Đặc điểm biến dạng kiến tạo các thành tạo trầm tích, phun trào mesozoi khu vực núi khôn và mối liên quan với khóang hóa thiếc

TÓM TẮT LUẬN VĂN Luận văn đã hệ thống hóa, xây dựng quy trình hệ phương pháp nghiên cứu biến dạng kiến tạo cho một vùng cụ thể vùng đo vẽ bản đồ địa chất và tìm kiếm khoáng sản rắn, tỷ l

-[’\ -

ĐỖ VĂN LĨNH

ĐẶC ĐIỂM BIẾN DẠNG KIẾN TẠO

CÁC THÀNH TẠO TRẦM TÍCH, PHUN TRÀO MESOZOI KHU VỰC NÚI KHÔN VÀ MỐI LIÊN QUAN VỚI KHOÁNG HÓA THIẾC

CHUYÊN NGÀNH : ĐỊA CHẤT KHOÁNG SẢN VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP

TÌM KIẾM THĂM DÒ MÃ SỐ : 1.08.05

LUẬN VĂN THẠC SĨ

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS PHẠM HUY LONG

Cán bộ chấm nhận xét 1: PGS.TS LA THỊ CHÍCH

Cán bộ chấm nhận xét 2: TS TRỊNH VĂN LONG

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC

SĨ ĐỊA CHẤT KHOÁNG SẢN VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP TÌM KIẾM THĂM DÒ – KHOA ĐỊA CHẤT VÀ DẦU KHÍ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày 06 tháng 12 năm 2003

Tp.HCM, ngày tháng năm 2003

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: ĐỖ VĂN LĨNH Phái: Nam

Ngày, tháng, năm sinh: 19 –9 – 1970 Nơi sinh: Hưng Yên

Chuyên ngành: ĐỊA CHẤT KHOÁNG SẢN VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP TÌM KIẾM THĂM DÒ

MSHV: ĐCKS12-002

TÊN ĐỀ TÀI:

ĐẶC ĐIỂM BIẾN DẠNG KIẾN TẠO CÁC THÀNH TẠO TRẦM TÍCH, PHUN TRÀO MESOZOI KHU VỰC NÚI KHÔN VÀ MỐI LIÊN QUAN VỚI KHOÁNG HÓA THIẾC

II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG

1 – Hệ thống hóa phương pháp nghiên cứu biến dạng và xây dựng quy trình nghiên cứu biến dạng cho vùng cụ thể, bổ sung tài liệu biến dạng vùng Đà Lạt

2 – Làm sáng tỏ đặc điểm kiến trúc hình thái (khe nứt, đứt gãy, uốn nếp …) trong các thành tạo trầm tích, phun trào Mesozoi khu vực Núi Khôn

3 – Khôi phục lịch sử phát triển biến dạng kiến tạo từ cuối Jura giữa đến Đệ Tứ và mối liên quan giữa các pha biến dạng kiến tạo với khoáng hóa thiếc khu vực Núi Khôn

III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 10-02-2003

IV NGÀY HOÀN THÀNH ĐỀ TÀI:10-11-2003

V HỌ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS PHẠM HUY LONG

Nội dung và đề cương luận văn thạc sĩ đã được HỘI ĐỒNG CHUYÊN NGÀNH thông qua

Ngày tháng năm 2003 Phòng Đào Tạo Sau Đại Học Khoa Quản Lý Ngành

LỜI CẢÛM ƠN

Học trò xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất với Thầy TS Phạm Huy Long đã dìu dắt, dạy dỗ trong 10 năm qua và đặc biệt đã tận tình hướng dẫn học trò hoàn thành luận văn này

Học viên xin bày tỏ lòng biết ơn Cô PGS.TS La Thị Chích đã tận tình hướng dẫn học viên từ những ngày bắt đầu học cao học và PGS.TS Huỳnh Thị Minh Hằng đã chỉ bảo, động viên, khuyến khích thực hiện đề tài

Học viên xin cám ơn các thầy phản biện đã đóng góp nhiều ý kiến quý báu cho luận văn

Xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô trong Khoa Địa Chất và Dầu Khí đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi nhất cho học viên trong quá trình học tập và thực hiện luận văn

Chân thành cám ơn KS Nguyễn Quang Lộc, chủ nhiệm đề án đo vẽ BĐĐC & TKS nhóm tờ Bắc Đà Lạt; KS Nguyễn Lương Thiện, KS Tạ Thị Thu Hoài và các bậc đàn anh khác đã giúp đỡ và hỗ trợ các nguồn tài liệu phục vụ cho luận văn Xin cám

ơn Ths.Cát Nguyên Hùng, TS Nguyễn Hữu Ty, TS Trịnh Văn Long, TS Vũ Đình Chỉnh đã đóng góp ý kiến quý báu cho luận văn.Trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn đã được Lãnh đạo Liên đoàn Bản đồ Địa chất Miền Nam tạo điều kiện và hỗ trợ kinh phí KS Ma Công Cọ, KS Lê Minh Thủy, Đoàn Địa chất I động viên và tạo điều kiện về thời gian

GS.TS Jacques Angelier, bộ môn Kiến tạo vật lý, Đại học Marie Curie và TS Aline Saintot (the Free University of Amsterdam, Tectonic Group) đã chỉ dẫn, cung cấp tài liệu và phần mềm xử lý tenxo ứng suất kiến tạo qua mạng Internet

Cuối cùng, tôi xin bày tỏ tình cảm và lòng biết ơn đối với người thân và gia đình đã khích lệ và chia sẻ trong suốt thời gian qua

Tp.HCM, ngày tháng 11 năm 2003

Đỗ Văn Lĩnh

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Luận văn đã hệ thống hóa, xây dựng quy trình hệ phương pháp nghiên cứu biến dạng kiến tạo cho một vùng cụ thể (vùng đo vẽ bản đồ địa chất và tìm kiếm khoáng sản rắn, tỷ lệ lớn…) và áp dụng hệ phương pháp nghiên cứu đặc điểm biến dạng kiến tạo các đá trầm tích, phun trào Mesozoi khu vực Núi Khôn và mối liên quan với khoáng thiếc Kết quả xác định khu vực Núi Khôn nói riêng và vùng Đà Lạt nói chung từ cuối Jura giữa đến nay ít nhất đã trải qua 5 pha biến dạng kiến tạo chính Đặc trưng 2 pha biến dạng vào cuối Jura giữa và Jura muộn - Creta sớm với hướng ép nén phương TB - ĐN là chính Pha biến dạng tuổi Creta muộn – Miocen sớm, căng giãn kiểu nâng vòm với hướng căng giãn ĐB – TN, TTB – ĐĐN là pha biến dạng cục bộ so với pha biến dạng căng giãn hướng TB - ĐN vào Creta muộn – Miocen sớm của vùng Đà Lạt Các đứt gãy phương ĐB – TN (30 – 40 0 ) là các đứt gãy thứ cấp của đới đứt gãy Tuy Hòa – Biên Hòa, đã chi phối quy luật phân bố khoáng thiếc chủ yếu trong khu vực Núi Khôn Hai pha biến dạng trượt bằng, bằng nghịch hoạt động từ Miocen giữa – Đệ Tứ với hướng ép nén Đ – T đến TB – ĐN và B – N đến BĐB – NTN, tương ứng, đã cắt dịch, cà nát, phá hủy các cấu trúc có trước gây dịch mất quặng và làm phức tạp hóa cấu trúc khu vực Núi Khôn

MỤC LỤC

Nhiệm vụ luận văn 3

Lời cảm ơn 4

Tóm tắt luận văn 5

Mục lục 6

Mở đầu 8

Phần I – NGHIÊN CỨU KHÁI QUÁT

Chương 1 – Sơ lược đặc điểm địa lý tự nhiên và lịch sử nghiên cứu địa chất , biến dạng vùng Đà lạt 1.1 Đặc điểm địa hình, mạng sông suối .14

1.2 Lịch sử nghiên cứu biến dạng 18

Chương 2 – Phương pháp nghiên cứu 21

2.1 Một số khái niệm và định nghĩa các thuật ngữ 21

2.2 Các phương pháp nghiên cứu biến dạng truyền thống 23

2.3 Các phương pháp nghiên cứu biến dạng hiện đại 27

2.4 Các phương pháp nghiên cứu ngoài thực địa 51

2.5 Các phương pháp khác .51

Chương 3 – Sơ lược đặc điểm cấu trúc vùng Đà lạt 53

3.1 Sơ lược địa tầng 53

3.2 Sơ lược magma xâm nhập 61

3.3 Kiến tạo 64

3.4 Khoáng sản 83

Chương 4 – Đặc điểm cấu trúc đới đưt gãy Tuy hòa –Biên hòa, vai trò khống chế chi phối qui luật phân bố thiếc của nó 84

4.1 Đặc điểm hình thái đới đứt gãy Tuy Hòa – Biên Hòa 84

4.2 Sơ lược đặc điểm cấu trúc đới đứt gãy Tuy Hòa – Biên Hòa và lịch sử phát triển .89

4.3 Vai trò khống chế, chi phối quy luật phân bố khoáng hóa thiếc của đứt gãy Tuy hòa – Biên Hòa 93

Phần II –CHUYÊN ĐỀ

Chương 5 – Sơ lược cấu trúc địa chất vùng núi Khôn 96

5.1 Đặc điểm địa hình mạng sông suối 96

5.2 Lịch sử nghiên cứu biến dạng trong khu vực Núi Khôn và lân cận 98

5.3 Đặc điểm địa chất khu vực Núi Khôn 99

Chương 6 – Đặc điểm biến dạng kiến tạo khu vực núi Khôn 105

6.1 Đặc điểm biến dạng dẻo 105

6.2 Đặc điểm biến dạng dòn .106

6.3 Khôi phục trạng thái ứng suất kiến tạo từ tập hợp khe nứt – đứt gãy 118

6.4 Khôi phục các pha biến dạng .123

6.5 Đối sánh các pha biến dangï 130

Chương 7 – Mối liên quan giữa các pha biến dạng kiến tạo trầm tích , phun trào Mesozoi với việc hình thành và phân bố khoáng hoá Thiếc 131

