Khoa học Tự nhiên /Khoa học trái đất môi trường DOI: 10.31276/VJST.64(8).11-16 Nhận dạng nguồn phát sinh động đất kích thích hồ thủy điện Sơng Tranh sở phân tích kết hợp tài liệu địa chất - địa vật lý Cao Đình Trọng1, Mai Xuân Bách1, Thái Anh Tuấn1, Đặng Thanh Hải1, Cao Đình Triều2* Viện Vật lý Địa cầu, VAST Viện Địa vật lý ứng dụng, VUSTA Ngày nhận 26/10/2021; ngày chuyển phản biện 29/10/2021; ngày nhận phản biện 15/11/2021; ngày chấp nhận đăng 19/11/2021 Tóm tắt: Trận động đất M4,7 xảy vào cuối năm 2012 thêm phần khẳng định mức độ nguy hiểm động đất kích thích khu vực thủy điện Sơng Tranh 2, nơi chưa có ghi nhận động đất kích thích trước hồ thủy điện tích nước vào năm 2010 đánh giá độ nguy hiểm động đất kích thích dự báo tác động đến đập thủy điện nhiệm vụ vô cấp thiết Để nâng cao độ xác đánh giá tác động này, cần xác hóa vùng nguồn phát sinh động đất kích thích, động đất xảy ảnh hưởng việc tích nước hồ chứa Trong báo này, tác giả trình bày tổ hợp phương pháp phân tích kết hợp tài liệu địa chất - địa vật lý nhận dạng nguồn phát sinh động đất kích thích hồ thủy điện Sơng Tranh với quy trình phân tích bước Kết nghiên cứu xác định nguồn phát sinh động đất kích thích hồ thủy điện Sông Tranh liên quan tới đứt gãy hoạt động liên thơng với hồ chứa Từ khóa: động đất kích thích, đới nhạy cảm tai biến địa chất, đứt gãy sâu, hồ Sông Tranh 2, nguồn phát sinh động đất Chỉ số phân loại: 1.5 Identification of triggered seismic sources in Song Tranh reservoir based on the geological - geophysical data Dinh Trong Cao1, Xuan Bach Mai1, Anh Tuan Thai1, Thanh Hai Dang1, Dinh Trieu Cao2* Institute of Geophysics, VAST Institute of Applied Geophysics, VUSTA Received 26 October 2021; accepted 19 November 2021 Abstract: The M4.7 earthquake that occurred at the end of 2012 confirmed the danger of triggered earthquakes in the Song Tranh hydropower region, where earthquakes have not ever been recorded before the impoundment in 2010 The task of assessing the triggered earthquake hazard and forecasting its impact on the hydroelectric dam is extremely urgent To improve the accuracy of this impact assessment, it is necessary to access the active faults for triggered earthquakes to be more effective in earthquake seismic hazard assessment In this paper, the authors presented a combination of analytical methods combining geological geophysical data in identifying active sources of triggered earthquakes that stimulate Song Tranh hydropower reservoir with a 3-step analysis process Research results have identified sources of earthquakes related to active faults connected with the Song Tranh hydropower reservoir Keywords: deep fault, geological hazardous sensitive area, seismic source, Song Tranh reservoir, triggered earthquake Classification number: 1.5 Mở đầu Động đất kích thích có cấp độ mạnh trung bình (M=4,0÷5,0) xảy hồ thủy điện Hịa Bình, Sơng Tranh Sơn La Việt Nam [1] Hai đặc điểm chung hồ thủy điện độ sâu đáy lớn hồ chứa 90 m đặc trưng cấu trúc địa chất khu vực lòng hồ gồm đá biến chất (amphibolite, amphibolite schist…), gabrodiorite, granit * đá vơi đặc xít bị cà nát, dập vỡ mạnh Động đất kích thích hồ Hịa Bình xảy vào ngày 23/5/1989 (Mqs.max=4,9) sau tích đầy nước vào tháng 12/1988; động đất kích thích xảy Sông Tranh (Mqs.max=4,7) vào ngày 15/11/2012 sau tích đầy nước vào tháng 10/2010; động đất kích thích hồ Sơn La (Mqs.max=4,3) xảy vào ngày 19/7/2014, sau tích đầy nước vào tháng 4/2012 [1] Tác giả liên hệ: Email: cdtrieu@gmail.com 64(8) 8.2022 11 Khoa học Tự nhiên /Khoa học trái đất môi trường Sự khác biệt lớn biểu hoạt động động đất hồ Sông Tranh so với hồ Hịa Bình Sơn La chỗ [1]: hồ Sông Tranh xây dựng nơi chưa có động đất tự nhiên xảy ra, hồ Hịa Bình Sơn La xây dựng vùng hoạt động động đất mạnh Việt Nam; biểu hoạt động