Nghiên cứu quy luật phân bố dị thường ứng suất kiến tạo hiện đại phục vụ phân vùng dự báo tai biến động đất lở đất dọc đới đứt gãy sông cả và đề xuất các giải pháp phòng tránh

Tên đề tài Nghiên cứu quy luật phân bố dị thường ứng suất kiến tạo hiện đại phục vụ phân vùng dự báo tai biến động đất, lở đất dọc đới đứt gãy Sông Cả và đề xuất các giải pháp phòng trán

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI■ ■ ■ TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC Tự NHIÊN

BÁO CÁO TỔNG KÉT ĐẼ TÀI

NGHIÊN CỨU QUY LUẬT PHÂN BỔ DỊ THƯỜNG ỨNG SUAT KIÉN t ạ o h iện đ ại p h ụ c vụ ph â n v ù n g Dự BÁO TAI BIẾN ĐỘNG ĐẮT, LỞ ĐẮT DỌC ĐỚI ĐÚT GÃY SÔNG

_ PT / 9 5 5 " I

HÀ NỘI 3- 2009

MỤC LỤC

TÓMTẲT 1

SUMMARY 4

MỞ ĐẨU 6

KHẢI QUÁT VẾ KHU vự c NGHIÊN cứ u VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ử u 8

1.1 Đ ặ c đ iể m đ iề u kiện t ự n h i ê n 8

1.1.1 Vị trí địa lý 8

1.1.2 Khi hậu Nghệ A n 9

1 1.3 Đặc điểm thủy vãn 11

1.1.4 Đặc điểm địa hình địa m ạ o 12

1.2 Đ ặ c đ iể m k inh tế - x ã h ộ i 13

1.2.1 Dân cư và lao động 13

1.2.2 Giáo dục, y tế 13

1.2.3 Nông, lâm, ngư nghiệp 14

1.3 Đ ặ c đ iể m đ ịa c h ấ t 16

1.3.1 Địa tầng 16

1.3.2 Các thành tạo xâm nhập 21

1.4 P h ư ơ n g p h á p n g h iê n c ử u 23

ĐẶC ĐIÊM CÁC GIAI ĐOẠN BIÉN DẠNG KIẾN TẠO ĐỚI ĐÚT GÃY SÔNG CẢ 24

2.1 Đ ặ c điểm c ác giai đ o ạ n biến d ạ n g tr ư ớ c C e n o z o i 24

2.2 Đ ặ c điểm các gia i đ o ạ n biến d ạ n g C e n o z o i 49

TRƯỜNG ỬNGSUÂTKIẾN TẠO HIỆN ĐẠI VÀ QUY LUẬT PHÂN BÓ DỊ THƯỜNG ỬNGSUẢT 72

3.1 N g u y ê n tắc t h à n h lậ p b ả n đồ ứ n g s u ấ t 72

3.2 Đ ặc đ iể m p h â n bố ứ n g s u ấ t p h á p t u y ế n 72

3.3 Đ ặc đ iể m p h â n bổ ứ n g s u ấ t c ắ t 7 4 3.4 Đ ặ c đ iể m p h â n b ổ dị t h ư ờ n g ứ n g s u ấ t 7 8 3.5 Đ ặc đ iểm d ịc h c h u y ể n v ỏ T r á i đ ấ t 7 9 PHÂN VÙNG TAI BIỀN LIÊN QUAN ĐẾN ỬNG SUẢT KIẾN TẠO VÀ CÁC GIẢI PHÁP PHÒNG TRÁNH VÀ GIAM THIỂU 80

4.1 Phân v ù n g tai biến liên q u a n đ ế n ứ n g su ấ t kiến t ạ o 80

4.2 Giải p h á p p h ò n g t r á n h g i ả m t h i ể u 81

KẾT LUẬN 83

TÀI LIỆU THAM KHẢO 84 CÁC PHỤ LỤC

T Ó M T Ắ T

a Tên đề tài

Nghiên cứu quy luật phân bố dị thường ứng suất kiến tạo hiện đại phục vụ phân vùng dự báo tai biến động đất, lở đất dọc đới đứt gãy Sông Cả và đề xuất các giải pháp phòng tránh

6 s v Bùi Văn Đông K50

d Mục tiêu và nội dung nghiên cứu

M ục tiêu

1 Nghiên cứu trường ứng suất kiến tạo hiện đại dọc đới đứt gãy Sông Cả, từ cửa khẩu Nậm Cắn đến thành phổ Vinh

2 Xác lập quy luật phân bố các dị thường ứng suất dọc đới đứt gãy

3 Đánh giá xu thế dịch chuyển của vật chất tạo vỏ đọc hai bên cánh của đới đứt gãy Sông Cả

4 Thành lập bản đồ phân vùng dự báo các đị thường ứng suất và khả năng phát sinh động đất và trượt đất liên quan ở tỷ lệ 1/250.000 cho toàn đới đứt gãy Sông Cả

N ội dung nghiên cứu

1 Phân tách pha chuyển động kiến tạo hiện đại ra khỏi các pha hoạt động kiến tạo

cổ hơn 1 0 0 0 0 năm

2 Xác định các tính chất hình học và động học của đớí đứt gãy Sông Cả trong giai đoạn hiện đại

3 Xác định các trạng thái ứng suất và quy luật biến động ứng suất dọc đới đứt gãy

4 Xây dựng mô hình tính toán trường ứng suất kiến tạo hiện đại

5 Tính toán các dị thường ứng suất.

6 Tính toán xu thế dịch chuyển vật chất vỏ hai bên cánh của đới đứt gãy

7 Xây dựng bản đồ phân bố các dị thường ứng suất và phân vùng dự báo tai biến

3 Đã nghiên cứu và xác định được tuổi biến dạng dẻo của đới đứt gãy Sông Cả ứng với giai đoạn chuyển dịch phải thuận xảy ra cách ngày nay 26, 27 triệu năm

đi kèm với biến chất thấp của các đá dọc đới đứt gãy bằng phương pháp xác định tuổi đồng vị phóng xạ K/Ar trên khoáng vật illite

4 Đã xác lập được tiến hóa trạng thái ứng suất kiến tạo trong Cenozoi và xây dựng được mô hình tính toán ứng suất kiến tạo hiện đại, xu thế dịch chuyến của vật chất vỏ trái đất dọc hai cánh đứt gãy Sông Cả

5 Đã thành lập được bản đồ phân bố dị thường ứng suất kiến tạo hiện đại dọc đới đứt gãy Sông Cả và phân vùng dự báo tai biến liên quan tỷ lệ 1:250.000

6 Sau thời gian nghiên cứu, tập thể tác giả đề tài đã khảo sát chi tiết thực địa, lấy mẫu biến dạng, mẫu tuổi, phân tích số liệu tuổi đồng vị, phân tách các pha biến dạng, phân tích ảnh vệ tinh, thành lập bản đồ DEM, xử lí số liệu và đã hoàn thiện một báo cáo gồm các chương sau:

Mở đầu

Chương 1: Khái quát về khu vực nghiên cứu và phương pháp nghiên cứu

Chương 2: Đặc điêm các giai đoạn biến dạng kiến tạo đới đứt gãy Sông CảChương 3: Trường ứng suất kiến tạo hiện đại và quy luật phân bố dị thường ứng suất

Chương 4: Phân vùng tai biến liên quan đến dị thường ứng suất và các giải pháp phòng tránh và giảm thiểu

