Lịch sử phát triển kiến tạo kainozoi lãnh thổ nam trung bộ và mối liên quan với động đất

MỞ ĐẦU 1 – Tính cấp thiết của đề tài Lãnh thổ Nam Trung Bộ có vị trí chiến lược trên nhiều phương diện, là nơi giao lưu, mở cửa với thế giới, rất thuận lợi cho thông thương và phát triể

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

-[’\ -

ĐỖ VĂN LĨNH

LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN KIẾN TẠO

KAINOZOI LÃNH THỔ NAM TRUNG BỘ

VÀ MỐI LIÊN QUAN VỚI ĐỘNG ĐẤT

LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT

TP.HỒ CHÍ MINH -2010

-[’\ -

ĐỖ VĂN LĨNH

LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN KIẾN TẠO

KAINOZOI LÃNH THỔ NAM TRUNG BỘ

VÀ MỐI LIÊN QUAN VỚI ĐỘNG ĐẤT

CHUYÊN NGÀNH : ĐỊA KIẾN TẠO

MÃ SỐ : 62445505

LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

1 – PGS.TS VŨ ĐÌNH CHỈNH

2 – TS PHẠM HUY LONG

TP.HỒ CHÍ MINH -2010

LỜI CAM ĐOAN

Tác giả xin cam đoan, đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả Các kết quả nghiên cứu và những kết luận trong luận án cũng như các tài liệu có liên quan đến luận

án đã được công bố trong các Tạp chí chuyên ngành và Hội thảo khoa học đều trung thực

Tác giả luận án

Đỗ Văn Lĩnh

Bản vẽ số 2: Bản đồ các thành tạo địa chất Kainozoi lãnh thổ Nam Trung Bộ

Bản vẽ số 3 Sơ đồ kiến tạo địa động lực lãnh thổ Nam Trung Bộ

Bản vẽ số 4: Sơ đồ đứt gãy hoạt động và địa động lực hiện đại lãnh thổ Nam Trung Bộ

CÁC BẢNG Trang Chương 3

1-Bảng 3.1 Đặc trưng hình thái và động học các đứt gãy chính lãnh thổ Nam Trung

Bộ 59d 2-Bảng 3.2 Mật độ độ dài lớn nhất photolineament và DEM-Lineament dọc theo

một số đứt gãy hoạt động chính lãnh thổ Nam Trung Bộ 59d

3-Bảng 3.3 Phân tích dải khe nứt và kiến tạo động lực xác định hướng cắm và góc

cắm các pha chuyển dịch dọc theo đứt gãy Sông Sài Gòn 61a 4-Bảng 3.4 Phân tích dải khe nứt và kiến tạo động lực xác định hướng cắm và góc

cắm đứt gãy Bình Long – Bình Châu 63 5-Bảng 3.5 Kết quả phân tích hướng cắm và góc cắm ngang qua đứt gãy Sông Ba

theo tuyến Quỳnh Phú bằng phương pháp 3HKNCƯ 64a 6-Bảng 3.6 Hướng và góc cắm, cơ chế dịch chuyển của đứt gãy Sông Ba bằng

phương pháp (3HKNCƯ) theo mặt cắt Phú Túc 64b 7-Bảng 3.7 Kết quả phân tích khe nứt bằng phương pháp dải khe nứt và kiến tạo

động lực dọc theo đứt gãy Sông Ba 64b 8-Bảng 3.8 Bảng thống kê hướng cắm, góc cắm và kiểu dịch chuyển của đứt gãy

Tuy Hòa – Trị An theo phương pháp dải khe nứt của Danilovitch 65a 9-Bảng 3.9 Bảng thống kê hướng cắm, góc cắm và kiểu dịch chuyển của đứt gãy An

Tang – Tuy Hòa theo phương pháp hệ 3 khe nứt cộng ứng 65a 10-Bảng 3.10 Phân tích dải khe nứt xác định hướng cắm và góc cắm đứt gãy Đa

Nhim - Tánh Linh 65a 11-Bảng 3.11 Phân tích dải khe nứt xác định hướng cắm và góc cắm đứt gãy Long

Hải – Tuy Phong 67a 12-Bảng 3.12 Phân tích dải khe nứt xác định hướng cắm và góc cắm đứt gãy Mũi Kê

Gà 67a

13-Bảng 3.13 Các hệ thống khe nứt phát triển trong các đá granit tuổi Creta lãnh thổ Nam Trung Bộ 67a

Chương 4

14-Bảng 4.1 Các giai đoạn và phụ giai đoạn phát triển kiến tạo Kainozoi lãnh thổ Nam Trung Bộ 81a 15-Bảng 4.2 Khôi phục trạng thái ứng suất kiến tạo trong Kainozoi lãnh thổ Nam Trung Bộ 81

Chương 5

16-Bảng 5.1 Ước lượng biên độ và tốc độ xê dịch (offset) trung bình (sông suối) dọc theo một số các đứt gãy chính hoạt động trong Pliocen – Đệ Tứ 109 17-Bảng 5.2 Đặc điểm chuyển dịch từ phân tích cơ chế chấn tiêu động đất lãnh thổ Nam Trung Bộ và lân cận 114 18-Bảng 5.3 Các dấu hiệu hoạt động các đứt gãy chính lãnh thổ Nam Trung Bộ 120 19-Bảng 5.4 Phân đọan các đứt gãy hoạt động chính khu vực Nam Trung Bộ 121

20 -Bảng 5.5 Khỏang thời gian trung bình (năm) lặp lại động đất dọc theo một số các đứt gãy lãnh thổ Nam Trung Bộ và Nam Bộ 124 21-Bảng 5.6 Tần suất lặp lại động đất khu vực Nam Trung Bộ theo phương pháp

thông kê 125 22-Bảng 5.7 Cực đại động đất có khả năng phát sinh dọc theo các đứt gãy lãnh thổ Nam Trung Bộ và lân cận 125

23-Bảng 5.8 (PA1) Dự báo động đất cực đại có khả năng phát sinh theo các công

thức khác nhau (cột 1-9) 127 24- Bảng 5.9 (PA2) Dự báo động đất cực đại có khả năng phát sinh cho từng đọan

25- Bảng 5.10 Uớc lượng moment magnitude (Mw) theo biên độ dịch chuyển cực đại quan sát được dọc các đới ảnh hưởng đứt gãy hoạt động trong Kainozoi và hiện đại lãnh thổ Nam Trung Bộ 128 26-Bảng 5.11.Ước lượng biên độ thực theo mặt trượt từ hợp phần đứng trên mặt cắt

và góc trượt 129

2-Hình 2 Sơ đồ tài liệu thực tế khu vực nghiên cứu 3b

Chương 1

3-Hình 1a Mô hình đâm thụt tiểu lục địa Ấn Độ vào lục địa Âu – Á, gây trồi trượt các geoblock về phía đông nam, dọc theo các đứt gãy bản lề chính, dẫn đến tách giãn Biển Đông theo kiểu pull-apart (Tapponnier và nnk, 1982 - 2003) 10 4-Hình 1b Mô hình kéo tấm (slab pull model) do sự hút chìm của Proto Biển Đông xuống dưới Borneo, đưa đến sự hình thành Biển Đông ngày nay và tiêu biến Proto Biển Đông (Taylor và Hayes – 1980, 1983 và nnk, R.Hall, 1996) 10

Chương 2

5-Hình 2.1 Xác định cư ly lún chìm của vỏ trái đất trong trường hợp a-biển sâu dần; biển nông dần (theo V.V Belauxov, 1962 trong [62]); P – Các đường cong biểu hiện địa mạo các chuyển động dao động, S – Các đường cong biểu diễn chuyển động kiến tạo; 1200m và 800m, cự ly lún chìm tổng hợp; 1000m – bề dày trầm tích, 0 -200m độ sâu thành tạo trầm tích 17 6-Hình 2.2 Các dạng bất chỉnh hợp cơ bản và biến thể của chúng 18a 7-Hình 2.3 Địa hình sườn và kiểu mạng thủy văn, độ xê dịch sông suối và bồn sụt dọc theo đới đứt gãy trượt bằng 18a 8-Hình 2.4 Sự thành tạo các kiểu cấu trúc trong cặp ngẫu lực cắt trượt bằng 19 9-Hình 2.5 Quan hệ phá hủy giữa trục ép và hệ thống phá hủy có trước 19 10-Hình 2.6 Các khe nứt đứt gãy sẽ phân tán xa dần trục ép nén theo

b-thời gian biến dạng 21 11-Hình 2.7 Sơ đồ quy luật phân bố hệ 3KNCƯ trong đới đứt gãy 22 12-Hình 2.8 Xác định động học dịch chuyển các vi đứt gãy tại thực địa bằng các dấu hiệu gờ trượt, vết xước, rãnh trượt… 23 13-Hình 2.9 Phân tích cơ chế chấn tiêu bằng cặp đứt gãy chính – phụ 26 14-Hình 2.10 Hệ trục sử dụng để tính toán các ứng suất Coulomb trên các mặt phá hủy tối ưu Ứng suất tiếp tuyến nén ép và trượt phải trên mặt phá hủy mang dấu dương

τβ mang dấu ngược khi tính toán phá hủy Coulomb trượt phải trên các mặt phá hủy nhất định 27

TN trong đới ảnh hưởng đứt gãy Đa Nhim – Tánh Linh tại khu vực Núi Hòn Giao,

21-18-Hình 3.4 Phổ tuổi tuyệt đối của nhịp bazan Pliocen – Pleistocen sớm lãnh thổ Nam Trung Bộ 37a 22-19-Hình 3.5 Phổ tuổi đồng vị tuyệt đối phun trào bazan Pleistocen giữa – muộn 37a 23-Hình 3.6a Các mặt bất chỉnh hợp ở bồn trũng Phú Khánh theo kết quả minh giải địa chấn 38a 24-Hình 3.6b Các mặt bất chỉnh hợp và cột địa tầng tổng hợp ở bồn trũng Cửu Long và Nam Côn Sơn 38a 25-Hình 3.6c Các mặt bất chỉnh hợp và cột địa tầng tổng hợp ở bồn trũng Natuna, Sông Hồng, Cửa Sông Châu Giang, Salawati, Bintuni 38b 26-Hình 3.6 d Các mặt bất chỉnh hợp ở bồn trũng Nam Côn Sơn (theo Mattews và nnk, 1997 38b 27-Hình 3.6e Các mặt bất chỉnh hợp ở bồn trũng Cửa Sông Châu Giang – Trung Quốc 38c 28-Hình 3.6f Các mặt bất chỉnh hợp ở khu vực Trường Sa – Palawan 38c 29-Hình 3.6g Các mặt bất chỉnh hợp và cột địa tầng tổng hợp ở bồn trũng Sông Hồng 38d 30-Hình 3.6i Các mặt bất chỉnh hợp ở Đồng Bằng Nam Bộ và Đông Nam Bộ, trũng Di Linh – Bảo Lộc và Sông Ba 38d

