Đặc điểm dập vỡ kiến tạo và mối quan hệ của chúng với nước dưới đất khu vực huyện đắk tô và lân cận

Chương 3: Đặc điểm dập vỡ kiến tạo khu vực Đắk Tô và lân cận Chương 4: Mối quan hệ của dập vỡ kiến tạo với nước dưới đất Luận văn được hoàn thành tại Viện Địa chất – Viện Hàn lâm khoa

LỜI CẢM ƠN

Với lòng biết ơn sâu sắc , Học viên xin chân thành cảm ơn TS Lê Triều Việt đã giao đề tài và tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện để học viên hoàn thành luận văn này

Học viên xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn Địa chất của trường Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội đã luôn tạo điều kiê ̣n và giúp đỡ cho học viên trong quá trình học tập và nghiên cứu

Học viên cũng xin gửi lời cảm ơn đến các anh chi ̣ trong phòng Kiến tạo cùng với các đồng nghiệp tại Viê ̣n Địa chất – Viê ̣n Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã luôn động viên và giúp đỡ học viên trong suốt quá trình nghiên cứu và làm việc của mình

Trong quá trình hoàn thành luận văn, do kiến thức của học viên còn hạn chế, kinh nghiệm thực tế chưa nhiều nên không tránh khỏi thiếu sót Do vậy, học viên rất mong có sự thông cảm và góp ý của các thầy cô, các nhà khoa học và bạn đọc để luận văn được hoàn thiện hơn

Xin chân thành cảm ơn!

Học viên

Vũ Cao Chí

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

Chương 1 - KHÁI QUÁT CHUNG VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 3

1.1 Điều kiện tự nhiên 3

1.1.1 Vị trí địa lý 3

1.1.2 Đặc điểm địa hình 3

1.1.3 Khí hậu 6

1.1.4 Mạng lưới sông suối 7

1.1.5 Sơ lược về cấu trúc địa chất 9

1.2 Giao thông, dân cư, kinh tế- xã hội 22

1.2.1 Giao thông 22

1.2.2 Dân cư, kinh tế, văn hóa - xã hội 22

Chương 2 - LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24

2.1 Lịch sử nghiên cứu dập vỡ kiến tạo và đứt gãy 24

2.1.1 Các vấn đề chung về dập vỡ kiến tạo 24

2.1.2 Lịch sử nghiên cứu địa chất- kiến tạo, địa chất thủy văn 25

2.2 Phương pháp nghiên cứu 27

2.2.1 Phương pháp phân tích ảnh viễn thám, ảnh DEM, bản đồ 27

2.2.2 Phương pháp kiến tạo vật lý 31

2.2.3 Phương pháp địa vật lý 33

2.2.4 Nhóm phương pháp địa chất thủy văn 35

2.2.5 Phương pháp phân tích đối sánh tài liệu thành lập sơ đồ dập vỡ kiến tạo 35

Chương 3 - ĐẶC ĐIỂM DẬP VỠ KIẾN TẠO 36

3.1 Đặc điểm dập vỡ kiến tạo 36

3.1.1 Phương kinh tuyến và á kinh tuyến 43

3.1.2 Phương ĐB-TN 47

3.1.3 Phương TB- ĐN 52

3.1.4 Phương vĩ tuyến và á vĩ tuyến 54

3.2 Tính chất của các đới dập vỡ 55

3.3 Luận giải về nguồn gốc và cơ chế hình thành các dập vỡ trong vùng

nghiên cứu 64

Chương 4 - MỐI QUAN HỆ CỦA DẬP VỠ KIẾN TẠO VỚI NƯỚC DƯỚI ĐẤT 65

4.1 Hiện trạng khai thác và đặc điểm phân bố nước dưới đất khu vực nghiên cứu 65

4.2 Mối quan hệ của các dập vỡ kiến tạo với nước dưới đất 67

4.3 Đề xuất giải pháp khai thác hợp lý, bền vững nguồn nước dưới đất 68

KẾT LUẬN 70

TÀI LIỆU THAM KHẢO 71

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Sơ đồ các xã thuộc khu vực nghiên cứu 3

Hình 1.2: Sơ đồ thể hiện các mức địa hình chính 5

Hình 1.3: Hệ thống sông suối khu vực huyện Đắk Tô và lân cận 8

Hình 2.1: Mạng lưới sông suối do đứt gãy địa chất tạo nên 29

Hình 2.2: Địa hình, sông suối ảnh hưởng bởi đứt gãy địa chất 29

Hình 2.3: Yếu tố thực vật tại nơi có đứt gãy địa chất 30

Hình 3.1: Kết quả phân tích photo lineament trên ảnh vũ trụ 36

Hình 3.2: Kết quả phân tích lineament bản đồ địa hình 37

Hình 3.3: Kết quả phân tích lineament trên ảnh DEM 38

Hình 3.4: Sơ đồ giải đoán mạng lưới dập vỡ vùng nghiên cứu 40

Hình 3.5: Phân bố dập vỡ kiến tạo trên các thành tạo địa chất khu vực nghiên cứu 41

Hình 3.6: Sơ đồ vị trí các tuyến đo ĐVL tại thị trấn PleiKần và xã Đắk Kan 43

Hình 3.7: Mặt cắt đo khúc xạ tại Thị trấn PleiKần 44

Hình 3.8: Mặt cắt đo điện tại Thị trấn Plei Kần 44

Hình 3.9: Mặt cắt đo điện ở xã Đắk Kan 45

Hình 3.10: Mặt cắt đo khúc xạ ở xã Đắk Kan 45

Hình 3.11: Sơ đồ vị trí các tuyến đo ĐVL khu vực Đắk Hà 47

Hình 3.12: Mặt cắt đo điện trở qua DV phương ĐB - TN (Tuyến đo Đắk Hà 1) 48

Hình 3.13: Mặt cắt đo điện trở qua DV phương ĐB - TN (Tuyến đo Đắk Hà 5) 48

Hình 3.14: Mặt cắt đo khúc xạ qua tuyến DV phương ĐB - TN (Tuyến Đắk Hà 1) 48

Hình 3.15: Mặt cắt đo điện trở qua DV phương ĐB - TN (Tuyến đo Đắk Hà 2) 48

Hình 3.16: Mặt cắt đo khúc xạ qua DV phương ĐB- TN (Tuyến đo Đắk Hà 2) 49

Hình 3.17: Mặt cắt đo điện trở qua DV phương kinh tuyến (Tuyến đo Đắk Hà 3) 49

Hình 3.18: Mặt cắt đo khúc xạ qua tuyến DV phương kinh tuyến (Tuyến Đắk Hà 3) 49

Hình 3.19: Mặt cắt đo điện trở qua DV phương á kinh tuyến (Tuyến đo Đắk Mar) 50

Hình 3.20: Mặt cắt đo khúc xạ qua DV phương ĐB- TN (Tuyến đo Đắk Mòn) 50

Hình 3.21: Sơ đồ vị trí khảo sát thực địa 55

Hình 4.1: Sơ đồ lỗ khoan địa chất thủy văn 65

DANH MỤC ẢNH

Ảnh 1: Dập vỡ trong đá hệ tầng Tắc Pỏ ở xã Đắk Uy 42

Ảnh 2: Dập vỡ trong đá hệ tầng Khâm Đức ở phía Đông TT Pleikần 42

Ảnh 3: Dập vỡ trong đá phức hệ Tu Mơ Rông ở Tu Mơ Rông 42

Ảnh 4: Dập vỡ trong đá phức hệ Diên Bình dọc dải dập vỡ sông Ia Sir, phía Bắc huyện Sa Thầy 42

Ảnh 5: Dập vỡ trong đá mạch aplit phức hệ Măng Xim ở xã Ngọc Tụ 42

Ảnh 6: Dập vỡ yếu trong hệ tầng Kon Tum ở xã Hà Mòn, 42

Ảnh 7, 8: Mặt trƣợt đổ về ĐĐB dọc DV Ia Sir 53

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

MỞ ĐẦU

Hàng năm, vào mùa khô Tây Nguyên lại lâm vào cảnh thiếu nước cho sinh hoạt cũng như trồng trọt Hiện tượng thiếu nước là một trong những nguyên nhân quan trọng ảnh hưởng đến sự phát triển của toàn vùng Xuất phát từ thực tế nêu

trên, chương trình Tây Nguyên 3 đã đặt ra đề tài nghiên cứu: “Nghiên cứu xác định các đới dập vỡ kiến tạo trong các thành tạo địa chất và khả năng lưu trữ nước nhằm giải quyết nước mùa khô cho các tỉnh Tây Nguyên” giao cho TS Lê Triều

