ta không được rõ với kích thước né chứa phải là

bao nhiêu thì sẽ xây ra động đất kích thích Rothé (1973) cha rang chiều sâu của hỗ chứa là yếu tổ quan trọng hơn cá đối với sự xuất

hiện động đất kích thích nhất là những hồ chứa có độ sâu trên 100m

9.2.5 Động đất kích thích tại khu vực hồ chứa Hoà Bình

Hỗ chứa Hoà Bình với độ sâu trên 100m có dung tích 9 tỷ mỶ lại tổn tại trong một khu vực có điều kiện địa chất và địa kiến tạo phức tạp,tháng 12/1988 hồ chứa được tích nước tới cao trình 86m và nhà

máy thuỷ điện bắt đầu hoạt động,

„ Ngày 23/5/1989 đã xây ra động đất chính đạt tới cấp 7 với chân

cấp Ms= 4,9 cách khu vực đập chính 10km về phía tây, trước đó từ tháng 4/1989 đã xây ra nhiều tiền chan trong đó có nhiều động đất cảm thấy và sau khi xây ra động đất chính các dư chắn đã liên tiếp xẩy ra trong đó có dư chấn ngày 27/5/1989 với M; =4,1 Vì tính Ổn

định của khu vực đập chính cũng như toàn bộ nhà máy thuỷ điện

việc nghiên cứu động đất kích thích tại đây cũng đã được đặt ra

(hình 9.16,9.17)

9.3 Bản đồ phân vùng động đất khu vực biển Đông Việt Nam

và ven bờ

Biển Đông Việt Nam là một trong nhiễu biển rìa của đai hội tụ kiểu

ứng suất thấp Tây Thái Bình Dương, nơi tập trung đến 75% số biển tìa của trái đất có vỏ kiểu đại dương như các đại đương thực thụ nhưng hoạt động tách giãn, mở rộng, day đã ngừng từ lâu Thực tế

bién ria nay được hình thành và phát trién dưới sự chỉ phối của một

loạt các yêu tố từ dưới sâu (thugng manti) đến các mảng thạch quyển liên quan, với đặc trưng là kiến tạo nội mảng có ưu thé cha

các tác nhân này hay tác nhân khác có thể thay đổi theo thời gian Cho đến nay đã có nhiều giả thuyết và mô hình về sự thành tạo

và phát triển của Biển Đông, trước hết là sự nhìn nhận Biển Đông

đã trải qua nhiều giai đoạn bị nén ép và tách giãn, tiếp theo là sự

xuất hiện một số mô hình về sự va chạm của tiểu lục địa Ân Độ vào

238 Pham Van Thuc

Hình 9.17 Các đường đẳng chấn động đất kích thích ngày 23/5/1989, Ms

=4,9, h=6km, lạ =VII (Nguyễn Thanh Tùng 1997)

lục địa Âu Á cùng với sự liên hệ giữa chúng và sự hình thành cũng

như phát triển của Biển Đông (Taylor B., Hayes D E ,1983

Kulinhic R S., et al, 1986, Atlas of geology and geophysics of

South China Sea 1987, Ben-Abraham B 1987, Brias A., Tapponier

P Pautot G.,1989,Brias A., Pautot G.,1990, Roques D et all.,1997,) Sự nhìn nhận về ` vai trò của các nguyên nhân nội tại cũng như tác động của đứt gay phuong kinh tuyén Tay Biển Đông tới các quá trình xoay trong việc dịch chuyển của các mảng trong việc hình thành và phát trién các câu trúc Kainozoi_ đã được đặt ra

với quan điểm kiến tạo mảng và kiến tạo toàn cầu về vai trò của các

chuyên động ngang trong lịch sử hình thành và phát triển các cầu trúc kiến tạo của khu vực Biển Đông đã đóng vai trò quyết định

Chương IX Vài nét về lịch sử nghiên cứu động đất ở nước ta 230

Trên bình đồ chung khu vực Biển Đông được bao quanh giữa các mảng mà ranh giới giữa chúng là các đới động đất mạnh: phía bắc

và đông bắc lamang Au A, phia đông là mảng Biển Philippine, xa hơn nữa về phía đông bắc ia mang Thai Binh Duong, vé phia tay nam là mảng Án Úc và khu vực Biển Đông chịu sự tác động của các lực từ các mảng thạch quyền đó một cách đồng thời