33-Hình 3.8a Mặt cắt địa hình tuyến Tân An – Sài Gòn – B’ Lao 43 34-Hình 3.8b Mặt cắt địa hình tuyến EaKar – Phan Rang 43 35-Hình 3.9 Vị trí khu vực nghiên cứu trong bình đồ kiến tạo Kainozoi Đông Nam Á 45a 36-Hình 3.10 Mặt cắt cấu trúc móng các trầm tích Kainozoi qua đứt gãy Sông Sài Gòn

và đứt gãy Sông Vàm Cỏ Đông theo tuyến CD 46a 37-Hình 3.11 Mắt cắt móng trầm tích Kainozoi qua đứt gãy Long Hải – Tuy Phong và đứt gãy Thuận Hải – Minh Hải theo tuyến AB 46a 38-Hình 3.12 Phương trục uốn nếp các trầm tích Jura khu vực nghiên cứu 46a

cắm về phía tây bắc trước khi bị bazan Miocen muộn phủ lên 49

đứng 4m, ngang 6m (14040) 49

khu vực Tân Hòa – Tân Châu – Bình Phước 52 42-Hình 3.A7 Mặt trượt vi đứt gãy 210<80 chứa các gờ trượt bằng trái thuộc đới đứt gãy Sông Sài Gòn tại PV21E, khu vực Núi Lớn -Vũng Tàu 52 43-36-Hình 3.13 Hệ thống đứt gãy phương ĐB - TN (đứt gãy Long Hải – Tuy Phong

và đứt gãy Thuận Hải – Minh Hải) cắt qua trầm tích tuổi Pliocen tới trầm tích Pleistocen muộn và trầm tích Holocen khu vực ven biển Mũi Hồ Tràm 53 44-Hình 3.14 Gradient ngang dị thường trọng lực Bouguer 59a 45-Hình 3.15.Gradient ngang dị thường trọng lực Bouguer nâng lên độ cao 20km 59a 46-Hình 3.16 Gradient ngang trường trọng lực Bouguer nâng lên độ cao 50km 59b 47-Hình 3.17 Trường từ nâng lên độ cao 5km khu vực nghiên cứu 59b 48-Hình 3.18 Mặt cắt địa chấn chỉ ra hướng cắm về đông nam của các đứt gãy sinh kèm với đứt gãy Thuận Hải – Minh Hải 59c 49-Hình 3.19 Xác định biên độ dịch ngang móng cấu trúc trầm tích Kainozoi theo tuyến mặt cắt R – T qua đứt gãy Thuận Hải – Minh Hải 59d

50-Hình 3.20 Sơ đồ mật độ độ dài photolineament khu vực nghiên cứu phân tích từ ảnh Landsat ETM+ và TM (1989-2004) 59c 51-Hình 3.21 Sơ đồ mật độ độ dài DEM-Lineament khu vực nghiên cứu.Nguồn DEM của cơ quan Nasa Mỹ, độ phân dải không gian là 90m 59f 52-Hình 3.22 Đẳng độ cao tuyệt đối móng trầm tích Holocen trong phụ khối CTĐĐL Sài Gòn 60a 53-Hình 3.23 Đẳng độ cao tuyệt đối móng trầm tích Pleistocen khu vực trong phụ khối CTĐĐL Sài Gòn và phụ khối CTĐĐL Dầu Tiếng – Vũng Tàu 60a 54-Hình 3.24 Đẳng dày trầm tích Pliocen – Pleistocen sớm khu vực trong phụ khối

CTĐĐL Sài Gòn và phụ khối CTĐĐL Dầu Tiếng – Bà Rịa 61a 55-Hình 3.A8 Ba pha trượt theo thứ tự từ cổ đến trẻ 1 – thuận, 2 – bằng phải, , 3 thuận – trái trên mặt trượt đứt gãy 145<75-80 (ĐB-TN) tại PV20B (Bà Rịa) 62 56-Hình 3.A9 Mặt trượt thuận phải của đứt gãy Sông Đồng Nai (nhánh sinh kèm của

57-47-Hình 3.25 Mặt cắt 3 hệ khe nứt cộng ứng (3HKNCƯ) qua đứt gãy Sông Ba tuyến Quỳnh Phú 64a 58-Hình 3.26 Mặt cắt 3 hệ khe nứt cộng ứng (3HKNCƯ) qua đứt gãy Sông Ba theo tuyến Phú Túc 64a

Sơn – Ninh Thuận 66 60-Hình 3.A11 Đứt gãy Kê Gà phá hủy phương ĐB – TN (120<70 -85) cắm gần dốc đứng về phía ĐN, phát sinh trong trượt bằng sau Eocen, Oligocen ), khu vực Minh Ngọc – Kê Gà 66 61-Hình A12 Đới khe nứt tăng cao 150<80 trùng thuộc đới ánh hưởng của đứt gãy Long Hải – Tuy Phong, tại Mũi Chim – Hàm Tân 69

thụôc đới ảnh hưởng của đứt gãy Long Hải – Tuy Phong tại Bà Rịa 69

0,6m, phát triển trong đá granit hạt lớn tuổi Creta phức hệ Đèo Cả, ghi nhận tại khu

gãy Lộc Ninh Thủ Dầu Một vẫn phát triển trong đá bazan tuổi Pliocen muộn (N23ln) 70 65-49-Hình 3.27a Tám hệ thống khe nứt chính ảnh hưởng tới THTKT do hút chìm rìa lục địa tích cực 71a 66-50-Hình 3.27b 9 hệ thống khe nứt chính tồn tại trong THTKT liên quan căng giãn Paleogen 71a 67-51-Hình 3.27c Bốn hệ thống khe nứt chính ảnh hưởng tới đá thuộc THTKT căng giãn và nâng vòm khối tảng tuổi Miocen giữa – Pleistocen 71a 68-Hình 3.27d : Các hệ thống khe nứt chính ảnh hưởng tới đá bazan tuổi Pleistocen giữa – muộn thuộc THTKT căng giãn và nâng vòm khối tảng tuổi Miocen giữa – Pleistocen 71a 69-Hình 3.A16 Phân tích khe nứt lông chim cho thấy hệ thống phá hủy 120<50 phát sinh trong cơ chế tách giãn phương TB-ĐN, bị hệ phá hủy phương TB-ĐN cắm đứng xuyên cắt ghio nhận ở đoạn Đá Nhảy (BK02) tới Bình Yên (BK01), Mũi t ên màu đen chỉ hướng tách giãn 74a 70-Hình 3.A17 Vi đứt gãy phương kinh tuyến trượt trái, cắt dịch phương đông bắc –

lẽ vào Oligocen muộn 74b 72-Hình 3.A19 Pha trượt trái - nghịch (2) cắt pha trượt nghịch (1) trên cùng mặt trượt

73-Hình 3.A20 Pha trượt bằng trái cắt lên pha trượt nghịch trên mặt trượt đứtgãy 120<70 (ĐB – TN) ghi nhận ở khu vực Đá Đỏ (BK03) Đá chứa phá hủy tuổi Creta muộn (phức hệ Ankroet) 74c 74-Hình 3.A21 Vi đứt gãy phương 30 (BĐB – NTN) cắm đứng cắt dịch phải phương

350 (á kinh tuyến) với biên độ 0,25m, ghi nhận tại khu vực Minh Ngọc (BK06) Đá chứa phá hủy tuổi Creta muộn (phức hệ Ankroet) 74c

75-Hình 3.A22 Vi đứt gãy phương 300 cắt dịch phải mạch aplit phương 3200 với biên

độ 5cm tại khu vực Minh Ngọc (PV1.2) Đá chứa phá hủy tuổi Creta muộn (phức

hệ Ankroet) 74d 76-Hình 3.A23 Hai pha trượt: thuận có trước (1) và bằng trái – thuận có sau (2) tồn tại trên mặt trượt vi đứt gãy phương ĐB – TN (120 <75), khu vực Thanh Đạt (BK04)

Đá chứa khe nứt tuổi Creta muộn (phức hệ Ankroet) 74d

Đá chứa phá hủy tuổi Creta muộn (phức hệ Ankroet) 74e

biên độ cỡ 25cm ghi nhận tại khu vực Đá Nhảy Đá chứa phá hủy tuổi Creta muộn (phức hệ Ankroet) 74e

gãy P.70 cắm đứng với biên độ 0,2m 74f

10<50 (á vĩ tuyến) với biên độ 5cm Vi đứt gãy phương ĐB – TN này bị khống chế

81-Hình 3.A28 Hai pha dịch chuyển bắng trái và bằng phải (biên độ lớn nhất 5cm) dọc

(TN-ĐN) ghi nhận tại khu vực Suối Vàng 74g 82-Hình 3.A29 Vết xước trượt bằng trái cắt vết xước trượt bằng phải trên mặt trượt đứt

83-Hình 3 A30 Vi đứt gãy P.40 (ĐB – TN) cắt dịch trái mạch aplit với biên độ khoảng

tại khu vực mũi Cà Ná – Bình Thuận 74h 84-Hình 3.A31 Đới phá hủy phương 110-120 xuyên cắt các hệ thống phá khác, khu vực Thanh Đạt (BK04) 74h 85-Hình 3.A32 Mặt trượt vi đứt gãy 240<80 trượt bằng trái ghi nhận được trong cát kết

hệ tầng Dầu Tiếng tuổi Trias muộn khu vực Núi Ông – Bình Dương 74i 86-Hình 3.A33 Mặt trượt bằng phải vi đứt gãy 40<75 (TB – ĐN) cắt qua cát kết hệ tầng Dầu Tiếng tuổi Trias muộn khu vực Núi Ông – Bình Dương 74i

88-Hình A35 Hai pha trượt: trượt bằng phải - nghịch có trước và nghịch có sau trên

mặt trượt đứt gãy phương á vĩ tuyến cắm bắc (10<70), cũng bắt gặp tại đây vi đứt

gãy 10<25 trượt nghịch, khu vực Suối Nhum 74k 89-Hình 3.A36 Hệ khe nứt tách lông chim chỉ ra chiều trượt phải của shear phương

kinh tuyến Shear kinh tuyến này bị cắt dịch trái bởi vi đứt gãy mở phương 30 (BĐB

