Nghiên cứu cấu trúc sâu vỏ quả đất miền bắc việt nam bằng địa chấn dò sâu và từ tellua nhằm nâng cao độ tin cậy của các dự báo thiên tai địa chất

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM CHƯƠNG TRÌNH KHCN CẤP NHÀ NƯỚC KC08/06-10 BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC SÂU VỎ

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

CHƯƠNG TRÌNH KHCN CẤP NHÀ NƯỚC KC08/06-10

BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC SÂU VỎ QUẢ ĐẤT MIỀN BẮC VIỆT NAM BẰNG ĐỊA CHẤN DÒ SÂU VÀ TỪ TELLUA NHẰM NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CỦA CÁC

DỰ BÁO THIÊN TAI ĐỊA CHẤT

KC08.06/06-10

Cơ quan chủ trì đề tài: Viện Địa chất

Chủ nhiệm đề tài: PGS.TS Đinh Văn Toàn

8084

Hà Nội – 5/2010

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

CHƯƠNG TRÌNH KHCN CẤP NHÀ NƯỚC KC08/06-10

BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC SÂU VỎ QUẢ ĐẤT MIỀN BẮC VIỆT NAM BẰNG ĐỊA CHẤN DÒ SÂU VÀ TỪ TELLUA NHẰM NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CỦA CÁC

DỰ BÁO THIÊN TAI ĐỊA CHẤT

KC08.06/06-10

Chủ nhiệm đề tài: Cơ quan chủ trì đề tài:

Hà Nội – 5/2010

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG I - ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH - ĐỊA MẠO, CẤU TRÚC KIẾN TẠO VÀMỘT VÀI DẠNG TAI BIẾN ĐỊA CHẤT PHỔ BIẾN Ở MIỀN BẮC VIỆT NAM 13

1.1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH - ĐỊA MẠO VÙNG NGHIÊN CỨU 13

1.1.1 Đặc điểm địa hình - địa mạo vùng Đông Bắc Việt Nam 13

1.1.2 Đặc điểm địa hình - địa mạo vùng Tây Bắc Việt Nam và Trường Sơn 14

1.1.3 Đặc điểm địa hình - địa mạo đồng bằng Sông Hồng (ĐBSH) 17

1.2 ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC KIẾN TẠO KHU VỰC BẮC VIỆT NAM 17 1.2.1 Đặc điểm cấu trúc kiến tạo miền Đông Bắc Bộ 18

1.2.2 Đặc điểm cấu trúc kiến tạo miền Tây Bắc Việt Nam 26

1.2.3 Đặc điểm cấu trúc kiến tạo miền Bắc Trung Bộ 30

1.3 ĐẶC ĐIỂM MỘT SỐ DẠNG TAI BIẾN ĐỊA CHẤT Ở LÃNH THỔ BẮC VIỆT NAM 33

1.3.1 Về tai biến động đất 34

1.3.2 Về tai biến nứt, trượt lở đất 37

CHƯƠNG II-KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC SÂU VỎ QUẢ ĐẤT Ở MIỀN BẮC VIỆT NAM BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỊA CHẤN DÒ SÂU 42

2.1 SƠ LƯỢC VỀ SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐỊA CHẤN DÒ SÂU TRONG NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC VỎ QUẢ ĐẤT 42