Do yêu cầu về nhiều mặt cho đến gần đây đã xuất hiện nhiều công trình về kiến tạo, địa chất, địa vật lý, sóng thần từ các động đất phía đông Biến Đông và núi lửa ngoài khơi Nam Trung Bộ Ngoài các vùng duyên hải và dao lớn ven bờ là những vung đông dân,những vùng còn lại do mật độ dân cư thưa thớt nên các công

trình nghiên cứu về động đất hầu như không có, hơn nữa sự hình

thành và phát triển ngành công nghiệp dầu khí của các nước hiện nay cũng đã bắt đầu đòi hỏi sự nghiên cứu tác động của động đất đối với các công trình công nghiệp này

9.3.1 Những nét khải quát về kiến tạo và vai trò của các đứt gay

trong các vàng động đất của khu vực biên Đông

Sự va chạm giữa 2 địa khối lục địa Ân Độ và lục địa Au A XÂY, ra từ Eocene giữa và kéo đài đến Miocene sớm, sự thay đổi vận tốc và

góc quay của va chạm đó đã phản ánh những giai đoạn phát triển kiến tạo khác nhau ở Đông Nam Châu Á và đã gay ra Ì loạt các

biến đổi bằng sự hình thành và phá huỷ những bể trầm tích Chính

sự va chạm này đã làm mảng Đông Dương địch chuyển sơ với lục địa Nam Trung Hoa đọc theo đứt gẫy sâu Sông Hồng về hướng đông nam

Địa khối Đông Dương bị dịch chuyển đo sự va chạm này đã gây

ra sự biến mất của biển Đông nguyên thuỷ đọc theo ria đông bắc của Kalimantal và dẫn đến việc hình thảnh của biển Đông hiện đại

đọc theo rìa của lục địa Nam Trung Hoa

Biến Đông một bién ria thy động phát triển từ rift và sụt lún khu vực, cho đến nay nó đã trải qua ít nhất là 3 giai doan tao rift kế từ

Creta sớm Creta muộn, Eoxen muộn và cuối Mioxen sớm, Hệ

thong ri tương ứng với giải đoạn 1 có phương đông bắc tây nam

và 2 hệ thống sau có phương đông tây (Bao-Zhu Wei, Wai-Ying Chung, 1995;Hayes.D.E.,1983; Taylor B and Hayes D.E., 1990, ) Dut gay chạc 3 á kinh tuyến tây biển Đông đã chia khu vực biển

240 Pham Văn Thục

Đơng thành 3 phần cĩ những đặc điểm kiến tạo kèm theo nĩ là 3 vùng động đất hồn tồn khác nhau: vùng bắc biển Đơng thuộc rìa lục địa Nam trung Quốc, vùng tách giãn nam biển đơng và đải ven

bờ miễn Trung Việt Nam thuộc rìa phía đơng lục địa Indosini Vung

cĩ mức độ hoạt động động đất cao nhất nằm tại khu vực bắc biển

Đơng với số động đất ghỉ nhận được là 134 động đất trong tơng số

231 động đất của tồn vùng, với số năng lượng giải phĩng trong

100 năm (từ 1903 đến 2002) là 18.107! erg trong tổng, số 20.10 erg cho tồn khu vực biển Đơng, 6 trong số 7 động đất cĩ giá trị M>

6 trong đĩ cĩ động đất mạnh nhất M=7,5 tại đơng bắc đảo Hải Nam

Sự liên hệ giữa mật độ tâm động đất với giá trị động đất cực đại

Kmax cho phép xác định 14 vùng cĩ những mức độ hoạt động động đất khác nhau

a) Phân bắc biển Đơng là phân tiếp nổi với rìa của lục địa nam Trung Quốc

Vùng thêm lục địa và sườn dốc này cĩ địa hình thoai thoải và cĩ cấu

tạo của vỏ lục địa, hệ các đứt gây đều cĩ cùng một phương đơng

bắc - tây nam hộc đơng tây về mặt kiến tạo vùng nghiên cứu là một vùng biển ria sau cung cĩ biểu hiện tách giãn với đặc điểm đặc trưng là kiến tạo nội máng và tại đây tổn tại 3 vùng trũng tách giãn tia luc địa chính: Beibuwan, Qiongdongnan va Cua Song Chau Giang, đĩ là các trăng rift phat trién trén v6 luc dia va được lấp đầy

bởi các trầm tích đệ tam, đây là vùng hoạt động động đất mạnh nhất

khu vực biến Đơng Được giới hạn về phía bắc là giải ven bờ Nam

Trung Quốc và vịnh Bắc Bộ, phía tây là đứt gẫy sơng Lơ kéo dài thuộc nhánh trái của đứt gay trac 3 và phía nam là nhánh phải của