Tình hình kinh phí của đề tài

Đề tài được cấp 60 triệu đã chi như sau:

+ Chi cho khảo sát, thí nghiệm, phân tích mẫu và xử lý số liệu:

+ Xây dựng đề cương, tổng quan tài liệu:

+ Viểt báo cáo nghiệm thu, hội thảo:

+ Vãn phòng phẩm, in ấn tài liệu, quản lí phí và các chi phí khác:

c ơ QUAN QUẢN LÝ ĐÈ TÀI

a Title of the Project

“Study on the distribution of the active tectonic stress aiming to zoning and locating earthquake and landslide hazards along the Song Ca fault zone and proposal

3 PhD Student Luong Thi Thu Hoai

4 PhD Student Nguyen Dinh Thái

5 PhD Student Tran Dang Quy

6 Student Bui Van Dong

d Objectives and contents of the Project

O bjectives

1 Research on the tectonic stress field along the Song Ca fault from Nam Can border to Vinh city

2 Characterizing the stress anomalies distribution along the Song ca fault

3 Assessment o f displacement tendency o f the earth-crust materials along the Song Ca fault’s flanks

4 Establishing a map o f stress anomalies and related hazards such as earthquake and landslide at 1/250.000 scale for Song Ca fault zone

Contents

1 Identifying the active tectonic phases from the older ones

2 Characterizing the kinematics and dynamics o f the Song Ca fault in the late Quaternary

3 Characterizing the tectonic stress state and its variation along the Song Ca fault

4 Building the flow chart for computing the active tectonic stress

5 Computing the stress anomalies.

6 Identifying the displacement o f the Earth-crust tendency along the Song Ca fault’s flanks

7 Establishment a map o f stress anomalies and related hazards

8 Proposal o f measures for accumulated stress-related hazards mitigation

3 Having dated the ductile deformation corresponding to normal-dextral motion associated with weak metamorphism being 26 to 27 my by K/Ar conventional technique on illite minerals

4 Having characterized the evolution o f tectonic stress during Cenozoics and building the flowing chart for computing the active tectonics and displacement tendency o f Earth-crust materials along the Song Ca fault zone

5 Having established a map o f the tectonic stress anomalies along the Song Ca fault and zoning the related hazards at 1/250.000 scale

6 The final report includes 4 mains chapters as followings

Preface

Chapter 1 : Overview on the studied region and methods

Chapter 2 : Features o f deformation periods o f Song Ca fault zone

Chapter 3 : Active tectonic stress and stress anomalies distribution

Chapter 4 : Zoning the stress anomalies-related hazards and proposed prevention and mitigation measures

Conclusions

References

MỞ ĐÀU

Các kết quả nghiên cứu kiến tạo địa động lực, biến dạng kiến tạo được tiến hành trong những năm gần đây của tập thể các nhà khoa học Khoa Địa chất, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà nội phối hợp với các nhà khoa học Pháp, Đài Loan, Nhật Bản đã cho thấy lãnh thổ Việt Nam đã bị biến chất biến dạng mạnh, đặc biệt quá trình đó ghi nhận rất rõ nét dọc các đới đứt gãy chính Các hoạt động này xảy ra chủ yếu vào cuối kỷ Permi và kéo dài đến hết Trias giữa, tương ứng với hoạt động tạo núi Indosini (Lepvrier et al 1995; 1997; 2004) Sau quá trình chuyển động kiến tạo mãnh liệt như vậy, các đới đứt gãy chính còn tiếp tục tái hoạt động trong giai đoạn Juưa-Creta Trong giai đoạn Cenozoi, do hệ quả của sự tương tác va chạm giữa mảng Án Độ với mảng Âu Á (Tapponnier et al 1995) hàng loạt các đới đứt gãy trên lãnh thổ Việt Nam đã tái hoạt động theo các phương thức chuyển động khác nhau (Phan Trọng Trịnh 1994), trong các khoảng thời gian khác nhau như đới đứt gãy Sông Hồng, đứt gãy Sông Mã, đứt gãy Sông Đà, đứt gãy Điện Biên-Lai Châu, đứt gãy Sơn

La, đứt gãy Sông Cả, đứt gãy Rào Nậy và hàng loạt các đới đứt gãy khác (Nguyễn Văn Vượng et al.s 1995) Quy mô và mức độ tái hoạt động của các đới đứt gãy có mặt trên lănh thổ Việt nam cũng khác nhau (Phùng Văn Phách và nnk 1996) Có đới chỉ tái hoạt động trong giai đoạn đầu Cenozoi, cỏ đới còn tiếp tục đến hiện nay và vẫn có khả năng sinh chấn (Nguyễn Trọng Yêm et al 1996), trong số đó ở khu vực Bắc Trung Bộ, đới đứt gãy Sông Cả là một trong những đới sinh chấn mạnh nhất hiện nay (Nguyễn Kim Lap., 1998)

Các nghiên cứu trên thể giới trong những năm gần đây đã chứng tỏ ràng sự gia tăng ứng suất kiến tạo có mối quan hệ mật thiết với khả năng phát sinh động đất (King

et al., 1994; Toda et al.s 1998; Haihua et al 2003) Vì vậy làm sáng tỏ mối quan hệ quy luật phân bố ứng suất kiến tạo và hình học đứt gãy sẽ góp phần vào việc dự báo nguy

cơ động đất và đề xuất các giải pháp giảm thiểu phù hợp Đề tài ’’Nghiên cứu quy luật phân bố dị thường ứng suất kiến tạo hiện đại phục vụ phân vùng dự báo tai biến động đất, lở đất dọc đới đứt gãy Sông Cả và đề xuất các giải pháp phòng tránh" được thực hiện nhằm làm sáng tỏ quy luật phân bổ ứng suất kiến tạo dọc đới đứt gãy Sông Cả và phân vùng dự báo nguy cơ động đất

Trong quá trình nghiên cứu, tập thể tác giả đã nhận được sự giúp đỡ quý báu của các nhà địa chất của Liên đoàn Bản đồ Địa chất miền Bắc Việt Nam, của GS Claude Lepvrier, GS Claude Ragin (Đại học Paris 6, Cộng Hòa Pháp), GS Bent Hansen, TS Klaus Wemmer (Trường Đại học Tổng hợp Gottingen, Cộng hòa Liên Bang Đức) cũng như các nhà khoa học trong khoa Địa chất, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Tập thể tác già xin trân trọng cảm cm sự giúp đỡ quý báu đó

6

Các kết quả phân tích tuổi đồng vị K/Ar cho các mẫu biến dạng biến chất rất thấp sẽ không thể tiến hành được nếu không có sự cộng tác nghiên cửu của GS Bent Hansen và TS Klaus Wemmer Các kết quả nghiên cứu và phân tích mô hình DEM và ảnh vệ tinh của các dứt gãy hoạt động sẽ không thể thực hiện nếu thiếu sự giúp đỡ hào phóng của GS Tung-Yi Lee của Đại học Sư phạm Quốc gia Đài Loan Các tác giả xin chân thành cảm om sự giúp đỡ vô giá đó.

Đề tài sẽ không thể thực hiện nếu không có sự giúp đỡ của Ban Khoa học và Công nghệ, phòng Khoa học và Ban chủ nhiệm Khoa Địa chất Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Các tác giả xin trân trọng cảm om

TM Tập thể tác giả Chủ trì đề tài

PGS TS Nguyễn Văn Vượng

Nghệ An là tỉnh thuộc vùng Bắc Trung Bộ, trải dài theo hướng Tây Bắc - ĐôngNam.