2.2 TRIỂN KHAI THỰC ĐỊA PHƯƠNG PHÁP ĐỊA CHẤN DÒ SÂU 51 2.2.1 Về đặc điểm của phương pháp địa chấn dò sâu 51

2.2.2 Công tác khảo sát thực địa 54

2.3 XỬ LÝ BƯỚC ĐẦU SỐ LIỆU GHI SÓNG ĐỊA CHẤN 58

2.3.1 Kết quả xử lý bằng phần mềm Seismic Unix 61

2.3.2 Kết quả xử lý bằng sử dụng phần mềm IXSEG2SEGY 66

2.4 KẾT QUẢ BƯỚC ĐẦU PHÂN TÍCH BẰNG MÔ HÌNH HOÁ TÀI

LIỆU ĐỊA CHẤN DÒ SÂU 71

2.4.1 Kết quả mô hình hoá tài liệu địa chấn dùng sóng phản xạ 75

2.4.2 Mô hình hoá tài liệu địa chấn theo sóng khúc xạ 78

2.4.3 Xây dựng mặt cắt cấu trúc vỏ Quả đất theo tài liệu địa chấn 84

CHƯƠNG III-KẾT QUẢ ĐO SÂU TỪ TELLUA NGHIÊN CỨUCẤU TRÚC VỎ QUẢ ĐẤT Ở MIỀN BẮC VIỆT NAM 89

3.1 SƠ LƯỢC VỀ CÁC NGHIÊN CỨU BẰNG PHƯƠNG PHÁP TỪ TELLUA 89

3.2 THIẾT BỊ TỪ TELLUA VÀ KỸ THUẬT ĐO 92

3.3 CÔNG TÁC ĐO ĐẠC THỰC ĐỊA 96

3.4 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ PHÂN TÍCH SỐ LIỆU 102

3.4.1 Phương pháp xử lý số liệu 102

3.4.2 Phương pháp phân tích định lượng số liệu từ Tellua 107

3.5 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH ĐỊNH LƯỢNG SỐ LIỆU TỪ TELLUA THEO BÀI TOÁN 1D VÀ 2D 118

3.5.1 Các mặt cắt phân bố điện trở suất biểu kiến 119

3.5.2 Kết quả nghịch đảo 2D 120

3.5.3 Kết quả phân tích theo bài toán 1D 121

CHƯƠNG IV - KẾT QUẢ PHÂN TÍCH TÀI LIỆU TỪ VÀ TRỌNG LỰC NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC SÂU VỎ QUẢ ĐẤT Ở MIỀN BẮC VIỆT NAM 124

4.1 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH TÀI LIỆU TỪ VÀ TRỌNG LỰC BẰNG CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐỊNH TÍNH 126

4.1.1 Các phương pháp phân tích định tính tài liệu từ 126

4.1.2 Các phương pháp phân tích tài liệu trọng lực 133 4.1.3 Các kết quả nghiên cứu về đứt gãy theo tài liệu từ và trọng lực 135

4.2 PHÂN TÍCH ĐỊNH LƯỢNG TÀI LIỆU TRỌNG LỰC BẰNG BÀI TOÁN 2.5 CHIỀU, XÂY DỰNG MÔ HÌNH MẬT ĐỘ VỎ QUẢ ĐẤT 147

4.2.1 Về bài toán ngược trọng lực 147

4.2.2 Sơ lược về thuật toán mô hình hoá tài liệu trọng lực bằng bài toán 2,5 D 151

4.2.3 Kết quả phân tích tài liệu trọng lực vùng nghiên cứu bằng bài toán 2,5 D 154

CHƯƠNG V - CẤU TRÚC SÂU VỎ QUẢ ĐẤT MIỀN BẮC VIỆT NAM VÀ MỐI QUAN HỆ VỚI BÌNH ĐỒ CẤU TRÚC HIỆN ĐẠI 171

5.1 CẤU TRÚC SÂU VỎ QUẢ ĐẤT MIỀN BẮC VIỆT NAM TRÊN CƠ SỞ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 171

5.1.1 Bề mặt móng kết tinh vùng nghiên cứu 171

5.1.2 Bề mặt Conrad vùng nghiên cứu 176

5.1.3 Bề mặt Moho trong vùng nghiên cứu 181

5.2 ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC TÂN KIẾN TẠO VÙNG NGHIÊN CỨU184 5.2.1 Đặc điểm biến dạng kiến tạo trong Kainozoi khu vực nghiên cứu 184

5.2.2 Phân vùng TKT và phân loại các kiến trúc TKT khu vực nghiên cứu 186

5.2.3 Đặc điểm các khối kiến trúc TKT khu vực nghiên cứu 187

5.2.4 Đặc điểm các đới đứt gãy TKT chính có biểu hiện hoạt động hiện đại trong vùng nghiên cứu 200

5.3 Ý NGHĨA CỦA KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC SÂU VỚI CÁC NGHIÊN CỨU DỰ BÁO THIÊN TAI ĐỊA CHẤT 207

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 211

TÀI LIỆU THAM KHẢO 214

MỞ ĐẦU

Đặc điểm cấu trúc sâu một vùng lãnh thổ là một thông số quan trọng cho nghiên cứu bức tranh địa động lực Sơ đồ cấu trúc sâu có độ tin cậy càng cao, càng có cơ sở tin cậy cho việc lý giải các hoạt động địa động lực của vùng nghiên cứu Điều này cũng có nghĩa là độ tin cậy của các nghiên cứu về

cơ chế hình thành phát sinh một số loại tai biến địa chất nội sinh như động đất, nứt - trượt đất, v.v cũng phụ thuộc vào độ chính xác của sơ đồ cấu trúc sâu lãnh thổ, chưa nói đến những vấn đề liên quan đến quy luật phân bố tài nguyên khoáng sản