7.1 Đặc điểm khoáng hóa thiếc khu vực Núi Khôn 131

7.2 Mối liên quan quặng hóa với các yếu tố kiến trúc 133

7.3 Mối liên quan giữa quặng hóa với các pha biến dạng 135

7.4 - Dự báo khoáng hóa thiếc trên cơ sở biến dạng kiến tạo 137

7.5 Lịch sử phát triển biến dạng kiến tạo Mesozoi – Kainozoi khu vực Núi Khôn 139

Kết luận 142

Tài liệu tham khảo 144

Phụ lục 146

Danh sách các bản vẽ, hình và bảng minh họa kèm theo 149

Danh sách các ảnh sử dụng 149

Các chữ và kí hiệu viết tắt 150

Lý lịch trích ngang 151

MỞ ĐẦU

1 – Tính cấp thiết của đề tài

Việc nghiên cứu biến dạng kiến tạo ở quy mô lãnh thổ Nam Việt Nam đã đạt được thành tựu lớn Kết quả nghiên cứu góp phần làm sáng tỏ lịch sử phát triển địa chất, quy luật phân bố khoáng sản, định hướng cho công tác tìm kiếm và dự báo khoáng sản với quy mô khu vực có hiệu quả, đồng thời làm cơ sở chiến lược phát triển kinh tế và bảo vệ môi trường bền vững Tuy nhiên, vấn đề nghiên cứu biến dạng kiến tạo trong các diện tích tìm kiếm – thăm dò khoáng sản ở tỷ lệ lớn trong phạm vi hoạt động điều tra cơ bản địa chất – khoáng sản ở lãnh thổ Nam Việt Nam còn gần như bị bỏ ngỏ hoặc chưa được quan tâm đúng mức

Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn trong giai đoạn đo vẽ lập bản đồ địa chất - tìm kiếm khoáng sản ở tỷ lệ lớn ở Việt Nam nói chung và của Liên đoàn Bản đồ địa chất Miền Nam nói riêng, vấn đề nghiên cứu biến dạng kiến tạo nhằm làm sáng tỏ lịch sử phát sinh và phát triển các yếu tố kiến trúc, chi phối sự hình thành, phát triển, khống chế, tập trung quặng hóa, giúp cho việc tìm kiếm - thăm dò đạt hiệu quả hơn là một việc khó song có ích Chính vì vậy, tác giả đã mạnh dạn

chọn đề tài “Đặc điểm biến dạng kiến tạo các thành tạo trầm tích, phun trào

Mesozoi khu vực Núi Khôn và mối liên quan với khoáng hóa thiếc ” với hy vọng

hệ thống hóa phương pháp nghiên cứu biến dạng kiến tạo cho một vùng cụ thể (vùng đo vẽ bản đồ địa chất và tìm kiếm khoáng sản rắn, tỷ lệ lớn …) và kiểm nghiệm khả năng áp dụng vào thực tiễn

2 - Mục tiêu của đề tài

– Làm sáng tỏ hình thái (khe nứt, đứt gãy, uốn nếp .) trong thành tạo trầm tích, phun trào Mesozoi trong khu vực Núi Khôn

– Làm sáng tỏ lịch sử phát triển biến dạng kiến tạo từ Jura giữa đến Đệ Tứ, các thành tạo trầm tích, phun trào Mesozoi khu vực Núi Khôn và mối liên quan với khoáng hóa thiếc

3 – Nhiệm vụ của đề tài

Để đạt được mục tiêu và nhiệm vụ được giao cần giải quyết các nhiệm vụ cụ thể sau

- Hệ thống hóa và xây dựng quy trình phương pháp biến dạng kiến tạo cho một vùng cụ thể

– Làm sáng tỏ quy luật phân bố, tính chất (hướng cắm, góc cắm, cơ chế vận động…) các khe nứt, đứt gãy, uốn nếp, thớ chẻ, các đai mạch,

- Xác định quy luật phân bố các mạch khoáng hóa thiếc với các yếu tố kiến trúc khe nứt, đứt gãy

- Khôi phục trường ứng suất kiến tạo và cơ chế hình thành, lịch sử phát triển các khe nứt, đứt gãy, uốn nếp, thớ chẻ và hệ thống đai mạch

- Phân chia các pha biến dạng kiến tạo trước tạo quặng, đồng tạo quặng và sau tạo quặng

4 – Các phương pháp nghiên cứu

a – Các phương pháp nghiên cứu trong phòng

- Phương pháp nghiên cứu biến dạng kiến tạo truyền thống

- Phương pháp nghiên cứu biến dạng kiến tạo cận đại

+ Các phương pháp kiến tạo vật lý:

* Nhóm phương pháp phân tích hình động học và kiến tạo động lực (Parfenov, Gzovxky, Danilovitch và Nikolaev )

• Nhóm phương pháp phân tích số (phương pháp tensor ứng suất của Angelier, 1990, 1994 )

b - Các phương pháp nghiên cứu ngoài thực địa

- Khảo sát, đo khe nứt, đứt gãy theo các tuyến mặt cắt vuông góc với phương đứt gãy và dọc theo đứt gãy

- Phương pháp tiếp cận dần

- Phương pháp ô “chìa khóa” nghiên cứu biến dạng

5 – Luận điểm bảo vệ

Luận điểm 1 - Phương pháp nghiên cứu biến dạng kiến tạo và quy trình

nghiên cứu biến dạng cho một vùng cụ thể là:

a – Nghiên cứu biến dạng kiến tạo khu vực làm nền

b - Nghiên cứu biến dạng kiến tạo

c – Kết quả đối sánh biến dạng giữa hai khu vực tìm pha biến dạng cục bộ (ví dụ khu vực Núi Khôn, pha biến dạng kiến tạo cục bộ là căng giãn kiểu nâng vòm với phương tách giãn chính là ĐB – TN có tuổi Creta muộn – Miocen sớm)

Luận điểm 2 – Trong khu vực Núi Khôn, trầm tích Jura giữa bị uốn nếp

kiểu ép dọc với đường trục phương ĐB - TN với mặt trục cắm về phía TB góc khoảng 850, hai cánh nếp lõm cắm góc 500, 600 tương ứng Mặt trượt các đứt gãy có phương ĐB – TN (30 –400) cắm về đông nam với góc 60 – 720 là chính, phương TB – ĐN cắm chủ yếu về đông bắc với góc khoảng 700, phương kinh tuyến cắm đông góc 700 và phương vĩ tuyến cắm thoải về phía bắc với góc 20-

300 là cơ bản Chúng hoạt động với tính chất trượt bằng, bằng nghịch

Luận điểm 3 – Lịch sử phát triển biến dạng kiến tạo khu vực Núi Khôn từ

cuối Jura giữa – Đệ Tứ ít nhất đã trải qua 5 pha biến dạng kiến tạo chính Hai pha biến dạng ép nén phương TB - ĐN tuổi Jura giữa (D1) và Jura muộn - Creta sớm (D2) Pha biến dạng căng giãn kiểu nâng vòm tuổi Creta muộn – Miocen sớm (D3) với hướng căng giãn ĐB – TN, ít hơn là TTB – ĐĐN, KT Hai pha biến

dạng trượt bằng đến bằng nghịch hoạt động trong Miocen giữa - muộn (D4), Pliocen - Đệ Tứ (D5) với σ1 phương Đ – T đến TB – ĐN, B – N đến BĐB – NTN, tương ứng Kết quả đã chỉ ra pha biến dạng cục bộ tuổi Creta muộn - Miocen sớm có trục σ1 phương ĐB - TN đã trải qua khu vực Núi Khôn

Luận điểm 4 - Các đứt gãy phương ĐB - TN trong khu vực Núi Khôn là

các đứt gãy thứ cấp của đới đứt gãy Tuy Hòa - Biên Hòa đã khống chế, chi phối khoáng hóa thiếc trong phụ pha sát và đồng tạo quặng tuổi Creta muộn - Miocen sớm (tạo khoáng chính có thể là Creta muộn - Eocen) Hai pha biến dạng kiến tạo có tuổi từ Miocen giữa - muộn đến Đệ Tứ là các pha sau tạo quặng, làm tái hoạt động các kiến trúc phá hủy đã có trước hoặc sinh mới, gây cắt dịch, cà nát, phá hủy, mất quặng và làm phức tạp hóa cấu trúc

6 – Cơ sở tài liệu

- Như trong danh mục tài liệu tham khảo

- Số liệu nghiên cứu biến dạng kiến tạo (khe nứt, đứt gãy, uốn nếp …ở khu vực Núi Khôn do chính tác giả đi thực địa thu thập 2002- 2003

- Tài liệu nghiên cứu biến dạng kiến tạo do chính tác giả và các nhà kiến tạo Liên đoàn Bản đồ Địa chất Miền Nam và Địa chất Dầu Khí (đứng đầu là TS Phạm Huy Long ) đi thực địa thu thập vùng Đà Lạt trong 10 năm (1993 – 2003) và lãnh thổ Nam Việt Nam Một số tài liệu magma, đá biến đổi, khoáng hóa thiếc do Tổ chuyên đề (có tác giả tham gia), Đề án Bắc Đà Lạt - Liên đoàn Bản đồ Địa chất Miền Nam cung cấp