– NTN) 74m 90-Hình 3.A37 Mặt trượt đứt gãy phương kinh tuyến cắm về phía đông trượt nghịch

Pliocen (Phú Túc -14025) 74n

Chương 4

92-Hình 4.1(a,b) Sư di chuyển biến dạng thúc trồi liên tiếp của Ấn độ vào Âu Á và thời

điểm kế thúc trượt bằng trái của các đứt gãy khu vực Đông Nam Châu Á 79 93-Hình 4.2(a,b) Sơ đồ kiến tạo vào Creta muộn lãnh thổ Nam Trung Bộ 84a 94-Hình 4.3(a,b) Sơ đồ kiến tạo vào Paleocen – Eocen giữa lãnh thổ Nam Trung Bộ 85a 95-Hình 4.A39 Biến dạng tách giãn phương TB – ĐN, nảy sinh cặp cộng các khe nứt

(phức hệ Phan Rang) tuổi Eocen tại Đèo Cậu, Ninh Sơn, Ninh Thuận 86 96-Hình 4.A40 Tinh thể felspat (vòng tròn nhỏ đầu mũi tên đỏ) trong granit pocphyr

(phức hệ Phan Rang) bị cắt và ranh giới cắt bởi mạch gabrodiabas (phức hệ Cù

Mông) tuổi Eocen 86 97-Hình 4.4(a,b) Sơ đồ kiến tạo vào Eocen giữa – muộn lãnh thổ Nam Trung Bộ 87a 98-Hình 4.5(a,b) Sơ đồ kiến tạo vào Oligocen lãnh thổ Nam Trung Bộ 88a

phía ĐN, được xem như là các đứt gãy phát sinh trong cơ chế tách giãn tạo bồn

trũng Cửu Long trong Eocen hoặc Oligocen 90

100-Hình 4.A42 Mạch aplit phương (P.140) của phức hệ Đèo Cả (Kđc) bị xuyên cắt dịch phải dọc phá hủy ĐB - TN (P 45 -50) và dịch trái dọc phá hủy phương á vĩ tuyến (P.85) ghi nhận tại khu vực M’Drak 90 101-Hình 4.5c Phay nghịch trên băng địa chấn ở mỏ Bạch Hổ 91 102-Hình 4.5d Các hệ thống đứt gãy vĩ tuyến trên móng trầm tích Kainozoi bồn trũng Cửu Long 91 103-Hình 4.6(a,b) Sơ đồ kiến tạo vào Miocen sớm lãnh thổ Nam Trung Bộ 91a 104-Hình 4.7(a,b) Sơ đồ kiến tạo vào Miocen giữa – muộn lãnh thổ Nam Trung Bộ 93a 105-Hình 4.A43 Vi đứt gãy 210<30 trượt nghịch phải tại PV20B – Bà Rịa, kiểu đứt gãy lông chim nghịch do dồn tụ ở mút cuối của đứt gãy Sông Sài Gòn (transcurrent fault) chụp tại Bà Rịa 95 106-Hình 4.A44 Pha trượt thuận cắt lên pha trượt bằng phải trên mặt trượt vi đứt gãy

Ông – Bình Dương 95 107-Hình 4.8(a,b) Sơ đồ kiến tạo vào Pliocen-Pleistocen sớm lãnh thổ Nam Trung Bộ 96a 108-Hình 4.9(a,b) Sơ đồ kiến tạo vào Pleistocen giữa – muộn lãnh thổ Nam Trung Bộ 97a

dịch thuận tập cát kết với biên độ mặt trượt khoảng 2,7m, trong cát bột kết hệ (hệ tầng Dầu Tiếng tuổi Trias muộn) tại Núi Cậu – Dầu Tiếng 98 110-Hình 4.A46 Phá hủy phương TB – ĐN (P.300) cắt dịch phải phá hủy phương kinh tuyến (P.360) với biên độ 10 cm tại khu vực Núi Lá tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu 100 111-Hình 4.A47 Mạch gabrodiabas bị cắt dịch đứng với biên độ 25cm bởi phá phương

Chương 5

112-Hình 5.1 Tốc độ và hướng chuyển động của các mảng, blocks khu vực Đông Nam Châu Á 105 113-Hình 5.2 Phương và góc cắm trục ép nén trong cơ chế chấn tiêu động đất khu vực Đông Nam Châu Á (SE-Asia) (từ 462 trận động đất có M>=7 độ Ricter): a,b – Đồ

khu vực SE-Asia xác lập từ cơ chế chấn tiêu động đất khu vực SE-Asia (M>=7)

Cần Thơ – Bắc Đà Lạt 112 115-Hình 5.4 Mặt cắt cấu trúc giản lựợc và biên độ dịch chuyển đứng tương đối móng trước Kainozoi theo tuyến IX-IX 112 116-Hình 5.5 Sơ đồ phân vùng CTĐĐL lãnh thổ Nam Trung Bộ và lân cận kèm tuyến phân tích chuyển động đứng (màu đỏ và số hiệu) đặc trưng dịch dịch chuyển đứng 112 117-Hình 5.6 Chuyển động ngang theo xu thế biến đổi ứng suất Coulomb ở độ sâu 12

km (bình đồ và mặt cắt) lãnh thổ Nam Trung Bộ và lân cận 113 118-Hình 5.7 Dịch chuyển ngang ở độ sâu 7,5 km khu vực nghiên cứu theo xu hướng biến đổi ứng suất Coulomb Các vectơ dịch trượt thể hiện hướng và độ lớn tương ứng 113 119-Hình 5.8a Hợp phần dịch chuyến đứng đột ngột đạt 2,9m (0.4ms) cắt mái trầm tích Holocen qua đứt gãy Thuận Hải – Minh Hải (tuyến T03-12, 25ms, nam Mũi

Kê Gà) 116 120-Hình 5.8b Hợp phần dịch chuyến đứng đột ngột đạt 3m (0.5ms) qua đứt gãy Thuận Hải – Minh Hải (tuyến T03-122, nam Mũi Bình Thạnh, Bình Thuận) 116 121-Hình 5.8c Hợp phần dịch chuyến đứng đột ngột đạt 1,7m (3m?) qua đứt gãy Thuận Hải – Minh(tuyến T.BM-14, ngòai khơi Phan Thiết) 116 122-Hình 5.8d Sơ đồ tuyến phân tích địa chấn xác định hợp phần dịch đứng trên băng địa chấn qua đứt gãy Thuận Hải – Minh Hải 116 123-Hình 5.9 Dự báo xu hướng chuyển dịch đứng trong vùng khác nhau lãnh thổ Nam Trung Bộ 116

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

CTĐĐL : Cấu trúc – địa động lực ĐB – TN: Đông Bắc – Tây Nam

TB - ĐN : Tây Bắc – Đông Nam BTB – NĐN: Bắc Tây Bắc – Nam Đông

Nam BĐB – Bắc Đông Bắc – Nam Tây Nam KT: Kinh tuyến

Ma: Triệu năm (Million age) TUSKT: Trường ứng suất kiến tạo DEM: Digital elevation model (địa hình

độ cao số)

THTKT: Tổ hợp thạch – kiến tạo

DH: Dấu hiệu TƯSC: trục ứng suất chính

KNC: hệ khe nứt chính 3HKNCƯ: 3 hệ khe nứt cộng ứng

KNY: hệ khe nứt thứ yếu KNP: hệ khe nứt phụ

M và Mmax: Magnitude và động đất cực

đại có khả năng phát sinh

BCĐĐL: Bối cảnh địa động lực

MSK-64: Thang đo cường độ chấn động

của Liên xô (cũ)

I0 max: Cường độ chấn động lớn nhất

đg: Đứt gãy H, h – Độ sâu chấn tiêu động đất

PA2: Phương án 2

TS Phạm Huy Long đã hướng dẫn tận tình NCS trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và viết luận án, sự tận tình giúp đỡ và dìu dắt trong gần hai chục năm qua của TS Phạm Huy Long

Tác giả cũng đã nhận được những góp ý mang tính lý luận và chỉ dẫn rất bổ ích của GS.TSKH Lê Minh Triết, PGS.TS La Thị Chích, TSKH Lê Duy Bách, PGS.TS

Hà Quang Hải, PGS.TS Cao Đình Triều, GS.TS Nguyễn Đình Xuyên, TS Trịnh Văn Long, PGS.TSKH Phan Văn Quýnh, TS Trần Văn Thắng, PGS.TS Nguyễn Hồng Phương, TS Ngô Gia Thắng, PGS.TS Đào Xuân Lộc, Cố PGS.TS Huỳnh Thị Minh Hằng…

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đối với Ban lãnh đạo & Các Phòng, Ban chức năng của Liên đoàn Bản đồ Địa chất Miền Nam và Liên đoàn Địa chất Biển, Lãnh đạo Cục Địa chất & Khoáng sản Việt Nam, Petrovietnam, VPI đã tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả hoàn thành luận án này …và rất nhiều đồng nghiệp khác đã chia sẽ động viên

và khích lệ trong nhiều năm qua; Tác giả xin chân thành cảm ơn Khoa Kỹ thuật Địa chất & Dầu khí, Phòng Đào tạo Sau Đại Học, Ban Giám đốc và Trường Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh, Sở Khoa học và Công nghệ Tp Hồ Chí Minh …đã giúp đỡ hoàn thành luận án này Cuối cùng, tác giả xin bày tỏ tình cảm và lòng biết ơn đối với người thân, gia đình, bè bạn đã khích lệ và chia sẻ khó khăn trong nhiều năm qua

MỤC LỤC

Trang

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu của luận án 1

3 Nhiệm vụ của luận án 1

4 Các điểm mới của luận án 2

5 Các luận điểm bảo vệ 2

6 Diện tích nghiên cứu 3

7 Cơ sở tài liệu 3

8 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 5

9 Cấu trúc của luận án 5

CHƯƠNG 1 LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT, KIẾN TẠO KAINOZOI VÀ ĐỘNG ĐẤT LÃNH THỔ NAM TRUNG BỘ 1.1 Tình hình nghiên cứu địa chất, kiến tạo Kainozoi lãnh thổ Nam Trung Bộ 6