Một số đặc điểm liên quan đến cấu trúc sâu có thể đánh giá thông qua các tài liệu nghiên cứu về thành tạo magma, biến chất, các tài liệu địa hoá, nhưng để có được sơ đồ cấu trúc sâu phân tầng theo các ranh giới cấu trúc cho một vùng lãnh thổ thì tài liệu địa vật lý đóng một vai trò quan trọng Có nhiều cách tiếp cận sử dụng các phương pháp địa vật lý để nghiên cứu cấu trúc sâu

vỏ Quả đất: phương pháp mô hình hoá tài liệu trọng lực và từ, phương pháp

từ Tellua, phương pháp phân tích trường sóng địa chấn do động đất gây ra, v.v Tuy nhiên, cho đến nay phương pháp địa vật lý được coi có độ tin cậy cao nhất trong nghiên cứu cấu trúc sâu vỏ Quả đất vẫn là phương pháp địa chấn dò sâu [4], [35]

Ở nước ta, việc nghiên cứu xây dựng các sơ đồ cấu trúc sâu vỏ Quả đất trên cơ sở sử dụng tài liệu địa vật lý lãnh thổ Việt Nam đã được bắt đầu đề cập đến trong một số công trình từ sau những năm 70 của thế kỷ trước [29] Tuy nhiên, việc nghiên cứu các quá trình địa chất liên quan đến cấu trúc sâu cũng đã được triển khai khá sớm, thông qua các nghiên cứu thành lập bản đồ địa chất, bản đồ phân vùng kiến tạo v.v Ngay từ trước năm 1945, các nghiên cứu về địa chất chủ yếu do các nhà địa chất Pháp thực hiện đã xuất bản được

tờ bản đồ kiến trúc Đông Dương tỉ lệ 1: 2 500 000 của Fromaget và các cộng

sự Theo các kết quả nghiên cứu về địa tầng, magma, kết hợp với sử dụng

thuyết địa di, nhóm tác giả trên đã chia lãnh thổ Đông Dương thành 3 yếu tố kiến trúc lớn: Địa khối Kon tum, Địa khối Đông Nam Trung Quốc, Khối Miến Điện ( Tây Thượng Lào ) và các cánh cung Phú Hoạt, Sông Mã Những yếu tố này tạo thành khung cấu trúc và giữa chúng là các võng địa máng

“Neotriat” bị vò nhàu – uốn nếp

Trong giai đoạn 1945 đến 1970, các tài liệu cho thông tin về cấu trúc sâu được phản ánh chủ yếu qua kết quả nghiên cứu các thành tạo magma và biến chất Dựa trên thuyết địa máng thống trị ở giai đoạn này, một số nhà kiến tạo đã có những ý kiến khác nhau về bản chất và lịch sử tiến hoá của kiến tạo Việt Nam, nhưng nhìn chung các nghiên cứu nêu trên đã khẳng định vùng Bắc Bộ có những yếu tố kiến trúc chính như sau:

+ Khối nền Nam Trung Hoa (Chuẩn uốn nếp Đông Việt Nam – Dojikov A.E., 1965; Nền Nam Trung Hoa – Ngô Thường San, 1965, v.v )

+ Hệ uốn nếp Việt Lào (Kropotkin, 1953; Dojikov A.E., 1965 v.v ) + Địa máng uốn nếp Shan Thái

+ Caledonit Catazia (Hoàng Cấp Thanh, 1952; Pusarovsky I.M., 1965) + Đới khâu Sông Hồng ( Pusarovsky I.M., 1965 )

+ Đứt gãy sâu Sông Mã ( đới khâu ) ( Blouder B., 1929; Ngô Thường San, 1965; Trần Văn Trị, 1970 v.v )

Từ năm 1971, việc nghiên cứu cấu trúc sâu vỏ Quả đất bắt đầu có sự tham gia của phương pháp Địa vật lý Sơ đồ đầu tiên về bề dày vỏ Quả đất lãnh thổ Bắc Việt Nam được xây dựng trên cơ sở tính tương quan giữa tài liệu trọng lực và địa hình của Phạm Khoản, Ixaev E.N., được ra đời vào năm 1971 [29] Theo đó, bề dày vỏ Quả đất ở phần lãnh thổ phía Bắc tăng dần từ 31 –