- Các tài liệu liên quan khác (ảnh viễn thám,vệ tinh được cung cấp bởi Đề án Bắc Đà Lạt, Trung tâm Viễn thám &ø GIS (TS Vũ Văn Vĩnh là giám đốc)

7 - Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

1 - Luận văn hệ thống hóa và xây dựng quy trình phương pháp nghiên cứu biến dạng kiến tạo cho vùng cụ thể, là tài liệu tham khảo nghiên cứu có ích và có thể áp dụng cho công tác đo vẽ bản đồ địa chất và tìm kiếm khoáng sản rắn ở tỷ lệ lớn

2 - Kết quả nghiên cứu góp phần phục vụ trực tiếp cho việc dự báo, tìm kiếm

- thăm dò thiếc khu vực Núi Khôn nói riêng và làm sáng tỏ đặc điểm biến dạng kiến tạo vùng Đà Lạt nói chung

Luận văn với176 trang gồm cả Mở đầu và Kết luận với 7 chương Luận văn có 48 hình, 7 bảng, 4 ảnh, 02 bản vẽ khổ A3

8 – Sản phẩm bảo vệ

1 – Sơ đồ biến dạng kiến tạo vùng Đà Lạt tỷ lệ 1 : 500 000

1 – Sơ đồ biến dạng kiến tạo khu vực Núi Khôn, tỷ lệ 1: 15 000

2 – Luận văn thạc sĩ

9 – Điểm mới của đề tài

1 -Lần đầu tiên, tác giả đã tổng hợp, cập nhật và xây dựng quy trình phương pháp nghiên cứu biến dạng kiến tạo cho một vùng cụ thể và áp dụng hệ phương pháp nghiên cứu biến dạng kiến tạo vào nghiên cứu các thành tạo trầm tích, phun trào Mesozoi khu vực Núi Khôn Kết quả đã minh chứng cho khả năng áp dụng tương đối tốt của hệ phương pháp trên

2 - Lần đầu tiên, tác giả làm sáng tỏ kiến trúc hình thái kiến trúc nếp uốn,

kiến trúc đứt gãy một cách định lượng hóa (hướng cắm, góc cắm, tính chất - cơ

chế ) trong khu vực Núi Khôn

3 - Tác giả đã khôi phục lịch sử biến dạng kiến tạo vùng Núi Khôn, bổ sung thông tin biến dạng kiến tạo vùng Đà Lạt từ cuối Jura giữa đến Đệ Tứ ít nhất trải qua 5 pha biến dạng kiến tạo với sự định lượng về động học và động lực

học các yếu tố biến dạng Xác định pha biến dạng căng dãn cục bộ tuổi Creta muộn - Miocen sớm đã trải qua khu vực Núi Khôn

4 - Kết quả nghiên cứu góp phần làm sáng tỏ mối liên quan giữa đặc điểm biến dạng với khoáng hóa thiếc ở khu vực Núi Khôn

Chương 1

SƠ LƯỢC ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÀ LỊCH SỬ NGHIÊN

CỨU ĐỊA CHẤT, BIẾN DẠNG VÙNG ĐÀ LẠT

1.1 – Đặc điểm địa hình, mạng sông suối

1.1.1 – Vị trí địa lý khu vực nghiên cứu khái quát

Khu vực nghiên cứu khái quát nằm trong khung tọa độ địa lý

106030’ – 109030’ kinh độ Đông

1.1.2 – Phương phát triển các hệ thống núi

Các dãy núi của vùng là phần cuối cùng của dải Trường Sơn Nam, chúng là đường phân thủy cơ bản của các lưu vực sông chảy ra Biển Đông và một phần lưu vực sông MeKong Phần lớn các dãy núi là sườn dốc của các bề mặt cao nguyên có độ cao khác nhau Hướng phát triển các dãy núi ưu trội theo phương đông bắc - tây nam, kế đến kinh tuyến và vĩ tuyến và tây bắc – đông nam là thứ yếu (hình 2)

+ Hướng núi phát triển theo phương đông bắc – tây nam (45 – 50 0 )

Trên bản đồ địa hình khu vực nghiên cứu khái quát hướng núi phát triển

theo phương ĐB – TN (45– 500), đáng chú ý là dải núi kéo dài từ mũi Đại Lãnh (tỉnh Phú Yên) qua Chư Tông (độ cao từ trung bình 1700 – 1400m) chạy đến tận Phước Vĩnh (trung bình cao 100 - 200m) và chìm dưới lớp phủ Kainozoi bồn trũng đồng bằng sông Cửu Long với độ dài khoảng 500km, rộng 20 – 50km Dải núi này đóng vai trò cơ bản phân chia lưu vực hệ thống sông MêKong và hệ thống sông Đồng Nai Đới đứt gãy Tuy Hòa – Biên Hòa vạch ra gần trùng với phương phát triển của dải núi này Dải núi này giữ vai trò khống chế, xuyên qua hầu hết các dải núi phương kinh tuyến, vĩ tuyến và tây bắc – đông nam của khu vực nghiên cứu (hình 2) Đoạn bờ biển từ Tháp Chàm đến Vũng Tàu cũng phát triển theo phương của dải núi lớn này

+ Hướng núi phát triển theo phương á kinh tuyến (20 – 30 0 )

Dải núi này chạy dài theo phương kinh tuyến – á kinh tuyến từ Chư Tông qua Bi Doup đến N Chư Két với chiều dài khoảng 250km Dải núi này bị khống chế theo phương ở đầu mút phía bắc bởi hệ thống núi phương đông bắc – tây nam vừa kể trên tại khu vực Núi Chư Tông (hình2) Ngoài ra, còn có dải núi Lâm Viên – Di Linh – Hàm Thuận Nam cũng bị khống chế theo phương ở đầu mút phía bắc bởi hệ thống núi phương đông bắc – tây nam kéo dài từ Đại Lãnh đến Phước Vĩnh Phương của dải núi này gần trùng với đứt gãy Tà Đùng – Tánh Linh (Phạm Huy Long, Đỗ Văn Lĩnh và nnk, 2001) Nhìn tổng thể các dải núi này phát triển theo kiểu xương cá kiểu sinh kèm hệ thống núi phương đông bắc – tây nam Đại Lãnh – Phước Vĩnh kể trên Phương của dải núi này phát triển gần trùng với trục tách giãn Biển Đông khoảng 300 Đường bờ biển đoạn từ Đại Lãnh – Tháp Chàm cũng phát triển theo phương á kinh tuyến khoảng 100 Các dải núi này

phản ánh kiến trúc hình thái thường trùng với một số hệ thống đứt gãy lớn hoạt động trong Kainozoi

+ Hệ thống núi phương vĩ tuyến

Hệ thống núi phát triển theo phương này nằm phía bắc vùng nghiên cứu khái quát chạy từ bờ biển khu vực bờ biển (khu vực núi Hòn Bà) qua Chư Tông, Chư Yang Hat (Chư Yang Sin) với cao độ 2400 – 1600m và thấp dần về phía tây

ở Buôn Trập (hình2) có cao độ vài trăm mét, bị phứa tạp hóa ở phần tây bởi vài trũng thấp cũng phát triển theo phương vĩ tuyến Kiến trúc hình thái dải núi này trùng phương cấu trúc các trầm tích Jura và đới đứt gãy phương vĩ tuyến Nha Trang – Đak Mil (Phạm Huy Long và nnk, 2000) [21] Kiến trúc hình thái núi phương vĩ tuyến Hòn Bà – Buôn Trập bị xuyên cắt bởi hệ thống dải núi phương

ĐB – TN Đại Lãnh – Phước Vĩnh 9 (hình 2) Điều này phản ánh sự hình thành kiến trúc hình dải núi phương vĩ tuyến Hòn Bà – Buôn Trập cổ hơn hệ thống núi phương ĐB – TN

+ Hệ thống núi phương tây bắc – đông nam

Hệ thống núi này phát triển theo kiểu “xương cá” so với hệ thống núi phương ĐB – TN Đại Lãnh - Phước Vĩnh, phân bố dọc theo dải ven Nha Trang – Phan Thiết chạy từ ven biển trở vào lục địa sâu theo phương tây bắc – đông nam với chiều dài khoảng 100km trở lại gồm các dải Hòn Gốm, N Tiên Du, Nha Trang – Hòn Bà – Chư Pa, Liên Hương – Che Két và Núi Ôâng – Madagui Hầu hết các dải núi này bị khống chế theo phương ở đầu mút tây bắc bởi hệ thống núi phương ĐB – TN Đại Lãnh - Phước Vĩnh Kiến trúc hình thái các dải núi này phần lớn trùng với các đứt gãy cùng phương và trùng với sự phân bố các điểm nước khoáng nóng ở Bình Thuận (Hoàng Phương, 1998)[25] Chứng tỏ chúng đang hoạt động Kiến trúc dải núi Nha Trang – Hòn Bà – Chư Pa xuyên cắt dải

núi phương ĐB – TN Đại Lãnh – PhướcVĩnh phản ánh dấu hiệu các đứt gãy phương TB – ĐN trẻ hơn phương ĐB – TN (45 - 500)