động đất kích thích hồ Hịa Bình Sơn La khơng kéo dài, khoảng năm kết thúc, động đất kích thích hồ Sơng Tranh có biểu hoạt động liên tục đến Đó lý thu hút quan tâm nhà địa chấn Việt Nam giới hồ thủy điện Sông Tranh Một mạng lưới gồm 10 trạm quan trắc động đất hoạt động ghi nhận trận động đất từ M1.0 xảy Đồng thời, có nhiều kết nghiên cứu động đất kích thích hồ Sơng Tranh công bố, chủ yếu đề cập tới: tổng quát đặc điểm địa chất, kiến tạo đứt gãy hoạt động [2, 3]; biểu hoạt động động đất kích thích cấu chấn tiêu [3-8]; mối quan hệ biểu hoạt động động đất với độ cao mực nước hồ thay đổi ứng suất lỗ rỗng [9, 10]; mơ hình sóng địa chấn [11]; độ nguy hiểm động đất [12] gia tốc dao động [13-15] Bài báo đề cập đến vấn đề nghiên cứu xác định cấu trúc nguồn phát sinh động đất kích thích hồ thủy điện Sơng Tranh Phạm vi khu vực nghiên cứu giới hạn khung tọa độ: λ=107057’÷108022’ E; φ=15007’÷15032’ N (ở tỷ lệ 1:50000) Đặc điểm địa chất, địa mạo khu vực hồ thủy điện Sông Tranh kế cận Đặc điểm vận động kiến tạo Kainozoi Đặc trưng cấu trúc địa chất Vùng ngập nước hồ thủy điện Sơng Tranh (hình 1) tồn phân vị địa tầng địa chất sau [16]: (1) Hệ tầng Khâm Đức (PR2kd, Meso-Neoproterozoic): feldsparhornblende schist; two-mica garnet schist, quartz-biotite schist, biotite-disthene schist; amphibolite, amphibolite schist; biotite schist, quartz-biotite-disthene-garnet schist; amphibolite, quartz-muscovite schist; dolomitic marble; (2) Phức hệ Bến Giằng - Quế Sơn (δ14-γ14bq, Late Paleozoic): gabrodiorite, diorit, hornblende-biotite; granodiorite, porfyritic hornblende granodiorite; hornblende-biotite granite; (3) Phức hệ Chu Lai - Ba Tơ (γ2cb, Neoproterozoic): granodiorite, granite, granite-migmatite Các thành phần hệ tầng nêu có phương chung vĩ tuyến, bị phân phiến dốc, có nhiều hệ thống khe nứt (hình 1) Khi bị phong hóa, làm thay đổi tính chất lý đá, dẫn đến khơng cịn bền vững, dễ bị trượt lở Đặc điểm địa mạo Biểu biến dạng địa hình (hình 2) phạm vi khu vực nghiên cứu ghi nhận sau: (1) Địa hình thung lũng sơng suối lớn phát triển dọc theo đới đứt gãy hoạt động, sụt bậc địa hình thấp dần phía đơng bắc tây nam (từ 1000 m xuống 10-30 m); (2) Đới đứt gãy Trà My - Trà Bồng gây biến dạng chi phối phương phát triển địa hình thung lũng Sông Tranh Trà Bồng, hướng núi phát triển theo phương vĩ tuyến chạy từ khu vực Bồng Sơn đến Khâm Đức tạo mặt đứt gãy kiến tạo cắm phía bắc rõ [2, 17] Ở khu vực Sơng Tranh kế cận (hình 1), chuyển động kiến tạo tương phản Kainozoi có tính chất khối tảng, Oligocen Trong đó, vận tốc nâng trung bình đạt giá trị 0,04 mm/năm thuộc cấu trúc phương tây bắc - đơng nam, cịn cấu trúc phương vỹ tuyến cấu trúc hạ lún yếu có vận tốc khoảng -0,02 mm/năm [2, 3, 16-19] Hình DEM yếu tố tai biến địa chất khu vực hồ thủy điện Sông Tranh kế cận Biểu hoạt động động đất, nứt sụt trượt lở đất Hình Cấu trúc địa chất khu vực hồ thủy điện Sông Tranh kế cận 64(8) 8.2022 Động đất tự nhiên: chưa có tài liệu nghiên cứu chứng minh có động đất tự nhiên xảy khu vực hồ Sông Tranh (trong phạm vi bán kính 30 km), song theo dự báo cấp độ mạnh tối đa động đất tự nhiên, M=5,8÷5,9 có nguy xảy khu vực [2] 12 Phương pháp gradient ngang cực toàn phần cực đại (Gmax) lần Blakely nnk [21, 22] đề xuất đểpháp xác gradient định ranhngang giới chất mật độ lần đầu Phương cực tồnkhối phầnđịacực đạicó(Gmax) Khoa học Tự nhiên /Khoa học trái đất môi trường khác Gradient ngangvà toàn lưới để số xác liệuđịnh dị thường trọng lựccác Bouguer Blakely nnkphần [21,(G) 22]trên đề xuất ranh giới khối địa chất c (hay từ) tính khác theo cơng thức: Gradient ngang toàn phần (G) lưới số liệu dị thường trọng lực từ) 2theo (hay(hay từ) tínhtính theo cơngcơng thức: thức: Động đất kích thích: theo số liệu thống kê Viện Vật 𝛥𝛥𝛥𝛥(𝑥𝑥,𝑦𝑦) 𝛥𝛥𝛥𝛥(𝑥𝑥,𝑦𝑦) G=√ (1) lý Địa cầu từ tháng 