33 km ở vùng ven biển đến 45 – 47 km tại phần diện tích khu vực phía Bắc và

Tây Bắc gần biên giới với Trung Quốc Do tài liệu trọng lực sử dụng trong nghiên cứu này có mạng lưới điểm đo không đều và đặc biệt còn rất thưa ở các vùng núi, mặt khác, công thức tính tương quan của Deminhixkaia phù hợp

hơn cho mạng lưới toàn cầu nên kết quả đánh giá bề dày vỏ Quả đất chủ yếu

có ý nghĩa tham khảo cho các nghiên cứu mang tính khu vực lớn Năm 1978, trên cơ sở sử dụng các thuật toán biến đổi trường trọng lực và từ, tác giả Quách Văn Gừng đã nghiên cứu mối quan hệ giữa các trường biến đổi với ranh giới các bề mặt cơ bản trong vỏ Quả đất đã xây dựng được sơ đồ cấu trúc các bề mặt móng kết tinh, Conrad và Moho cho vùng lãnh thổ phía Bắc Các

sơ đồ được xây dựng như trên mặc dù đã tạo dựng được mối liên quan giữa các yếu tố cấu trúc với đặc điểm các dị thường biến đổi, nhưng cách làm này vẫn mang nặng màu sắc định tính, hơn nữa mạng luới điểm đo vẫn còn thưa thớt nên tính trung bình phản ánh khá rõ trong kết quả nghiên cứu

Việc nghiên cứu cấu trúc sâu bằng các phương pháp Địa vật lý được đẩy mạnh lên rất nhiều nhờ ứng dụng các thuật toán phân tích mới và bổ sung nhiều số liệu khảo sát, nhất là từ khi các bản đồ dị thường từ tỉ lệ 1: 200 000

và bản đồ trọng lực Bouguer tỉ lệ 1: 500 000 hầu như phủ kín lãnh thổ cả nước ra đời Trong số đó, đáng ghi nhận nhất phải kể đến các công trình của

Bùi Công Quế và Cao Đình Triều thực hiện vào những năm 80 và 90 của thế

kỷ trước

Bằng phân tích tổng hợp các tài liệu trọng lực và từ, kết hợp sử dụng các kết quả nghiên cứu cấu trúc theo tài liệu địa chấn động đất [14], [66 ] trong những năm 80 tác giả Bùi Công Quế đã xây dựng được sơ đồ cấu trúc

vỏ Quả đất và các hệ thống đứt gãy chính cho lãnh thổ Việt Nam [55], [56], [57] Theo đó, độ sâu mặt Moho ở lãnh thổ phía Bắc cũng có xu thế tăng dần

từ 30 – 31 km ở vùng ven biển đến 48 – 50 km tại vùng núi cao Tây Bắc Đáng lưu ý là mức độ chi tiết trong các nghiên cứu này đã được cải thiện rõ rệt Trong đó, dưới các vùng trũng Kainozoi, bề dày vỏ mỏng đi đáng kể Mặt Conrad nhận được trong các nghiên cứu này phản ánh hình thái tương tự mặt Moho, với độ sâu phân bố thay đổi trong khoảng 11 – 12 km ở khu vực vùng trũng, đến 22 – 24 km ở các vùng núi cao Bề mặt móng kết tinh thay đổi

phức tạp và có sự phân dị mạnh về độ sâu phân bố từ các vết lộ ở một số vùng núi đến rất sâu 8 - 9 km ở vùng trũng Hà Nội Đáng ghi nhận là công trình nghiên cứu này đã tập hợp được khá nhiều các loại tài liệu khảo sát bổ sung, bao gồm cả tài liệu địa chấn thăm dò dầu khí, một số tuyến đo mới trọng lực,

từ và tài liệu lỗ khoan v.v Hệ phương pháp phân tích tổng hợp cũng hoàn thiện hơn, cập nhật được các tiến bộ về công nghệ nên kết quả nghiên cứu có tính thuyết phục hơn

Cũng từ những năm 80 đến những năm 90, nhiều kết quả nghiên cứu

về cấu trúc sâu vỏ Quả đất cũng được phản ánh trong các công trình của tác giả Cao Đình Triều [85], [86], [87], [88], [89] Năm 1985 trên cơ sở phân tích tài liệu trọng lực, kết hợp sử dụng các tài liệu địa chất và địa vật lý khác tác giả này đã xác định mối quan hệ giữa đặc điểm trường trọng lực nâng lên các