Việt làm chủ nhiệm Trong khuôn khổ của đề tài này vùng Đắk Tô cũng là vùng mà khô hạn và cảnh thiếu nước diễn ra phức tạp và cần có sự nghiên cứu chi tiết Được

sự đồng ý của chủ nhiệm đề tài, tác giả đã chọn nội dung nghiên cứu: “Đặc điểm dập vỡ kiến tạo và mối quan hệ của chúng với nước dưới đất khu vực huyện Đắk Tô và lân cận” làm đề tài luận văn của mình, nhằm góp phần vào giải quyết những vấn

đề mà đề tài nghiên cứu đặt ra Mục tiêu chính của đề tài luận văn là làm sáng tỏ đặc điểm dập vỡ của khu vực Đắk Tô và lân cận; tìm hiểu mối quan hệ giữa chúng với nước dưới đất ở khu vực này đồng thời đề xuất các giải pháp khai thác, sử dụng bền vững nguồn nước này

Với những mục tiêu như trên, đề tài đã tiến hành nghiên cứu theo các nội dung đó là:

- Nghiên cứu thành lập sơ đồ dập vỡ kiến tạo khu vực Đắk Tô và lân cận

- Nghiên cứu tính chất của dập vỡ kiến tạo

- Nghiên cứu mối quan hệ giữa đới dập vỡ kiến tạo và nước dưới đất

Cùng với sự phát triển không ngừng khoa học kỹ thuật, đề tài đã dùng những phương pháp nghiên cứu hiện đại như phân tích ảnh viễn thám, ảnh DEM, khảo sát địa vật lý kết hợp với các phương pháp nghiên cứu truyền thống như phương pháp phân tích các tư liệu bản đồ, kiến tạo vật lý, khảo sát thực địa để hoàn thành những nội dung nghiên cứu đã đặt ra

Ngoài phần mở đầu và kết luận bố cục luận văn bao gồm các chương như sau:

Chương 1: Khái quát chung về khu vực nghiên cứu

Chương 2: Lịch sử nghiên cứu và hệ các phương pháp nghiên cứu

Chương 3: Đặc điểm dập vỡ kiến tạo khu vực Đắk Tô và lân cận

Chương 4: Mối quan hệ của dập vỡ kiến tạo với nước dưới đất

Luận văn được hoàn thành tại Viện Địa chất – Viện Hàn lâm khoa học và

Công nghệ Việt Nam trên cơ sở số liệu và tài liệu của đề tài: “Nghiên cứu xác định các đới dập vỡ kiến tạo trong các thành tạo địa chất và khả năng lưu trữ nước nhằm giải quyết nước mùa khô cho các tỉnh Tây Nguyên” mã số TN3/T24 (thuộc

Chương trình Tây Nguyên 3)

Chương 1 - KHÁI QUÁT CHUNG VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU

1.1 Điều kiện tự nhiên

1.1.1 Vị trí địa lý

Khu vực nghiên cứu có tọa độ (107°39' 52", 14°51'44" và 108°2'19", 14°27'41") thuộc địa phận các huyện: Đắk Tô (ở trung tâm) và các huyện lân cận là Ngọc Hồi, Sa Thầy, Đắk Hà và huyện Tu Mơ Rông với diện tích nghiên cứu khoảng 1800 km2

Hình 1.2: Sơ đồ thể hiện các mức địa hình chính

Bậc 1: Vùng núi cao từ 1500 m đến 1771 m: phân bố chủ yếu ở phía Bắc khu vực nghiên cứu, bao gồm các khối núi thuộc các xã Đắk Ang, Ngọc Tụ, Văn Lem, Đắk Hà, Đắk Psi, Rơ Kơi…với một số dải núi cao như núi Ngọk Bơ Bai (1761 m) , núi Ngọk U Mon (1722 m), núi Ngọk Pe (1645 m)…

Bậc 2: Dạng địa hình này là các khu vực núi có độ cao trung bình từ 1300 m đến 1500 m Diện phân bố của dạng địa hình này chủ yếu ở khu vực thuộc các xã Đắk Ang, Ngọk Tụ, Đắk Tơ Kan, Đắk Hà, Đắk Pxi, và một dải núi hướng TB – ĐB thuộc xã Pô Kô

Bậc 3: Là các vùng đồi núi thấp, độ cao địa hình từ 800 m đến 1300 m phân

bố diện khá rộng ở các xã Rơ Kơi, Đắk Xú, phía nam xã Ngọc Tụ, Kon Đào, phía bắc xã Đắk Hrinh, phía ĐB xã Ngọc Wang

Bậc 4: Là các vùng thung lũng dọc các con sông và các trũng giữa núi với độ cao địa hình khoảng 500 m đến 800 m, phân bố diện khá rộng ở thung lũng những con sông lớn như sông Đak Pô Kô, sông Đak Psi, sông Krông Pơ Kô Trong phạm

vi nghiên cứu, kiểu địa hình này tạo thành dải kéo dài từ thị trấn Plei Kần qua Tân Cảnh, Pô Kô xuống đến xã Hà Mòn

C

Độ ẩm trung bình hàng năm dao động trong khoảng 78 - 87% Độ ẩm không khí tháng cao nhất là tháng 8 - 9 (khoảng 90%), tháng thấp nhất là tháng 3 (khoảng 66%)

Khí hậu và thổ nhưỡng nơi đây tương đối thích hợp cho việc phát triển nhiều loại cây công nghiệp ngắn và dài ngày, chăn nuôi đem lại hiệu quả kinh tế cao

1.1.4 Mạng lưới sông suối

Khu vực nghiên cứu nằm trọn trong lưu vực sông Sê San Hệ thống sông Sê San là một trong các chi lưu lớn của sông Mekông bắt nguồn từ Bắc và Trung Tây Nguyên của Việt Nam rồi chảy sang lãnh thổ Campuchia và nhập vào sông Srêpốk gần Stung Treng

Sông Sê San có lưu vực rộng 17.000 km² Trên lãnh thổ Việt Nam, sông Sê San nằm trên hai tỉnh Gia Lai và Kon Tum với tổng chiều dài là 237 km, diện tích lưu vực là 11.450 km² Sông Sê San có hai chi lưu là sông Krông Pô Kô ở phía hữu ngạn và Đắk Bla phía tả ngạn Trên lãnh thổ Campuchia, sông chảy qua tỉnh Ratanakiri và Stung Treng (hình 1.3)

Phần phía thượng lưu của sông nằm trong vùng đồi núi thấp, độ dốc địa hình trung bình Trên phía đông bắc của phần thượng lưu, sông tiếp giáp với vùng phân thuỷ giữa Đông và Tây của dải Trường sơn Phần phía hạ lưu, thung lũng sông nằm trong các hẻm sâu của các dãy núi cao, độ dốc địa hình khá lớn

Trong khu vực nghiên cứu, sông suối cũng khá phát triển, thường có dạng lông chim, hầu hết các suối nhánh chảy từ hai phía nhập vào thung lũng sông chính Hai con sông chính trong khu vực là sông Đắk Pô Kô và sông Đắk P’Si Sông Đắk

Pô Kô chảy theo phương á kinh tuyến ở ranh giới các xã Đắk Nông, Đắk Dục với xã Đắk Ang Đến khu vực thị trấn Plei Kần sông chuyển hướng sang theo phương BTB- NĐN chảy qua xã Tân Cảnh Từ đây sông đổi hướng chảy sang Tây Bắc và hội lưu với sông Đắk P’Si ở xã Pô Kô rồi chảy về phía Nam Ngoài hai con sông chính thì khu vực nghiên cứu còn có sông Đắk Ta Kan chảy phương á kinh tuyến hợp lưu với sông Đắk Pô Kô ở xã Pô Kô Mặc dù sông chảy trên địa hình miền núi, nhưng lòng sông khá rộng và uốn khúc mạnh, dộ dốc lòng nhỏ và tích tụ trầm tích aluvi, ở những khu vực hợp lưu với các suối nhánh lòng sông mở rộng và phát triển không chỉ các thành tạo bãi bồi thềm bậc 1 và cả thềm bậc II Các suối nhánh thường có chiều dài ngắn với độ dốc thay đổi đột ngột, đoạn thượng nguồn lòng

suối có độ dốc lớn và thung lũng có dạng chữ ”V”, không có lắng đọng trầm tích aluvi, đoạn hạ lưu (cửa suối) độ dốc lòng suối giảm đột ngột và mở rộng, các tích tụ aluvi, proluvi phá triển tạo nên các nón phóng vật đặc trưng