+ Phía Bắc giáp tỉnh Thanh Hoá với đường biên dài 196,13 km

+ Phía Nam giáp tỉnh Hà Tĩnh với đường biên đài 92,6 km

+ Phía Tây giáp nước bạn Lào với đường biên dài 419 km

+ Phía Đông giáp với biển Đông với bờ biển dài 82 km

Nghệ An nằm trong toạ độ địa lý từ 18°35' đến 20°00'10" vĩ độ Bắc và từ I03°50'25" đến 105°40'30" kinh độ Đông

H ì n h 1.1 B ả n đ ồ h à n h c h í n h t ỉ n h N g h ệ A n

8

Vị trí địa lí của Nghệ An có nhiều thuận lợi cho phát triển kinh tế - xã hội Nghệ An nằm trẽn tuyến giao thông huyết mạch của cả nước với Quốc lộ 1 nối Bắc - Nam và các tuyến ngang theo chiều Đông - Tây Đầu mối giao thông lớn nhất tỉnh là thành phố Vinh Với mạng lưới đường bộ, đường sắt thuận lợi, Nghệ An dễ dàng thiết lập các mối liên hệ kinh tế với các địa phương trong cả nước Nghệ An cũng có hơn

400 km đường biên giới với Lào nên có thể phát triển hơn nữa việc trao đổi, giao thương với Lào và cả vùng Đông Bắc Thái Lan

Tỉnh Nghệ An có:

+ 1 thành phố loại 2: Thành phố Vinh

+ 02 thị xã: Thị xã Cửa Lò; Thị xã Thái Hòa

+ 17 huyện trong đó có: + 10 huyện miền núi: Thanh Chương, Kỳ Sơn, Tương Dương, Con Cuông, Anh Sơn, Tân Kỳ, Quế Phong, Quỳ Châu, Quỳ Hợp, Nghĩa Đàn;

+ 7 huyện đồng bằng: Đô Lương, Nam Đàn, Hưng Nguyên, Nghi Lộc, Diễn Châu, Quỳnh Lưu, Yên Thành

Tỉnh Nghệ An nằm ở Đông Bắc dãy Trường Sơn, địa hình đa dạng, phức tạp và

bị chia cắt bởi các hệ thống đồi núi, sông suối hướng nghiêng từ Tây - Bẳc xuống Dông

- Nam Đỉnh núi cao nhất là đỉnh Pulaileng (2.71 lm) ở huyện Kỳ Sơn, thấp nhất là vùng đồng bằng huyện Quỳnh Lưu, Diễn Châu, Yên Thành có nơi chỉ cao đến 0,2 m so với mặt nước biển (đó là xã Quỳnh Thanh huyện Quỳnh Lưu)

Đồi núi chiếm 83% diện tích đất tự nhiên của toàn tỉnh

1.1.2 K h í hậu N gh ệ A n

Nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa có mùa đông lạnh và chia làm 2 mùa: Mùa

hạ nóng, ẩm, mưa nhiều và mùa đông lạnh, ít mưa

Chế độ nhiệt: Chia làm 2 mùa rõ rệt

+ Mùa nóng từ tháng 5 đến tháng 9, nhiệt độ trung bình 23° - 24° c , tháng nóngnhất là tháng 7, nhiệt độ cao tuyệt đối 42,7° c

+ Mùa lạnh từ tháng 10 đến tháng 4 năm sau, nhiệt độ bình quân 19,9°c, nhiệt độ thấp tuyệt đối - 0,5°c

Số giờ nắng trung bình/năm là 1500 - 1700 giờ

Tổng tích ôn là 35 0 0 °c - 4000°c.

Năng lượng bức xạ mặt trời đạt 12,5 tỷ Kcal/ha năm

Chê độ mưa: Nghệ An là tỉnh có lượng mưa trung bình so với các tỉnh khác ờ

9

miền Bắc Lượng mưa bình quân hàng năm dao động từ 1200 - 2000 mm/năm, phân

bổ cao dần từ Bắc vào Nam và từ Tây sang Đông và chia làm hai mùa rõ rệt:

+ Mùa khô từ tháng 1 1 đến tháng 4 năm sau, lượng mưa chỉ chiếm 15 - 20 % lượng mưa cả năm Tháng khô hạn nhất là tháng 1, 2 lượng mưa chỉ đạt 7 - 6 0 mm/ tháng

+ Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10, lượng mưa tập trung chiếm 80 - 85 % lượng

mưa cả năm, tháng mưa nhiều nhất là tháng 8, 9 có lượng mưa từ 220 - 540 mm/tháng, số ngày mưa 1 5 - 1 9 ngày/tháng, mùa này thường kéo theo gió bão

Bảng 1.1 Một sổ đặc trưng thòi tiết của tỉnh Nghệ An

Độ ẩm không khí: Trị số độ ẩm tương đối trung bình năm dao động từ 80 -

90 %, độ ẩm không khí cũng có sự chênh lệch giữa các vùng và theo mùa, vùng có độ

ẩm cao nhất là thượng nguồn sông Hiểu, vùng có độ ẩm thấp nhất là vùng núi phía Nam (huyện Kỳ Sơn, Tương Dương) Lượng bốc hơi từ 700 - 940 mm/năm

Chê độ gió: Nghệ An chịu ảnh hưởng của 2 loại gió chủ yếu: Gió mùa Đông Bắc và gió phơn Tây Nam

+ Gió mùa Đông Bấc thường xuất hiện vào mùa Đông từ tháng 10 đên tháng 4 năm sau, bình quân mỗi năm có khoảng 30 đợt gió mùa Đông Bắc, mang theo không khí lạnh, khô làm cho nhiệt độ giảm xuống 5 -10°c so với ngày thường.+ Gió phơn Tây Nam là một loại hình thời tiết đặc trưng cho mùa hạ của vùng Bắc Trung Bộ, ờ Nghệ An hàng năm thường xuất hiện vào tháng 7, 8, bỉnh quân mỗi năm có khoảng 20 - 30 ngày, các thung lũng phía Tây như con Cuông, Tương Dương chịu ảnh hưởng nhiều nhất (40 - 50 ngày), nơi ít nhất là Quỳnh Lưu, Quỳ Châu (10 - 15 ngày) Gió Tây Nam đã gây khô, nóng và hạn hán; ảnh hưởng nghiêm trọng cho sản xuất và đời sống sinh hoạt của nhân dân trên phạm

vi toàn tinh

Bên cạnh những yếu tố chủ yểu: nhiệt độ, gió, độ ẩm không khí thì Nghệ An còn là tỉnh chịu ảnh hưởng của bão và áp thấp nhiệt đới Trung bình mỗi năm 2 -3 cơn bão, sức gió mạnh nhất có lúc giật trên cấp 1 2, mùa bão thường vào tháng 8 - 1 0 bão

vê kèm theo mưa lớn cùng với sự tàn phá của sức gió, đã gây ra lũ lụt và nhiều thiệt hại lớn

10

Hàng năm toàn tỉnh khu vực có nhiều khả năng thiếu nước nhất là từ Cửa Rào (Tuơng Dương) đi dọc lên các thung lũng của các con sông Nậm sơn và Nậm Mộ, dải đồng bằng ven biển từ Diễn Châu đến Quỳnh Lưu và dải dọc theo triền Sông Hiểu cho đến tận Quỳnh Châu Vùng tương đối đủ nước là dải phía Tây các huyền Đô Lương đến Quỳnh Châu và bờ hữu ngạn Sông Lam cho tới tận Trường Sơn Đông.