1.1.3 – Mạng sông suối

Về cơ bản, mạng sông suối cũng phát triển theo phương phát triển các dải núi kể trên Tuy nhiên, thung lũng sông Bé – Sài Gòn lại phát triển theo phương kinh tuyến gần trùng với phương phát triển của đứt gãy Lộc Ninh – Thủ Dầu Một Không loại trừ, hệ thống đứt gãy này còn phát triển kéo dài về phía nam qua Cần Giuộc – Bình Đại (Bến Tre) được phản ánh quá hệ thống sông Soi Rạp và địa hình ven bờ tại đây Hệ thống thung lũng sông khu vực Phan Rang, và Khánh Vĩnh chạy theo phương TB – ĐN trùng với đứt gãy cùng phương tại đây (bản vẽ1A) Hệ thống suối khu vực Gia Nghĩa – Đak Mil – Buôn Đôn phát triển theo phương kinh tuyến trùng phương đứt gãy Đak Mil – Bình Châu Hệ thống suối khu vực Lộc Ninh –Đak Mil phát triển rõ theo phương ĐB – TN trùng với phương đới đứt gãy Lộc Ninh – Đak Mil (hình2, bản vẽ 1A) phát triển trên các đá bazan tuổi Miocen muộn – Đệ Tứ, chúng cắt hoặc trùng với phương cấu trúc các đá trầm tích Jura Kiểu mạng sông suối này có tuổi phát triển ít nhất là từ Miocen muộn (sau khi có bazan)

1.1.4 – Đặc điểm phân bậc địa hình

Nhìn chung địa hình khu vực nghiên cứu khái quát có tính phân bậc rõ nét với 4 bậc địa hình: bậc cao nhất 2200 – 2400m (Chư Yang Hat), kế đến 1000 – 1500m, 400 – 600m và thấp nhất –100 - +100 m (hình 3) Chúng tạo nên các bề mặt bình sơn nguyên Đà Lạt , cao nguyên Di Linh – Bảo Lộc, đồng bằng bóc mòn đồi núi sót cao 400 – 200m, và dải đồng bằng tích tụ – xâm thực cao 10 – 50m (hình 3) Đặc trưng cơ bản là sự hạ thấp địa hình theo hướng từ tây bắc tựa vào dải núi Đại Lãnh – Phước Vĩnh phương ĐB - TN thấp dần xuống phía đông nam

Tóm lại, đặc điểm của các hệ thống sông ngòi và núi trong khu vực nghiên

cứu phản ánh các đứt gãy phương ĐB – TN, KT, VT và TB – ĐN có biểu hiện hoạt động trong Kainozoi với cơ thức sinh mới hoặc tái hoạt động trở lại Các đứt gãy phương đông bắc – tây nam ít nhất phát sinh Mesozoi hoạt động trở lại trong Kainozoi, các đứt gãy phương vĩ tuyến có dấu hiệu cổ hơn ít nhất có thể có mặt từ Paleozoi Một số đứt gãy phương kinh tuyến có thể xuất hiện trong Mesozoi và một số khác hoạt động mạnh Kainozoi Các đứt gãy phương TB – ĐN có dấu hiệu hoạt động trong hiện tại song có thể tuổi xuất hiện ít nhất trong Mesozoi muộn Phương cấu trúc chủ đạo trong khu vực nghiên cứu khái quát là phương

ĐB – TN bị phức tạp hóa bởi phương các cấu trúc khác và các kiến trúc địa hình dạng bậc kiểu khối tảng

0 400 800 1200 1600 2000 2400 2800

TP.H

OHINH

D BAO L

N Lang B ian

C HU Y

A NG HA T

M A ËT C A ÉT Đ ỊA H ÌN H T U Y E ÁN T P H O À C H Í M IN H - C H Ư Y A N G H A T

-400 0 400 800 1200 1600 2000 2400 2800

PHA

N RAN G

N LA IAN

CHU YA

HAT

M A ËT C A ÉT Đ ỊA H ÌN H P H A N R A N G _ C H U Y A N G H A T

P H Y T Y Û L E Ä

Hình 3 Tính phân bậc địa hình trong vùng Đà Lạt

1.2 – Lịch sử nghiên cứu biến dạng

Vấn đề nghiên cứu biến dạng kiến tạo trong khu vực nghiên cứu nói riêng mới bắt đầu được tiến hành trong việc nghiên cứu kiến tạo kết hợp của công tác

lập bản đồ địa chất và tìm kiếm khoáng sản tỷ lệ 1 : 50 000 kể từ năm 1993 đến nay

Công trình nghiên cứu đáng chú ý và có ý nghĩa khoa học vào đầu thập kỷ

90 trong khuôn khổ hợp tác của các nhà địa chất Pháp và Việt Nam là “Cenozoic

deformation of Central and South Viet Nam” chủ biên là C Rangin [58]

Kết quả mới của công trình này đã chia ra hai pha kiến tạo đứt gãy trượt bằng có tuổi vào Paleocen 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) [58] 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 50 bị tái hoạt động, sự xoay theo chiều kim đồng hồ việc nâng lên của Trung và Nam Việt Nam kết hợp với sự phun trào banzan tuổi Neogen muộn – Đệ Tứ Công trình thành lập bản đồ kiến tạo và sinh khoáng dưới ánh sáng của học thuyết kiến tạo mảng tỷ lệ 1 : 500 000, năm 1996 - 2000 dưới sự chủ biên của Nguyễn Xuân Bao và tập thể các nhà khoa học khác có giá trị tổng hợp cao về mặt lý luận khoa học và thực tiễn hoàn toàn khác hẳn với các công trình trước đó

Tuy vậy, vấn đề nghiên cứu và giải thích sự thay đổi phương cấu trúc uốn nếp kinh tuyến ở khu vực Vĩnh An – Đồng Xoài (phía tây đứt gãy Đak Min – Bình Châu) và cấu trúc uốn nếp phương đông bắc – tây nam khu vực Đà Lạt – Phan Thiết với cấu trúc uốn nếp phương á vĩ tuyến khu vực Khánh Vĩnh – Easup vẫn còn bỏ ngỏ Đây chính là một vấn đề được đề cập trong phần nghiên cứu quát của luận văn này

Trong năm 2002, có công trình nghiên cứu biến dạng đới Đà Lạt trong khuôn khổ hợp tác của TS Phạm Huy Long - đứng đầu (Liên đoàn Bản đồ Địa chất Miền Nam) và các nhà địa chất dầu khí thuộc công ty liên doanh Việt - Nhật JVPS chủ biên là Dr Schimidt J với các công bố kết quả đáng chú ý [33], [14] Các tác giả đã cho rằng khu vực nghiên cứu đã trải qua ít nhất 5 pha biến dạng chính (kèm các bằng chứng và sự kiện kiến tạo trên lục địa và dưới biển) kể từ cuối Jura giữa đến nay với các phương trục biến dạng tương ứng và vai trò của chúng đối với việc thành tạo dầu trong móng granitoid Bạch Hổ

Tuy nhiên, về cơ bản luận văn cũng đồng ý quan điểm với các tác giả công trình nói trên, song cần làm sáng tỏ thêm việc luận tuổi biến dạng, phương trục biến dạng và sự thay đổi trường ứng suất kiến tạo trong các pha biến dạng từ Kainozoi sớm Điều này có ý nghĩa trong việc định hướng công tác tìm kiếm – thăm dò các mỏ khoáng nội sinh (cụ thể là sự mất quặng, hướng dịch chuyển thân quặng, và sự phá hủy cấu trúc địa chất có trước) Đây cũng chính là vấn đề chính cần giải quyết trong phần nghiên cứu khái quát của luận văn

Hiện tại, Đề án đo vẽ bản đồ địa chất và tìm kiếm khoảng sản nhóm tờ Bắc Đà Lạt bao trùm khu vực nghiên cứu chi tiết, do Nguyễn Quang Lộc chủ biên đã và đang tiến hành bước đầu có kết quả khích lệ

Chương 2

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 - Một số khái niệm và định nghĩa các thuật ngữ biến dạng

Định nghĩa kiến trúc lớn

Là những kiến trúc không thể khống chế hết trong một hoặc vài vết lộ, có kích thước từ vài trăm mét đến nhiều km (macro structure), được phát hiện qua ảnh viễn thám hoặc qua phân tích đặc điểm địa hình (các đứt gãy, uốn nếp, vòm, võng lớn, các tầng đánh dấu vv…)

Định nghĩa kiến trúc nhỏ

Là những kiến trúc có thể bao quát khống chế được trong một vết lộ hoặc một vài vết lộ, có kích thước thường từ vài cm đến vài chục mét (small structure), loại kiến trúc này rất khó phát hiện trên ảnh viễn thám hoặc địa hình (ví dụ: khe nứt, đứt gãy, uốn nếp nhỏ, thớ chẻ, thớ phiến)

Định nghĩa vi kiến trúc

Là những kiến trúc không thể phát hiện bằng mắt thường mà phải dùng kính lúp, kính hiển vi hoặc các thiết bị chuyên dùng khác (sự định hướng trục quang các tinh thể, khoáng vật gây ra bởi sự biến dạng, hiện tượng vi mạch xuyên cắt nhau vv…)

Biến dạng kiến tạo

Là quá trình làm thay đổi hình dạng, thể tích của đơn vị kiến trúc địa chất (từ các đơn vị kiến trúc bậc cao nhất cho đến các đơn vị cơ bản) dưới tác dụng của các lực kiến tạo Các lực kiến tạo phát sinh bởi sự chuyển động hội tụ hoặc phân kỳ hay chuyển dạng (transform) giữa các mảng thạch quyển hoặc quá trình nội mảng

Trường ứng suất chung hay khu vực khống chế việc thành tạo tất cả các

cấu tạo (kiến trúc) cơ bản, rộng lớn, chủ đạo của vùng Các cấu tạo này xuyên qua các phức hệ thạch học khác nhau và được hình thành trong một giai đoạn nhất định của lịch sử kiến tạo [18]

Trường ứng suất cục bộ

Là nguồn gốc đẻ ra các cấu tạo thứ cấpï, phân bố hạn chế trong các cấu tạo khu vực, có thể làm phức tạp, hay có khi làm ngược lại của cơ thức thành tạo của trường ứng suất thống nhất [18]