độ cao khác nhau với các ranh giới cơ bản trong cấu trúc vỏ Độ sâu bề mặt Moho ở vùng phía Bắc được đánh giá ở vùng ven biển khoảng 30 km, cũng tăng dần về phía vùng núi Tây Bắc và đạt đến 38 km tại đây Độ sâu bề mặt Conrad cũng thay đổi trong khoảng 10 km đề 24 km Vùng sâu nhất 24 km tại khu vực Hà Giang Các khu vực dưới các vùng trũng, mặt Conrad mỏng đi khá nhiều Bề mặt móng kết tinh được đánh giá thay đổi khá phức tạp tương

tự như trong các công trình của tác giả Bùi Công Quế

Ngoài các công trình như vừa nêu, các kết quả nghiên cứu về phân bố các hệ thống đứt gãy và cấu trúc vỏ Quả đất còn được phản ánh trong các công trình của các tác giả khác [69], [71], [72] trong cùng khoảng thời gian

đó Tuy các công trình này không tiến hành nghiên cứu đồng bộ các yếu tố cấu trúc sâu của toàn lãnh thổ, nhưng các kết quả cũng góp phần chi tiết thêm các yếu tố cấu trúc, nhất là các hệ thống đứt gãy ở một số vùng lãnh thổ Song song với các kết quả nêu trên, một khối lượng hạn chế các điểm

đo sâu từ Tellua đã được thực hiện Tổng công ty Dầu khí là nơi áp dụng đầu tiên phương pháp từ Tellua cho việc nghiên cứu cấu trúc sâu miền võng Hà

Nội vào những năm 1971 - 1976, vì hệ thiết bị sử dụng của Liên Xô lúc bấy giờ có độ chính xác không cao nên kết quả nghiên cứu chỉ dừng ở mức đánh giá độ sâu đến bề mặt móng trước Kanozoi tại một số điểm ít ỏi ( Nguyễn Đức Tiến và nnk., 1978 ) Năm 1994 - 1995 trong khuôn khổ hợp tác giữa Viện Vật lý Địa cầu, Viện Địa chất – Viện KHCNVN, Viện Dầu khí với Viện Vật lý địa cầu Paris, 4 tuyến đo sâu từ Telllua: tuyến Yên Bái – Tuyên Quang, tuyến Nam Định – Hải Phòng, tuyến Thanh Sơn - Thái Nguyên và tuyến Lương Sơn – Hà Nội - Bắc Ninh đã được thực hiện Đây là các tuyến đo sâu

từ Tellua đầu tiên sử dụng hệ thiết bị ghi số hiện đại hơn của Viện Vật lý địa cầu Paris Kết quả đo đạc trên các tuyến cho phép đưa ra mặt cắt tương đối sâu về cấu trúc địa điện của miền võng Hà Nội, trong đó sự mỏng đi của bề dày vỏ Quả đất ở vùng trũng Đông Quan được phản ánh khá rõ ( Phạm Văn Ngọc và nnk, 1995; Đoàn Văn Tuyến và nnk, 1998 ) [46], [93] Kết quả này cũng khẳng định sự xuyên sâu ở phạm vi thạch quyển của đới đứt gãy Sông Hồng (Đoàn Văn Tuyến và nnk, 1998; 1999; 2001 ) [ 94], [95], điều này cũng được khẳng định thêm trong kết quả phân tích tài liệu địa chấn động đất dải tần rộng ( Đinh Văn Toàn, Y-Ben Tsai, Hsin Hung Wu và nnk, 2005 ) [75] Trong những năm 2004 - 2005, 3 tuyến đo sâu từ Tellua, mỗi tuyến dài khoảng 35 km đã được tiến hành ở khu vực miền võng Hà Nội (vùng Thái Bình – Nam Định), với mục đích đánh giá chi tiết cấu trúc sâu vùng trũng, nhất là đánh giá độ sâu móng cố kết trước Kainozoi phục vụ việc tìm kiếm dầu khí ( Lê Huy Minh và nnk, 2005 ) [39] Kết quả cho thấy cấu trúc địa điện của miền võng rất phức tạp, cũng là phản ánh tính chất phức tạp của các quá trình địa chất - kiến tạo trong lịch sử hình thành và tiến hoá của nó Ngoài các