Suơng muối chỉ có khả năng xảy ra ở các vùng núi cao và một vài vùng trung

du có điều kiện địa hình và thổ nhưỡng thuận lợi cho sự thâm nhập của không khí lạnh

và sự mất nhiệt do bức xạ mạnh mẽ của mặt đất như khu vực Phủ Quỳ

1.1.3 Đặc điểm th ủ y văn

a Sông ngòi

Tổng chiều dài sông suối ừên địa bàn tỉnh là 9.828 km, mật độ trung bình là 0, km/km2 Toàn tỉnh có 7 con sông trực tiếp đổ ra biển Đông Trừ sông Cả, các con sông còn lại có lưu vực nhỏ, khoảng 2000 - 3000 km2 với chiều dài trung bình khoảng 60 - 70 km

Sông lớn nhất là sông Cả (sông Lam) bắt nguồn từ huyện Mường Pẹc tỉnh Xieng Khoảng (Lào), có chiều dài là 532 km (riêng trên đất Nghệ An có chiều dài là

361 km), diện tích lưu vực 27.200 krn2 (riêng ờ Nghệ An là 17.730 km2) Tổng lượng nước hàng năm khoảng 28.109 m3 trong đó 14,4.109 là nước mặt Sông Cả có cả thảy

8 6 phụ lưu cap 1, cấp 2 với 117 thác lớn nhỏ, trong đó có một số thác có tiềm năng xây dựng thủy điện Các nhánh chính và chi lưu của sông Cả gồm: Sông Nậm Cô, sông Nậm Nom, sông Hiếu, sông Giang, sông Giăng, khe C hoang Đ a số các nhánh sông này đều nằm trong vùng miền núi với đặc điểm độ dốc của sông lớn, lòng hẹp, ít

có bãi bồi, về phía hạ lưu lòng sông mở rộng và các bãi bồi rộng hơn

Các sông khác bắt nguồn trong tỉnh chảy thẳng ra biển với đặc trưng các sông đều ngắn, trữ lượng nước không lớn, lòng sông hẹp, nước chảy chậm, phần lớn là sông nước mặn Bao gồm các sông:

+ Sông Hoàng Mai dài 44 km, nước mặn lên quá 20 km

+ Sông Dâu và sông Thơi (Quỳnh Lưu) là sông nước mặn hoàn toàn

+ Sông Bùng dài 53 km

+ Sông Cấm dài 47 km

Nhìn chung, hệ thống thủy văn Nghệ An có nguồn nước mặt tương đổi dồi dào, đáp ứng đủ cho sản xuất và sinh hoạt của nhân dân Tuy nhiên, do sự phân bố không đều theo thời gian và theo từng lãnh thổ, chế độ dòng chảy của các sông thay đổi rất lớn theo mùa nên vần tạo ra hiện tượng lũ lụt cục bộ hoặc hạn hán ở nhiều nơi trong tỉnh

Bên cạnh nguồn nước trên mặt, nguồn nước ngầm ở Nghệ An tương đối phong phú, ước tính khoảng 42 tỉ m 3

Ị 1.4 Đặc điểm địa hình địa mạo

Phần lớn khu vực nghiên cứu có địa hình núi non hiểm trở và thuộc phần sườn phía đông của phần bắc dãy Trường Sơn hùng vĩ Phần lớn các đỉnh núi cao đều trùng với đường biên giới Việt Lào, trong đó đỉnh cao nhất là đỉnh Phu Xai Lai Leng cao

2700 mét Các vùng khác thuộc vùng nũi trung bình và cao từ 1000 đến 2000 mét Nhìn chung, các dãy núi kéo dài theo phương tây bắc đông nam (Nguyễn Văn Hoành

và nnk 1978) Tuy nhiên, khi nghiên cứu chi tiết, các dãy núi trong phạm vi của tỉnh Nghệ An đều bị uốn cong vặn thành hình chữ z lớn mà đấu ấn của nó có thể quan sát thấy ở nhiều nơi như ở Bình Chuẩn, ở Huổi Nhị, ở Mường Lống và thậm chí ngay ở phần phía bắc của thị trấn Hòa Bình gần nhà máy thủy điện Bản Vẽ Trong các khu vực đó, phương kéo dài của các dãy núi bị uốn thành đông bắc tây nam Điều đặc biệt đáng lưu ý là cấu trúc uốn nếp trong khu vực nghiên cứu hầu như đồng dạng với đăc điểm địa hình Độ dốc địa hình và độ phân cắt của khu vực nghiên cứu rất lớn

H ì n h 1 2 B ả n đ ô D E M t h ê h i ệ n đ ặ c đ i ể m đ ị a h ì n h đ i a m a o k h u v ự c n g h i ê n c ứ u

12

H ì n h 1.3 B ả n đ ồ ả n h v ệ t i n h L a n d s a t E T M p l u s t í c h h ợ p v ó i b ả n đ ồ D E M k h u v ự c

n g h i ê n c ứ u 1.2 Đặc điểm kỉnh tế - xã hội

1.2.1 Dân cư và lao động

Dân số trung bình của cả tỉnh Nghệ An theo thống kê nám 2007 là 3.103.400 người, trong đó nam chiếm 49%, nữ - 51% Mật độ dân số trung bình 188 người / km2, cao hơn mật độ trung bình của cả nước khoảng 3,6 lần Thành phổ Vinh lả nơi có mật

độ dân số cao nhất, tiếp đến là thị xã Cửa Lò; Nghi Lộc là huyện dân cư thưa nhất, số lượng lao động trong toàn vùng là 79400 người, tập trung vào các huyện Quỳnh Lưu, Diễn Châu và Nghi Lộc

1.2.2 Giáo dục, y t ế

Việc xây dựng cơ sở vật chất và nâng cao chất lượng giảng dạy trong các

■ trường học đã được chú ý Giáo dục được phát triển toàn diện từ mẫu giáo, phổ thông

đển cao đẳng - đại học Theo thống kê năm 2004, toàn vùng có 37.074 học sinh mẫu giáo, 294.061 học sinh phổ thông, tổng cộng 331.135 học sinh, chiếm gần 30% số dân

Mạng lưới y tế được củng cố và phát triển; trên địa bàn các huyện thị ven biển

đã có 163 cơ sở khám chữa bệnh với gần 3.000 giường bệnh, 566 bác sĩ Tính trung bình, cứ một vạn dân có 5 bác sĩ, cao hơn nhiều so với các huyện ven biền Thanh Hóa

Số lượng bác sĩ ở Tp Vinh chiếm tỷ lệ rất cao (0,16%) tiếp đến là Tx Cửa Lò (0,06%); Các huyện còn lại đều có tỷ lệ tương đương là 0,02% (bảng 1.2)

13

Bảng 1.2 Các chỉ số về giáo dục, y tế vùng ven biển Nghệ An

Huyện / thị

HS

mẫugiáo

Sổ

giường bênh

màu khác có diện tích không đáng kể (Bảng Error! Reference source not found 1.3)

Sản lượng lương thực là 327.712 tấn, trong đó sản lượng lúa là 270.952 tấn, chiếm tỷ

lệ 83% ở các huyện ven biển Nghệ An, lúa được gieo trồng trong cả 3 vụ: đông xuân,

hè thu và vụ mùa Trong đó lúa đông xuân chiếm tỷ trọng cao nhất

Bảng 1.3 Cơ cấu cây lương thực các huyện ven biển Nghệ An

Huyện / thị

Diệntíchlúa

( h a )