Hình 1.3: Hệ thống sông suối khu vực huyện Đắk Tô và lân cận Vào mùa khô, tình hình hạn hán nơi đây cũng có diễn biến phức tạp nên ngoài hệ thống hồ tự nhiên, người dân còn có đắp dập tạo hồ thủy lợi nhân tạo để trữ nước cho mùa khô Hệ thống hồ đập phát triển chủ yếu ở phía Tây và Tây Bắc của khu vực nghiên cứu

1.1.5 Sơ lược về cấu trúc địa chất

Trong khu vực nghiên cứu phát triển rất nhiều các thành tạo địa chất từ cổ đến trẻ Với diện lộ rộng nhất là các đá của hệ tầng Tắc Pỏ, thành tạo Neogen hệ tầng Kon Tum Bên cạnh đó, trong khu vực còn nhiều loại đá của các hệ tầng khác

lộ ra và được mô tả bên dưới

Địa tầng

PROTEROZOI HẠ

Hệ tầng Tắc Pỏ (PR1 tp)

Hệ tầng Tắc Pỏ chiếm diện tích rất lớn trong khu vực nghiên cứu, phát triển

ở các xã Đắk Tơ Kan, Đắk Hà, Văn Lem, tây nam xã Đắk P’Si, phía ĐB xã Đắk H’ring, xã Pô Kô, phía tây xã Đắk Ui, xã Ngọc Wang, phía tây xã Ngọc Reo, và một phần nhỏ ở xã Tân Cảnh

Theo mô tả trong bản đồ địa chất 1: 200.000 thì thành phần thạch học chủ yếu của hệ tầng có thể theo dõi tương đối đầy đủ dọc sông Đăk Psi và từng phần ở các mặt cắt Đăk Tơ Kan

Mặt cắt Đăk Psi gồm: gneis biotit, gneis plagioclas - biotit, xen đá phiến thạch anh - biotit, thấu kính amphibolit, đá phiến thạch anh - biotit - silimanit - granat, đá phiến và gneis biotit có pyroxen, đá phiến thạch anh hai mica

Chiều dày mặt cắt khoảng 2000 m

Đá bị vò nhàu, uốn nếp mạnh mẽ: phổ biến vi uốn nếp Hiện tượng migmatit hóa và granit hóa xảy ra không mạnh mẽ

Tổ hợp cộng sinh khoáng vật đặc trưng của hệ tầng như sau:

+ Thạch anh - biotit - corđierit - plagioclas - silimanit

+ Thạch anh - plagioclas - horblenđ - biotit

+ Thạch anh - biotit - điopsiđ - plagioclas

Thành phần thạch học và khoáng vật phản ánh thành phần nguyên thủy của

hệ tầng đặc trưng bằng sự vượt trội trầm tích lục nguyên so với phun trào (bazan, anđesit, ryolit)

Các thành tạo này thuộc phức hệ Ngọc Linh bị biến chất ở tướng amphibolit

và thuộc kiểu biến chất silimanit- kyanit rất đặc trưng cho giai đoạn tạo núi sớm của tiến trình tiến hóa vỏ lục địa trong Proterozoi sớm Hoạt động biến chất và granit hóa thực chất là hai mặt của một quá trình - quá trình cố kết hóa vỏ lục địa Ngọc Linh trong Proterozoi sớm

PROTEROZOI TRUNG - THƯỢNG

Hệ tầng Khâm Đức (PR 2-3 kd)

Hệ tầng này được Nguyễn Xuân Bao và nnk xác định năm 1982

Các đá hệ tầng Khâm Đức lộ ra ở phía Tây Nam khu vực nghiên cứu ở các

xã Đắk Xú, Pô Kô và Sa Nhơn Chúng được phân chia thành 2 phần là phần dưới và trên

Phần dưới (PR2-3 kd1) với thành phần thạch học như sau: amphibolit phân dải xen đá phiến amphibol-plagioclas, plagiogneis amphibol, đá phiến amphibol, đá phiến talc-đisthen; ở phần trên có thêm một ít đá phiến thạch anh-mica-silimanit

Dày 1400-1500m

Phần trên (PR2-3 kd2): Thành phần chủ yếu gồm plagiogneis 2 mica, gneis 2 mica-silimanit-granat, đá phiến thạch anh 2 mica-silimanit, đá phiến thạch anh biotit-silimanit-staurolit, đá hoa calciphyr, quarzit muscovit và lớp mỏng hoặc thấu kính amphibolit

Thành phần thạch học nguyên thuỷ của các đá mô tả trên được khôi phục lại bao gồm bazan á kiềm, anđesit, ryolit xen ít trầm tích lục nguyên và các tập trầm tích lục nguyên giàu sét, trầm tích carbonat, trầm tích lục nguyên giàu thạch anh, ít bazan

Các đá của hệ tầng Khâm Đức có tuổi Meso-Neoproterozoi

Chiều dày chung 1300-1400m

CAMBRI - SILUR

Hệ tầng Đăk Long (€-S dl)

Trong phạm vi khu vực nghiên cứu thì các đá hệ tầng Đắk Long lộ ra ở các

xã Ngọc Wang, Đắk Ui và một phần nhỏ ở xã Sa Loong và xã Rơ với các diện tích khoảng 50 km2 (nằm biệt lập trong trường phát triển các đá xâm nhập - phun trào trẻ)

Hệ tầng Mang Yang (T 2 my)

Các thành tạo nguồn núi lửa thành phần felsic trong khu vực nghiên cứu phân bố ở phía Tây Nam tạo thành một khối có diện tích khoảng 60 km2 thuộc địa phận xã Rơ Kơi Các đá hệ tầng Mang Yang gồm 3 phần

- Phần 1: cuội tảng kết tuf, cuội sạn kết tuf, cát kết tuf đa khoáng xen các lớp

mỏng ryođacit, ryolit, felsit Dày 250 - 300m

- Phần 2: cát kết arkos xen kẽ các tập felsit, dung nham ryolit Dày 350 -

400m

- Phần 3: felsit porphyr, ryolit porphyr, ít ryotrachyt Dày 200 - 350m

Chiều dày chung từ 800 đến 1050m

Các thành tạo mô tả trên được chia ra các tướng phun trào, tướng phun nổ, tướng trầm tích - phun trào tufit, tufogen Tướng á núi lửa có các đai mạch granophyr và granit granophyr

Phun trào có thành phần thay đổi từ ryođacit tới ryolit nhưng chủ yếu là ryolit Tập hợp khoáng vật đặc trưng là thạch anh - felspat kali -plagioclas  biotit 

horblenđ

Về thạch hóa, các đá núi lửa của hệ tầng thuộc kiểu thành hệ đồng nhất ryolit

- đacit loạt kiềm vôi cao kali (á kiềm), quá bão hòa silic (S= 75,4 - 88; Q= 12,6 - 65,7), thừa nhôm (Al= 0 - 84,1) và rất sáng màu (b= 1,6 - 12,3), độ kiềm tương đối cao (a= 9,1 - 16,7), nghèo vôi (c'= 0-3,6)

Về địa hóa, đá phun trào hệ tầng Mang Yang chứa các nguyên tố Sn, Y, Yb,

Ga, Cu, Pb, Zn, Co, Ni với hàm lượng cao hơn Clark

Đá của hệ tầng bị biến đổi sau magma yếu và cục bộ, dọc theo các đới đứt gãy kiến tạo, tạo nên các đới thạch anh hóa, sericit hóa, “sét” hóa chứa sulfur với các biểu hiện khoáng hóa Au, Ag hàm lượng thấp

Cuội kết cơ sở của hệ tầng phủ không chỉnh hợp trên các thành tạo cổ hơn tới granitoiđ phức hệ Bến Giằng - Quế Sơn

Tuổi đá hệ tầng Mang Yang được xếp vào Trias trung

NEOGEN Pliocen

Hệ tầng Đại Nga (N 2 dn)