Giai đoạn biến dạng hoặc pha biến dạng

Là khái niệm sử dụng tương đối tự do để chỉ một khoảng thời gian biến dạng Nó có thể chưa liên kết ngay với một sự kiện kiến tạo khu vực tách biệt Phản ánh các pha biến dạng kiến tạo chính thường có một thời gian ngưng nghỉ hoạt động (thường đánh dấu bằng các bất chỉnh hợp khu vực hoặc vắng mặt các trầm tích tương ứng trong mắt cắt địa tầng, hoặc bởi các dạng cấu tạo đặc trưng, hoặc hướng ứng suất chủ đạo tác động )

Mỗi pha biến dạng sẽ ứng với một hoặc vài lần biến đổi không lớn về hướng và cường độ của trường ứng suất khu vực hoặc được phản ánh bởi một bối cảnh kiến tạo nhất định mà di chỉ để lại là các tổ hợp thạch kiến tạo hoặc tổ hợp biến dạng kiến tạo (đứt gãy, uốn nếp, khe nứt, thớ chẻ ) đặc trưng, chiếm một khoảng thời gian nhất định trong tiến trình lịch sử phát triển địa chất của khu vực

nhất định của vỏ trái đất Trong một pha biến dạng kiến tạo có thể có nhiều sự

thay đổi trường ứng suất cục bộ ở vị trí này hoặc vị trí khác, song đều chịu chi phối chung của trường ứng suất khu vực

Tính chẻ là thuật ngữ để chỉ khả năng hoặc tính chất của đá có thể tách

thành các mặt phẳng song song nào đó Những mặt như vậy gọi là thớ chẻ hay mặt chẻ [20]

Thớ chẻ (cleavage) là những cấu tạo thường liên quan với hiện tượng biến

dạng dẻo, dòn - dẻo (uốn nếp) của đá trầm tích, thường xuất hiện thành từng đới gồm những mặt phẳng, có thể tách thành lớp mỏng trông như các thớ phiến, song song với nhau hoặc phân bố có quy luật trong quan hệ với nếp uốn [20] Thớ chẻ cũng có thể phát triển trong các đới biến dạng mạnh xuyên qua các đá có tính chất dòn

Thớ phiến là những khe nứt mặt phẳng, thường xuất hiện ở các đới đứt gãy

lớn, được hình thành liên quan với hiện tượng trượt của vật chất theo các mặt song song Nhiều nhà địa chất coi thớ phiến cũng như thớ chẻ Về hình thái các cấu tạo này rất khó phân biệt với nhau [20]

Ba loại cấu tạo trên được xem như là một dãy liên tục của quá trình biến dạng Thông thường, quá trình biến dạng ép nén trong vật liệu dẻo, dẻo – dòn, hoặc dòn diễn ra trong khoảng thời gian lâu dài dưới một lực kiến tạo tác động không đổi và đủ mạnh thường để lại nhiều cấu tạo thớ phiến, thớ chẻ

2.2 – Các phương pháp nghiên cứu biến dạng kiến tạo truyền thống

2.2.1 - Các phương pháp phân tích, thu thập, tổng hợp các tài liệu hiện có

Các tài liệu địa chất, địa mạo, ảnh viễn thám, kiến tạo, sinh khoáng, thạch luận địa vật lý từ và trọng lực cấp khu vực lớn đến nhỏ hiện có đều được xem xét tham khảo Đặc biệt, các công trình nghiên cứu về địa chất và kiến tạo cũng như sinh khoáng đã được công bố chính thức cũng như các vấn đề địa chất liên quan đều được vận dụng tối đa nhằm làm sáng tỏ mục tiêu và nhiệm vụ của luận văn Ngoài ra, luận văn còn sử dụng hầu hết các số liệu khe nứt, đứt gãy, mặt trượt, thế nằm, uốn nếp, mặt ép, thớ chẻ, đai mạch, photolineament phục vụ cho nghiên cứu kiến tạo thuộc các nhóm tờ đo vẽ bản đồ địa chất và tìm kiếm khoáng

sản đã và đang tiến hành của chính tác giả cùng các nhà địa chất khác thu thập trong vòng 10 năm trở lại đây, trên khắp lãnh địa vùng Đà Lạt

2.2.2 - Các phương pháp viễn thám và phân tích bản đồ địa hình

Phương pháp được áp dụng để phân tích các yếu tố kiến trúc lớn, nhất là các yếu tố dạng tuyến, các photolineament, các vận động chuyển dịch thông qua đặc điểm địa hình Các ảnh máy bay tỷ lệ 1: 30 000; ảnh vệ tinh Spot tỷ lệ 1: 500

000 với độ phân giải không gian 30m (1995); ảnh Landsat TM kênh 2,3,4 năm

1989, 1990 với độ phân giải không gian 60 – 90m, các bản đồ địa hình UTM, Gauss tỷ lệ 1: 50 000, 1: 100 000, 1: 25 000, đã được phân tích làm sáng tỏ một phần các thông tin mạng sông suối, hướng phát triển địa hình, quan hệ hình thái kiến trúc các photlineament góp phần làm sáng tỏ sự tồn tại của đứt gãy, hướng phát triển, động học và động lực học chi phối hoặc phát sinh các yếu tố kiến trúc hiện có hoặc phát hiện các cấu trúc lớn mà các vết lộ bình thường khó có thể phát hiện ngay được

2.2.3 - Các phương pháp địa chất - địa mạo

Nội dung của phương pháp này là dựa trên những biến đổi dị thường các yếu tố địa chất, địa mạo giúp cho việc xác định tính chất hoạt động và phạm vi ảnh hưởng của đứt gãy Đó là sự biến dạng các bề mặt san bằng, tuổi các bậc địa hình, sườn kiến tạo, facet kiến tạo, đặc điểm biến dạng các thành tạo trẻ, hình thái các bồn trầm tích, các thể magma vv…

Các yếu tố địa mạo là các sườn kiến tạo, các bậc thềm, uốn khúc đổi dòng, đặt lòng dòng chảy là những dấu hiệu rất tốt phản ánh sự tồn tại và hoạt động đứt gãy Phân tích đặc điểm bóc mòn giúp tìm hiểu hoạt động tân kiến tạo, khả năng tiềm ẩn hay đã bóc lộ, mức độ bóc lộ quặng đến đâu

2.2.4 - Phương pháp phân tích cộng ứng kiến trúc

Nội dung chính của phương pháp là nhận biết các kiểu động học khe nứt đứt gãy và cơ chế dịch chuyển kiến tạo, phát hiện các tổ hợp kiến trúc tự nhiên của từng loại hình đứt gãy Cụ thể hóa nội dung này như sau:

- Trong điều kiện nén ép mạnh mẽ, trục ứng suất nén ép cực đại phải vuông góc với cấu trúc uốn nếp và phương các phá hủy đứt gãy nghịch, nghịch chờm, hình thành kiểu kết hợp “lượn sóng và vảy chờm”

- Trong đới trượt bằng, các cấu trúc kéo toạc (pull – apart) phát triển có dạng hình thoi, phương cấu trúc tạo thành một góc nhọn so với hướng trượt Kiểu này gọi là kiểu “bậc thang”

- Trong đới trượt bằng tách giãn, các cấu trúc tách giãn phân bố ở hai bên cánh của đứt gãy trượt bằng Các cấu trúc tách giãn cũng tạo thành một góc nhọn

so với hướng trượt của đứt gãy, các kiến trúc nén ép tạo thành một góc tù so với hướng trượt Kiểu này thường gọi là kiểu “lông chim”

- Trong đới nén ép cục bộ ở dọc đới trượt bằng, các kiến trúc nén ép phân bố ở một bên cánh của đới đứt gãy trượt bằng và tạo thành một góc tù đối với hướng trượt Kiểu này gọi là kiểu “đuôi ngựa”

- Các đai mạch là dấu hiệu căng giãn tại nơi đó hoặc khu vực phân bố của đai mạnh Tuy nhiên trường căng giãn này là cục bộ hay khu vực cần phải xét quan hệ của nó với khu vực

- Các thớ chẻ là dấu hiệu ép nén – biến dạng dẻo với phương lực ép vuông góc với mặt thớ chẻ

- Trục ép nén luôn có phương vuông góc với trục nếp uốn trong thời kỳ uốn nếp

2.2.5– Các phương pháp phân tích tài liệu địa vật lý, địa hóa

Các kết quả nghiên cứu từ các nhóm phương pháp nêu ra trong luận văn được đối chiếu với các tài liệu địa vật lý về tính chất đứt gãy qua các số liệu về dị thường vật lý (từ, trọng lực, địa chấn ), phân cực kích thích hoặc phân tích qui luật phân bố, hình thái các vành phân tán kim lượng đá gốc, sườn vv… trong mối tương quan với đứt gãy

2.2.6 Nhóm phương pháp phân tích các bất chỉnh hợp và gián đoạn địa tầng

Một trong những ưu điểm của phương pháp phân tích các mặt bất chỉnh hợp là các chuyển động và biến dạng kiến tạo được lưu giữ và bảo tồn trong một khoảng thời gian xác định Ngoài ra, phương pháp còn cho phép cung cấp cơ sở xác lập các pha biến dạng quan trọng trong lịch sử phát triển kiến tạo một khu vực Các pha biến đổi bình đồ cấu trúc chính của khu vực thường trùng với các vận động nâng, uốn nếp, ép nén chung của khu vực Di chỉ để lại phản ánh thời gian hoạt động các giai đoạn (pha) biến dạng thường là các bất chỉnh hợp khu vực và hoặc các gián đoạn địa tầng, sự đổi hướng vận động trên cùng một kiến trúc đứt gãy Phương pháp này là cơ sở xác lập lịch sử biến dạng uốn nếp Việc xác định các bất chỉnh hợp và gián đoạn địa tầng có thể dễ dàng xác lập ngay tại ngoài thực địa tại một vết lộ hoặc mặt cắt địa chất hoặc thông qua các số liệu xử lý địa vật lý (địa chấn ) vv Tuy nhiên có đến khoảng 7 loại bất chỉnh hợp:

1 – Bất chỉnh hợp song song (phủ song song, kề áp song song, lượn hình bao phủ)

2 – Bất chỉnh hợp ven rìa (khu vực; địa phương)

3 – Bất chỉnh hợp địa lý

4 – Bất chỉnh hợp góc (khu vực; địa phương)

5 – Bất chỉnh hợp đồng trầm tích

6 – Bất chỉnh hợp trượt dưới nước

7 – Bất chỉnh hợp phương vị

Việc phân biệt các loại bất chỉnh hợp nào là khu vực hay địa phương và thuộc loại nào trong 7 loại bất chỉnh hợp nói trên đòi hỏi đầu tư nghiên cứu thận trọng và trên diện rộng, tránh các giả bất chỉnh hợp hoặc bất chỉnh hợp thứ sinh

do hoạt động uốn nếp điều hòa, hay do sự xâm nhập magma

Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng đa số các dạng bất chỉnh hợp phản ánh giai đoạn cuối của chu kỳ chuyển động kiến tạo khác nhau Các bất chỉnh hợp song song có quá trình thành tạo liên quan vận động tĩnh thuần túy Việc nghiên cứu bất chỉnh hợp khu vực tức là nghiên cứu khung thời gian xảy ra các giai đoạn biến dạng

Các quan hệ bất chỉnh hợp khu vực, thay đổi tướng đá (magma, trầm tích) cũng được xem xét Điều đó có thể hiểu một giai đoạn biến dạng có thể có nhiều pha kiến tạo, hoặc chỉ có một pha kiến tạo

2.3 – Các nghiên cứu biến dạng kiến tạo hiện đại

2.3.1 – Các phương pháp kiến tạo vật lý

Gần đây các phương pháp này đã được áp dụng nghiên cứu rộng rãi trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng Nhóm phương pháp này đều phải dựa vào lý thuyết cơ học môi trường liên tục, cơ học đá và sức bền vật liệu

Nhóm phương pháp này có thể chia ra hai hệ:

- Nhóm phương pháp phân tích hình động học

- Nhóm phương pháp phân tích số

Cặp khe nứt – đứt gãy cộng ứng là sinh ra trong một trạng thái ứng suất có vết xước đồng quy và hướng vuông góc với giao tuyến nhị diện hai bề mặt khe nứt - đứt gãy đó tạo với nhau góc nhị diện lớn nhất 60 – 900 (gọi là góc cộng ứng) đối với biến dạng dòn, đối với biến dạng dòn – dẻo có thể góc cộng ứng thường

lớn hơn 900 Việc hành xử các kiến trúc phá hủy có trước dưới tác động của trường ứng suất kiến tạo về sau sẽ khác theo 3 trường hợp [46]:

- Nếu trục ứng suất xích ma 1 (ép nén) có hướng trùng hoặc gần trùng (0 –

150 ) với phương phát triển của phá hủy có trước, phá hủy đó sẽ tách ra (hình 4a)

- Nếu bề mặt phá hủy tạo với trục ép góc 15 – 600, phá hủy cắt – dịch sẽ xảy ra dọc theo phương của bề mặt phá hủy có trước (hình 4b)

- Phá hủy căng sinh mới sẽ xảy ra gần song song với trục ép khi các mặt phá hủy có trước tạo với phương trục ép một góc 60 – 900 (hình 4c)

- Các phương pháp này tỏ ra hữu hiệu và tin cậy được tác giả và nhiều nhà địa chất khác dùng nhiều trong công tác của mình Mục đích xác định trạng thái ứng suất và cơ thức dịch chuyển của đứt gãy gây ra sự biến đổi bình đồ cấu trúc khu vực, giải thích các hình thái cấu trúc và khoáng sản liên quan

a b c

Hình 4 Quan hệ phá hủy giữa trục ép và hệ thống phá hủy có trước

2.3.1.1 - Nhóm phương pháp phân tích hình động học

- Phương pháp phân tích cặp khe nứt cộng ứng của M Gzovxki (1975) [51]

Cơ sở lý thuyết và cách vận dụng vào thực tế của phương pháp này đã được nêu rõ trong các giáo trình địa chất cấu tạo thuộc bậc đại học, nên trong luận văn này không đề cập thêm Tuy nhiên, việc tìm được một cặp cộng ứng khe nứt ngoài thực tế là rất khó khăn, để khắc phục nhược điểm của phương pháp này tạm chấp nhận việc chọn cặp khe nứt có hướng dịch chuyển đồng quy

- Phương pháp kiến tạo động lực của Nikolaev (1977) [57]

Trong trường hợp tác động của trường ứng suất kiến tạo đồng nhất, các khe nứt cắt phát triển theo hai hướng xác xuất như nhau, tạo với diện tác động ứng suất tiếp một góc α thường khoảng 10 – 150 đồng thời tạo hai hệ khe nứt cắt cộng ứng [51] Theo K.I Kuznesov, sự xuất hiện của mỗi hệ khe nứt mới sẽ làm thay đổi trạng thái ứng suất của thể tích gần khe nứt, dẫn tới sự phân bố lại trong thể tích đá bị biến dạng giá trị ứng suất, chuẩn bị điều kiện để khe nứt mới tiếp tục xuất hiện Sự thay đổi liên tục trạng thái ứng suất trong thể tích khối đá biến dạng, trong quá trình thành tạo khe nứt lâu dài, khi hệ thống ngoại lực tác động không thay đổi, sẽ gây nên sự phân tán có hướng của hệ thống khe nứt cắt theo hướng xa dần trục ép nén

Như vậy, dựa vào hướng phân tán (dạng véctơ) của các cực trị khe nứt cắt trên biểu đồ thống kê khe nứt cho từng vết lộ có thể xác định cặp khe nứt cộng ứng, khôi phục lại trạng thái ứng suất mà cặp khe nứt cộng ứng đã sinh ra Từ đó có thể xác định được kiểu và hướng chuyển dịch của các hệ thống khe nứt cắt cộng ứng Phương pháp này hoàn toàn có thể thực hiện được dưới sự hỗ trợ của máy tính

Ưu điểm của phương pháp này là có thể khôi phục trục biến dạng chính tác động lâu dài trong một khu vực có diện tích từ nhỏ đến lớn, loại bỏ được trạng thái ứng suất cục bộ (hình 5)

Nhược điểm của phương pháp là đòi hỏi phải nhiều số liệu đo đạc khe nứt càng lớn và ở nhiều vị trí khác nhau của khu vực nghiên cứu thì kết quả càng chính xác Tuy nhiên, thời gian biến dạng kiến tạo ngắn khó có thể phát hiện

- Phương pháp phân tích dải khe nứt của V.N Đanilovich

Dựa vào mối quan hệ có quy luật giữa đứt gãy kiến tạo và khe nứt hình thành do hoạt động chuyển dịch của nó, V.N Danilovitch đã đưa ra phương pháp phân tích “ phân tích dải khe nứt” để nghiên cứu các đứt gãy kiến tạo, đặc biệt

các đứt gãy chờm nghịch, nghịch hoặc trượt bằng Phương pháp này đã được chứng minh cả về lý thuyết và thực nghiệm [49]

1 1

2 3

1 2 3

1 2 3

Hình 5 : Các khe nứt đứt gãy sẽ phân tán xa dần trục ép nén theo thời gian biến dạng Trên mỗi cánh của đứt gãy lớn khi chuyển dịch thường xuất hiện ít nhất 1 và nhiều nhất 6 hệ thống khe nứt sinh kèm, có sự định hướng (góc dốc, hướng) khác nhau trong không gian Hình chiếu cực của các hệ khe nứt này trên biểu đồ cầu, chúng phân bố thành một dải cung cầu khe nứt còn được gọi là dải khe nứt (tối thiểu phải từ 3 hệ thống khe nứt trở lên – trong phần mềm TRUCTURE viết là belt)

Dải khe nứt này biểu diễn các hệ khe nứt sinh ra trong quá trình phá hủy kiến tạo dưới dạng các elipsoid biến dạng do ngẫu lực quay giữa hai cánh của đứt gãy với các trục biến dạng chính (A, B, C) trùng với các trục ứng suất chính (σ1,

σ2, σ3), dễ ràng nhận thấy trục B luôn song với bề mặt trượt của đứt gãy, vuông góc với hướng dịch chuyển và trùng với trục của dải khe nứt (là giao tuyến của các bề mặt khe nứt thuộc dải khe nứt) Như vậy hình chiếu cực của bề mặt dải khe nứt cũng chính là cực chiếu của trục B trên biểu đồ cầu Tuy nhiên, trong đới đứt gãy chỉ có một hệ khe nứt phát triển với mật độ dày nhất và song song với mặt trượt của đứt gãy, các hệ khe nứt khác sẽ kém phát triển hơn và không song song với bề mặt đứt gãy Do vậy, bề mặt hệ khe nứt có cực trị cao

nhất và thuộc dải khe nứt chính luôn song song với bề mặt trượt của đứt gãy

Mặt khác, trục của dải khe nứt luôn vuông góc với phương chuyển dịch trên mặt trượt đứt gãy Trên biểu đồ chiếu cầu, dải khe nứt luôn cắt cung biểu diễn bề mặt chiếu cầu đứt gãy tại 1 điểm có giá trị góc bằng góc vết xước trên bề mặt đứt gãy (bằng cung tính từ rìa vòng tròn lớn vào tâm biểu đồ cầu theo cung biểu diễn bề mặt chiếu cầu đứt gãy) Rõ ràng, đường thẳng nối giao điểm của dải khe nứt và cung biểu diễn bề mặt chiếu cầu đứt gãy, chỉ ra phương dịch chuyển của đứt gãy Tuỳ theo vị trí của giao điểm này trên cung biểu diễn bề mặt chiếu cầu đứt gãy chỉ ra cơ chế đứt gãy dịch chuyển bằng, nghịch bằng hay nghịch là chủ yếu