8/2011 (bắt đầu xuất động( đất𝑑𝑑𝑑𝑑 ) + ( 𝑑𝑑𝑑𝑑 ) 𝛥𝛥𝛥𝛥(𝑥𝑥,𝑦𝑦) 𝛥𝛥𝛥𝛥(𝑥𝑥,𝑦𝑦) kích thích) đến hết tháng 2/2019 khu vực lịng hồ Sơng (1) G = √( ) + ( (x, y) ) Tổng giá trị gradient 𝛥𝛥𝛥𝛥(𝑥𝑥, thường trọng lực Bouguer điểm𝑑𝑑𝑑𝑑 ngang 𝑑𝑑𝑑𝑑 Tranh lân cận quan sát 1161vớiđộng đất𝑦𝑦) códịcấp độ mạnh M=1,5÷4,7 (≥1,5), cótại 731 với ∆g(x, y) dị thường trọng lực điểm (x, y).theo tínhđộng tốnđất (coicólàvới điểm trung so sánh vớiBouguer giá Bouguer trị điểm gần 𝛥𝛥𝛥𝛥(𝑥𝑥, 𝑦𝑦)tâm) dị thường trọng lực 8điểm (x, y) Tổng giá4 trị gradie M=1,5÷1,9; 392 động đất có M=2,0÷2,9; 33 động đất có Tổng giá trị gradient ngang điểm tính tốn (coi điểm (dọc theo cộttốn hailàđường chéo), nếutrị nócủa thỏa mãn điểm cótheo giá trị G gần nh tính (coi điểm trung so sánh với giá điểm M=3,0÷3,9; động đất có M≥4,0; mạnhhướng động đấthàng, trung tâm) so sánh vớitâm) giá điểm gần nhấttrị Mqs.max=4,7 (ngày 12/10/2012) hướng (dọc hàng, theo hàng, 2đường đường chéo),nếu nóthỏa thỏa lớn so với điểm xung điểm có gradient ngang tồnmãn phần hướng (dọcquanh theo cộtchính vàcột cảlàvà hai chéo), điểm có mãn điểm có giá trị G lớn so với điểm xung quanh Nứt sụt đất: điểm nứt - sụt đất khu cựcvực đạinghiên Gmax cứu cần lớn tìm.nhất Cácso điểm theo dạng tuyến phản ánhcósựgradient tồn ngang t vớiGmax điểmphân xungbốquanh điểm (hình 2) chủ yếu khe nứt kiến tạo hoạt động với điểm Gmax cần tìm Các điểm Gmax phân dạng ánh tồn bố củatheo đứt dạng gãy tuyến phản ánh đứtkhe gãy đạitheo Gmax cầntuyến tìm Cácphản điểm Gmax phân ∆g (x, y) kiểu nguồn gốc khác [2,của 17]: nứt cắt,cựcbố tách giãn nén ép Chúng hình thành vàKỹ phát triển đới ranh giới địa cấuchất trúc ẩn (vật địaMTM thuật phát đớithuật ranhphát giớihiện cấu trúc (vật thể) sâuthể) củahiện đứtKỹ gãy bối cảnh địa động lực đại với trường ứng suất nén chất ẩn sâu MTM sử dụng rộng rãi thăm dụng hoạt rộng rãi thăm dò địahiện vật lý chứng trúc tỏ có hiệu chất trongẩn sâu bằ Kỹvật thuật đớiMTM ranh giới thể) địa ép theo phương kinh tuyến, kiểu trượt vàđược trượtsử- giãn; dò địa lý phát MTM chứng tỏ cócấu hiệu quả(vật nghiên động trượt - thuận đứt gãy14 hoạtcứu động theo cứu phát ranh trúcthể (đứt thểMTM nghiên phát đới ranh giới cấuđới trúc (đứtgiới gãy)cấu xâm nhậpvàđã [23-29] sử dụng rộng rãi thăm dò địa vật lý gãy) MTM chứng tỏ có hiệu phương tây bắc - đông nam đông bắc - tây nam, tách sụt xâm nhập [23-29] MTM xây dựng theo công thức xây dựng theo công cứu thứcphát sau:hiện đới ranh giới cấu trúc (đứt gãy) thể xâm nhập [23-2 nghiên với đứt gãy phương kinh tuyến sau: công√thức Trượt lở đất: trượt lở đất chủ yếu diễn kiểuđược xây dựng theo 𝑓𝑓𝑧𝑧2𝑧𝑧 +sau: 𝑓𝑓𝑧𝑧2𝑧𝑧 (2) MTM = cos −1 ( ) (2) vỏ phong hóa ferosialit siafelit đá magma axit 2 √𝑓𝑓𝑧𝑧𝑧𝑧 + 𝑓𝑓𝑧𝑧𝑧𝑧 + 𝑓𝑓𝑧𝑧𝑧𝑧 biến chất tầng trầm tích Đệ tứ hỗn hợp vụn - thô làhàm đạo hàm theo z (độ fzztrục đó:2đó: 𝑓𝑓theo bậc bậc theo (độ sâu); 𝑓𝑓sâu); f𝑓𝑓zx𝑧𝑧𝑧𝑧 fđạo hàm 𝑧𝑧𝑧𝑧 đạo 𝑧𝑧𝑧𝑧 bậc bở rời có độ dính kết yếu Đặc biệt, trượt -trong lở đấtđó: diễn kháhàm 𝑓𝑓𝑧𝑧𝑧𝑧rađạo bậc z (độ sâu); 𝑓𝑓𝑧𝑧𝑧𝑧2trục 𝑓𝑓z𝑧𝑧𝑧𝑧trục đạo hàm 2và theo z bậc th zytrục đạo hàm bậc theo trục z với x, y tương ứng mạnh mẽ nơi có chiều dày vỏ phong hóa lớn, đạtvới x, y tương ứng với Bắc x, y Trà tương 30-40 m địa bàn huyện Tiên Phước, Myứng Xác định đới nhạy cảm tai biến địa chất sở Xác định đới nhạy taitạo biến địa chất chập trêndụng chồng chập ch Nam Trà My Một phần không lớn cá thể trượt lở đất Xác-định đới nhạy cảm tai biến địa chất sở chồng cácsởchỉ số kiến chồng chập sốcảm kiến địa mạo, sử công xảy vỏ phong hóa lẫn đá gốc Những khối trượttạo nghệ GIS mạo, sửGIS dụng công nghệ GIS tạovàđịa dụng địa công nghệ thường kèm với nứt đất, hình thành bị mạo, khốngsửchế Xác hệ chí dạng đới cảm tai địa chất: Xác lập lập hệtiêu tiêunhạy chínhận nhận đớinhạy nhạy cảm taibiến biếnsở địa chất: cứu sở ng khe nứt kiến tạo [2, 17] Xác lập hệ tiêu chí nhận dạng đới cảm dạng tai biến địa chất: nghiên sở nghiên cứu xác lập đứt đoạn đứt gãy động đất xácTuần lập đứt đoạn động đất24/6/1983, TuầnTriều GiáoM6,7, ngày 24/6/1983, Giáo ngàyđứt 24/6/1983, M6,7, Cao Đình Nguyễn Phương pháp phân tích kết thu xác lập đứt đoạn đứt gãy động đấtgãy Tuần Giáo ngày Cao Đình M6,7, C Đức Vinh (2012) [30] đưa hệ thống gồm số kiến tạo TriềuVinh Nguyễn Đức Vinh đãgồm đưa9rachỉ hệsố thống gồm số kiế Các bước phân tích tài liệu nhằm nhận Triều dạng đứt gãy tiềmĐức Nguyễn [30]đới đưa(2012) hệtai[30] thống kiến địa mạo(2012) nhận dạng nhạy cảm biến địa chất phân đoạntạo địa ẩn nguy tai biến địa chất gồm: 1) Khẳng định tồn đứt gãydạng hoạt động phục vụvàtính tốn cựcchất đại gãy động đất đoạn cho Việt nhận đới nhạy cảm tai biến địa phân đứt gãy nhận dạng đớimạo nhạy cảm tai biến địa chất phân đoạn đứt hoạt động phục vụhoạt động đứt gãy sâu thơng qua giá trị gradientmạo ngang tồn phần Nam Đối với khu vực hồ thủy điện Sông Tranh kế cận, cực đại (Gmax) dị thường trọng lực, từ dụng bộđại lọcđộng tínhchúng tốn cực đạidụng động đất Việt Nam Đối vớiđiện khunhạy vựccảm hồ thủy2điện Sơng tínhsửtốn cực đất cho Việt Nam Đốicho với khu vực hồ thủy Sông Tranh sử tiêu chí tiêu biểu nhận dạng đới đồ Theta cải tiến (Modified Theta Map Filter - MTM); tai biến chất nhưsửsau [31, 732]: -tiêu Mậtbiểu độ Foto linement sử kế cận, địa chúng dụng tiêuDH1 chí nhận dạng đới nhạy (hay kế cận, dụng tiêu tơi chí tiêu biểu nhận dạng đới nhạy cảm tai biến địa cảm ta 2) Xác định đới nhạy cảm tai biến địa chất cịnchúng gọi làtơi đứt gãy địa chất theo tổng chiều dài; DH2 - Mật độ nút đới động lực đứt gãy [19, 20] sở chồng chập chỉchất sau [31, 32]: DH1 - Mật độ Foto linement đứt gãy địa chất t giao đứt gãy địa chất, lineament sông - suối; DH3 chất3)như số kiến tạo địa mạo, sử dụng công nghệ GIS; Cácsau đứt[31, gãy32]: DH1 - Mật độ Foto linement đứt gãy địa chất theo tổng Mật độ nứt sụt đất, trượt lở đất xuất lộ nước nóng dài; Mậtđứt độ gãy nút giao đứt gãy địa chất, lineament sôn tiềm ẩn nguy tai biến địa chất đứt gãy dài; sâu có biểu- chiều chiều DH2 Mật độ nútDH2 gia- địatheo chất, lineament sơng diện tích lưới chia diện phủ đầy; DH4 - Độ- suối; nguy cao tai biến địa chất (được phản ánh kết dốc địatrượt hình; -đất, Mật độlộđộnước suối; sốmột - Mật độ nứt sụtvà trượt lởdài đấtsông xuất lộDH6 nước nóng DH3 - Mật độ nứtDH3 sụt đất, lởDH5 đất xuất nóng diện- Tỷ tích diện tí phân tích bước 2) [19-29] bề rộng đáy độ cao thung lũng (the width/height theo diện đầy;- Chỉ DH4số- gradient Độ dốc địa hình; phủ of chia the valley - Vf ); DH7 chiều dài DH5 - Mật đ Phát Gmax MTM cho tài liệu dị thường trọnglướiratio dòng chảy (Hack index or the stream gradient index - SL) lực Bouguer Cả hai cách tiếp cận Gmax MTM sử dụng để xác định vị trí đứt gãy, nhiên sử dụng Gmax độ sâu nâng trường khác cho hướng cắm đứt gãy, kết bổ sung so với MTM Việc sử dụng đồng thời cách tiếp cận giúp nâng cao độ xác xác định đứt gãy, thông số quan trọng nhiệm vụ đánh giá độ rủi ro tai biến địa chất Phương pháp Gmax sử dụng để xác định ranh giới khối địa chất có mật độ khác Gradient ngang toàn phần (G) lưới số liệu dị thường trọng lực Bouguer 64(8) 8.2022 Phân cấp nhân tố: phân cấp mức độ xảy tai biến địa chất theo cấp: thấp (hoặc không biểu nguy cơ), trung bình cao Các yếu tố thành phần DH1 - DH7 phân định thành cấp theo mức độ nhạy cảm nêu Tính trọng số dựa phương pháp phân tích hệ thống phân cấp (Analytic Hierarchy Process - AHP): phương pháp phân tích thứ bậc (hay cịn gọi phương pháp mơ hình p - trọng số) chúng tơi sử dụng xác định đới nhạy cảm tai biến địa chất sở chồng chập số kiến tạo địa mạo, sử dụng công nghệ GIS [33-35] Nội dung 13 Khoa học Tự nhiên /Khoa học trái đất môi trường phương pháp bao gồm việc xây