Các thành tạo bazan của hệ tầng Đại Nga lộ ra ở một diện tích nhỏ phần ranh giới giữa hai xã Đắk Hà và xã Đăk Psi Ở đây chỉ có kiểu mặt cắt gồm các tập bazan, không có trầm tích, gồm bazan 2 pyroxen, bazan olivin - augit - plagioclas, bazan olivin - augit, bazan olivin Đá dạng vi hạt hoặc ẩn tinh màu từ xám đến xám đen và đen Cấu tạo khối đặc sít hoặc lỗ hổng, hạnh nhân Kiến trúc phổ biến porphyr và nền ofit, gian phiến, đolerit hoặc hyalopilit Các ban tinh thẳng chiếm từ

5 đến 10% gồm: olivin, augit, plagioclas Thành phần khoáng vật nền gồm: plagioclas, augit, olivin, titanomagnetit, aragonit, thủy tinh núi lửa

Đá phổ biến 2 loại chính là loại bão hòa silic, nghèo sắt, titan nhưng chứa kiềm và magne ở mức trung bình, loại thứ 2 không bão hòa silic, bão hòa kiềm, giàu sắt, titan, magne

Về quan hệ địa tầng, quan sát thấy các thành tạo này phủ trực tiếp trên bề mặt phong hóa bóc mòn của đá biến chất cổ, ở các bề mặt san bằng tuổi Paleogen ? nên tạm thời liên hệ chúng với hệ tầng Đại Nga

Chiều dày của hệ tầng khoảng 100m

Hệ tầng Kon Tum (N2 kt)

Hệ tầng phân bố dọc theo thung lũng sông Pô Cô với diện tích khoảng 6-10

km2 Thành phần thạch học gồm: cuội kết, cát kết, bột kết, sét kết, xen kẽ ít lớp bazan, bentonit, điatomit Trong một số lỗ khoan phát hiện ít lớp mỏng than nâu

Các thành tạo hệ tầng Kon Tum thường phủ không chỉnh hợp trên bề mặt bào mòn của các đá trước Kainozoi, bên trên chúng bị các thành tạo trẻ hơn phủ không chỉnh hợp

Bề dày hệ tầng thay đổi trong khoảng 25 - 61m

- Tập 1: cuội, sỏi, cát, đôi nơi có thấu kính (0,3 - 0,5m) cát lẫn sét Thành phần cuội là ryolit (chủ yếu), granit, thạch anh và tektit (ít), mài tròn kém đến trung bình Trong một số mẫu đãi trọng sa khoáng vật nặng có: ilmenit, monazit, turmalin, cromit granat, chiatholit, sphen, zircon, rutil, anatas, leucoxen, casiterit, apatit, corinđon, vàng (3 hạt/100dm3) Bề dày 4m

- Tập 2: cát, bột, sét, ít sạn sỏi Dày 1m

- Tập 3: cát, bột, sét màu nâu vàng Dày 4m

Các trầm tích này có nơi phủ không chỉnh hợp trên hệ tầng Kon Tum (N2kt),

có nơi phủ trên bề mặt bào mòn của các đá trước Kainozoi

Bề dày thay đổi trong khoảng 5 – 7 m

Holocen thượng

Trầm tích sông (aQ 2 )

Phân bố ở dạng bãi bồi hiện đại với cát, cuội, sỏi ven lòng, hoặc cao 1 – 3 m

so với mặt nước Thành phần cát, cuội, sỏi thay đổi tùy thuộc từng vùng cũng như

độ nghiêng dốc của các lòng sông suối

Bề dày trầm tích thay đổi trong khoảng 1 – 3 m

Granođiorit sáng màu, cấu tạo gneis, kiến trúc tha hình đến nửa tự hình Thành phần khoáng vật (%) gồm: plagioclas= 50-55, horblenđ= 10-15, felspat kali= 5-10, thạch anh= 15-20, khoáng vật phụ có sphen, apatit, zircon

Plagiogranit sáng màu hạt nhỏ đến vừa, cấu tạo gneis Thành phần khoáng vật (%) gồm: plagioclas= 55-60, felspat kali= 0-2, thạch anh= 20-30, horblenđ= 0-2, biotit= 5-10, khoáng vật phụ là apatit, zircon

Các thành tạo mô tả trên có tuổi Proterozoi sớm

Phức hệ Núi Ngọc (PZ 1 nng)

Phức hệ Núi Ngọc có diện lộ không lớn, khoảng từ 2 - 5 km2

bao gồm các đá gabroamphibolit làm thành các khối nhỏ nằm rải rác ở phía Nam khu vực nghiên cứu

Gabroamphibolit dạng khối, sẫm màu, kiến trúc dạng tấm, hạt biến tinh

Thành phần thạch học (%) gồm: horblenđ= 30 - 60, plagioclas= 40 - 60 Khoáng vật phụ là sphen, apatit Khoáng vật thứ sinh là clorit, epiđot ở nhiều mẫu gặp tàn dƣ pyroxen trong nền horblenđ

Thành phần thạch học, thế nằm của gabro amphibolit mô tả trên có thể so sánh với các đá ở khối chuẩn của phức hệ Núi Ngọc tuổi Paleozoi sớm

Plagiogranitogneis màu xám, kiến trúc tha hình, cấu tạo gneis Thành phần (%) khoáng vật gồm: plagioclas= 45 - 60, thạch anh= 27 - 34, horblenđ= 0 - 5, biotit= 5 - 10, felspat kali= 0 - 3, khoáng vật phụ là sphen, apatit, magnetit

Granit migmatit khá phổ biến, cấu tạo gneis dạng sọc dải uốn lƣợn

Granit biotit sáng màu, cấu tạo gneis, kiến trúc hạt nửa tự hình cùng các vi kiến trúc myrmekit, pertit Thành phần (%) khoáng vật gồm: thạch anh= 30 - 32, plagioclas= 30 - 40, felspat kali= 30 - 40, biotit= 5 - 10, khoáng vật phụ có zircon, apatit, monazit

Theo quan hệ với đá biến chất vây quanh, granitoiđ Tu Mơ Rông có nguồn gốc granit hóa siêu biến chất từ các trầm tích lục nguyên của phức hệ Ngọc Linh

Đá phức hệ Tu Mơ Rông có tuổi Proterozoi sớm

Đá phức hệ Phù Mỹ có tuổi Proterozoi giữa

Khoáng vật phụ gồm sphen, apatit

Khoáng vật thứ sinh là clorit, epiđot, calcit

Đá phức hệ Tà Vi có tuổi Proterozoi muộn

Hiện tượng migmatit hóa khá phổ biến, làm thành các dải loang lổ, đôi khi dải uốn lượn và vi uốn nếp

Đá phức hệ Chu Lai có tuổi Proterozoi muộn

Phức hệ Hiệp Đức (PZ 1 hd)

Trong phạm vi nghiên cứu, các đá siêu mafic xếp vào phức hệ Hiệp Đức lộ

ra thành những khối nhỏ ở phía tây bắc khu vực nghiên cứu

Thành phần thạch học là đunit, periđotit, pyroxenit, các sản phẩm biến đổi từ chúng như serpentinit, tremolit, đá phiến talc:

Đunit sẫm màu, cấu tạo phân dải tàn dư, kiến trúc tàn dư tự hình, thành phần (%) khoáng vật gồm olivin: 90 - 93, pyroxen xiên: 5 - 7 và khoáng vật thứ sinh serpentin, tremolitit, talc, khoáng vật quặng là crommagnetit Khi bị biến đổi, khoáng vật thứ sinh tăng lên rõ rệt và khoáng vật nguyên sinh giảm xuống, nhiều khi đá bị biến đổi mạnh thành đá đơn khoáng

Periđotit có thành phần (%) khoáng vật: olivin= 35 - 50, pyroxen= 45 - 55; khoáng vật thứ sinh có serpentin, calcit, flogopit, talc, khoáng vật quặng là pyrit, pyrotin, pyroxenit, thường bị biến đổi thứ sinh mạnh mẽ trở thành đá phiến tremolit, tremolitit

Serpentinit màu vàng lục, kiến trúc sợi biến tinh với hàm lượng serpentin 85%, cộng sinh với calcit, epiđot, sulfur

60-Khoáng sản liên quan đến phức hệ là crommagnetit và vàng

Các đá của phức hệ Hiệp Đức có tuổi Paleozoi sớm

Thành phần thạch học bao gồm chủ yếu là điorit, granođiorit, granit Tất cả các đá đều có cấu tạo gneis

Phức hệ gồm 3 pha xâm nhập và một pha đá mạch:

- Pha 1: Điorit, điorit thạch anh, lộ ra ở khu vực xã Sa Nhơn, Hà Mòn, Rơ Kơi và một ít ở xã Pô Kô