đứt gẫy trạc 3 cĩ phương đơng-đơng nam

b) Phân phía nam biên Đơng

Người ta cho rằng khu vực các cầu trúc này được hình thành do sự

đập vỡ và tách ra của rìa lục địa Đơng Dương trong quá trình hình

thành biển Đơng Tại trũng sâu trung tâm biên Đơng với địa hình

khá bằng phẳng cĩ cầu trúc của vỏ đại dương ở độ sâu khoảng 3000-4000m đưới mặt nước, bề dầy của vơ trái đất ở đây là từ 10- 12km, bên dưới lớp nước va tram tích là lớp bazan

Trũng sâu gồm 2 phần, phần phía bắc kéo đài theo phương vĩ

Chương IX Vài nét về lịch sử nghiên cửu động đất ở nước ta 241

tuyến và phan tây nam hướng theo phương tây nam, phần này có dạng hình nêm thu hẹp về phía lục địa mở rộng, về phía trung tâm có

thể do sự cố kết của vỏ cứng sat ria luc dia chéng lại sự kéo giãn ở

phan ria trũng sâu Các đứt gÂỹ trong khu vực là những đứt gầy loại

3, một ít loại 2 và chúng thường không có phương nhật quan

Sự tách giãn kéo theo là sự cuốn hút đã hấp thụ vỏ đại dương

Mesozoic muộn và hình thành đá phún trào calc- alcaline Neogene tại tây và nam Sarawak và tây bắc Kalimantal, sự cuốn hút nay da ngừng lại ở gần cuối Miocene Từ đó cho thấy vùng trũng sâu đại dương Mesozoic muộn và sự tách giãn của trững sâu đại đương Cenozoic đã ngừng từ Pliocene và các vực sâu đã bị chôn vùi bởi

các thành hệ Pliocene - Đệ tử không bị biến đạng

©) Vừng rìa ven biển phía tây biên Đông

Bao gồm đải ven biển lục địa Việt Nam trải dải từ Thanh Hoá cho

đến tận Phú Yên là rìa phía đông của địa khối Indosini Trong đất liên vùng Thanh Hoá -Nghệ An- Hà Tĩnh là phan cuối của các đới động đất Sông Mã, Sông Cả có phương tây bắc đông nam và là

những vùng được đánh giá là có tính hoạt động động đất khá cao, tại đây đã có động đất có M,= 5,1 xây ra tại nam Thanh Hoá Đứt gay sâu sông Mã hơi cắm về phía đông- bắc với biên độ và bể rong

khá lớn tới 3 hoặc 5km đồng thời độ sâu đạt tới phần thượng của manti

_ Ngoài 2 đứt gẫy sâu chính trên đây trong vùng còn có nhiều đứt gẫy khu vực hướng đông, đông bắc chia vỏ trái đất khu vực này vốn

đã dài và hẹp thành các khối nhỏ và chúng bị xê dịch với nhau rất

đáng kể qua sự phân di của các di thường từ và trọng lực Đây là

vùng có câu tạo nhảy bậc , trong phạm vi thêm lục địa một loạt các

trăng Kainozoi được hình thành trên đới trượt bằng Xây Ta ở đây

vào Olioxen , tiếp theo là sự sụt lún ở cuối Mioxen sớm và được bồi

tụ bởi các trâm tích vào các giải đoạn địa chất tiếp theo như các trũng Sông Hồng - Yinggehal ở vịnh Bắc Bộ, Huế - Đà Nẵng,

Mêkông, Nam Côn Sơn, Sarawak, Tây Natuna Xen kế với các

tring tram tích kể trên là các khối nâng Phú Quốc, Côn Sơn được hình thành bởi các núi lửa plutonic acid Mezozoi muộn -Kainozoi

sớm cùng một ít đá bazan Neogen đệ tử với đáy gồm các đá Paleozoi và Mezozoi