dựng hệ thống cặp ma trận so sánh yếu tố khác Cách tiếp cận mơ tả phân bậc tầm quan trọng yếu tố việc nhận dạng đới nhạy cảm tai biến địa chất, yếu tố so sánh với yếu tố khác để xác định tầm quan trọng chúng Trọng số yếu tố thành phần tính tốn tương quan theo công thức: LSI = 0,3215*DH1 + 0,2313*DH2 + 0,2172*DH3 + 0,1040*DH4 + 0,0644*DH5 + 0,0398*DH6 + 0,0217*DH7 (3) Độ tin cậy đánh giá trọng số thể qua giá trị tỷ lệ quán CR (Consistency ratio), giá trị thu tính tốn đạt 0,025, nhỏ so với ngưỡng giá trị chấp nhận 0,1 [34, 35] khẳng định tính xác nội dung phân tích Hình Các nguồn phát sinh động đất kích thích hồ thủy điện Sơng Tranh Các đứt gãy tiềm ẩn nguy tai biến địa chất khu vực Sông Tranh kế cận Các nguồn phát sinh động đất kích thích hồ Sơng Tranh Kết tính tốn dựa tài liệu dị thường trọng lực Bouguer [36, 37], xác định điểm Gmax mức độ sâu 2, km giá trị MTM trình bày hình Vị trí đứt gãy sâu phản ánh rõ nét loại tài liệu Khi nước hồ chứa thẩm thấu vào đới cà nát dập vỡ đứt gãy tiềm ẩn nguy tai biến địa chất, làm thay đổi trạng thái ứng suất lỗ rỗng theo chiều hướng kích thích động đất xảy [38, 39] Đối với khu vực hồ Sông Tranh 2, kết nghiên cứu cho thấy có tới đứt gãy tiềm ẩn nguy tai biến địa chất liên thông với hồ chứa (khi tích nước lên cao trình tối đa): F1 - Đứt gãy sông Trà Bồng; F2 - Đứt gãy Trà My; F3 - Đứt gãy sông Nước Lẻ; F4 - Đứt gãy sơng Trà Nơ Hình Phân bố Gmax giá trị MTM (cột phân bố màu) khu vực Sông Tranh kế cận Từ đồ thành phần, qua trình chồng chập, sử dụng phần mềm ArcGIS 10.0, tác giả thành lập sơ đồ phân bố đới nhạy cảm tai biến địa chất khu vực hồ Sông Tranh kế cận tỷ lệ 1/50000 (hình 4) Các đứt gãy sâu trùng với đới nhạy cảm cao tai biến địa chất gọi đứt gãy tiềm ẩn nguy cao tai biến địa chất Tổng cộng phát 12 đứt gãy sâu tiềm ẩn nguy cao tai biến địa chất khu vực hồ thủy điện Sông Tranh kế cận (được ký hiệu từ F1 đến F12), bao gồm: F1 - Đứt gãy sông Trà Bồng; F2 - Đứt gãy Trà My; F3 - Đứt gãy sông Nước Lẻ; F4 - Đứt gãy sông Trà Nô; F5 - Đứt gãy sông Vu Gia; F6 - Đứt gãy sông Hồ Khánh; F7 Đứt gãy sông Tiên; F8 - Đứt gãy sông Trạm; F9 - Đứt gãy sông Nước Đen; F10 - Đứt gãy Tiên Hiệp; F11 - Đứt gãy Rào Quán - A Lưới; F12 - Đứt gãy sông Nước Xa 64(8) 8.2022 Phân bố chấn tâm động đất kích thích có M=1,5÷4,7 trình bày hình bảng cho thấy có tồn cụm chấn tâm động đất gắn liền với đới đứt gãy có nguy cao tai biến địa chất: F1.1 (thuộc đứt gãy sông Trà Bồng); F2.1 (thuộc đứt gãy Trà My); F3.1 F3.2 (thuộc đứt gãy sông Nước Lẻ) F4.1 (thuộc đứt gãy sông Trà Nô) Thống kê biểu hoạt động động đất kích thích bảng cho thấy: - Động đất kích thích có cấp độ mạnh lớn nhất: Mqs.max=4,7 xảy đoạn nguồn F2.1 (đứt gãy Trà My); F1.1 (đứt gãy sông Trà Bồng), Mqs.max=4,2; F3.1 F3.2 (đứt gãy sơng Nước Lẻ) có Mqs.max=4,1; Mqs.max=3,6 F4.1 (đứt gãy sông Trà Nô) Chiều dày tầng phát sinh động đất lớn đạt 16 km thuộc F3.2 (từ đến 18 km), F2.1 (12 km); F1.1 F3.1 (9 km), km thuộc F4.1 - Động đất kích thích sớm quan sát thấy F1.1, M4,2 (ngày 3/9/2012), tiếp đến F3.2, M4,1 (ngày 7/9/2012), F3.1, M4,1 (ngày 23/9/2012), F2.1, M4.6 ngày (12/10/2012), muộn F4.1 M3,6 (ngày 19/10/2012) 14 Khoa học Tự nhiên /Khoa học trái đất môi trường Bảng Các nguồn phát sinh động đất kích thích hồ thủy điện Sơng Tranh Số Thuộc đứt gãy Nguồn TT (ĐG) Động đất lớn Ngày xảy Phân bố độ sâu chấn quan sát động đất tiêu (tầng phát sinh (Mqs.max) động đất) (km) F1.1 Sông Trà Bồng 4,2 3/9/2012 2÷11 F2.1 Trà My 4,7 12/10/2012 2÷14 F3.1 Sơng Nước Lẻ 4,1 23/9/2012 2÷11 F3.2 Sơng Nước Lẻ 4,1 7/9/2012 2÷18 F4.1 Sơng Trà Nơ 3,6 19/10/2012 2÷10 Bàn luận Kết phân bố đứt gãy khu vực nghiên cứu thể hình cho thấy, đứt gãy (12 đứt gãy) khu vực nghiên cứu gồm: F1 - Đứt gãy sông Trà Bồng; F2 - Đứt gãy Trà My; F3 - Đứt gãy sông Nước Lẻ; F4 - Đứt gãy sông