- Pha 2: Granođiorit Gặp ở nhiều nơi như ở Đắk Dục, Đắk Xú, Sa Nhơn, Pô

Kô, Đắk Psi, Đắk Ui…

- Pha 3: Granit-biotit có diện lộ rất hạn chế, chủ yếu ở phía Tây Nam khu vực nghiên cứu thuộc địa phận xã Đắk Xú

Pha đá mạch gồm chủ yếu là granit aplit, pegmatit lộ chủ yếu ở phía Tây Nam khu vực nghiên cứu thuộc xã Đắk Xú, Rơ Kơi và một ít ở phía Đông Nam thuộc xã Đắk Hring

Các khoáng vật phụ đặc trưng cho đá phức hệ Diên Bình gồm (g/T): sphen=

160, apatit= 0,8 - 3, zircon = 0,4 - 2 và các khoáng vật thường gặp là pyrit, magnetit

Đặc điểm thạch hóa: các đá của phức hệ thuộc loạt kiềm vôi, dãy thạch hóa bình thường (độ kiềm bình thường, kiểu kiềm natri-kali) Theo phân loại của Chappell và White (1974), các đá thuộc kiểu I- granit, hoặc theo Ishihara S (1977), thuộc loạt magnetit-granit

Các nguyên tố Cu, Pb, Zn, Au, Ag của phức hệ có hàm lượng cao

Khoáng sản liên quan với phức hệ là vàng, bạc, đa kim, sắt nhiệt dịch, cũng cần chú ý đến các biểu hiện của Sn, Mo

Tuổi của phức hệ được xác định là Silur dựa vào các giá trị tuổi đồng vị phóng xạ: 398, 384  17, 418  12 triệu năm của các mẫu đơn khoáng theo biotit do Huỳnh Trung, Faure, Nguyễn Xuân Bao và Trần Văn Trị thu thập tại Diên Bình và Đăk Tô

Phức hệ Bến Giằng - Quế Sơn, pha 3 (gPZ 3 bg-qs3)

Các thành tạo xâm nhập phức hệ Bến Giằng - Quế Sơn lộ ra một khối ở phần đông bắc khu vực nghiên cứu thuộc huyện Tu Mơ Rông với diện tích khoảng 60

km2

Thành phần thạch học bao gồm: granit biotit, granosyenit biotit có horblenđ màu hồng sặc sỡ, thuộc pha 3 của phức hệ Chúng có cấu tạo định hướng, kiến trúc nửa tự hình hạt trung đến thô, nhiều nơi kiến trúc dạng porphyr

Thành phần (%) khoáng vật của đá: plagioclas= 18 - 37; felspat kali= 29 - 58; thạch anh= 16 - 29, biotit= 4 - 8, horblenđ= 0 - 3 và apatit, zircon, magmetit

Tổ hợp khoáng vật phụ trong mẫu giã đãi đá gốc (g/T): magnetit= 348,0; ít ilmenit; sphen= 6,13; orthit= 3,94; zircon= 1,04; chiatholit= 2,79, monazit, turmalin, casiterit, apatit

Các thành tạo xâm nhập của phức hệ trong phạm vi nghiên cứu có tuổi Paleozoi muộn

Phức hệ Vân Canh (--T 2 vc)

Đá của phức hệ Vân Canh trong phạm vi nghiên cứu lộ kém với diện tích khoảng hơn chục km2

ở khu vực xã Rơ Kơi

Thành phần chủ yếu thuộc pha 2 gồm các đá granosyenit biotit, granit biotit

Đá màu hồng nâu hạt lớn, cấu tạo khối, kiến trúc nửa tự hình, nhiều nơi kiến trúc dạng porphyr, ban tinh felspat kali màu hồng, kích thước lớn (0,4 - 1cm)

Thành phần khoáng vật (%): plagioclas= 17 - 30, felspat kali= 30 - 58, thạch anh= 18 - 40, biotit= 1 - 10 ít apatit, zircon orthit

Đặc điểm thạch hóa: các đá của phức hệ thuộc loạt kiềm vôi, dãy thạch hóa bình thường và á kiềm, kiểu kiềm kali-natri (Na2O/K2O= 0,47-0,73) Theo tiêu chuẩn phân loại của Chappell và White (1974), các đá thuộc kiểu I-granit, hoặc theo Ishihara S (1977), thuộc loạt magnetit-ilmenit granit

Tuổi đá phức hệ Vân Canh được xếp vào Trias trung

Thành phần (%) khoáng vật: plagioclas= 17 - 32; felspat kali= 23 - 41; thạch anh= 33 - 42; biotit= 3 - 8; muscovit= 1 - 6, turmalin, zircon, granat, ilmenit, corđierit

Các thành tạo của phức hệ được liên hệ với granitoiđ đèo Hải Vân mà Nguyễn Văn Quyển, Nguyễn Văn Trang (1985) xếp vào tuổi Trias muộn (sát trước Nori)

- Pha 2 (gK-/ bn2): tạo thể nhỏ (7 km2) ở khối Ngọc Bơ Bơi, bao gồm granit

2 mica, granit alaskit Đá hạt nhỏ, màu xám trắng, cấu tạo khối, kiến trúc nửa tự hình, Thành phần (%) khoáng vật: plagioclas= 23 - 37, felspat kali= 31 - 42, thạch anh= 29 - 40, biotit = 0 - 4, muscovit= 1 - 9 và apatit, zircon, turmalin, granat

Các thành tạo granitoiđ khối Bà Nà có tuổi Creta - Paleogen

Thành phần (%) khoáng vật gồm felspat kali: 50 - 81, plagioclas: 20 - 41, thạch anh: 3 - 40, biotit: 3 - 13, horblenđ: 0 - 7, pyroxen: 0 - 15 và apatit, sphen,

orthit, zircon, magnetit, ilmenit và pyrit Đá mạch có minet, syenit aplit màu hồng, hồng tím

Đặc điểm thạch anh hóa: các đá giàu kiềm, hầu hết K2O trội hơn Na2O Chúng có thành phần chuyển tiếp từ trung tính đến felsic kiềm

Các thành tạo xâm nhập Măng Xim có tuổi là Paleogen

Kiến tạo

Vùng nghiên cứu nằm ở rìa phía tây đới Kon Tum Đới này được coi là khối nhô móng kết tinh Tiền Cambri của địa khối Indosinia, nhưng cũng có thể là một địa khối độc lập trong đai dán ghép Trias của miền vỏ lục địa Trias Đông Nam Á Trong Phanerozoi và cả sau Trias, địa khối Kon Tum bị lôi kéo vào các trường có biểu hiện magma rìa lục địa tích cực trong Mesozoi muộn và nội mảng trong Kainozoi

Theo tài liệu địa vật lý trọng lực, độ sâu của bề mặt Moho từ 39 - 42km, của

bề mặt Conrad là là 17 - 19km với chiều hướng nghiêng sâu dần về phía bắc Các bề mặt có xu hướng sâu dần từ đông sang tây Móng kết tinh lộ rộng rãi trên bề mặt

1.2 Giao thông, dân cư, kinh tế- xã hội

1.2.1 Giao thông

Hệ thống đường giao thông trong khu vực nghiên cứu cũng khá phát triển Nơi đây có một số tuyến quốc lộ chạy qua như Quốc lộ 14, chạy theo hướng Tây Bắc - Đông Nam, bắt đầu từ thị trấn Plei Kần huyện Ngọc Hồi qua thị trấn Đắk Tô tới xã Hà Mòn huyện Đắk Hà Ngoài ra còn có các tuyến đường khác như đường

Hồ Chí Minh (Quốc lộ 14C), Quốc lộ 40B

Đường tỉnh lộ trong khu vực cũng khá phát triển như tỉnh lộ 671, 672, 675 Giao thông trong khu vực ảnh hưởng lớn đến sự phát triển kinh tế của cả vùng

1.2.2 Dân cư, kinh tế, văn hóa - xã hội

Cư dân trong vùng có mật độ khá thưa thớt gồm có người Kinh sinh sống chủ yếu ở trung tâm của các xã, thị trấn và ven các đường Quốc lộ, tỉnh lộ còn lại là

người các dân tộc thiểu số khác như Cơ Tú, Xê Đăng, H'rê, Gia Rai, Ba Na, Brâu,

Rơ Măm, sống rải rác trong các thung lũng hoặc trên sườn núi cao

Tuy có tiềm năng lâm sản (bao gồm các loại gỗ, sâm và các đặc sản rừng khác), khoáng sản (vàng, sét gạch ngói, sét điatomit, bauxit) nhưng kinh tế vùng còn chưa phát triển Cư dân ở đây sống chủ yếu bằng nghề nông, một vài nơi trồng

cà phê, hồ tiêu nhưng qui mô trồng nhỏ Ngoài những vùng trung tâm của huyện, thị trấn thì đời sống kinh tế, văn hóa của vùng còn kém phát triển