1.1.1 Giai đọan trước năm 1975 6

1.1.2 Giai đọan sau năm 1975 7

1.2 Điểm qua lịch sử nghiên cứu động đất lãnh thổ Nam Trung Bộ 11

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Cơ sở lý thuyết 13

2.1.1 Các khái niệm 13

2.1.2 Đứt gãy hoạt động 14

2.1.3 Cơ sở phân chia các giai đoạn và phụ giai đoạn kiến tạo 16

2.1.4 Cơ sở phân chia các giai đoạn và phụ giai đoạn động học 16

2.1.5 Động đất và mối liên quan với đứt gãy 16

2.2 Các phương pháp nghiên cứu 17

2.2.1 Phương pháp phân tích bề dày, tướng đá trầm tích 17

2.2.2 Phương pháp phân tích các bề mặt bất chỉnh hợp 18

2.2.3 Phương pháp phân tích địa mạo – kiến tạo 19

2.2.4 Phương pháp phân tích kiến trúc 19

2.2.5 Phương pháp kiến tạo vật lý 20

2.2.6 Phương pháp ảnh viễn thám và địa hình độ cao số (DEM) 25

2.2.9 Phương pháp biến đổi ứng suất Coulomb dự báo đặc trưng biến đổi ứng

suất và dịch chuyển dọc hiện đại theo các đứt gãy 26

2.2.10 Phương pháp đánh giá động đất cực đại có khả năng phát sinh 27

2.2.11 Một số phương pháp khác 28

CHƯƠNG 3 CÁC BẰNG CHỨNG ĐỊA CHẤT KAINOZOI LÃNH THỔ NAM TRUNG BỘ 3.1 Trầm tích 29

3.1.1 Tầng cấu trúc móng tuổi trước Kainozoi 29

3.1.2 Tầng cấu trúc lớp phủ Kainozoi 29

3.2 Magma 32

3.2.1.Các thành tạo magma tuổi trước Kainozoi 32

3.2.2 Các thành tạo magma tuổi Kainozoi 33

3.3 Các mặt bất chỉnh hợp trong Creta muộn – Kainozoi 38

3.3.1 Các mặt bất chỉnh hợp khu vực 38

3.3.2 Các mặt bất chỉnh hợp địa phương 39

3.4 Địa hình và mạng sông suối 42

3.5 Kiến tạo 45

3.5.1.Vị trí kiến tạo 45

3.5.2 Cấu trúc sâu 46

3.5.3.Các tổ hợp thạch - kiến tạo 46

3.5.4 Uốn nếp 50

3.5.5 Nguyên tắc phân vùng cấu trúc – địa động lực và phân cấp đứt gãy 51

3.5.6 Các đơn vị cấu trúc - địa động lực (CTĐĐL) lãnh thổ Nam Trung Bộ 54

3.5.7 Đứt gãy 58

3.5.8 Khe nứt trong các đá có tuổi khác nhau 71

3.5.9 Động học 73

CHƯƠNG 4 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN KIẾN TẠO KAINOZOI LÃNH THỔ NAM TRUNG BỘ 4.1 Quá trình tiến hóa địa động lực khu vực Đông Nam Á trong Kainozoi 76

4.1.1 Sơ lược các giai đoạn phát triển biến dạng Kainozoi 76

4.1.2 Sơ lược tiến hóa địa động lực của Đông Nam Á 79

4.2 Lịch sử phát triển kiến tạo Kainozoi lãnh thổ Nam Trung Bộ 81

4.2.1 TUSKT Kainozoi trong các giai đoạn và phụ giai đoạn 81

4.2.2 Tiến hóa kiến tạo Kainozoi lãnh thổ Nam Trung Bộ trong các giai đoạn và

phụ giai đoạn kiến tạo 84

CHƯƠNG 5 MỐI QUAN HỆ GIỮA ĐỊA ĐỘNG LỰC HIỆN ĐẠI VÀ ĐỘNG ĐẤT LÃNH THỔ NAM TRUNG BỘ 5.1 Khái quát địa động lực và địa động lực hiện đại khu vực Đông Nam Á và Việt Nam trong Kainozoi 102

5.1.1 Các BCĐĐL chính khu vực Đông Nam Châu Á 102

5.1.2 Các BCĐĐL chính lãnh thổ Việt Nam 103

5.1.3 Sơ lược đặc điểm cổ từ khu vực Đông Nam Châu Á 104

5.1.4 Khái quát chuyển động hiện đại vỏ trái đất lãnh thổ Việt Nam và kế cận theo số liệu GPS 105

5.1.5 Hoạt động động đất khu vực Đông nam Á 106

5.2 Địa động lực hiện đại lãnh thổ Nam Trung Bộ 107

5.2.1 Đặc điểm về chuyển động thẳng đứng và chuyển động ngang ở các đơn vị CTĐĐL 107

5.2.2 Chuyển động kiến tạo hiện đại 111

5.2.3.Trường ứng suất kiến tạo hiện đại lãnh thổ Nam Trung Bộ 115

5.2.4 Nguồn gốc của các chuyển động 117

5.3 Mối liên quan giữa hoạt động đứt gãy và núi lửa với động đất 118

5.3.1 Liên quan giữa đứt gãy hoạt động với động đất 118

5.3.2 Liên quan giữa hoạt động núi lửa với động đất 122

5.3.3 Liên quan giữa động đất với đứt gãy 123

5.3.4 Khoảng lặp lại động đất lãnh thổ Nam Trung Bộ 124

5.3.5 Dự báo cực đại khả năng phát sinh động đất dọc theo đứt gãy 125

KẾT LUẬN 130

- Những kết luận chủ yếu của luận án 130

- Một số vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu 132

CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 133

VĂN LIỆU THAM KHẢO 135

Phụ lục số 1: Tuổi đồng vị các thành tạo magma Kainozoi lãnh thổ Nam Trung Bộ 149

Phụ lục số 2: Kết quả tách và khôi phục các trạng thái ứng suất kiến tạo trong Kainozoi lãnh thổ Nam Trung Bộ 152

Phụ lục số 3: Danh mục động đất Miền Nam trong phạm vi 5-150N, 105-1150E 156

Phụ lục số 4: Thang địa tầng quốc tế (International Stratigraphic Chart) 161

MỞ ĐẦU

1 – Tính cấp thiết của đề tài

Lãnh thổ Nam Trung Bộ có vị trí chiến lược trên nhiều phương diện, là nơi giao lưu, mở cửa với thế giới, rất thuận lợi cho thông thương và phát triển du lịch, hải sản, thăm dò và khai thác dầu khí…

Việc nghiên cứu làm sáng tỏ lịch sử phát triển kiến tạo trong Kainozoi lãnh thổ Nam Trung Bộ có ý nghĩa lớn và cần thiết cho công tác đánh giá tai biến địa chất phục vụ cho việc quy hoạch hợp lý lãnh thổ và phát triển bền vững Mặc dù lịch sử phát triển kiến tạo Kainozoi Lãnh thổ Nam Trung Bộ đã được đề cập ở các mức độ khác nhau và đã đạt được những thành tựu đáng kể Tuy nhiên đặc trưng tiến hóa chế độ địa động lực, tiến hóa đứt gãy, địa tầng - kiến tạo, vật chất, biến dạng và ứng suất, trong các giai đọan phát triển kiến tạo Kainozoi khu vực nghiên cứu chưa được đầu tư đúng mức, đặc biệt là chế độ địa động lực trong Kainozoi và địa động lực hiện đại chi phối hoạt động đứt gãy và mối liên quan giữa chúng với động đất lãnh thổ Nam Trung Bộ hầu như còn bỏ ngỏ Đây là các vấn đề rất quan trọng, cấp thiết và có ý nghĩ khoa học và thực tiễn lớn Xuất phát từ các vấn đề này,

tác giả chọn đề tài “Lịch sử phát triển kiến tạo Kainozoi Lãnh thổ Nam Trung

Bộ và mối liên quan với động đất”

2 - Mục tiêu của luận án

Làm sáng tỏ lịch sử phát triển kiến tạo Kainozoi Lãnh thổ Nam Trung Bộ và mối liên quan với động đất, phục vụ việc dự báo và đánh giá động đất

3 - Nhiệm vụ của luận án

1 – Nghiên cứu tính chất đứt gãy (quy mô, hình thái, dịch chuyển, phân cấp,

4 – Các điểm mới của luận án

1 – Làm sáng tỏ tính chất đứt gãy, tiến hóa đứt gãy và phân cấp đứt gãy

2 – Phân chia các giai đoạn phát triển kiến tạo Kainozoi và khôi phục trường ứng suất cho từng giai đoạn

3 – Lần đầu tiên tác giả áp dụng phương pháp biến đổi ứng suất Coulomb dự

báo đặc trưng biến đổi ứng suất và dịch chuyển hiện đại dọc theo các đứt gãy ở lãnh

thổ Nam Trung Bộ nhằm xác lập mối quan hệ giữa hoạt động đứt gãy và trường ứng suất kiến tạo đã xảy ra với động đất

5 Các luận điểm bảo vệ

Luận điểm 1

Trong phạm vi nghiên cứu đã xác định được 14 đứt gãy chính được chia làm

3 cấp Cấp 1 là đứt gãy Thuận Hải – Minh Hải có phương ĐB – TN với vai trò phân chia miền cấu trúc – địa động lực (CTĐĐL) Cấp 2 là đứt gãy Sông Vàm Cỏ

Đông, đứt gãy Sông Sài Gòn, đứt gãy Bình Long – Bình Châu, đứt gãy Easup – Krong Pach, đứt gãy Sông Ba, đứt gãy Ba Tơ – Cung Sơn, đứt gãy Tuy Hòa – Trị

An với vai trò phân chia khối CTĐĐL hoặc phụ khối CTĐĐL Cấp 3 là đứt gãy Đa

Nhim – Tánh Linh, đứt gãy Mũi Kê Gà, đứt gãy Long Hải – Tuy Phong, đứt gãy Lộc Ninh – Sài Gòn, đứt gãy Đak Mil – Bình Châu, đứt gãy Đak Mil – Nha Trang với vai trò phân chia phụ khối CTĐĐL

Luận điểm 2

Các đứt gãy kiến tạo lãnh thổ Nam Trung Bộ ít nhất trải qua 3 giai đoạn phát triển kiến tạo lớn với chế độ khác nhau:

- Giai đoạn Paleocen – Eocen giữa (65-40 triệu năm): Khu vực nghiên cứu

chịu ảnh hưởng yếu của chế độ tách giãn và thuộc vùng nâng và bóc mòn Đặc trưng trường ứng suất kiến tạo (TUSKT) chủ yếu là căng giãn theo phương TTB- ĐĐN Các đứt gãy phương ĐB - TN tái hoạt động hoặc sinh mới theo kiểu tách hoặc thuận

- Giai đoạn Eocen giữa đến cuối Miocen sớm (40 -16 triệu năm): chủ yếu chịu

tác động của TUSKT trượt bằng với TƯSC cực đại ép nén nằm theo phương á vĩ tuyến Các đứt gãy phương ĐB - TN chủ yếu trượt bằng phải, các đứt gãy phương TB - ĐN trượt bằng trái, các đứt gãy phương kinh tuyến xu thế xiết ép, các đứt gãy phương vĩ tuyến hoặc trượt bằng hoặc thuận – bằng

- Giai đoạn Miocen giữa – Đệ Tứ (16-0 triệu năm): Khu vực nghiên cứu là vùng

nâng vòm khối tảng kèm phun trào bazan, trong đó phía đông khu vực nghiên cứu là thềm lục địa Đặc trưng TUSKT trong giai đoạn này chủ yếu là trượt bằng – thuận với TƯSC cực tiểu căng giãn nằm ngang theo phương bắc – tây bắc đến á kinh tuyến Các đứt gãy phương ĐB - TN chủ yếu trượt bằng trái – thuận, các đứt gãy phương TB - ĐN trượt bằng phải – thuận, các đứt gãy phương kinh tuyến xu thế tách mở, các đứt gãy phương vĩ tuyến xu thế xiết ép

Luận điểm 3

Động đất ở vùng Nam Trung Bộ và Nam Bộ có liên quan phát sinh với các đứt gãy cấp 1 đến cấp 3 Hoạt động hiện đại (Holocen) của các đứt gãy này biểu hiện rất rõ ràng, do vậy chúng đều có khả năng phát sinh động đất Tuy nhiên, hoạt động của các đứt gãy tương đối yếu, vì vậy tính động đất liên quan không cao: động đất cực đại vừa phải, tần suất động đất thấp Dự báo động đất cực đại có khả năng phát sinh dọc theo các đứt gãy cấp 1 không lớn hơn 7,5 độ Richter, không lớn hơn 7.0 độ Ricter dọc theo các đứt gãy cấp 2 và không lớn hơn 6,5 dọc theo các đứt gãy cấp 3

6 - Diện tích nghiên cứu của luận án

Khu vực nghiên cứu (hình 1) có khung tọa độ địa lý sau

từ 105° 48' đến 109° 28' kinh độ Đông

và 10° 18' đến 13° 40' vĩ độ Bắc

7 – Cơ sở tài liệu của luận án (hình 2)

– Trên 5000 điểm và 15 tuyến khảo sát kiến tạo của tác giả trong gần 2 chục năm trở lại đây trên phạm vi diện tích nghiên cứu Ngoài ra còn rất nhiều điểm và tuyến khảo sát khác của tác giả từ Huế đến Mũi Cà Mau Kết quả phân tích và xử lý tài liệu ảnh với các ảnh máy bay và ảnh vệ tinh kỹ thuật số

3a

Hình 1 Sơ đồ diện tích nghiên cứu

Hình 2 Sơ đồ tài liệu thực tế khu vực nghiên cứu

– Các kết quả nghiên cứu, chương kiến tạo của các nhóm tờ đo vẽ bản đồ địa chất và tìm kiếm khoáng sản tỷ lệ 1/50 000 của Liên đoàn Bản đồ Địa chất Miền Nam – Cục Địa chất Khoáng Sản Việt Nam do tác giả tham gia hoặc chủ trì Các tài liệu đã công bố về bản đồ địa chất tỷ lệ 1/500 000, 1/200 000 và 1/50 000

- Một số tài liệu thuộc đề tài “Phân vùng nhỏ động đất Tp Hồ Chí Minh” do Cát Nguyên Hùng (chủ biên) và nnk, tác giả phụ trách phụ đề tài Địa động lực thuộc đề tài này, hiện đề tài đang được tổng kết, sử dụng 17 tuyến đo Eman với

6000 điểm đo, nghiên cứu đứt gãy hoạt động do tác giả tham gia phụ trách và trực tiếp điều hành Khoảng 300m3 đào hào nghiên cứu cổ động đất khu vực Tp Hồ Chí Minh do tác giả chủ trì

- Các loại ảnh vệ tinh Landsat, Avenis, ảnh máy bay nhiều thế hệ, tài liệu địa hình độ cao số (DEM) do cơ quan Nasa của Mỹ công bố 2000

- Các lỗ khoan cấu trúc được sử dụng phân tích đẳng dày và đẳng móng trầm tích Kainozoi, đẳng dày trầm tích Miocen giữa-muộn, đẳng dày trầm tích Pliocen – Pleistocen sớm, đẳng dày trầm tích Pleistocen giữa – muộn đến Holocen ở một số vùng của khu vực nghiên cứu

- Các tài liệu phân tích tuổi tuyệt đối các đá bazan Kainozoi khu vực nghiên cứu được thu thập, phân tích, tổng hợp, sử dụng

- Một số mặt cắt địa chấn nông phân dải cao và bản đồ địa chất độ sâu trên 30m từ Ninh Thuận – Vũng Tàu của Liên đoàn địa chất Biển được tác giả thu thập phân tích sử dụng

- Chuỗi quan trắc động đất khu vực Tp Hồ Chi Minh và lân cận do Cát Nguyên Hùng (chủ biên) và nnk, phụ trách bởi Nguyễn Đình Xuyên

- Các công trình khoa học đã công bố trong và ngoài nước của các tác giả khác (trong tài liệu tham khảo)

- Các bài báo khoa học liên quan đến nội dung luận án, tác giả đã công bố trên các Tạp chí khoa học, Hội nghị khoa học trong nước và quốc tế

8 – Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Ý nghĩa khoa học : Luận án góp phần làm sáng tỏ sự tiến hóa cấu trúc và đặc

trưng các chế độ địa động lực đã tồn tại, chi phối sự hình thành phát triển các yếu tố cấu trúc, các đứt gãy trong các giai đoạn phát triển kiến tạo Kainozoi lãnh thổ Nam Trung Bộ và đặc biệt là chế độ địa động lực hiện đại và mối liên quan giữa nó với động đất

Ý nghĩa thực tiễn: Kết quả nghiên cứu phục vụ việc dự báo, đánh giá động

đất, tai biến địa chất, quy hoạch phát triển lãnh thổ và phục vụ công tác đo vẽ bản

đồ địa chất & tìm kiếm khóang sản và phục vụ trực tiếp cho đề tài “Phân vùng nhỏ động đất Thành phố Hồ Chí Minh”

9 – Cấu trúc của luận án

Luận án được trình bày trong 148 trang (không kể phụ lục), 04 bản vẽ, 26 biểu bảng, 121 hình và 186 tài liệu tham khảo, bao gồm các chương sau

Mở đầu

Chương 1 Lịch sử nghiên cứu địa chất, kiến tạo Kainozoi và động đất lãnh thổ

Nam Trung Bộ

Chương 2 Các phương pháp nghiên cứu

Chương 3 Các bằng chứng địa chất Kainozoi lãnh thổ Nam Trung Bộ

Chương 4 Lịch sử phát triển kiến tạo Kainozoi lãnh thổ Nam Trung Bộ

Chương 5 Mối quan hệ giữa chế độ địa động lực hiện đại với động đất lãnh thổ

Nam Trung Bộ

Kết Luận

1.1.1 Giai đọan trước năm 1975

Các công trình địa chất của người Pháp từ những năm cuối thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20 được biết đến là các tờ bản đồ địa chất 1:500.000 đầu tiên do các nhà địa

chất Pháp của Sở Địa chất Đông Dương tiến hành (A Lacroix, 1932; J.H Hoffet,

1933; J Gubler, 1935; E Saurin, 1935) Trong các công trình trên đã đề cập đến

kiến tạo Kainozoi dãy Nam Trường Sơn chỉ bắt đầu từ cuối Đệ Tam không gây uốn nếp, sự biến dạng các bình nguyên với dạng bậc nối tiếp nhau trong dãy Nam Trường Sơn (2000m, 1500m – cao nguyên Đà Lạt, 1000m – cao nguyên Di Linh) cũng như cũng trầm tích và bazan Neogen Saurin, 1964 đã đề cập đến “các địa diện (san bằng) và thềm phù sa Plio-Pleistocen do sự chuyển động từ từ của lục địa với các dao động chân tĩnh đạt mức 100m và chỗ lún Sông Cửu Long và Biển Hồ (Cam

Pu Chia)”

Đáng chú ý là công trình của J Fromaget (1941), đề cập đến tách dạt của Bocneo ra khỏi phía Đông lãnh thổ Việt Nam và trôi về phía nam và đã chia lịch sử phát triển kiến tạo Kainozoi Đông Dương nói chung làm 7 thời kỳ:

1- Paleogen toàn Đông Dương là một bề mặt san bằng với các núi cao sót

300 – 400m 2- Oligocen có hiện tượng sụt lún mạnh mẽ ở Biển Đông và vịnh Thái Lan 3-Miocen sớm (N1) nhiều vùng được nâng lên dạng khối tảng kèm các sụt lún dạng địa hào, biển Đông mở rộng, có thể có phun trào bazan Bề mặt san bằng Miocen muộn Đà Lạt đã được hình thành đánh dấu sự kết thúc giai đoạn này 4- Pliocen phun trào bazan mạnh mẽ, địa hình tiếp tục được nâng lên kiểu khối tảng và

bị bóc mòn hình thành bề mặt sang bằng Pliocen thấy ở Di Linh, Gia Nghĩa 5- Pleistocen sớm đặc trưng là nâng vòm kèm phá hủy đứt gãy với biên độ nâng 400 – 600m và phun trào bazan mạnh mẽ hình thành các cao nguyên bazan, thềm biển và thung lũng sông suối hiện tại 6 – Pleistocen giữa - muộn đặc trưng nâng cao và sụt

lún một số vùng, phun trào bazan thu hẹp lại và hình thành các bậc thềm sông biển;

7 – Holocen chủ yếu hình thành các bãi bồi cao, phun trào bazan yếu ớt chủ yếu ở ven biển