Diệntíchngô

( h a )

Sản

lượng

lúa(tấn)

S ả n lượng

Gia cầm (con)

Sản lượng thịt hoi (tấn)Quỳnh Lưu 17.773 23.444 150.583 1.218.000 12.483

c Công nghiệp

Ngoài các cơ sở công nghiệp ở thị trấn Anh Sơn, Con Cuông, các ngành công nghiệp của Nghệ An tập tring chủ yếu ở khu vực ven biển và thành phố, thị xã Trong phạm vi các huyện thị ven biển Nghệ An có 12.258 cơ sở công nghiệp, trong đó, công nghiệp tư nhân chiếm ưu thế tuyệt đối với 12.232 cơ sở Giá trị sản xuất công nghiệp nhà nước đạt 362 tỷ ; tư nhân - 774 tỷ

Dòng Sông Cả, đặc biệt là đoạn chảy từ Lào qua các huyện Mường Xén, Tương Dương, Con Cuông, Anh Sơn, lại chảy trùng với đứt gãy chính đang hoạt động của đới đứt gãy Sông Cả Tuy nhiên, để đảm bảo an ninh năng lượng, nhà nước vẫn đang tiến hành đầu tư xây dựng nhà máy thủy điện công suất lớn trên Sông Cả với thân đập nầm tại Bản Vẽ, huyện Tương Dương, cách thành phố Vinh khoảng 220km Đây là nhà máy thủy điện lớn nhất bắc trung bộ có công suất 300 megawat với số vốn đầu tư 5920

tỷ đồng tương đương với 380 triệu USD với cao trình tích nước 110 mét Hạ lưu Sông

Cả lại là nơi tập trung các trung tâm kinh tể, khu chế xuất, khu công nghiệp (Ví dụ nhà máy xi măng Anh Sơn, nhà máy chè Con Cuông), các vùng nông nghiệp, các khu du lịch (Ví dụ khu nghỉ mát Cửa Lò) quan trọng của thành phố Vinh nói riêng và tỉnh Nghệ An nói chung (Hồ Duy Thanh và nnk 1983; Hoàng Văn Khổn 1997 Hoàng Vãn

ư u và nnk 1983) Vì vậy, vấn đề nắm bắt quy luật hoạt động và dự báo các đoạn có khả nãng dịch chuyển, gây động đất phá hủy của đới đứt gãy Sông Cả đóng vai trò quan trọng không những trong việc đảm bảo an toàn tuyến đập nói riêng và cho các trung tâm kinh tế của tỉnh Nghệ An nói chung mà còn phục vụ cho việc quy hoạch phát triển bền vững khu vực Bắc Trung Bộ.

d Dịch vụ, du lịch

Với bờ biển dài 82 km và vùng biển rộng 4229 hải lý vuông, bờ biển thấp, bằng phẳng, Nghệ An có nhiều bãi tắm hấp dẫn mà tiêu biểu là Cửa Lò Theo thống kê năm

2004, Nghệ An đã đón 762.258 lượt khách du lịch, trong đó có 15.813 lượt khách quốc

tế Doanh thu du lịch tăng 20,88% so với năm 2003

+ Tập 1: đá phiến mica, gneis xen các lớp mỏng quarzit, đá phiến có silimanit, có nơi đá bị migmatit yếu dạng dải song song Dày 500m

+ Tập 2: đá phiển thạch anh-mica-granat xen kẽ các lớp quarzit mica, có nơi đá bị migmatit yếu Dày 1500m

Ranh giới trên dưới của các trầm tích không rõ ràng Căn cứ vào thành phần đá và đối sánh với các mặt cắt của hệ tầng Bù Khạng ở các vùng lân cân, Phan Trường Thị và

Lê Duy Bách xếp chúng vào hệ tầng Bù Khạng có tuổi Neoproterozoi-Camri sớm

GIỚI PALEOZOI ORDOVIC THƯỢNG-SILUR HẠ

p • Hệ tầng Sông Cả (O 3 -S 1 sc)

Hệ tầng Sông Cả do Mareichev A.M và Trần Đức Lương mô tả đầu tiên với tuổi Paleozoi không phân chia, về sau, trên cơ sở hóa thạch ở Mường Xén, Nguyễn Văn Hoành (1978) đã xếp các trầm tích này vào tuổi Ordovic muộn-silur sớm

Hệ tầng được chia thành ba phân hệ tầng:

+ Phân hệ tầng dưới (O3-S1 SC]): phân bố trên một diện tích hẹp ở bẳc nếp lồi Bản Đăm và lộ ra ở bờ trái sông Cả thuộc huyện Anh Sơn Phân hệ tầng gồm 2 phần: phần dưới chủ yếu là cát kết dạng quarzit màu xám tro, xám sáng phân

16

lớp dày từ một vài đến vài chục centimet, xen kẽ với đá phiên thạch anh- sericit Dày 100-I20m; phần trên gồm đá phiến thạch anh- sericit bị uốn nếp mạnh mẽ, mặt lớp có nhiều nếp nhăn, xen nhiều lớp cát kết hạt nhỏ bị quarzit hỏa màu trắng, phân lớp 5-10cm Dày 300-350m.

+ Phân hệ tầng giữa (O3-S1 sc2ỵ lộ ra thành 5 dải đông Mường Xén, Huồi Thù-

Cửa Rào, Huổi Nhị-Mường Kóm, Nậm Ngân-Mường Kóm, Cha Lo-Nậm Cuôn Thành phần chù yếu của phân hệ tầng là cát kết đa khoáng chứa nhiều đốm felspat xen ít lớp đá phiến sét, chuyển lên là các lớp đá phiến thạch anh-sericit màu xám tro, xen bột kết, cát kết hạt nhỏ, đá phiến sericit, sét sericit Bề dày chung của phân hệ tầng là 820-85Om

+ Phân hệ tầng trên (O3-S] sci): phân bố rộng rãi ở hai bờ sông Cả, ở vùng Mường

Xén lộ thành 3 dải chính: Huổi Thù- Bản Vẽ, Huổi Cang- Nậm Chàng, sốp Nhu- Huổi Khò Các mặt cắt của phân hệ tầng có thể quan sát được ở Huổi Thù, Huổi Nhị, Huổi sốm , Sông Cả, Nậm Mô Thành phần thạch học chủ yếu gồm sạn kết hạt nhỏ, hạt vừa màu xám đen chuyển lên là các lớp đá phiến sét, đá phiến sericit, đá phiến sét chứa nhiều vật chất hữu cơ và hóa thạch bút đá:

Monoclimacỉs vomerina, Pristiograptus kweichihensis cho tuổi Silur sớm.