Chương 2 - LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Lịch sử nghiên cứu dập vỡ kiến tạo và đứt gãy

2.1.1 Các vấn đề chung về dập vỡ kiến tạo

Dập vỡ kiến tạo là sản phẩm của quá trình hoạt động nội sinh thể hiện ở sự gãy vỡ, dập nát các thành tạo địa chất Chúng được hình thành do sự di chuyển của các khối địa chất, do hoạt động đứt gãy, hoạt động động đất, hoạt động phun trào và xâm nhập Đới dập vỡ kiến tạo được hiểu là các thể địa chất, như: đứt gãy, các đới trượt cắt, các đới dăm kết kiến tạo và các đới khe nứt tăng cao Đa số các đới dập vỡ kiến tạo được sinh ra khi hoạt động phá hủy xảy ra, tức là trong môi trường biến dạng dòn Do đó, dập vỡ kiến tạo là một trong những yếu tố quan trọng để đánh giá mức độ hoạt động đứt gãy, hoạt động kiến tạo chuyển dịch luận giải hoạt động đứt gãy Tân kiến tạo và kiến tạo đứt gãy hiện đại

Đới dập vỡ kiến tạo trên địa hình được thể hiện là dải hoặc nhiều dải, một khu vực mà các thành tạo đất đá bị dập vỡ, cà nát Đới đó có thể nằm trùng trong phạm vi của một đứt gãy, của một đới đứt gãy hay nơi giao cắt của nhiều dập vỡ kiến tạo

Đới dập vỡ kiến tạo có khả năng chứa vì về mặt lý thuyết cũng như thực tế đới dập vỡ là đới thông khí, nên khả năng tàng trữ nước của chúng là rất lớn Tuy nhiên, khả năng đó phụ thuộc rất nhiều vào vị trí của phân bố của các đới dập vỡ trên địa hình: trùng thung lũng hay trùng vào đới giao cắt của các đứt, các đới khe nứt tăng cao biệt lập Và trữ lượng nước chứa trong chúng phụ thuộc rất nhiều vào cấu trúc bên trong, đặc điểm thạch học, tính thấm, tính lưu thông và tính nhả nước của chúng Theo đánh giá chung của nhiều công trình nghiên cứu, tiềm năng nước cũng như khối lượng nước khai thác được từ các đới dập vỡ rất cao so với các thành tạo bên ngoài nếu như chúng phân bố ở vị trí địa hình thích hợp cho việc thu nước Đây là những tiền đề thực tế đáng tin cậy về khả năng có nước của các đới dập vỡ

2.1.2 Lịch sử nghiên cứu địa chất- kiến tạo, địa chất thủy văn

Như trên đã nêu dập vỡ kiến tạo là sản phẩm của hoạt động kiến tạo, hoạt động nội sinh và sinh ra chủ yếu trong môi trường biến dạng dòn Do đó lịch sử nghiên cứu đối tượng này cũng chính là nghiên cứu kiến tạo đứt gãy

Lịch sử nghiên cứu đứt gãy và kiến tạo đứt gãy trong khu vực nghiên cứu đã được thể hiện sơ lược trong một số công trình nghiên cứu sau đây của người Pháp như: Chuyên khảo “Đông Dương thuộc Pháp, cấu trúc địa chất, các đá, các mỏ và mối liên quan có thể của chúng với kiến tạo” của Fromaget Đây là công trình nghiên cứu tổng hợp có giá trị lớn về địa chất Đông Dương, trong đó có vùng Bắc Tây Nguyên

Bản đồ địa chất Đông Dương tỷ lệ 1: 2 000 000 của Fromaget J tái bản năm

1954

Các tờ bản đồ địa chất tỷ lệ 1 : 500 000 do Saurin E., Fontaine H bổ sung được Nha địa dư Đà Lạt lần lượt tái bản trong những năm 1962 - 1964, trong đó có những tờ có diện tích trùm lên khu vực Tây Nguyên như đã kể trên

Bản đồ địa chất Campuchia, Lào và Việt Nam tỷ lệ 1 : 2 000 000 tái bản lần thứ 3 năm 1971 do Fontaine bổ sung cho phần lãnh thổ từ vĩ tuyến 17 vào nam

Sau năm 1975, khi đất nước ta hoàn toàn thống nhất thì một loạt công trình của các nhà địa chất nước ta ra đời Đó là các tờ bản đồ:

Bản đồ địa chất ở tỷ lệ 1 : 500 000 toàn miền nam Việt Nam do Nguyễn Xuân Bao chủ biên

Bản đồ địa chất Việt Nam tỷ lệ 1 : 500 000 (Trần Đức Lương và Nguyễn Xuân Bao đồng chủ biên) với một chú giải địa tầng và magma chi tiết hơn hẳn các

tờ bản đồ xuất bản trước đó

Vùng nghiên cứu còn được thể hiện ít nhiều trong các công trình: Nguyễn Cẩn (1983, 1985), Hoàng Anh Khiển, Phạm Huy Long (1984), Lê Duy Bách, Ngô Gia Thắng (1982, 1990, 1992), Nguyễn Trọng Yêm (1991, 1996, 2005), Văn Đức Chương (1996), Lê Như Lai (1983), Lê Duy Bách, Ngô Gia Thắng (1982, 1990, 1992), Đặng Văn Bát (1991), Nguyễn Xuân Đạo (1988), Nguyễn Xuân Tùng, Trần

Văn Trị (1992), Phùng Văn Phách và nnk., 1996; Ngô Gia Thắng (1997), Phạm Văn Hùng (2002), Vũ Văn Vĩnh (2000), Văn Đức Chương, 2001, Trần văn Trị, Vũ khúc,

2009 Cao Đình Triều, Phạm Huy Long (2002), Nguyễn Đình Xuyên và nnk (2003, 2004), Vũ Văn Vĩnh (1996), Phạm Văn Hùng (1998, 2000, 2001, 2002), Trần văn Thắng (1996, 2004), Lê Triều Việt (2005), Phan Đông Pha (2011),…

Nguyễn Trọng Yêm (1991) đã nghiên cứu hoàn cảnh địa động lực tân kiến tạo miền Nam Trung Bộ chỉ ra rằng: lãnh thổ Nam Trung Bộ trong thời ký kainozoi muộn được đặc trưng bởi hoàn cảnh địa động lực tách giãn thể hiện qua sự hoạt động mạnh mẽ của núi lửa và sự phát triển rộng rãi của các kiến trúc kiến tạo tách giãn Nguồn gốc của sự tách giãn này một mặt là do nén ép nằm ngang phương á kinh tuyến, một phần là do chuyển động từ từ của khối Indoxini về phía tây gây nên

Ngoài ra, ở khu vực này còn có những công trình nghiên cứu đứt gẫy đang hoạt động bằng các phương pháp địa hoá, địa nhiệt của Trần Văn Dương, Trần Trọng Huệ (1996) Trong những năm qua đã có các công trình nghiên cứu chuyên

đề về hoạt động phun trào bazan Kainozoi muộn, dấu ấn biểu hiện hoạt động Tân kiến tạo khu vực như Nguyễn Xuân Hãn, Phạm Tích Xuân (1991, 1996), Phạm Tích Xuân, Nguyễn Hoàng, Cung Thượng Chí và những người khác (1998), Hoạt động phun trào bazan Kainozoi Việt Nam nói chung và khu vực Tây Nguyên nói riêng được coi là gắn liền với chế độ tách giãn ở pha muộn của các hoạt động Tân kiến tạo khu vực

Nhìn chung, về địa mạo, về cấu trúc kiến tạo, đứt gãy và địa động lực vùng tây Nguyên nói chung trong đó có vùng nghiên cứu đã được quan tâm Song đi vào chi tiết thì vị trí của các đứt gãy, quy mô phát triển của chúng còn chưa rõ ràng Hơn nữa, các đới dập vỡ kiến tạo và tính chất của chúng là đối tượng chính của đề tài và mối liên quan của chúng với khả năng chứa nước dưới đất chưa được nghiên cứu