Kết quả nghiên cứu nêu trên đã phản ánh được nhữnh nét chính về tiến hóa kiến tạo Kainozoi Đông Dương cho đến nay vẫn còn giá trị và đáng suy ngẫm Tuy nhiên nghiên cứu về các đứt gãy và đặc trưng tiến hóa địa động lực và động học đứt gãy trong Kainozoi hầu như chưa rõ

Các chuyên khảo địa chất của Trần Kim Thạch và Hòang Thị Thân (1964), Chuyên khảo địa chất của Fontaine và nnk (1965-1978) đã có đóng góp nhất định trong việc làm rõ hơn tuổi các địa tầng

Nhìn chung các công trình trên đã góp phần làm sáng tỏ một số nét về lịch

sử phát triển kiến tạo Kainozoi lãnh thổ Nam Trung Bộ

1.1.2 Giai đọan sau năm 1975

Lịch sử phát triển kiến tạo Kainozoi lãnh thổ Nam Trung Bộ cũng được đề cập ở nhiều mức độ khác nhau và rải rác trong các công trình đo vẽ bản đồ địa chất

và tìm kiếm khóang sản (ĐVBĐĐC&TKKS) tỷ lệ 1/500 000 (Trần Đức Lương, Nguyễn Xuân Bao, 1980), lọat ĐVBĐĐC&TKKS tỷ lệ 1/200 000: nhóm tờ Kon Tum (Trần Tính và nnk, 1993), nhóm tờ Bến Khế - Đồng Nai (Nguyễn Đức Thắng

và nnk, 1988), nhóm tờ Đồng Bằng Nam Bộ (Nguyễn Ngọc Hoa và nnk, 1991)[24] Hàng loạt công trình đo vẽ bản đồ địa chất và tìm kiếm khoáng sản tỷ lệ 1/50 000 (14-16, 20, 23, 48, 49, 53, 62, 67, 81, 92])

Đề tài kiến tạo - sinh khóang đới Đà Lạt (Nguyễn Tường Tri và nnk, 1987) [72] đã chỉ ra các đới cấu trúc – kiến tạo phương ĐB – TN đã có trong Mesozoi và

kế thừa và tái cải trong Kainozoi

Phạm Huy Long và nnk, 1986 [148] cho rằng lịch sử phát triển kiến tạo lãnh thổ Việt Nam và lân cận đã trải qua 7 giai đoạn thuộc hai vĩ kỹ lớn trước Vend và Phanerozoi, quan niệm lịch sử phát triển Kainozoi khu vực nghiên cứu là giai đoạn hoạt hóa magma kiến tạo và rift với sự bazic hóa vát mỏng vỏ lục địa do căng giãn

và sự nâng lên của manti dẫn tới sụt lún tạo các bồn trũng Ritf Kainozoi dày 7-8km

sự xuất hiện rift nội lục, chế độ tách giãn là chủ yếu; 2-Oligocen – Miocen giữa (37 – 11 triệu năm) chủ yếu sự dập vỡ thềm lục địa, sụt võng sâu ensialic do rift hoạt động gây nên; 3-Miocen muộn – Pliocen trung (11-2,5 triệu năm) thềm lục địa bị tác động bởi tách giãn thu hẹp lại, xuất hiện đứt gãy chờm nghịch, trượt ngang và xoắn theo hướng á kinh tuyến; 4-Pliocen muộn – Đệ Tứ sớm (2,5 – 0,7 triệu năm)

có đứt gãy Tuy Hòa – Tây Ninh phân chia hai đới với chế độ địa động lực ít nhiều khác biệt, đới phía tây bắc đứt gãy xuất sinh các trường bazan tholeit cao kali, đới phía nam đứt gãy thuộc đới rìa biển Đông với đặc trưng chế độ thềm lục địa thụ

động như trũng Cửu Long, Nam Côn Sơn; 5-Đệ tứ giữa – hiện đại (0,7 -0 triệu

năm) với chế độ địa động lực kế thừa thời đọan Pliocen muộn – Đệ Tứ sớm Đứt gãy kinh tuyến 109-110 có biểu hiện tách giãn rõ rệt xuất hiện núi lửa hiện đại (đảo Hòn Tro) vào tháng 3 năm 1923

Các công trình đột phá đầu tiên về nghiên cứu biến dạng trong khu vực nghiên cứu là công trình nghiên cứu biến dạng Kainozoi Trung và Nam Trung Bộ của Rangin và nnk (1995) [166] và D.Roque (1997)[167] Cả hai đều xác định hai pha kiến tạo đứt gãy trượt bằng có tuổi vào Paleogen và Neogen sớm tương ứng Pha kiến tạo đứt gãy trượt bằng cổ hơn gồm phần lớn các đứt gãy trượt bằng trái phương tây bắc – đông nam song song với đứt gãy Sông Hồng với trục ép nén phương gần đông – tây Pha kiến tạo đứt gãy trượt bằng có tuổi trẻ hơn (Neogen sớm) gồm chủ yếu các đứt gãy trượt bằng phải có phương 160 đến kinh tuyến phù hợp với trục ép nén phương đông bắc – tây nam 10 – 300 Các tác giả cũng chỉ ra rằng, một số đứt gãy phương kinh tuyến và đông bắc - tây nam (500) bị tái hoạt động từ các đứt gãy Paleozooi muộn - Mesozoi, sự xoay theo chiều kim đồng hồ và

nâng lên của Trung và Nam Việt Nam kết hợp với sự phun trào banzan tuổi Neogen muộn – Đệ Tứ

Tuy đạt được những thành tựu mới về nghiên cứu biến dạng song các công trình này còn thiếu sót khi cho rằng các đá bazan và trầm tích Neogen muộn trong khu vực nghiên cứu hầu như không biến dạng Kết quả nghiên cứu của tác giả chỉ

ra rằng các đá bazan vẫn bị biến dạng dòn và trầm tích Miocen muộn trũng Phú Túc bị biến dạng phá hủy và cắm đơn nghiêng về phía nam góc với thế nằm 10 –

30 0 (Đỗ Văn Lĩnh, 2007) [38] Hiện tượng nứt đất rầm rộ và động đất gần đây trong và lân cận khu vực nghiên cứu là bằng chứng cho sự biến trẻ và hiện đại

Công trình thành lập bản đồ kiến tạo và sinh khoáng Nam Việt Nam (Nguyễn Xuân Bao và nnk, 2000) [7] đã xác lập các bối cảnh kiến tạo và sự tồn tại các hệ thống đứt gãy chính lãnh thổ Nam Việt Nam

Nhiều họat động thăm dò, tìm kiếm và khai thác dầu khí ở các bồn trũng Nam Côn Sơn và Cửu Long diễn ra rầm rộ của Petrovietnam [8, 17, 18, 19, 25, 66]

điểm địa tầng, cấu trúc móng và các đứt gãy, lịch sử phát triển địa động lực của vùng

Nói chung trong các công trình nêu trên, vấn đề nghiên cứu đứt gẫy mới chỉ dừng ở mức phát hiện đứt gãy, tính chất đứt gãy được trinh bày sơ bộ với mục tiêu phục vụ cho công tác địa chất - khoáng sản là chính

Có nhiều quan điểm giải thích về sự tiến hóa kiến tạo Kainozoi khu vực Đông Nam Á nói chung và khu vực nghiên cứu nói riêng song có thể phân ra làm 4 quan điểm chính sau

Quan điểm thứ nhất (hình 1a) cho rằng tiến hóa kiến tạo Kainozoi khu vực Đông Nam Á chịu sự tác động mạnh mẽ của quá trình va chạm Ấn – Á Tiêu biểu là

là các công trình của Tapponier và nnk (1975 - 2003) cho rằng sự va chạm của

mảng Ấn – Úc với lục địa Ấu – Á dọc đới va chạm Hymalay gây ra sự đẩy trồi về phía đông hoặc đông nam của Indochina và Nam trung Hoa trong các pha họat động kiến tạo Kainozoi dọc theo các đứt gãy trượt bằng trái Sông Hồng và Ba Tháp-

Maeping Quá trình này cũng dẫn đến sự mở của bồn có vỏ đại dương mới Biển Đông từ 32-16 triệu năm (định tuổi mở bồn do Taylor và Hayes, 1983 từ các dải dị thường từ 11 đến 5d) theo kiểu pull-apart phần đuôi đứt gãy Sông Hồng (Tapponier

và nnk, 1982, 1986) [173, 174] Tuy nhiên trong quan điểm của Rangin, 1995b có

sự dung hòa với quan điểm của Taylor và Hayes, 1983 về cơ chế mở của Biển Đông (biển Nam Trung Hoa) với quan điểm của Tapponnier và nnk, 1975-1986

Gần gũi với quan điểm với Tapponnier và nnk, 1975-2003 gồm các công trình [ 133-135, 137, 140-143, 157, 163, 164, 165]; Nguyễn Trọng Yêm và nnk (1990, 1996), Phan Trọng Trịnh (1992-2000), Nguyễn Văn Vượng (1998, 2001), Phan Văn Quýnh (1995, 2005), Trần Ngọc Nam (1998-2001), Nguyễn Đình Hòe và Rangin (1995), Phùng Văn Phách (1996), Tạ Trọng Thắng (2000), Lê Văn Mạnh (1995) và nhiều tác giả khác

Hình 1a Mô hình đâm thụt tiểu lục địa Ấn

Độ vào lục địa Âu – Á, gây trồi trượt các

geoblock về phía đông nam, dọc theo các đứt

gãy bản lề chính, dẫn đến tách giãn Biển

Đông theo kiểu pull-apart (Tapponier và nnk,

1982 - 2003)

Hình 1b Mô hình kéo tấm (slab pull modell) do

sự hút chìm của Proto Biển Đông xuống dưới Borneo, đưa đến sự hình thành Biển Đông ngày nay và tiêu biến Proto Biển Đông (Taylor và Hayes – 1980, 1983 và nnk, R.Hall, 1996)

Quan điểm thứ hai (hình 1b) cho rằng quá trình mở Biển Đông là do sự kéo (slab-pull) của tấm hút chìm vỏ đại dương Biển Đông cổ xuống dưới rìa tây bắc Bocneo dọc theo đới hút chìm Palawan đã chi phối sự tiến hóa kiến tạo khu vực Biển Đông và rìa lục địa kế cận với đại diện là các công trình của Taylor và Hayes

(1983) Đồng quan điểm với (Taylor và Hayes, 1983) là công trình của R.Hall và nhiều tác giả khác [126-128, 131, 135]