Dựa vào tập hợp hóa thạch, hệ tầng Sông Cả được xếp vào tuổi Ordovic muộn- Silur sớm (Nguyễn Văn Hoành 1979)

• Hệ tầng Huổi Nhị (S 2 -D 1 hn)

Hệ tầng Huổi Nhị do Nguyễn Văn Hoành xác lập năm 1978 trên cơ sở mặt cắt tại Huổi Nhị Các mặt cắt của hệ tầng lộ ra ở hai bên bờ sông Cả và sông Con, bắc Phu Sao và vùng biên giới Việt Lào

Thành phần thạch học của hệ tầng chủ yểu là cát kết màu xám tro, xám trắng hạt vừa xen những lớp bột kết màu xám lục nhạt Chuyển lên là các lớp đá phiến sét màu xám đen chứa di tích thực vật, đá phiến sericit màu xám lục, cát kết hạt thô màu xám tro, đá phiển sét màu xám lục bị sericit hóa

Tổng chiều dày cùa hệ tầng khoảng 750m

Hệ tầng nam chỉnh hợp trên hệ tầng Sông Cả và có chứa hóa thạch cho tuổi Silur muộn- Devon sớm

diện tích tờ Khang Khay- Mường Xén, các trầm tích của hệ tầng lộ ra ở Nà Nội- Huổi Vị- Khe Chính và Nậm Tằm- sốp Sook.

Mặt cắt của hệ tầng lộ ra ở đọc suối Nậm Tằm có tính phân nhịp rõ và được chia làm 3 phần: phần dưới là cát kết màu xám tro hạt vừa và nhỏ, thành phần đa khoáng, xen vài lớp phiến sét màu đen Phần giữa chủ yếu là đá phiến sét đen, đôi nơi

có màu xám tro, phân lớp mỏng chứa hóa thạch thực vật có tuổi Devon giữa Phàn trên chủ yếu là đá phiến sét đen xen cát kết màu xám tro, xám lục nhạt (Tran Toàn và nnk., 1997; Nguyễn Bá Minh và nnk 2003)

Tổng chiều dày của hệ tầng là 500m

Dựa vào tập hợp hóa thạch Tay cuộn và San hô, hệ tầng được coi là có tuổi Devon sớm- giữa

DEVON TRUNG, GI VET - DEVON THƯỢNG, FRASNI

• Hệ tầng Nậm c ắ n (D 2 g- D 3 fr nc)

Hệ tầng phân bố trên diện tích hẹp kéo dài từ biên giới Việt- Lào qua suối Nậm Cắn đến Huổi Lôi khoảng 15km Theo mặt cắt Nậm c ắ n hệ tầng chia làm hai phần:+ Phần dưới chủ yếu là đá vôi màu xám đen, xám hoặc xám lục, phân lớp trung bình chuyển dần lên đá vôi phân lớp dày, chứa nhiều silic

+ Phần trên là đá vôi màu xám đen, xám tro phân lóp dày từ 30-40m

Tổng chiều dày của hệ tầng là 600m

Dựa vào thành phần hóa thạch, hệ tầng được xác định có tuổi Givet- Frasni Hệ tầng Nậm Cắn nằm chỉnh hợp trên hệ tầng Huổi Lôi

DEVON THƯỢNG, FAMEN

• Hệ tầng Cát Đằng (D 3 fm cđ)

18

Trong diện tích tờ Khang Khay- Mường Xén, h tầng Cát Đảng chỉ lộ ra trên một diện tích hẹp ở tây bắc Mường Xén.

Thành phần thạch học của hệ tầng chủ yếu là đá phiến sét vôi, bột kết vôi phân lớp mỏng màu xám lục, xám đỏ loang lổ, phong hóa màu xám vàng Trong đá vôi chứa sét có hóa thạch Răng nón cho tuổi Famen

Thành phần chủ yếu của hệ tầng là cát kết chứa vôi màu đen, chuyển lên là đá phiến sét màu đen, đá phiến sét- silic màu xám đen, xám tro, đá phiến silic màu đen xen sét vôi phân lớp mỏng

Tổng bề dày của hệ tầng ở mặt cắt Con Cuông là 300-380m Các hóa thạch Chân rìu, Bọ ba thùy tìm thấy trong hệ tầng cho phép xác định tuổi Carbon sớm Trong mặt cắt Huổi Thù, hệ tầng La Khê phú không chỉnh hợp lên hệ tầng Huổi Nhị

CARBON- PERMI

• Hệ tầng Bắc Sơn (C-P bc)

Hệ tầng do Nguyễn Văn Liêm xác lập năm 1979 có khối lượng tương đương với hệ tầng Mường Lổng (Nguyễn Văn Hoành, 1978) cộng với tập đá vôi màu đen ở tập trên cùng của hệ tầng La Khê Hệ tầng Bắc Sơn lộ ra ở Phu Puộc, Pha Tá- Long Hán, Mường Lống- Phu Ngót Nhi, Huổi Phong, Con Cuông, Phu Khe Chan, Phu Pha Lon, Kẻ ong và Khe Choang, Khe Bố

Thành phần chủ yểu của hệ tầng gồm đá vôi màu xám đen, phân lớp mỏng, hạt mịn, đá vôi silic màu đen, xen ít lớp đá vôi xám tro hạt vừa, trên là đá vôi màu xám sáng, đá vôi màu xám sáng hạt vừa phân lớp dày hoặc dạng khối

Tổng chiều dày vào khoảng 530m Hệ tầng chứa phong phú hóa thạch Trùng lỗ tuổi Carbon sớm đến Permi sớm Hệ tầng nằm chỉnh hợp trên hệ tầng La Khê

GIỚI MESOZOI TRIAS TRUNG, ANISI

• Hệ tầng Đồng Trầu (T 2 a đt)

Hệ tầng Đồng Trầu do Nguyễn Văn Hoành và Trần Toàn (1978) xác lập dựa

19

trên các phun trào axit ở vùng bắc sông Cả Các thành tạo này lộ ra ở bãc Sông Cả, tây bắc Mường Xén, bắc sông Cả, Phu Lan, Bản Cuôn.

Thành phần chủ yếu của hệ tầng là cuội kết, sạn kết, cát kết, đá phiến sét Bên trên là ryolit, dacit và tu f của chúng Tổng chiều dày vào khoảng 1700m

Dựa vào các hóa thạch Chân rìu, Chân đầu, hệ tầng được xác định có tuổi Anisi

TRIAS TRUNG, LADIN

TRIAS THƯỢNG, NORI- RET

Thành phần gồm các đá phun trào axit: ryolit porphia, ryodacit, dacit, porphia thạch anh Nhiều nơi đá bị cà nát, biến dạng mạnh Bề dày của hệ tầng đạt 500-700m

GIỚI KAINOZOI NEOGEN

• Hệ tầng Khe Bố (N kb)

20

Hệ tầng Khe Bố lộ ra ở Khe Bố, Cửa Rào, Đôn Phục Mặt cắt chuẩn ở vùng Khe Bố có bề dày 300-350m (Hồ Sỹ Quý., 1986).