Tin học hóa số liệu khe nứt và xử lý bằng TRUCTURE - SOFTWARE Bước 1 – Nhập các thông số hướng dốc và góc dốc của khe nứt trong mục Mass measurement\simple (tạo file) phải khai báo số lượng các khe nứt nhập vào trước tiên

Bước 2 Xử lý số liệu

- Phương pháp phân tích vết xước – mặt trượt của Pafenov [54]

Trong thực tế ở một vài vết lộ, chúng ta chỉ thấy một hoặc vài mặt trượt đứt gãy có sự định hướng gần nhau, có tính chất động học tương tự, song cũng không xác định được chúng là các khe nứt cộng ứng hay hướng dịch chuyển đồng quy Việc xác định các trục ứng suất trung bình chi phối hướng vận động học của các mặt trượt đứt gãy tại một điểm chỉ có thể xác định được ứng suất gây dịch chuyển dọc theo mặt trượt các đứt gãy riêng lẻ Cực trị các trục ứng suất riêng lẻ chính là giá trị ứng suất trung bình – ứng suất gây dịch chuyển đứt gãy Từ cơ sở thống kê này, Pafenov đã đề xuất việc khôi phục trạng thái ứng suất trên từng mặt trượt riêng lẻ và trung bình [54] Kết quả được biểu diễn trên cầu chiếu nổi để tìm cực trị trong bán kính cho phép tối đa khoảng 200 trên cầu

chiếu nổi để tìm giá trị các trục ứng suất đại diện

Phương pháp này cũng theo một nguyên tắc chung là: trục σ2 (trục trung gian) luôn vuông góc phương của vết xước và nằm trong bề mặt trượt của đứt gãy, trục σ1 (trục ép nén) phải vuông góc với trục σ2 và hợp với vết xước S một góc 450 theo chiều véctơ chỉ hướng dịch chuyển Hiển nhiên, mặt phẳng chứa trục σ1 (trục ứng suất nén ép) và vectơ vết xước S luôn vuông góc với trục σ2 và mặt phẳng này cũng chứa luôn trục σ3 (trục ứng suất căng giãn cực tiểu) Vì vậy,

ta chỉ cần xoay trục σ1 đi 900 là tìm được sự định hướng của trục σ3 (hình 6)

Xác định trục ứng suất theo phương pháp Pafenov trên cầu chiếu nổi tiến hành như sau (đặt mạng vulf ở dưới và mảnh giấy can ở trên)

- Dựng bề mặt đứt gãy trên cầu chiếu nổi (sẽ là một cung tròn) (hình 7)

- Theo chiều chuyển dịch và góc vết xước đo được trên bề mặt đứt gãy, tìm trên cung chiếu cầu bề mặt đứt gãy một điểm có giá trị góc bằng góc vết xước tính từ mút phải (trượt trái) và nút trái (trượt phải) rìa vòng tròn lớn vào ta được điểm thứ nhất (1) Từ điểm1, lấy tiếp một cung bằng 900 theo cung cầu bề mặt đứt gãy ta được điểm thứ hai (2)

tư (4) Dựng cung tròn thứ ba đi qua điểm thứ 4 và điểm thứ 2, cung này cắt cung thứ hai vừa dựng tại một điểm gọi là điểm thứ năm Trung điểm của cung nối giữa điểm thứ nhất và điểm thứ năm chính là cực chiếu của trục σ1 Từ cực chiếu của trục σ1, lấy một cung bằng 900 theo cung tròn thứ 2 ta được cực chiếu của trục

2 3

4 5

#

#

dư ïng cu

ng bằn

g 90 đ ộ

Dựng cung bằng góc vết xước

Hình 7 Tìm các trục ứng suất bằng phương pháp của Pafenov trên cầu chiều nổi

Tin học hóa số liệu khe nứt và xử lý bằng TRUCTURE – SOFTWARE đối với phương pháp Parfenov

Bước 1 – Nhập số liệu

Khởi động chương trình, vào Mass measurement\triations (tạo file), nhập (n), đặt tên file, rồi phải khai báo số lượng các khe nứt nhập vào (VD là 4), nhập theo định dạng hướng dốc và góc dốc Ví dụ :

sẽ hỏi tiếp:Input index of fracture with striations and data of striations Tức là nhập chỉ số của khe nứt có vết xước và định hướng của vế xước

VD khe nứt 40 60 ở trên trượt thuận phải (hướng dốc vết xước phải đo ngay tại thực địa hoặc dựng hình để tính) với góc vết xước 450 (hình 8)

Nhập là: 2 125 45 3

trong đó chỉ số 2 – là chỉ số phá hủy (theo thư tự nhập vào) Công việc cứ tiếp tục cho đến khi hết số liệu vết xước

Bước 2 Xử lý số liệu

Vào Caculating\data input\ chọn file số liệu Trở ra, vào metods\parfenov nhấn enter Máy xử lý tức thì số liệu và đưa ra các trạng thái ứng suất khác nhau dưới dạng text Để ghi được số liệu này phải vào Option khai báo và chọn tên file kết quả xử lý trước khi xử lý số liệu

40 <6 0

Hình 8 Số liệu đầu vào của phương pháp Parfenov bằng máy tính

Lưu ý Trong mục tùy chọn (Option) bạn phải khai báo các thông số cần

thiết, điều này cần am hiểu về lý thuyết của phương pháp, sẽ có thể cho một kết quả tin cậy và kiểm tra độ tin cậy của phương pháp Các tùy chọn khác nhau sẽ cho những kết quả khác nhau, đây là kinh nghiệm và sự thấu hiểu phương pháp của người xử lý Kinh nghiệm cho thấy rằng người xử lý phải là người đo đạc trực tiếp, quan sát, đánh giá, nhìn nhận tại vết lộ thật khách quan trên cơ sở lý

thuyết biến dạng – ứng suất

Trong luận văn sử dụng một trong các phương pháp trên hoặc tổ hợp chúng

tùy thuộc vào mức độ bảo tồn khe nứt, mặt trượt, vết xước đứt gãy Nếu chỉ thống

kê được hướng dốc và góc dốc các khe nứt, tương quan về số lượng khe nứt tách, khe nứt cắt, thớ chẻ thì áp dụng phương pháp của Nikolaev Để xác định tính chất đứt gãy (hướng cắm, góc cắm, cơ chế vận động…) áp dụng phương pháp của Danilovich

Xác định trường ứng suất kiến tạo và cơ chế vận động, phân kiểu ứng suất kiến tạo của đứt gãy – khe nứt trong trường hợp đo được mặt trượt, vết xước thì có thể áp dụng phương pháp của Pafenov Phương pháp này đã được áp dụng rộng rãi ở Việt Nam

- Phương pháp hệ 3 khe nứt cộng ứng (3HKNCƯ) của K.Z Seminski

Trong điều kiện tác động của trường ứng suất khá đồng nhất trong đới ảnh hưởng động lực đứt gãy, sẽ xuất hiện 3HKNCƯ không phân bố một cách ngẫu nhiên mà có quy luật phụ thuộc vào kiểu trường ứng suất trượt bằng, tách giãn, nén ép 3HKNCƯ này luôn vuông góc với nhau hoặc gần vuông góc với nhau với góc lệch 15 – 200 Trong 3 hệ khe nứt cộng ứng sẽ có một hệ có mật độ cao nhất và định hướng song song với mặt trượt đứt gãy gọi là hệ khe nứt chính (KNC), hệ thứ hai sẽ có mật độ khe nứt nhỏ hơn gọi là hệ khe nứt phụ (KNP) và hệ thứ 3 chiếm mật độ số lượng thứ yếu gọi là hệ khe nứt thứ yếu (KTY)

Nguyên nhân xuất hiện hệ khe nứt thứ yếu được Semenski lý giải là do khi hai hệ thống đầu xuất hiện sẽ giải tỏa và suy giảm ứng suất pháp theo các phương trục σ1 (ép nén) và σ3 (căng giãn),làm gia tăng mạnh mẽ ứng suất theo phương trục σ2 (trung gian) Do chịu ảnh hưởng của yếu tố khách quan (môi trường đất đá, cấu - kiến trúc khu vực ) nên mật độ các hệ khe nứt cộng ứng luôn khác nhau

Quy luật về mối quan hệ không gian của 3HKNCƯ dọc theo các đứt gãy lớn có thể khái quát như sau

- Dọc các đứt gãy trượt bằng, các khe nứt kiến tạo phân bố tạo thành 3HKNCƯ gần vuông góc với nhau, KNC và KNP phân bố gần thẳng đứng (70 –

900) còn KTY gần nằm ngang hoặc nghiêng thoải (0 – 300), KNC phản ánh mặt trượt của đứt gãy, hai hệ khe nứt còn lại gần vuông góc hoặc xiên một góc với mặt trượt của đứt gãy KTY có mật độ rất thấp và khác biệt với KNC và KNP Mật độ của KNC lớn gấp nhiều lần KTY và mật độ KNP rơi vào khoảng trung gian mật độ KNC và KNP (hình 9 )