Quan điểm thứ ba cho rằng đụng độ Ấn – Á và tách giãn Biển Đông là hai quá trình độc lập về cơ chế, xảy ra đồng thời và tương tác với nhau chi phối sự tiến hóa kiến tạo Kainozoi khu vực nghiên cứu nói riêng và Đông Nam Á nói chung Các

quan điểm này được nêu trong các công trình của Phan Trường Thị (1995,2003)[66]; M Flower and et al (2001)[117], Rangin and et al (1995) [166]

Quan điểm thứ tư cho rằng tiến hóa kiến tạo khu vực Đông Nam Á chịu sự

chi phối chủ yếu quá trình roll-bach velocity dọc theo các hẻm vực vòng cung hút chìm kéo dài từ Miến Điện – Sumatra – Java ở phía tây nam đến nam, Timo – New Guinea phía nam - đông nam, Halmahera – Philippin ở phía tây như R Shaw (1997); I.A Long Ley, 1997; Ngô Thường san và nnk (2007) Ngoài ra, đề cập đến lịch sử phát triển kiến tạo Kainozoi lãnh thổ Việt Nam nói chung và Nam Trung Bộ nói riêng ở các mức độ khác nhau trong công trình [1-8, 12-31, 33-50, 52-53, 56-

62, 64-67, 72, 80-81, 85-88, 91-93, 95-98, 104, 109, 119, 123-135, 138-149, 151, 155-157, 161, 163-168, 175, 180]

Luận án tiến sỹ địa chất của Phạm Văn Hùng, 2002[28] đã tập trung nghiên cứu đứt gãy Tân kiến tạo khu vực Nam Trung Bộ trong công trình Kết quả của công trình này đã xác định được một số đứt gãy Tân kiến tạo và đặc trưng bề rộng ảnh hưởng động lực, tính chất đứt gãy, một số đặc điểm hoạt động đứt gãy, …Tuy

nhiên vấn đề phân cấp đứt gãy, phân chia các đơn vị cấu trúc – địa động lực, đặc

điểm hoạt động đứt gãy, tiến hóa trường ứng suất trong các giai đoạn phát triển kiến tạo Kainozoi còn hạn chế

1.2 Điểm qua lịch sử nghiên cứu động đất lãnh thổ Nam Trung Bộ

Điểm qua các công trình nghiên cứu về động đất lãnh thổ Nam Trung Bộ cho

đến nay được ghi nhận bởi Nguyễn Khắc Mão (1974), Vũ Minh Giang (1975), Nguyễn Hải và nnk (1965, 1970), Lê Minh Triết (1979), Phạm Văn Thục (2004 – 2008) Bản đồ phân vùng địa chấn lãnh thổ Việt Nam của Lê Minh Triết (1981), sau

đó là lọat bản đồ phân vùng động đất của Nguyễn Đình Xuyên và nnk (1983, 1998, 2004) Các nghiên cứu động đất của Nguyễn Hồng Phương và nnk (1998 – 2008), Cao Đình Triều và nnk (1997-2007), Lê Tử Sơn (2005), Trần Thị Mỹ Thành (2002), Nguyễn Văn Lương (1998) và một số công trình nghiên cứu động đất khác Công trình nghiên cứu về địa chấn kiến tạo của Trần Văn Thắng và nnk, 2004 [65], riêng Nguyễn Cẩn, 1991 [9] đã phác thảo được một số nét cơ bản về mối quan hệ giữa đứt gãy với động đất có chú ý tới sự tiến hóa trong Kainozoi

Nghiên cứu phân vùng nhỏ động đất Tp Hồ Chí Minh do Liên đòan Bản đồ Địa chất Miền Nam chủ trì sắp hòan thành Công trình « Đánh giá độ nguy hiểm động đất sóng thần tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu và vi phân vùng động đất thành phố Vũng Tàu » do Lê Tử Sơn và nnk, 2008 đã tổng kết Các công trình này cung cấp thêm các bằng chứng về địa động lực hiện đại và biểu hiện đứt gãy hoạt động

Các công trình trên đã đạt được một số thành tựu đáng kể và có ý nghĩa thực tiễn lớn phục vụ cho việc quy họach, phát triển lãnh thổ, các công trình xây dựng và dân sinh Hầu hết các công trình đều thống nhất rằng lãnh thổ Nam Trung Bộ ở mức họat động đất từ yếu đến vừa so với các vùng động đất mạnh trên thế giới và động đất chủ yếu tập trung ở khu vực ngoài khơi ven biển Nam Trung Bộ

Việc đánh giá và dự báo động đất trong các công trình nêu trên chưa quan tâm đúng mức tới lịch sử phát triển kiến tạo Kainozoi và quá trình phát triển địa

động lực trong Kainozoi, đặc biệt là địa động lực hiện đại của khu vực nghiên cứu

(ví trí kiến tạo, tiến hóa vật chất- cấu trúc, địa động lực, biến dạng, ứng suất, đặc điểm chuyển động kiến tạo, quá trình magma, trầm tích, biến chất), cấu trúc – địa

động lực Kainzoi Ngoài ra, vấn đề nghiên cứu chuyên sâu về địa động lực hiện đại

và đứt gãy hoạt động hầu như chưa đủ để xác định nguồn phát sinh động đất Chính

vì vậy, tác giả tập trung nghiên cứu góp phần làm sáng tỏ mục tiêu và nội dung nghiên cứu như đã nêu trên

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT

VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Cơ sở lý thuyết

Trong phần này sẽ trình bày các khái niệm, định nghĩa, dấu hiệu nhận dạng

và một số thuật ngữ sử dụng

2.1.1 Các khái niệm

Địa động lực (Geodynamics): E.V Aptiuskov, 1979, trong cuốn “Địa động

lực”[103] đã đề cập “Về địa động lực có thể nói khi xem xét các lực, dưới ảnh hưởng của chúng sẽ xảy ra các chuyển động của vỏ trái đất và manti”

Trong công trình của Khain, 1995, trang 5 cuốn “Địa kiến tạo và các cơ sở

của địa động lực”[136] có viết “Địa động lực là khoa học nhằm xác định và khôi

phục lực gây ra quá trình chuyển động kiến tạo, họat động động đất, quá trình họat động magma và biến chất, và quá trình trầm tích liên quan”

D.L Turcotte and G Schubert, 2002 [177] trong cuốn Geodynamics ấn bản

lần thứ hai đã viết “Địa động lực giải quyết các quá trình vật lý cơ bản để hiểu về kiến tạo mảng và các hiện tượng địa chất khác nhau”

Trong văn liệu địa chất Việt Nam từ “địa động lực” rất phổ biến trong các công trình công bố với ý nghĩa chủ yếu là các quá trình biến dạng – biến chất, các lực gây ra biến dạng và biến chất đó trong phạm vi vỏ trái đất, hoặc sâu hơn tới Moho

Nhìn chung, nghiên cứu địa động lực là khôi phục, xác định lực và nguyên nhân lực chi phối các quá trình địa chất trong quá khứ và hiện tại ở những khu vực nhất định Phương pháp nghiên cứu là các mô hình tóan học và vật lý Cở sớ dữ liệu của việc nghiên cứu địa động lực và địa động hiện đại là chuyển động kiến tạo, họat động động đất, họat động magma và biến chất, họat động trầm tích

Địa động lực hiện đại trong luận án này được hiểu là khoảng thời gian 11-0

tr.n năm trở lại đây với đặc trưng trường ứng suất kiến tạo gần gũi nhau

Chuyển động hiện đại hầu hết các nhà nghiên cứu đều cho rằng là các

chuyển động kiến tạo diễn ra trong Holocen (11000 - 0 năm)

14

Bối cảnh địa động lực gồm những vùng, khu vực có cùng nguyên nhân lực

gây nên chuyển động kiến tạo, họat động động đất, họat động magma, biến chất và trầm tích ví dụ như bối cảnh địa động lực rìa lục địa tích cực, rìa lục địa thụ động, tách giãn sống núi đại dương, hút chìm, va mảng, chuyển dạng, trượt bằng, kéo toạc

…

- Các thuật liên quan

Kiến tạo địa chấn là một nhánh của khoa học trái đất nghiên cứu mối quan

hệ giữa đặc điểm các yếu tố cấu trúc (đứt gãy, uốn nếp) và biến dạng kiến tạo (chuyển động nâng, hạ, TUSKT) với tính địa chấn đương đại

Địa chất địa chấn là nghiên cứu về các khía cạnh địa chất (sự biến dạng các

đá trầm tích mềm, phân tích vách kiến tạo đứt gãy) liên hệ với tính chấn đương đại

Tân kiến tạo là một nhánh của địa kiến tạo chuyên nghiên cứu các vận động

và biến dạng kiến tạo của vỏ trái đất cũng như lịch sử phát sinh và phát triển các cấu

trúc địa chất, địa hình, phát sinh từ các vận động đó trong giai đoạn Neogen đến

nay

Nhịp phun trào bazan được đánh dấu bởi sự khới đầu và kết thúc phun trào

bazan, dấu hiệu nhận dạng một nhịp phun trào thường được giới hạn bới mặt bất chỉnh hợp khu vực ở bên dưới và bên trên nó hoặc là bề mặt phong hóa bên dưới và bên trên nhịp phun trào bazan đó

Nhịp trầm tích được giới hạn bởi mặt bất chỉnh hợp khu vực bên dưới và bên

trên nhịp trầm tích đó Thuật ngữ này tương đồng với phụ tầng cấu trúc trầm tích

2.1.2 Đứt gãy

2.1.2.1 Đứt gãy đang hoạt động (active fault)

Đứt gãy được gọi là đứt gãy hoạt động nếu nó đã từng xảy ra một lần di chuyển trong quá khứ 10 000 năm cách đây, đứt gãy có khả năng hoạt động nếu như nó đã có ít nhất một lần dịch chuyển trong khoảng 35 000 năm và ít nhất có hai lần dịch chuyển trong 500 000 năm [178, 183] Trong công trình này khái niệm về

đứt gãy hoạt động xét trong khung thời gian Pleistocen giữa – Holocen

- Sự khác nhau giữa đứt gãy hoạt động (active fault) và không hoạt động (inactive fault) không phải lúc nào cũng rõ ràng.Hoạt động của đứt gãy phụ thuộc vào chế độ địa động lực (chuyển động, biến dạng, TUSKT và đặc điểm cấu trúc địa chất chi phối nó)