Trà Nô; F5 - Đứt gãy sông Vu Gia; F6 - Đứt gãy sông Hồ Khánh; F7 - Đứt gãy sông Tiên; F8 - Đứt gãy sông Trạm; F9 - Đứt gãy sông Nước Đen; F10 - Đứt gãy Tiên Hiệp; F11 - Đứt gãy Rào Quán - A Lưới; F12 - Đứt gãy sông Nước Xa Kết thu cho thấy rõ hệ thống đứt gãy phương tây bắc - đơng nam vĩ tuyến, cịn lại có đứt gãy phương đông bắc - tây nam (F8, F9) Kết thu tương đồng với hệ thống đứt gãy địa chất khu vực công bố [4, 40, 41], nhiên mạng lưới đứt gãy nhỏ phương đông bắc - tây nam hay kinh tuyến đứt gãy 13, 14, 15 [40] khơng nhận dạng tài liệu Gmax MTM Các đứt gãy có biểu rõ đánh giá hướng cắm F1-F5, có hướng cắm đơng bắc tương đồng với kết nghiên cứu trước [4, 40, 41], nhiên đứt gãy khác F6-F13 biểu hướng cắm theo giá trị Gmax không rõ, lý giải đứt gãy F1-F5 đứt gãy sâu khu vực nghiên cứu [40] Theo Chen An-Guo cs (2017) [29] phương pháp MTM sử dụng tốt nhận dạng đứt gãy với chiều sâu trung bình sâu Như thấy kết hợp Gmax MTM dùng để nhận dạng đứt gãy sâu, đứt gãy nơng khó có biểu Điều dễ hiểu nơi tồn đứt gãy trung bình sâu biểu biến thiên tài liệu trọng lực hay từ rõ nét Theo hình tồn đứt gãy liên thơng đến hồ thủy điện sơng Tranh 2, F1, F2, F3, F4 F9 Kết nghiên cứu chúng tơi (hình 4) cho thấy có đứt gãy: F1 (sơng Trà Bồng), F2 (Trà My), F3 (sông Nước Lẻ), F4 (sông Trà Nô) F9 (sông Nước Đen) liên thông với hồ Sơng Tranh 2, biểu hoạt động động đất có đứt gãy (từ F1 đến F4) Với đứt gãy này, dựa vào danh mục động đất phân thành vùng nguồn đứt gãy hoạt động có phát sinh động đất kích thích (bảng 1): F1.1 thuộc đứt gãy sông Trà Bồng; F2.1 thuộc đứt gãy 64(8) 8.2022 Trà My; F3.1 F3.2 thuộc đứt gãy sông Nước Lẻ F4.1 thuộc đứt gãy sông Trà Nô Giá trị Mmax quan sát đoạn nguồn thể bảng 1, hình dạng đoạn nguồn thể hình Theo đặc trưng cấu chấn tiêu, G Lizurek cs (2017) [8] phân vùng động đất kích thích khu vực sơng Tranh thành vùng, vùng phía bắc nam hồ thủy điện sông Tranh dựa danh mục động đất đến năm 2016, tương tự với phân chia T.A Tuan cs (2017) [10] Hai vùng phân chia tương đồng với vùng F1.1 F3.2 nghiên cứu Kết phân chia nghiên cứu thể rõ tính chi tiết cao hơn, lý nhờ danh mục động đất với độ chi tiết khác nhau, kết danh mục động đất sử dụng trận động đất kích thích ghi nhận đến hết tháng 2/2019, bao gồm 1161 trận động đất kích thích với cấp độ mạnh từ M1,5 Viện Vật lý Địa cầu cung cấp Đồng thời, phân chia dựa phân bố đứt gãy hoạt động giúp nâng cao tính chi tiết phân nhóm động đất kích thích mối tương quan chặt chẽ với vùng nguồn phát sinh Xác định đứt gãy hoạt động động đất kích thích (hay nguồn phát sinh động đất kích thích) giúp nâng cao độ xác toán đánh giá độ nguy hiểm động đất (PSHA) không dừng mức đánh giá chung với hệ thống đứt gãy địa chất túy cơng bố [12] tính tốn giá trị PSHA cho khu vực bán kính 100 km tính từ đập thủy điện sông Tranh Với độ chi tiết nguồn phát sinh động đất kích thích giá trị PSHA sát với thực tế nâng cao hiệu cảnh báo tai biến Kết luận Các đoạn đứt gãy sâu tiềm ẩn nguy cao tai biến địa chất, liên thông với hồ Sông Tranh tích nước tới cao trình tối đa nơi phát sinh động đất kích thích Đó đoạn nguồn: F1.1 thuộc đứt gãy sông Trà Bồng; F2.1 thuộc đứt gãy Trà My; F3.1 F3.2 thuộc đứt gãy sông Nước Lẻ; F4.1 thuộc đứt gãy sông Trà Nô Động đất kích thích cấp độ mạnh lớn nhất, Mqs.max=4,7 xảy đoạn đứt gãy Trà My bị ngập nước Chấn tâm động đất nằm vị trí sâu hồ Sơng Tranh động đất có M≥4,0 nằm phạm vi ngập nước hồ chứa Có biểu rõ nét khác biệt thời gian xuất động đất đoạn nguồn khác nhau: sớm ngày 3/9/2012 chậm ngày 19/10/2012 Về cấp độ mạnh, Mqs.max nhỏ (3,6) xảy đứt gãy sông Trà Nô lớn (4,7) xảy đứt gãy Trà My Bề dày tầng phát sinh động đất có khác đoạn nguồn khác nhau, dao động từ đến 16 km 15 Khoa học Tự nhiên /Khoa học trái đất môi trường TÀI LIỆU THAM KHẢO [20] Cao Đình Triều cs (2019), Biến dạng kiến tạo Biển Đông Việt Nam vùng kế cận Kainozoi, Nhà xuất Khoa học Tự nhiên Cơng nghệ [1] Cao Đình Trọng cs (2018), “Biểu hoạt động động đất kích thích số hồ thủy điện Việt Nam”, Tạp chí Khoa học Công nghệ Việt Nam, 60(6), tr.25-31 [21] Cao Đình Triều (2000), Trọng lực phương pháp thăm dị trọng lực, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật [2] Cao Đình Triều cs (2012), Đánh giá tình hình hoạt động động đất khu vực sơng Tranh đề xuất giải pháp phòng tránh giảm nhẹ thiệt hại, Báo cáo tổng kết đề tài tư vấn phản biện VUSTA [22] Kha Tran Van, et al (2018), “Improving a maximum horizontal gradient algorithm to determine geological body boundaries and fault systems based on gravity data”, Journal of Applied Geophysics, 152, pp.161-166 [3] Lê Huy Minh cs (2016), Nghiên cứu tác động địa chấn kiến tạo đến ổn định cơng trình thủy điện Sơng Tranh 2, khu vực Bắc Trà My, tỉnh Quảng Nam, Báo cáo tổng hợp đề tài độc lập cấp nhà nước [23] W.R Roest, J Verhoef, M Pilkington (1992), “Magnetic interpretation using the 3-D analytic signal”, Geophysics, 57(1), pp.116-125 [4] Cao Dinh Trieu, et al (2014), “Triggered earthquake study in Tranh River no (Vietnam), Hydropower Reservoir”, Journal Geological Society of India, 84, pp.319-325 [5] Bùi Văn Duẩn, Hà Thị Giang, Nguyễn Ánh Dương, Phạm Đình Nguyên (2015), “Một số yếu tố liên quan đến xuất động đất khu vực hồ chứa thủy điện Sông Tranh giai đoạn 2011-2014”, Tạp chí Khoa học Trái đất, 37(3), tr.228-240 [6] J Wiszniowski, et al (2015), “Preliminary results of anthropogenic seismicity monitoring in the region of Song Tranh reservoir, central Vietnam”, Acta Geophysica, 63, pp.843-862 [7] N.V Giang, et al (2015), “Some characteristics of seismic activity in the Song Tranh reservoir, Quang Nam, Vietnam by local seismic network data”, Earth Sciences, 4, pp.101-111 [8] G Lizurek, et al (2017), “Clustering and stress inversion in the Song Tranh reservoir, Vietnam”, Bulletin of the Seismological Society of America, 107(6), pp.2636-2648 [9] T.A Tuan, et al (2016), “Rapid and delayed earthquake triggering by the Song Tranh reservoir, Vietnam”, Bull Seismol Soc Am., 106(5), pp.23892394 [10] T.A Tuan, et al (2017), “Evidence that earthquakes have been triggered by reservoir in the Song Tranh region, Vietnam”, Journal of Seismology, 21(5), pp.1131-1143 [11] Cao Đình Trọng, Phạm Nam Hưng, Đình Quốc Văn, Lê Quang Khơi (2014), “Mơ hình cắt lớp sóng địa chấn khu vực thủy điện Sông Tranh 2”, Tạp chí Địa chất, 341-345, tr.291-298 [12] Nguyen Hong Phuong, Pham The Truyen, Nguyen Ta Nam (2016), “Probabilistic seismic hazard assessment for the Tranh river hydropower plant No2 site, Quang Nam province”, Vietnam Journal of Earth Sciences, 38(2), pp.188-201 [13] Tran Thi My Thanh, Nguyen Le Minh, Vi Van Vung, Kojirp Irikura, (2014), “Values for peak ground acceleration and peak ground velocity using in seismic hazard assessment for Song Tranh hydropower region”, Vietnam Journal of Earth Sciences, 36, pp.462-469 [14] Trần Thị Mỹ Thành, Vi Văn Vững, Hiroe Miyake, Kojirp Irikura (2015), “Mô trận động đất ngày 22/10/2012, M=4,6 khu vực thủy điện Sơng Tranh 2”, Tạp chí Khoa học Trái đất, 37(3), tr.241-251 [15] Ngô Thị Lư cs (2015), “Một số kết đánh giá ổn định đập thủy điện Sông Tranh mơi trường địa chất xung quanh tổ hợp phương pháp địa chấn”, Tạp chí Khoa học Trái đất, 37(2), tr.170-177 [16] Cát Nguyên Hùng cs (1991), Báo cáo đo vẽ địa chất tìm kiếm khống sản nhóm tờ Tam Kỳ - Hiệp Đức, tỷ lệ 1:50000 [24] C Wijns, C Perez, P Kowalczyk (2005), “Theta map: edge detection in magnetic data”, Geophysics, 70(4), pp.39-43 [25] W.N Zhou, X.J Du, J.Y Li (2013), “The limitation of curvature gravity gradient tensor for edge detection and a method for overcoming it”, Journal of