- Dọc theo đứt gãy thuận, các khe nứt kiến tạo phân bố tạo nên 3KNCƯ với góc cắm gần bằng nhau và thoải hơn so với đứt gãy trượt bằng Mật độ của 3 hệ khe nứt cộng ứng gần như nhau nhưng khe nứt thứ yếu có góc cắm gần xiên chéo (30 – 400) Hệ KNC và KNP phân bố gần song song với mặt trượt của đứt gãy với góc cắm dao động trong khoảng 40 – 600 (hình 9)

σ σ

Hình 9: Sơ đồ quy luật phân bố hệ 3KNCƯ trong đới đứt gãy

A, B, C: trượt bằng, căng giãn, nén ép; 1a, 1b, 1c – 3 trục biến dạng: ép, trung gian, căng; 2a, 2b, 2c,2d: hệ khe nứt chính (KNC) và hướng trượt, KNP – hệ khe nứt phụ, KTY – hệ khe nứt thứ yếu, mặt trượt đứt gãy; 3 – định hướng khe nứt chính (KNC)

- Dọc đứt gãy chờm nghịch, các khe nứt phân bố tạo nên 3 hệ khe nứt cộng ứng (3HKNCƯ) với đặc trưng : KNC, KNP gần song song với mặt trượt và có góc cắm nghiêng thoải khoảng 30 – 400 hoặc đôi khi gần nằm ngang; KTY cắm gần dốc đứng khoảng 70 – 900 (hình 9)

Sự phân bố các KNC trong các hệ 3KNCƯ trên mặt cắt ngang đới đứt gãy và bình đồ là có quy luật Sự phân biệt rõ ràng giữa đứt gãy thuận và nghịch là sự khác biệt về quy luật phân bố của các KNC trong 3HKNCƯ:

- Dọc đứt gãy thuận, KNC có phương vị hướng dốc đổ ngược nhau và hướng ra

- Dọc đứt gãy nghịch các KNC có phương vị hướng dốc đổ hướng vào

- Dọc đứt gãy trượt bằng các KNC, KNP có thế nằm gần dốc đứng đến dốc đứng, KTY có thế nằm ngang hoặc nghiêng thoải và một trong hai hệ KNC, KNP có phương trùng với phương đứt gãy thì đó là đặc trưng của đứt gãy trượt bằng

- Mặt trượt chính của đới đứt gãy căn cứ vào phạm vi phân bố của KNC ở hai cánh của đứt gãy Mặt trượt đứt gãy sẽ cắm về hướng mà cánh có phạm vi phân bố KNC rộng hơn cánh kia

Phương pháp ba hệ khe nứt cộng ứng (3HKNCƯ) có thể xác định được kiểu trường ứng suất, kiểu nguồn gốc hình thái của đới đứt gãy cũng như thế nằm mặt trượt của đứt gãy hay nói cách khác có thể xác định cơ chế thành tạo đứt gãy

Sử dụng phương pháp này đòi hỏi phải đo đạc liên tục khe nứt - vi đứt gãy theo các mặt cắt vuông góc với đứt gãy Chiều dài của mặt cắt sẽ tùy thuộc phạm

vi ảnh hưởng của đứt gãy, cũng tức là phụ thuộc vào chiều dài của đứt gãy

Việc xác định tính chất dịch chuyển của đứt gãy trượt bằng dựa trên cơ sở hướng lực tác dụng kiến tạo khu vực Để xác định được hướng lực tác dụng này, cần tiến hành phân tích hướng phân tán mật độ cực của hệ khe nứt chính trên cầu chiếu nổi

Việc xác định tính chất dịch chuyển của đứt gãy trượt bằng dựa trên cơ sở hướng lực tác dụng kiến tạo khu vực Để xác định được hướng lực tác dụng này, cần tiến hành phân tích hướng phân tán mật độ của hệ khe nứt chính Đối với các đứt gãy trượt bằng phương đông bắc – tây nam (45 – 500) nếu các hệ khe nứt chính có chiều phân tán ngược chiều kim đồng hồ thì hướng lực tác dụng có phương vĩ tuyến – á vĩ tuyến và đồng nghĩa với việc đứt gãy trượt bằng phải; nếu hướng phân tán của hệ khe nứt chính thuận chiều kim đồng hồ thì lực tác dụng có phương kinh tuyến – á kinh tuyến cũng đồng nghĩa với kiểu trượt bằng trái với đứt gãy phương tây bắc – đông nam thì ngược lại Các đứt gãy phương kinh tuyến và vĩ tuyến cũng như các đứt gãy trung gian khác việc xác định tính chất động học của chúng đều dựa vào nguyên tắc này Hướng phân tán các hệ khe nứt chính này đều được rút ra từ nguyên tắc của phương pháp Nikolaev

Seminski cũng chứng minh rằng hệ khe nứt tách chỉ xuất hiện trong giai đoạn đầu của quá trình biến dạng không đồng trục (non – coaxial) bên cạnh đứt gãy Khi quá trình biến dạng gia tăng theo thời gian thì các hệ khe nứt tách trở thành khe nứt cắt và khi đó hệ khe nứt phụ (KNP) lại có thể trở thành khe nứt tách

Phương pháp khá tin cậy đối với biến dạng dòn, song biến dạng dẻo thuần túy sẽ không còn chính xác nữa thay vào đó là việc phân tích thớ chẻ, mặt ép, trục uốn nếp để tìm hiểu hướng tác động của lực kiến tạo Tuy nhiên, nếu một đứt gãy trải qua nhiều pha vận động như nghịch, thuận, bằng trái, bằng phải thì vần đề trở nên phức tạp Đó là những vấn đề khó khăn của việc nghiên cứu biến dạng kiến tạo

Ngoài ra dựa vào đặc điểm thể hiện của 3KNCƯ trong các đới đứt gãy lớn có thể xác định chiều rộng ảnh hưởng của đới đứt gãy dựa trên nguyên tắc: đới

trục của đứt gãy mật độ KNC cao nhất, xa hơn một chút là đới có sự thể hiện 3HKNCƯ rõ nhất, và xa dần (đới ngoại biên) tổ hợp 3 khe nứt này mất hẳn

2.3.1.2 - Nhóm phương pháp phân tích số

- Hệ phương pháp phân tích số đặc biệt phát triển khoảng 30 năm trở lại đây, cơ sở cơ học và vật lý của phương pháp này là giải bài toán ngược để xác định tensor ứng suất cho tập hợp các khe nứt – đứt gãy chứa thông số vế xước (góc pitch, kiểu vận động vv…)

Trong luận văn và công tác thu thập tài liệu thực địa trong khu vực nghiên cứu để khôi phục trường ứng suất kiến tạo cổ, việc tính tensor ứng suất sẽ áp dụng phương pháp thứ nhất do Angelier phát triển (1984) cho biến dạng dòn và cải tiến áp dụng xét đến cả góc trượt và góc cắt (Angelier, 1990), việc phân chia pha biến dạng căn cứ vào mối quan hệ giữa các vết xước mặt trượt quan sát ngoài thực địa, trúc địa chất vùng, các sự kiện kiến tạo lớn tách biệt để đưa vào tính toán

Nhược điểm của phương pháp này là đòi hỏi nhiều thông tin về vết xước mặt trượt đứt gãy Để tính được 1 tensor ứng suất cần tối thiểu từ 4 vết xước trên

4 mặt trượt đứt gãy tại một điểm khảo sát có sự định hướng khác nhau Tuy nhiên nếu đo được các thông số mặt trượt, vết xước càng nhiều càng tốt, kết quả càng tin cậy

Ưu điểm của phương pháp là chính xác, tách được các tensor ứng suất khác nhau tại một vị trí khảo sát Kết quả làm cứ liệu khôi phục trường ứng suất kiến tạo khu vực

Cơ sở lý thuyết phương pháp xác định tensor ứng suất của Angerlier [43, 44, 45] Khái niệm về ứng suất, tensor ứng suất, và elipxoit ứng suất

Giả sử , mộät vật thể cứng đồng nhất, liên tục chịu tác dụng của ngoại lực và nằm trong trạng thái cân bằng Xét một thể tích được giới hạn bởi bề mặt S có pháp tuyến n Cho một lực df tác động lên yếu tố ds của S Khi giới hạn

Lim = F

ds 0 Thì F được gọi là ứng suất tác động lên phân tố vi phân ds, đại lượng này còn gọi là mật độ lực và đại lượng vectơ có thể phân tích thành 3 thành phần kí hiệu là:

σxx, σyy, σzz - 3 thành phần này là hình chiếu F lên các trục toạ độ XYZ (hình 10) Trong trường hợp tổng quát xét một hệ lực tác động lên một chất điểm trong không gian 3 chiều Ta xác định ứng suất tác động lên điểm O này Để tìm ứng suất tại điểm O ta xét tứ diện OABC có thể tích dV, mật độ vật chất ρ nằm trong lòng một chất rắn Tứ diện này được xác định như hình 10 Pháp tuyến của mặt ABC là vectơ n hướng ra phía ngoài Gọi Tn là ứng suất trên mặt ABC, Tx,

Ty, Tz là véc tơ ứng suất trên các mặt dAx=OBC, dAy= OAC và dAz= OAB Gọi diện tích theo mặt ABC là dS thì diện tích các mặt vuông góc với các trục Ox

OY, OZ sẽ là (hình 10):

dAx = nxdA

dAy=nydA

dAz= nzdA Như vậy trạng thái ứng suất tại một điểm bất kỳ nằm trong mặt phẳng ABC có pháp tuyến n sẽ hoàn toàn được xác định nếu ta biết các giá trị Ti

(i=x,y,z) Các thành phần của Ti theo các trục tọa độ OXYZ sẽ là:

Tx = ∑z x