2.1.2.2 Các dấu hiệu nhận dạng đứt gãy đang hoạt động

Các công trình của Cao Đình Triều (2001 -2007) [73-75] đề cập đến vấn đề này, Đỗ Văn Lĩnh (2004 - 2005) [33-34, 36] và các tác giả khác đã đưa ra 9 DH phổ biến sau để nhận dạng đứt gãy đang hoạt động: 1 - Các đứt gãy thể hiện rõ trên địa hình hiện đại (DH1): Rất rõ (++), Rõ (+), Kém rõ ( -); 2- Thể hiện rõ trên ảnh vệ tinh (DH2): Rất rõ, liên tục (++); Rõ (+), Không liên tục và mờ (-.); 3-Biến đổi địa hình, địa mạo(DH3): Rất rõ (++), Rõ (+) Không rõ (-.); 4-Biểu hiện của hoạt động động đất (DH4): Mạnh (Ms≥7,0) ký hiệu (++++), Cao (Ms=6,0-6,9) ký hiệu (+++), trung bình (Ms=5,0-5,9) ký hiệu (++), thấp (Ms=4,0-4,9) ký hiệu (+), và Yếu (nhỏ hơn 4,0 hoặc không có) ký hiệu (-); 5-Biến dạng trẻ (DH5): Kiểm soát và làm biến vị các trũng Kainozoi (++), Không kiểm soát (-); 6-Hoạt động núi lửa Đệ

tứ và hiện đại (DH6): Hoạt động mạnh (++++), Vừa ( +++) và có hoạt động ( ++), Neogen ( +), Không hoạt động (-); 7-Nguồn nước nóng hoặc nước khoáng nguồn sâu (DH7): Mạnh, tập trung (++), Rời rạc (+), không có ( -.), 8-Các hiện tượng trượt, sạt lở tự nhiên, nứt đất (DH8): Mạnh, tập trung: (++), Rời rạc ( +), không có ( -); 9 - Kết quả đo đạc (trắc địa, đo lặp thuỷ chuẩn, GPS, đo biến dạng, đo khí phóng

xạ, biến dạng tân kiến tạo - hiện đại tương đối (DH9) ký hiệu (+++)

2.1.2.3 Đứt gãy trẻ là đứt gãy đã từng xảy ra dịch chuyển trong giai đoạn

Neogen – Đệ tứ và để lại dấu vết rõ nét trên địa hình, ảnh viễn thám, DEM…, thường chi phối mạng sông suối

2.1.2.4 Phân đoạn đứt gãy (fault segmentation)

Đoạn đứt gãy là phần khác nhau trên một đứt gãy, phân biệt với nhau về cấu trúc, tính chất, đặc trưng hình động học và mức độ hoạt động Các dấu hiệu phân đoạn ưu tiên xem xét là:

16

+ Các cấu trúc uốn cong nén và giãn, + Cấu trúc “gối chồng” hay overstep, +

Sự thay đổi chiều trượt, + Sự thay đổi phương, hướng cắm và góc cắm, + Bị các đứt gãy cùng cấp khống chế hoặc cắt dịch Khi không phân chia được như trên, coi đoạn đứt gãy là đoạn nguyên vẹn bị chia cắt hoặc khống chế bởi hai đứt gãy khác phương cùng bậc Chi tiết về khái niệm và dấu hiệu phân đoạn đứt gãy đã công bố trong công trình của Machette, M.N and et al, (1989)[150], Stewart and P.I Hancock (1994) [171], N.Đ.Xuyên (2007) [90]

2.1.3 Cơ sở phân chia các giai đoạn và phụ giai đoạn kiến tạo

- Một giai đoạn kiến tạo lớn thường được giới hạn bởi hai mặt bất chỉnh hợp khu vực vào lúc khởi đầu và kết thúc, chịu sự chi phối một chế độ địa động lực nhất định và thuộc một elipsoid biến dạng khu vực thống nhất có phương lực tách động

về cơ bản không thay đổi đổi lớn trong suốt giai đoạn kiến tạo đó Một giai đoạn kiến tạo chính gồm một hoặc nhiều phụ giai đoạn, chúng không những chịu sự chi phối của chế độ địa động lực chính đại diện cho giai đoạn đó mà còn chịu tác động của chế độ biến dạng địa phương (elipsoid địa phương)

- Phụ giai đoạn kiến tạo được giới hạn bởi hai bất chỉnh hợp mang tính địa phương (cục bộ) đánh dấu sự bắt đầu và kết thúc của vùng nghiên cứu và ứng với phương tác động lực tương đối ổn định cho vùng đó, có xu thế ĐĐL riêng và chịu

sự chi phối của xu thế ĐĐL chính

2.1.4 Cơ sở phân chia các giai đoạn và phụ giai đoạn động học

Dựa vào tính chất dịch chuyển đứt gãy và vi đứt gãy trong các các giai đoạn

và phụ giai đoạn kiến tạo trên cơ sở quan sát thực tế mặt trượt và vết xước kết hợp với việc đối sánh, loại trừ tuổi các đá bị biến dạng

2.1.5 Động đất và mối liên quan với đứt gãy

Động đất là hiện tượng giải phóng năng lượng đột ngột tích lũy trong lòng trái đất thường xảy ra dọc theo các đới xung yếu khi ứng suất tích lũy vượt qua giới hạn đàn hồi đối với đất đá thì đá bị phá hủy hay bị đứt đoạn (rupture) tạo nên động đất và sinh ra các đứt gãy Các đứt gãy này thường là các đới xung yếu thuận lợi cho sự tập trung tích lũy ứng suất kiến tạo và cũng là nơi xung yếu dễ bị phá hủy,

dịch trượt dưới tác động của lực kiến tạo Mỗi lần trượt đột ngột do sự giải phóng ứng suất trên đứt gãy (stress drop) tạo nên một trận động đất, tiếp theo sau đó là một khoảng thời gian yên tĩnh cho đến khi đủ ứng suất tích lũy để vượt quá lực ma sát

và một sự trượt kế tiếp xảy ra hay một trận động đất kế tiếp xảy ra như là cơ chế giải thích về động đất lặp lại phát sinh từ các đứt gãy có trước (stick slip) Các hiện tượng động đất liên quan với đứt gãy chuyển dịch đột ngột được gọi là động đất kiến tạo Như vậy, động đất thường xảy ra dọc theo các đứt gãy có lịch sử lâu dài và tái họat động nhiều lần hơn là dọc theo các đứt gãy đang sinh thành

2.2 Các phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Phương pháp phân tích bề dày, tướng đá trầm tích [63]

Phương pháp này được sử dụng đồng bộ với phương pháp tướng đá trầm tích cho phép tính được cự ly và tốc độ lún chìm của đáy bồn trầm tích, đánh giá vận động kiến tạo nâng hạ tại một khu vực nào đó

Hình 2.1 Xác định cư ly lún chìm của vỏ trái đất trong trường hợp a-biển sâu dần; b-biển nông dần (theo V.V Belauxov, 1962 trong [63]); P – Các đường cong biểu hiện địa mạo các chuyển động dao động, S – Các đường cong biểu diễn chuyển động kiến tạo; 1200m và 800m, cự ly lún chìm tổng hợp; 1000m – bề dày trầm tích, 0 -200m độ sâu thành tạo trầm tích

Khi bề mặt bồn trầm tích nâng cao thì cự ly lún chìm sẽ nhỏ hơn số đo bề dày trầm tích, ngược lại khi hạ thấp thì cự ly lún chìm sẽ lớn hơn bề dày trầm tích

hợp bề dày trầm tích được xem như số đo sụt lún của vỏ trái đất, ngay cả khi không

18

có sự hiệu chỉnh về sự thay đổi độ cao bề mặt lắng đọng Phương pháp này khá tin cậy khi sử dụng với các bề dày trầm tích đạt vài trăm đến hơn ngàn mét Quy trình của phương pháp là đo bề dày một cách khách quan, bề dày nhỏ nhất, trung bình và lớn nhất Nếu như đá có tuổi cổ thì phải tính toán hai yếu tố

1 – Bóc mòn

2 – Biến dạng uốn nếp

Bước 1 Tính bề dày thực sau đó tính biên độ sụt lún Khi tính biên độ sụt lún

phải xem tướng đá ở đáy và nóc tầng, nếu đáy tầng là tướng lục địa, vụn thô và nóc

là tướng biển với độ hạt minh dần thì biên độ sụt lún phải cộng thêm, nếu ngược lại

thì phải trừ đi

Bước 2 Tính biên độ sụt lún phải tính đến tướng đá ở đáy và nóc, rồi đo

khoảng cách từ điểm bề dày 0 đến điểm có sụt lún lớn nhất, chia biên độ sụt lún cho khoảng cách nằm ngang xác định được gradient sụt lún giữa hai điểm đó Dùng biên

độ sụt lún chia cho thời gian thành tạo trầm tích ta được tốc độ sụt lún, tương tự ta tính được tốc độ sụt lún lớn nhất, trung bình và nhỏ nhất

Trong những trường hợp cụ thể địa hình phân dị mạnh cần phải chia ra các bồn thứ cấp, lấy hiệu số biên độ sụt lún lớn giữa hai bồn thứ cấp chia khoảng cách giữa hai vị trí tính biên độ sụt lún đó sẽ được gradient tốc độ sụt lún

Các chỉ số gradient tốc độ sụt lún, tốc độ sụt lún, gradient sụt lún phản ánh đặc điểm chuyển động kiến tạo nâng, hạ khi tạo bồn, dấu hiệu đứt gãy hoạt động trong các thời kỳ thành tạo trầm tích …

Hình 2.2 Các dạng bất chỉnh hợp cơ bản và biến thể của chúng (theo Khain, 1973); 1 – Bất chỉnh hợp song song, 1b – Kề áp song song, 1c – lượn hình bao phủ; 2 – Bất chỉnh hợp ven rìa: a – Phủ biến tiến, b – Kề áp biển tiến, c –

Kề áp biển thoái; 3 – Bất chỉnh hợp địa lý; 4 – Bất chỉnh hợp góc: a – Khu vực,

b – Địa phương; 5 – Bất chỉnh hợp đồng trầm tích; 6 – Bất chỉnh hợp trượt dưới nước; 7 – Bất chỉnh hợp phương vị: a – Khu vực, b – Địa phương (3, 7 trên bình đồ, còn lại – trong mặt cắt)

Hình 2.3 Địa hình sườn và kiểu mạng thủy văn, độ xê dịch sông suối và bồn sụt dọc theo đới đứt gãy trượt bằng (theo Stewart and P.I Hancock,

1994)[171]