Nghiên cứu địa chấn cấu tạo phục vụ xây dựng đập thuỷ điện trung sơn thanh hoá

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT LÊ MINH TÙNG NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤN KIẾN TẠO PHỤC VỤ XÂY DỰNG ĐẬP THUỶ ĐIỆN TRUNG SƠN – THANH HOÁ Chuyên ngành: Địa chất học Mã số: 60.44.55 LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐỊA CHẤT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Phan Trọng Trịnh Hà nội - 2007 Lời cam đoan Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tác giả luận văn Lê Minh Tùng MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cam đoan Mục lục Danh mục chữ viết tắt Danh mục hình vẽ Danh mục bảng, ảnh MỞ ĐẦU Chương - TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 13 1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên 14 1.1.1 Vị trí nghiên cứu 14 1.1.2 Địa hình 14 1.1.3 Mạng lưới thuỷ văn 15 1.1.4 Khí hậu 15 1.1.5 Lớp phủ tài nguyên rừng 16 1.2 Lịch sử nghiên cứu 17 1.2.1 Giai đoạn trước năm 1945 17 1.2.2 Giai đoạn từ 1945 đến 1975 20 1.2.3 Giai đoạn từ 1975 đến 21 1.3 Đặc điểm địa chất - địa mạo 26 1.3.1 Địa chất 26 1.3.2 Địa mạo 31 Chương - PHƯƠNG PHÁP LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 37 2.1 Cơ sở phương pháp luận 37 2.2 Phương pháp nghiên cứu 39 2.2.1 Các phương pháp địa chất- địa mao 39 2.2.2 Phương pháp viễn thám GIS 42 2.2.3 Các phương pháp kiến tạo vật lý 47 2.2.4 Các phương pháp địa vật lý 47 2.2.5 Các phương pháp đánh giá địa chấn kiến tạo 47 Chương - ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤN - KIẾN TẠO KHU VỰC NGHIÊN 55 CỨU 3.1 Đặc điểm đới cấu trúc đới đứt gãy kiến tạo 55 3.1.1 Cấu trúc kiến tạo khu vực lân cận 55 3.1.2 Các đới đứt gãy kiến tạo khu vực lân cận 63 3.2 Đặc điểm khối kiến trúc tân kiến tạo đứt gãy sinh chấn 72 khu vực nghiên cứu 3.2.1 Các khối kiến trúc tân kiến tạo khu vực nghiên cứu 72 3.2.2 Các đứt gãy sinh chấn khu vực có khả ảnh hưởng tới cơng 76 trình 3.3 Đặc điểm hoạt động địa chấn khu vực lân cận 83 3.3.1 Khái quát lịch sử hoạt động địa chấn khu vực nghiên cứu lân cận 83 3.3.2 Quy luật phân bố động đất khu vực nghiên cứu lân cận 86 3.3.3 Các vùng nguồn phát sinh động đất khu vực nghiên cứu lân cận 87 3.4 Mối tương quan biểu động đất yếu tố kiến tạo 89 Chương - KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ ĐỊA CHẤN KIẾN TẠO VÙNG ĐẬP 92 THUỶ ĐIỆN TRUNG SƠN – THANH HOÁ 4.1 Kết đánh giá động đất cực đại 92 4.2 Đánh giá gia tốc rung động cực đại 97 4.3 Đánh giá phổ gia tốc 112 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 118 TÀI LIỆU THAM KHẢO 120 PHỤ LỤC 126 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ĐGSM : Đứt gãy Sông Mã ĐGSL : Đứt gãy Sơn La Đgc : Đứt gãy Đgp : Đứt gãy phụ GIS : Hệ thông tin địa lý (Geography Information System) GPS : Hệ thống định vị toàn cầu (Global Positioning System) DEM : Mơ hình số độ cao TB – ĐN : Tây bắc - đông nam ĐN – TB : Đông nam - tây bắc TB : Tây bắc ĐN : Đông nam ĐB : Đông bắc Nnk : Nhiều nhà nghiên cứu khác TƯSKT : Trường ứng suất kiến tạo HKNCƯ : Hệ khe nứt cộng ứng Đđl : Đới động lực MCE : Động đất cực đại (Maximum credible earthquake) MDE : Động đất thiết kế cực đại (Maximum desigh earthquake) OBE : Động đất sở vận hành (Operation basis earthquake) PGA : Gia tốc rung động (Peak ground acceleration) SA : Phổ gia tốc (Spectrum acceleration) DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Trang Hình Sơ đồ vị trí nghiên cứu 13 Hình 1.2 Bản đồ địa chất khu vực thuỷ điện Trung Sơn 30 Hinh 1.3 Bản đồ phân vùng địa mạo khu vực thuỷ điện Trung Sơn 33 Hình 2.1 Ảnh vệ tinh Landsat khu vực thuỷ điện Trung Sơn 43 Hình 2.2 Ảnh vệ tinh Landsat TM khu vực nghiên cứu lồng 44 mơ hình số độ cao nhằm xác định vị trí chấn đoạn đứt gãy góc nhìn khác Hình 2.3 Mơ hình số độ cao địa hình khu vực thuỷ điện Trung Sơn 46 Hình 3.1 Bản đồ tân kiến tạo - địa động lực khu vực nghiên cứu lân 56 cận Hình 3.2 Sơ đồ kiến trúc - địa động lực đới đứt gãy Sơn La 64 Hình 3.3 Mặt cắt 3HKNCƯ qua đới đứt gãy Sơn La 66 Hình 3.4 Các dấu hiệu biến dạng địa mạo qua đới đứt gãy Sơn La 67 Hình 3.5 Sơ đồ kiến trúc - địa động lực đới đứt gãy Sơng Mã 69 Hình 3.6 Mặt cắt HKNCƯ qua đới đứt gãy Sông Mã 70 Hình 3.7 Các dấu hiệu biến dạng địa mạo qua đới đứt gãy Sơng Mã 72 Hình 3.8 Sơ đồ kiến trúc tân kiến tạo - địa động lực khu vực nghiên cứu 75 Hình 3.9 Mơ hình số độ cao thể rõ đứt gãy trẻ vùng nghiên cứu 81 Hình 3.10 Bản đồ phân bố chấn tâm động đất miền Bắc Việt Nam lân 88 cận Hình 3.11 Sơ đồ phân vùng đới phát sinh động đất khu vực 89 nghiên cứu Hình 4.1 Sơ đồ phân bố đứt gãy có khả sinh chấn khu vực 93 DANH MỤC CÁC BẢNG, ẢNH Trang Bảng 4.1 Các thông số đầu vào kết tính tốn động đất cực đại 94 khu vực thuỷ điện Trung Sơn – Thanh Hoá Bảng 4.2 Kết tính Magnitude cực đại đứt gãy sinh 94 Bảng 4.3 Dữ liệu đầu vào kết tính gia tốc rung động cực đại tác 98 động đến đập thuỷ điện Trung Sơn Bảng 4.4 Kết tính gia tốc rung động cực đại tác động tới thân đập 100 có động đất cực đại xảy chấn đoạn đứt gãy Bảng 4.5 Kết tính gia tốc rung động có động đất cực đại xảy 111 chấn đoạn đứt gãy ứng với chu kỳ lặp khác Bảng 4.6 Kết đánh giá phổ gia tốc cực đại 113 Ảnh 3.1 A - Đới trượt cắt rộng 10- 15 cm chứa vật liệu tơi xốp màu 78 xám sáng bị ép phiến phản ảnh đứt gãy trượt phải 315O ; B - Mặt trượt đới trượt 45o