Applied Geophysics, 98, pp.237-242 [26] G.Q Ma, C Liu, D.N Huang (2015), “The removal of additional edges in the edge detection of potential field data”, Journal of Applied Geophysics, 114, pp.168-173 [27] J Wang, X.H Meng, F.Li (2015), “Improved curvature gravity gradient tensor with principal component analysis and its application in edge detection of gravity data”, Journal of Applied Geophysics, 118, pp.106-114 [28] Y Yuan, Q.L Yu (2015), “Edge detection in potential-field gradient tensor data by use of improved horizontal analytical signal methods”, Pure and Applied Geophysics, 172(2), pp.461-472 [29] Chen An-Guo, et al (2017), “Application of an enhanced Theta-based filter for potential field edge detection: a case study of the Luzong ore district”, Chinese Journal of Geophysics, 60(2), pp.203-218 [30] Cao Đình Triều, Nguyễn Đức Vinh (2012), “Phân đoạn đứt gãy đánh giá động đất cực đại Việt Nam”, Tạp chí Địa chất, 331-332, tr.59-68 [31] Faisal Shahzad, Richard Gloaguen (2011), “TecDEM: a MATLAB based toolbox for tectonic geomorphology, Part 1: Drainage network preproces sing and stream profile analysis”, Computers & Geosciences, 37(2), pp.250-260 [32] R Gloaguen, P.R Marpu, I Niemeyer (2007), “Automatic extraction of faults and fractal analysis from remote sensing data”, Nonlinear Processes in Geophysics, 14(2), pp.131-138 [33] T.L Saaty (1890), The Analytical Hierarchy Process, McGraw-Hill [34] T.L Saaty, L Vargas (1994), Decision Making in Economic, Political, Social, and Technologycal Environments with the Analytic Hierarchy Process, RWS Publications [35] T.L Saaty (1995), Decisions Making for Leaders: the Analytic Hierarchy Process for Decisions in a Complex World, RWS Publications [36] Liên đoàn Vật lý Địa chất (1995), Bản đồ dị thường từ máy bay, thành phần ΔTa, khu vực Quảng Nam - Đà Nẵng [37] Liên đoàn Vật lý Địa chất (2011), Bản đồ dị thường trọng lực Bouguer mặt đất (ΔgB), khu vực Quảng Nam - Đà Nẵng [38] H.K Gupta (1992), Reservoir Induced Earthquakes, Elservier [39] H.K Gupta (2012), Reservoir Triggered Seismicity and Earthquake Recurrence at Koyna, India, General Assembly of Asian Seismological Commission, pp.10-12 [18] Nguyễn Ngọc Thủy cs (2003), Đánh giá nguy hiểm động đất khu vực cơng trình thủy điện Sơng Tranh 2, Viện Vật lý Địa cầu [40] Lương Thị Thu Hoài, Nguyễn Văn Vượng (2014), “Đặc điểm đứt gãy đứt gãy mối quan hệ với hồ chứa kích hoạt động đất quy hoạch thủy điện Sông Tranh 2, huyện Bắc Trà My, tỉnh Quảng Nam”, Tạp chí Khoa học (Chuyên san Khoa học Tự nhiên Công nghệ), Đại học Quốc gia Hà Nội, 30, tr 21-32 [19] Cao Đình Triều, Phạm Huy Long, Đỗ Văn Lĩnh, Lê Văn Dũng, Cao Đình Trọng (2013), Địa động lực đại lãnh thổ Việt Nam, Nhà xuất Khoa học Tự nhiên Công nghệ [41] Vũ Văn Chinh (2016), Nghiên cứu, đánh giá chi tiết đặc điểm vùng địa chất - kiến tạo tác động chúng đến ổn định cơng trình thủy điện STR2 huyện Bắc Mỹ, tỉnh Quảng Nam, Viện Vật lý Địa cầu [17] Đỗ Minh Đức cs (2020), Nghiên cứu dự báo nguy tai biến trượt lở mái dốc dọc tuyến giao thông trọng điểm miền núi tỉnh Quảng Nam đề xuất giải pháp ứng phó, Báo cáo tổng kết đề tài độc lập cấp quốc gia 64(8) 8.2022 16 ... F1.1 Sông Trà Bồng 4 ,2 3/9 /20 12 2÷11 F2.1 Trà My 4,7 12/ 10 /20 12 2÷14 F3.1 Sơng Nước Lẻ 4,1 23 /9 /20 12 2÷11 F3 .2 Sơng Nước Lẻ 4,1 7/9 /20 12 2÷18 F4.1 Sơng Trà Nơ 3,6 19/10 /20 12 2÷10 Bàn luận Kết phân. .. Các nguồn phát sinh động đất kích thích hồ thủy điện Sơng Tranh Số Thuộc đứt gãy Nguồn TT (ĐG) Động đất lớn Ngày xảy Phân bố độ sâu chấn quan sát động đất tiêu (tầng phát sinh (Mqs.max) động đất) ... cao tính chi tiết phân nhóm động đất kích thích mối tương quan chặt chẽ với vùng nguồn phát sinh Xác định đứt gãy hoạt động động đất kích thích (hay nguồn phát sinh động đất kích thích) giúp nâng