đo đạc nêu trên thì những năm 1999 – 2000, Viện Địa chất và khoáng sản cũng kết hợp với Giáo sư Phạm Văn Ngọc ( Viện Vật lý Địa cầu Paris ) đã tiến hành đo một số điểm ở vùng Sông Cả và Sông Mã, rất tiếc là các kết quả

đo đạc này chưa được công bố trên các văn liệu

Các kết quả đo sâu từ Tellua tuy có ít, nhưng bề dày vỏ Quả đất dưới các tuyến đo cắt qua đới Sông Hồng được đánh giá theo độ dẫn điện mỏng đi đáng kể so với các kết quả phân tích tài liệu trọng lực như nêu trên Trên cơ

sở coi kết quả nghiên cứu bằng phương pháp từ Tellua như tài liệu tựa, Đặng Thanh Hải đã tiến hành phân tích lại các tài liệu trọng lực bằng sử dụng một

hệ phương pháp phân tích ở mức hoàn thiện hơn Kết quả cũng đã xây dựng được sơ đồ bề mặt các ranh giới cơ bản trong vỏ Quả đất ở vùng lãnh thổ phía Bắc Đáng lưu ý là kết quả thu được có mức độ chi tiết khá cao và có nhiều điểm rất khác so với các nghiên cứu trước đây, cả về độ sâu phân bố lẫn hình thái cấu trúc của các mặt ranh giới Moho và Conrad [21]

Ngoài các nghiên cứu chủ yếu như nêu trên, về cấu trúc sâu còn một số tác giả cũng đã tận dụng các số liệu ghi động đất ít ỏi để tính toán bề dày vỏ Quả đất tại một vài điểm, dựa trên phân tích thời gian truyền sóng và tính phổ Fourier ( Vũ Ngọc Tân, 1979; Trần Trung Đoàn, 1983 ) [14], [66 ] Mô hình lát cắt cấu trúc nhận được từ các nghiên cứu này cũng được phản ánh trong mặt cắt phân bố vận tốc truyền sóng địa chấn trong vỏ Quả đất lãnh thổ Bắc Việt Nam theo lý thuyết tia ( Nguyễn Ngọc Thuỷ, 1999 ) [70], hay một số đặc điểm

về cấu trúc sâu thạch quyển thưa thớt cũng được phản ánh sơ lược theo cấu trúc của trường sóng ngang được xây dựng trên cơ sở phân tích đặc điểm phân tán vận tốc sóng mặt trong vỏ ( Wu H H., Đinh Văn Toàn và nnk, 2005 ) [75]

Ngoài các kết quả nghiên cứu bằng các phương pháp Địa vật lý, trong giai đoạn này còn có nhiều kết quả nghiên cứu về thành phần vật chất, các phương pháp địa chất nghiên cứu đánh giá các quá trình địa động lực, cung cấp thêm nhiều thông tin liên quan đến cấu trúc sâu và về lịch sử kiến tạo lãnh thổ nước ta Nhờ được bổ sung thường xuyên các kết quả nghiên cứu mới trong suốt quá trình, nên trong giai đoạn này xuất hiện thêm nhiều công trình nghiên cứu về kiến tạo và địa động lực Nhiều kết quả nghiên cứu kiến tạo của Trần Văn Trị, Nguyễn Xuân Bao, Lê Duy Bách, Nguyễn Nghiêm Minh

đã được công bố [2], [3], [83], [84] Tiếp theo là sự xuất hiện nguyên tắc phân vùng kiến tạo theo thuyết tuổi hình thành vỏ lục địa (Văn Đức Chương, 1980; Nguyễn Xuân Bao, 1985, v.v ) Nhiều công trình nghiên cứu địa động lực hiện đại cũng được công bố ( Nguyễn Trọng Yêm, 1996; Trần Đình Tô, 1991; Tapponier, 1982; Trần Văn Thắng, 1996; 2004; Phan Trọng Trịnh, Nguyễn Văn Vượng (1999 – 2004), v.v ) Cũng trong giai đoạn này, từ sau năm 1990