Nghiên cứu chuyên sâu về nước ngầm có các công trình:

- Báo cáo tổng kết đề tài “Tài nguyên nước dưới đất Tây Nguyên” (Nguyễn Thượng Hùng chủ biên, 1998) thuộc chương trình 48 - C (1984 - 1988)

- Chuyên khảo về nước dưới đất khu vực Tây Nguyên của Ngô Tuấn Tú, Võ Công Nghiệp, Đặng Hữu Ơn, Quách Văn Đơn năm 1999

- Báo cáo kết quả điều tra nguồn nước dưới đất vùng núi bắc Trung Bộ và Tây Nguyên do Đặng Đức Long (2001)

Từ năm 2000 đến nay, các nghiên cứu vẫn đang được các nhà khoa học đương đại tiếp nối bằng các công trình nghiên cứu tổng hợp về tài nguyên NDĐ Tây Nguyên do PGS.TS Đoàn Văn Cánh làm chủ nhiệm Đó là các đề tài: Đề tài KHCN trọng điểm cấp Nhà Nước mã số KC.48.05 (2003-2005); đề tài độc lập cấp Nhà Nước mã số ĐTĐL.2007G/44 (2007 - 2009)

2.2 Phương pháp nghiên cứu

Để hoàn thành mục tiêu đã đặt ra, đề tài đã sử dụng tổ hợp nhiều phương pháp nghiên cứu Các phương pháp này tỏ ra rất hiệu quả và được nêu chi tiết như sau:

2.2.1 Phương pháp phân tích ảnh viễn thám, ảnh DEM, bản đồ

Phân tích ảnh viễn thám, ảnh DEM

Phương pháp phân tích ảnh viễn thám là phương pháp nghiên cứu hiện đại, nghiên cứu những nét đặc trưng của địa hình bề mặt Trái đất để phát hiện các cấu trúc tuyến tính hay các cấu trúc gần thẳng tuyến trên địa hình Các cấu trúc tuyến tính này thường có quan hệ nguồn gốc với các đới dập vỡ kiến tạo trong lớp vỏ Trái đất Kết quả giải đoán ảnh viễn thám sẽ cho ra sơ đồ photolineament hay lineament, các đối tượng này thường phản ánh các đới đứt gãy hay đới dập vỡ Việc giải đoán ảnh viễn thám phụ thuộc rất nhiều vào đặc điểm và tính phân cắt địa hình, đặc điểm địa chất, đặc điểm lớp phủ thực vật và chất lượng ảnh viễn thám

Các Lineament hay các cấu trúc dạng tuyến trên tư liệu viễn thám thường thể hiện dưới dạng đường Các yếu tố ảnh dạng tuyến gồm có photolineament (PL) hoặc lineament (L) hoặc đặc trưng dạng tuyến (Linear features) Có thể định nghĩa khái quát chúng là các yếu tố đồng dấu hiệu ảnh thể hiện trên ảnh dưới dạng đường

thẳng, đoạn thẳng hoặc gần như thẳng hoặc các đoạn thẳng ngắn sắp xếp theo một đường thẳng

Các photolineament được giải đoán bằng mắt thường theo hai cách: luận giải đơn ảnh và luận giải lập thể trên tất cả các ảnh viễn thám

Các các dấu hiệu để giải đoán như sau:

- Các dải dị thường tôn ảnh đen, xám sẫm, xám trắng dạng tuyến, thể hiện các tôn ảnh khác với phông chung trên toàn bộ tấm ảnh Đôi khi, các lineament được phát hiện theo dị thường tôn ảnh ngắt quãng, hay giữa 2 diện tích có tôn ảnh khác nhau Các lineament còn được phát hiện dựa vào dị thường tôn ảnh gây ra bởi mức độ chứa nước cao hay thảm thực vật phát triển mạnh hơn, hay mạng lưới khe nứt dày đặc hơn hay tính dập vỡ cà nát của đất đá mạnh hơn Đây là dấu hiệu trực quan nhất để phát hiện các lineament

- Các dải dị thường màu dạng tuyến cơ bản Đó là các màu xanh, đỏ, lơ, tím, vàng, hồng và sắc màu tương ứng trên nền (phông) của các màu khác Nhiều khi lineament được phân biệt và vạch theo dị thường màu ngắt quãng hay giữa độ đậm nhạt như: màu đỏ thẫm và đỏ nhạt

- Cấp xám Đây là dấu hiệu định lượng để xác định các photolineament sau khi đưa mật độ quang học vào xử lý số theo 16 cấp Việc giải đoán lineament giống như giải đoán tôn ảnh Kết quả thu được là bản đồ cấp xám hay kastograma và dựa theo cấp xám, nhuộm màu mà chúng (các lineament) được giải đoán

- Hoa văn và kiến trúc ảnh là dấu hiệu định tính quan trọng trong giải đoán ảnh địa chất nói chung và giải đoán photolineament nói riêng Hoa văn ảnh là kiểu sắp xếp và kích thước các yếu tố ảnh theo một quy luật nhất định tùy thuộc vào tính chất của đối tượng thể hiện dưới một dạng trường ngẫu nhiên của mật độ quang học Trên ảnh có thể phân biệt được các dạng hoa văn sau: vô định hình, chấm mịn, chấm thô, loang lổ, dạng vảy, dạng dải, gợn sóng, song song, răng lược, ô mạng, dạng khảm và một số dạng đặc biệt của mạng lưới sông suối (dạng cành cây, dạng cánh gà, dạng ô mạng, các dải thực vật ưa ẩm…)

Phân tích bản đồ địa hình, mạng lưới thủy văn

- Theo mạng lưới thủy văn (sông suối và các cấp sông suối thẳng tắp theo dạng tuyến) Đây là dấu hiệu gián tiếp quan trọng để xác định photolineament Đó

là các đoạn sông thẳng kéo dài; các suối cạn, các chỗ mở rộng, thu hẹp thung lũng kéo dài hay chỗ gấp khúc đột ngột của chúng Hay sự bố trí song song, ô mạng,

dạng cành cây của mạng lưới thủy văn (Hình 2.1) Ngoài ra, các lineament còn được

xác định dựa vào sự thay đổi có hệ thống của các cấp sông suối, sự phân nhánh có quy luật các vị trí xuất lộ nước ngầm theo tuyến

Hình 2.1: Mạng lưới sông suối do đứt gãy địa chất tạo nên

- Các yếu tố địa hình: vách núi dựng đứng, các facet kiến tạo, các bậc địa hình, các vách thềm sông, thềm biển các hố sụt cáctơ kéo dài, các dải đầm hồ dạng

tuyến (Hình 2.2)

Hình 2.2: Địa hình, sông suối ảnh hưởng bởi đứt gãy địa chất

- Các ranh giới địa chất trong các miền có khí hậu nóng ẩm và ở nơi lớp thực vật mỏng có thể nhận biết được nhờ sự khác nhau tông màu (xám) của các khối kề liền hay phạm vi phân bố thạch học

- Các cấu trúc tuyến tính kiểu đứt gãy gây nên bởi sự dập vỡ kiến tạo khống chế đặc tính bóc mòn của đá Đó là các thung lũng hay sự sắp xếp dãy của đồi

- Các dải, thảm thực vật tự nhiên có mật độ, tông màu khác nhau được hình thành do sự tồn tại độ ẩm cao (liên quan với nước ngầm), phân bố theo dạng tuyến trên ảnh hàng không (máy bay) (chụp từ độ cao dưới 15 km) cũng là dấu hiệu trực quan để xác định lineament (Hình 2.3) Còn trên ảnh vũ trụ các dấu hiệu này bị bóc trụi nên không sử dụng chúng để giải đoán lineament được

Hình 2.3: Yếu tố thực vật tại nơi có đứt gãy địa chất

- Ngoài ra một số dấu hiệu như bóng đổ (shadow), các kênh (bands) và hiệu ứng lập thể (stereoeffect) cũng được sử dụng để giải đoán

Các cấu trúc vòng: gồm các cấu trúc được hình thành do hoạt động phun trào núi lửa Đó là các nón (họng núi lửa dương) và các họng (miệng) núi lửa âm; các khối nâng, khối sụt tân kiến tạo địa phương