Thành phần chủ yếu của hệ tầng là cuội kết, dăm kết chuyển lên là cuội kết, sét kết hạt thô, cát kết hạt không đều, bột kết kẹp ít cát kết đa khoáng, màu xám, cát kết hạt vừa xen bột kết màu xám nâu, phân lớp không đều, trên cùng là cuội kết, sạn kết

và cát kết hạt thô màu xám, phân lớp dày, thành phần hỗn tạp, độ mài tròn kém

Hóa thạch tìm thấy trong mặt cắt cho phép xác định hệ tầng có tuổi Neogen

ĐỆ T Ứ

• Hệ tầng Hoằng Hóa (Qi hh)

Hệ tầng Hoẳng Hóa thấy ở LK29 (Nghi Lộc, Nghệ An) tại độ sâu từ 91-104.Trầm tích nguồn gốc sông gồm sạn, cát, cuội chưa được gắn kết

• Trầm tích Đệ Tứ không phân chia

Phát triển trên diện tích hẹp ở ven các đồi núi, dọc các sông suối dưới dạng bãi bồi.Thành phần gồm: cuội, tảng, sạn, cát, sét (Trần Văn Ý và nnk., 1994)

1.3.2 Các thành tạo xâm nhập

• Phửc hệ Đại Lộc (yaD] đỉ

Phức hệ gồm các khối Nậm Giải và một vài khối ở thượng nguồn Ngòi Quang, Học Ho

Thành phần gồm: granit dạng gneis, granodiorit dạng gneis, plagiogranit dạng

t gneis đến dạng dải, granit muscovit dạng porphyr; đá mạch aplit, pegmatit cheas turmalin

Các đá xuyên chỉnh hợp vào đá biển chất tuổi PR thuộc hệ tầng Bù Khạng và bị granosyenit hệ tầng Bản Chiềng cẳt qua

• Phức hệ Sông Mã (yxT2sm)

Thuộc phức hệ này gồm các khối Mường Lầm, Phu Sao, Làng Mọc Quy Lăng, Phu Xai, Phuồm-Kẻ Giai, Làng Hiền, Làng Mọc và môt số khối nhỏ phân bố dọc đứt gãy Sông Mã

21

Thành phàn thạch học chủ yếu là granit porphyr, granit granophyr, granit aplit màu xám sáng, hạt nhỏ đến trung bình, đôi khi hạt lớn, kiến trúc porphyr điển hỉnh Chúng xuyên cắt và gây biến chất yểu các đá phun trào axit hệ tầng Đồng Trầu.

• Phức hệ Núi Chúa (v a Ĩ3 n nc)

Phức hệ gồm các khối Cửa Rào, Pung Mon, Bản Cang, Tèn Xa Chúng xuyên qua trầm tích hệ tầng Sông Cả và bị granit khối Nậm Kiền (phức hệ Phia Bioc) xuyên

Thành phần thạch học của các khối gồm: gabronorit, gabro, gabrodiabas, diabas

và gabrodiorit, đôi khi còn gặp điorit Các đá sẫm màu, hạt trung đến nhỏ, kiến trúc hạt nửa tự hình hoặc ophit

• Phức hệ Phia Bioc (yaT3pố)

Thuộc phức hệ gồm các khối Nậm Kiền, Xiềng Líp và Xảm Liêng

Thành phần thạch học chủ yếu là granit biotit sẫm màu, granodiorit biotit, ít granit sáng màu, đá mạch aplit và pegmatit

Granit khối Nậm Kiền xuyên cắt qua trầm tích các hệ tầng Sông Cả, Huổi Nhị

và đá vôi hệ tầng Bắc Sơn

H ì n h 1 4 S ơ đ ồ t h ể h i ệ n c á c t h à n h t ạ o đ ị a c h ấ t k h u v ự c n g h i ê n c ứ u

( T h e o B ả n đồ Đ ị a chất 1 / 2 0 0 0 0 0 lo ạt t ờ B ắ c T r u n g B ộ )

22

Các đá khối Phu Loi xuyên cắt gây biến chất các đá trầm tích tuổi C-P, granit phức hệ Sông Mã.

1.4 Phương pháp nghiên cứu

Để thực hiện các nội dung nghiên cứu đề ra, đề tài đã tiến hành sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau đây:

+ Nghiên cứu khảo sát thực địa dọc đới đứt gãy Sông Cả và mộ số mặt cắt vuông góc với đới đứt gãy

+ Các phương pháp nghiên cứu cấu trúc địa chất (Hancock 1985;)

+ Các phương pháp nghiên cứu biển dạng dòn và biến dạng dẻo (Armijo et al., 1982; Bergerat., 1987; Carey et ai., 1987; Etchecopa et al 1981; Fry 1992; Gephart 1990; Jaminson 1992;

+ Phân tích ảnh vệ tinh Landsat ETM plus 7 kênh bằng phần mềm ERMAPPER tích hợp với mô hình số độ cao DEM

+ Phân tích và thành lập bản đồ DEM bằng tổ hợp phần mềm Vertical Mapper và Global Mapper

+ Phân tích và tỉnh toán trạng thái ứng suất bằng phần mem TENSOR của GS Angelier (Angelier 1979, 1982., 1989, 1990, 1994; Huang et al., 1989)

+ Tính toán dị thường ứng suất theo thuật toán của Okada (King et al., 1994; Nemcock et al., 1995; Holt et al 1991, 1993; Harris et al., 1998; Huafij et al., 1983; Smith et al 2003, 2005; Toda et al,, 1998)

+ Phương pháp phân tích tuổi biến dạng K/Ar và Ar/Ar

23

Chương 2

ĐẶC ĐIỂM CÁC GIAI ĐOẠN BIÉN DẠNG KIẾN TẠO ĐỚI ĐỨT GÃY■ • • w

SÔNG CẢ

2.1 Đặc điểm các giai đoạn biến dạng trước Cenozoi

Trên bình đồ hiện tại, đới biến dạng-đứt gãy Sông Cả là một tập hợp hàng loạt các đứt gãy có phương tây tây bắc-đông đông nam và các đứt gãy phân nhánh của chúng Đứt gãy Sông Cả nóí riêng có dạng tuyến kéo dài từ trũng Đệ Tam Bản Ban thuộc lãnh thổ Lào qua thị trấn Mường Xén chạy dọc theo dòng Nậm Mộ, qua cầu Cửa Rào và chạy gần như trùng với dòng Sông Cả và đường quổc lộ 7 về Nam Đàn vào địa phận Hà Tĩnh rồi bị chìm dưới các trầm tích Đệ Tứ và các trầm tích của thềm lục địa Thanh Nghệ Tĩnh Phần đứt gãy lộ ra trên bề mặt và có thể quan sát được kéo dài trên 200km Đứt gãy Mường Xén-Bình Chuẩn là đứt gãy phân nhánh của đứt gãy Sông Cả Đứt gãy này bắt nguồn từ Mường Xén kéo dài khoảng 85 km theo phương 103 độ qua thủy điện Bản Vẽ về Bình Chuẩn thuộc huyện Con Cuông thì bị chặn lại bởi các đãy núi phương đông bắc tây nam Đây là hai đứt gãy quan trọng nhất trong đới đứt gãy Sông Cả

Các thành tạo địa chất phân bổ dọc hai cánh của đới đứt gãy Sông Cả chủ yếu là các đá trầm tích lục nguyên tuổi Paleozoi sớm giữa (hệ tầng Sông Cả tuổi Ordovic muộn- Silur, hệ tầng Huổi Nhị tuổi Silur muộn-Devon sớm), các thành tạo carbonat xen silic tuổi Carbon và Carbon-Permi, và phun trào rhyolit tuổi Trias giữa Dọc theo đứt gãy Sông Cả, một sổ trũng Đệ tam chứa than có dạng bán địa hào hoặc dạng trũng kéo tách (pull-apart) được hình thành như trũng Bản Ban bên Lào, trũng Khe Bổ, trũng Đôn Phục Các thành tạo trầm tích trong phạm vi đới biến dạng-đứt gãy Sông Cả có đặc điểm nổi bật khác hẳn các đới biến dạng khác ở Việt Nam Neu như các đới đứt gãy, biến dạng khác ở Việt Nam đều có sự đi kèm giữa hoạt động biển dạng dẻo (ductile deformation), dẻo-dòn với các hoạt động biến chất cao thì ở đới biến dạng Sông Cả không có sự tương đồng như vậy Các đá trầrn tích có tuổi khác nhau lộ ra dọc đới Sông Cả bị biến dạng rất mạnh trong khi mức độ biến chất lại rất thấp chỉ tương ứng với phần thấp nhất của tướng phiến lục chỉ một vài chỗ đạt tới tướng phiến lục Bề rộng của đới biến dạng đạt tới 80km và mở rộng chủ yểu về phía bắc đến phạm vi đường 48 Trong khi đó, mức độ biển dạng ở phía nam đới đứt gãy Sông Cả kém hơn so với phía bắc