Kết quả giải đoán là sơ đồ lineament kiến tạo (các lineament có nguồn gốc phi kiến tạo (không phải bản chất kiến tạo) bị loại trừ: đường xá, các đường ống dẫn nước, dẫn dầu, các dải sơn văn thẳng…) Đây là các yếu tố dạng tuyến phản ánh bản chất là các đới phá hủy dập vỡ hoặc gần gũi với đứt gãy kiến tạo với quy mô, phương vị và mật độ phân bố khác nhau trong khu vực nghiên cứu

a

b

c

d

2.2.2 Phương pháp kiến tạo vật lý

Phương pháp khôi phục trạng thái ứng suất dựa vào cặp khe nứt cộng ứng (phương pháp của M V Gzovski, 1975)

Đây là phương pháp khôi phục lại trường ứng suất kiến tạo trên cơ sở đã xác định được cặp khe nứt cộng ứng Cơ sở lý luận của phương pháp này là: Trong vật thể đồng nhất, khi bị ngoại lực tác động, sẽ xuất hiện hai đới tập trung ứng suất tiếp cực đại (max) tạo với phương lực tác động một góc khoảng 450 Các khe nứt cắt xuất hiện để giải tỏa ứng suất trùng hoặc gần trùng với các mặt ứng suất tiếp cực đại

và tạo thành các cặp cộng ứng phát triển khá rộng rãi trên các vật thể địa chất Giao tuyến của các cặp nứt cộng ứng là phương vị của ứng suất trung gian 2 Các ứng suất pháp cực tiểu 1 (nén cực đại) và ứng suất pháp cực đại 3 (giãn cực đại) sẽ là các đường phân giác của các góc tạo bởi hai mặt nứt cộng ứng, trong đó 1 sẽ nằm trong hai phần tư không gian nén ép (đi vào) còn 3 sẽ nằm trong hai phần tư đi ra Các trục 1 ,2 ,3 có quan hệ gần vuông góc với nhau Thông thường trong điều kiện phá huỷ các đá kết cấu rắn chắc thì trục 1 sẽ là đường phân giác của góc nhọn, tạo bởi cặp khe nứt cộng ứng

Phương pháp ba hệ khe nứt cộng ứng (3HKNCư) của Sherman và Sheminski

Nguyên lý của phương pháp

Trong điều kiện tác động của trường ứng suất khá đồng nhất thì xuất hiện đồng thời không phải hai mà ba hệ khe nứt Ba hệ khe nứt này phân bố gần vuông góc với nhau (biến thiên từ 15- 20º) và được gọi là 3 hệ khe nứt cộng ứng Nguyên nhân của sự xuất hiện hệ khe nứt thứ ba là do khi hai hệ đầu xuất hiện sẽ làm giải toả và suy giảm ứng suất pháp theo các trục σ1 (nén ép) và σ3 (tách giãn), làm gia tăng ứng suất theo phương trục ứng suất pháp trung gian (σ2) Do chịu ảnh hưởng của các yếu tố khách quan nên mật độ của các hệ khe nứt trên luôn khác nhau Hệ khe nứt có mật độ cao nhất trong ba hệ khe nứt được gọi là hệ khe nứt chính (thường song song với mặt trượt đứt gãy) còn hệ khe nứt thứ hai có mật độ thấp hơn gọi là hệ phụ và hệ khe nứt còn lại có mật độ thấp nhất gọi là hệ khe nứt bổ sung

Theo các tác giả trên thì trong một đới trượt bằng, hệ khe nứt chính và hệ khe nứt phụ có góc cắm gần thẳng đứng (70- 90º), hệ khe nứt bổ sung gần nằm ngang hoặc nghiêng thoải (0- 30º) Hệ khe nứt chính (đôi khi là khe nứt phụ) phản ánh thế nằm mặt trượt của đứt gãy

Trong đới đứt gãy nghịch thì hệ khe nứt chính và phụ gần gần song song với mặt trượt và nằm ngang hoặc có góc nghiêng 30- 40º; hệ khe nứt bổ sung gần thẳng đứng (70-90º)

Trong đới đứt gãy thuận hệ khe nứt chính và hệ khe phụ có đường phương gần song song nhau và song song với mặt trượt với góc cắm trong khoảng 40- 60º, còn hệ khe nứt bổ sung nghiêng một góc 30- 40º, mật độ khe nứt 3 hệ gần tương đương nhau

Phương pháp phân tích mặt trượt vết xước của Parfenov

Phương pháp do Parfenov đề xuất năm 1984 nhằm xác định trạng thái ứng suất dựa trên cơ sở thế nằm mặt trượt và vết xước kiến tạo Phương pháp này được

sử dụng để khôi phục lại trạng thái ứng suất kiến tạo khi không tìm được các cặp khe nứt cộng ứng nhưng lại biết được phương vị mặt trượt đứt gãy và phương vị của vết xước (phương của vết xước và góc giữa vết xước với mặt phẳng ngang) trên

nó

Nội dung chính của phương pháp là trên mỗi mặt trượt và vết xước cùng nằm trong bề mặt trượt của đứt gãy; trục σ1 (trục nén cực đại) phải vuông góc với trục σ2 và kết hợp với vết xước S một góc 45º Khi xác định véc tơ chuyển dịch dọc theo các vết xước cho phép xây dựng 3 trục ứng suất pháp chính giả định (T1, T2, T3) Trục ứng suất chính trung gian giả định T2 nằm trong mặt trượt

và vuông góc với vết xước Trục ứng suất pháp cực đại và cực tiểu giả định nằm trong mặt phẳng chứa vết xước và vuông góc với trục ứng suất giả định T2 Miền chứa trục ứng suất pháp chính nằm trong không gian cầu bao xung quanh trục ứng suất pháp giả định một góc nhọn (30- 60º) thường là 45º Như vậy mỗi cặp vết xước, mặt trượt cho ta 1 đường tròn chứa T1, T2, T3 Nhiều cặp vết xước và mặt trượt sẽ có nhiều đường tròn khác nhau Chồng chập nhiều đường tròn sẽ tìm

được miền chung chứa trục ứng suất pháp chính σ1, σ2, σ3 Phương pháp này dựa trên nguyên tắc chung là trục σ2 (trục nénép trung gian) luôn vuông góc với phương của vết xước S (vết xước tồn tại trên mặt trượt đứt gãy) và cùng nằm trong bề mặt trượt của đứt gãy; trục σ1 (trục nén cực đại) phải vuông góc với trục

σ2 và kết hợp với vết xước S một góc 45º theo chiều véctơ chỉ hướng dịch chuyển Hiển nhiên, mặt phẳng chứa trục σ1 và vết xựớc S luôn vuông góc với trục σ2 và mặt phẳng này chứa cả trục σ3 (trục ứng suất căng giãn cực tiểu) Vì vậy, khi xác định được trục σ1, xoay đi một góc 90º từ trục này ta sẽ có vị trí trục

σ3

Ưu điểm của phương pháp này là thao tác đơn giản và việc xác lập ứng suất có thể thực hiện ở những vết lộ không có nhiều cặp mặt trượt và vết xước kiến tạo Tuy nhiên phương pháp này cũng có sai số lớn và khi 2 pha xác định được không khác nhau nhiều thì khó có thể phân biệt được Ưu điểm nữa của phương pháp này là có thể sử dụng số liệu đo khe nứt kiến tạo (khe nứt cắt) mà không cần đến vết xước chuyển dịch Tuy nhiên, phương pháp này cũng có những hạn chế nhất định như: ở mỗi vết lộ ngoài thực địa cần phải thu được những số liệu đủ lớn và đảm bảo đo theo tất cả các hướng ở vết lộ

2.2.3 Phương pháp địa vật lý

Nhóm phương pháp địa vật lý được ứng dụng trong việc kiển tra tính chính xác của các đới dập vỡ dựa trên những đặc tính về truyền điện, truyền sóng của các đối tượng có trong đới dập vỡ này Trong khuôn khổ đề tài luận văn, học viên có sử dụng kết quả khảo sát của hai phương pháp địa vật lý là phương pháp

đo điện trở suất và phương pháp đo địa chấn từ đề tài mã số TN3/T24 Nội dung của hai phương pháp này đã được ứng dụng và chứng minh là có hiệu quả cả về kinh tế lẫn khoa học

Phương pháp đo điện trở suất

Phương pháp đo điện trở suất sử dụng dòng điện phát vào trong đất đá và đo hiệu điện thế tại các vị trí thông qua các hệ điện cực từ đó chiết suất ra thông tin về phân bố giá trị điện trở suất thuần của môi trường Các nhà khoa học dùng các kết