Các nghiên cứu biến dạng theo các mặt cắt ngang vuông góc với đới đứt gãy Sông Cả cho thấy các đá trong khu vực tây Nghệ An đã trải qua ít nhất ba giai đoạn uốn nếp, trong đó hai giai đoạn đầu tiên, tính từ cổ đến trẻ, bị phủ bất chỉnh hợp bởi các trầm tích màu đỏ chứa than tuổi Trias muộn có thể quan sát được ớ khu vực Phu

24

Sảng Giai đoạn uốn nếp thứ nhất tạo nên các nếp uốn đảo có phương trục kéo dài tây bắc đông nam Giai đoạn uốn nếp thứ hai tạo nên các nếp uốn hình chữ z với phương trục kéo dài chủ yếu theo hướng đông bắc tây nam Như vậy, hai giai đoạn uổn nếp đầu tiên tương ứng với hoạt động tạo núi Indosini trên cơ sở quan hệ bất chinh hợp góc Giai đoạn uốn nếp thứ ba, có phương trục kéo đài theo hướng tây bắc đông nam trùng với phương trục của giai đoạn uốn nếp đầu tiên, tác động đến tất cả các thành tạo trầm tích có mặt trong khu vực và làm biến dạng bề mặt bất chỉnh hợp giữa trầm tích màu

đỏ tuổi Trias và các trầm tích cổ hơn Như vậy một trong những giai đoạn hoạt động của đới đứt gãy Sông Cả trong Paleozoi muộn-Mesozoi sớm có khả năng đồng thời với hoạt động uốn nếp đảo pha đầu và liên quan với hoạt động tạo núi Indosini Trên các hình từ 2.1 đến 2.9 minh họa một số nếp uốn điển hình được hình thành trong các pha biến dạng uổn nếp từ DI đến D3 Các kết quả nghiên cứu chi tiết các đặc trưng biến dạng dẻo tại các vết lộ khác nhau, trong các loại đá thuộc accs phân vị địa tầng khác nhau được thể hiện trong bảng 2.1 Việc xác định tuổi biến dạng cho các đới Sông Cả bằng phương pháp K/Ar và Ar/Ar cho thấy đới này đã ghi nhận được sự kiện nhiệt kiến tạo xảy ra trong thời gian cuối Permi-đầu Trias và Jura-Kreta Các kết quà tổng họfp về các đặc trưng biến dạng déo và tuổi biến dạng được thể hiện trên hình

Hình 2.2 Quan hệ của hai pha uốn nếp (<Pi: 140 30W, Ọ 2 : 015 29N) trong đá phiến s é t - serỉcỉt của hệ tầng Sồng Cả, tập 2 (OrSíCỉ), tại MX.162 + 300m (cách cửa khe Cành Paỉ

khoảng 300m về phía đông bắc)

Ảnh: Nguyễn Văn Vượng

aẹv

Hình 2.3 Nep uốn nằm, pha biến dạng D l, mặt trục nằm ngang (68 38N), đường trục

I t Ầ a « I À Ỉ # U a a n l k i H A M n _ -t \ ^ '1 ^ 1 1 r \ A__ _- _ _ _ _ỈA L * 4 l ẩ A __ ’ _ * aẶ _ _ _ _ í** ê _ _ _

kẻo dài theo phtnrag tây bắc — đông nam (120 37W) trong cát bột kết của hệ tầng Sông

Cả, tập 2 (O 3 -&C 2 ), tại MX 166 (cách bản Vẽ khoảng l,75Km về phía bắc đông bắc)

Anh: Nguyễn Bả Minh

Hình 2.4 Nép uổn nằm có mặt trục 055 1SN, đường trục: 070 16N (Dl) trong cát kết, cát bột kết của hệ tầng Sông Cả, tập 2 (03-Ssc2), tại MX.2651 (cách bản Lun Tân khoảng

400m về phía đông bắc)

Ảnh: Nguyễn Văn Vượng

Hình 2.5 Nếp uốn phương tây bác - đông nam (pha 1), đường true nếp uốn 90 30W, trong đá phiến sét của hệ tầng Sông Cả, tập 3 (03-Ssc3), tại MX 376 +300m (cách bản

Na Chảo khoảng 2Km về phía đông nam)

Anh: Nguyễn Bá Minh

27

Hình 2.6 Nếp uén đẳng góc trong lớp đá phiến sét - silic bị biến chất của hệ tầng Sông

Cả, tập 2 (03-Ssc2) tại MX.161 (cách bản Vẽ khoảng 4,2Km về phía đông bac)

Ảnh: Nguyễn Văn Vượng

Hình 2.7 Nếp uốn có trục thẫng đứng sinh ra trong pha biến dạng dẻo D3 Ảnh chụp tại

bờ trái Sông Cả, thuộc Bản Púng

Anh: Nguyễn Văn Vượng

Hình 2.8 Đói Shear band hình thành do quá trình trượt theo mặt lóp của các lớp cát kết hạt nhỏ thuộc hệ tầng Sông Cả, tập 3 (O 3 - Sifj), tại MX 1866 (cách bản Keo Lực

khoảng 2,5km về phía đông bắc)

Anh: Nguyên Văn Vượng

Hình 2.9 Định hướng trục nếp uốn 097 08E, tại MX.206

(Lưới chiều Smidt bán cầu dưới)

Hình 2.10 Sơ đồ cấu trúc và tuổi biến dạng đói Sông Cả 1-Các đá phun trào bazan, 2- Cuội sạn kết, 3- Các đá trầm tích Mesozoi sớm, 4- Các đá phun trào rhyolit, 5- Các đá carbonat biến chất thấp, 6 - Granỉt biến dạng yếu, 7- Granỉt không biên dạng, 8 - Gơnaỉ, 9- Đứt gãy, 10- v ế t mặt lớp trầm tích, 11- Thế nằm mặt lóp, 12- Thế nằm mặt phiến, 13- Nếp uổn đảo đến nằm, 14-Cấu trủc tuyến trượt kéo căng (chủ giãi chung cho các hình

tiếp theo từ 2.22 đến 2.26)

Bảng 2.1 Bảng tổng họp các thông sổ các nếp uốn Số

T r ụ c nếp uốn

M ặ t

tr ụ c

Hai cánh

Loại nếp uốn

H a i

c á n h

Loại nếp uốn

Đ ảo

140 45E

50 M X 435

9

60 N 050 60S

M ặ t trục

H a i cánh

L oa i

i

n ep uốn

M ặ t trục

H a i cánh

L oại

n ế p uốn

60N 150

55S 145 47N

40 W 140 55N

70E

Pha 2

050 50W

40 W

pha 1

37

H ai

c á n h

L oại nếp uốn

30S 090

32N

15S

095 45N

27S 100 55N

7 ON 100 10s

3 ON

Đ ảo

110 40N

38