đã xuất hiện một số sơ đồ phân vùng theo học thuyết kiến tạo mảng ( Trần Văn Trị, Nguyễn Xuân Tùng, 1992; Phạm Huy Long, 2002; Dương Đức Kiêm, 2001; v.v ) Nhìn chung, các công trình nghiên cứu về kiến tạo mảng còn nhiều hạn chế do thiếu những nguyên tắc phân vùng nhất quán mà nguyên nhân chính vẫn là thiếu các tài liệu đủ độ tin cậy về cấu trúc sâu lãnh thổ, về tái lập nguyên trạng và thiếu các kết quả nghiên cứu về bồn v.v Như vậy, đến nay ta đã có không ít sơ đồ cấu trúc các bề mặt ranh giới

cơ bản trong vỏ Quả đất và các hệ thống đứt gãy kiến tạo vùng lãnh thổ phía Bắc được xây dựng, chủ yếu trên cơ sở phân tích tài liệu trọng lực Do tính đa trị tương đối cao của bài toán ngược trọng lực nên các kết quả nghiên cứu cấu trúc vỏ Quả đất của các tác giả khác nhau còn có sự khác biệt rất đáng kể Một số tác giả cũng đã sử dụng kết quả nghiên cứu ít ỏi bằng phương pháp từ Tellua làm tài liệu tựa để đối sánh và sử dụng cho xây dựng mô hình ban đầu phục vụ tính toán mô hình mật độ, nhằm nâng cao độ tin cậy của phép phân tích trọng lực Trong thực tế, bài toán ngược từ Tellua cũng vẫn là bài toán khá đa trị do tác động của nguyên lý tương đương, sai số đo đạc v.v Tình trạng chưa có được số liệu đủ độ tin cậy để đối sánh, liên kết nên rất khó đánh giá độ tin cậy của các sơ đồ cấu trúc sâu hiện có Điều này gây khó khăn không ít cho các nhà nghiên cứu về các vấn đề kiến tạo, địa động lực lãnh thổ

và tai biến địa chất liên quan

Như đã nêu trên, phương pháp địa chấn dò sâu là phương pháp có độ tin cậy cao nhất trong nghiên cứu cấu trúc sâu, nhưng việc khảo sát bằng

phương pháp này khó khăn hơn nhiều so với phương pháp khác và chi phí cũng rất tốn kém Thường trong các nghiên cứu cấu trúc sâu nguời ta chỉ tiến hành một khối lượng hạn chế khảo sát bằng phương pháp này và sử dụng nó vừa để đánh giá độ tin cậy của phương pháp khác, vừa làm tài liệu tựa cho việc xây dựng mô hình cấu trúc trong phân tích xử lý tài liệu địa vật lý khác

giới Việt Trung Đây là vùng có tính hoạt động địa chấn cao nhất trong cả nước, các tai biến khác như nứt, trượt lở đất, lũ quét có nguồn gốc nội sinh cũng xảy ra mạnh mẽ Việc nâng cao độ tin cậy của sơ đồ cấu trúc sâu đối với vùng lãnh thổ này là một việc làm cấp thiết và cần được ưu tiên trước Xuất phát từ thực trạng trên, Chương trình: “ Khoa học công nghệ phục vụ phòng tránh thiên tai, bảo vệ môi trường và sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên”,

mã số: KC.08/06-10 đã cho phép triển khai Đề tài: “ Nghiên cứu cấu trúc sâu

vỏ Quả đất miền Bắc Việt Nam bằng địa chấn dò sâu và từ Tellua, nhằm nâng cao độ tin cậy của các dự báo thiên tai địa chất”, mã số: KC.08.06/06-

10

Việc thực hiện Đề tài dựa trên cơ sở Hợp đồng: Nghiên cứu khoa học

và phát triển công nghệ số: 06/2006/HĐ-ĐTCT-KC.08.0/06-10 được ký giữa Bên A là: đại diện Chương trình KC.08/06-10, đại diện Văn phòng các chương trình khoa học công nghệ thuộc Bộ Khoa học và Công nghệ với Bên

B là: Viện Địa chất, cơ quan chủ trì Đề tài và Chủ nhiệm đề tài Theo đó Đề tài phải thực hiện các nhiệm vụ nghiên cứu theo đề cương đã được phê duyệt với thời gian thực hiện từ tháng 3/2007 đến hết tháng 3/2010

Theo đó, mục tiêu của đề tài là: Xây dựng cơ sở khoa học phân tích tổng hợp số liệu địa vật lý nhằm làm chính xác hơn mô hình cấu trúc sâu vỏ Quả đất và tính chất vật lý của các thành phần cấu trúc lãnh thổ Bắc Việt Nam

- Nghiên cứu đặc điểm phân bố trường sóng địa chấn trong vỏ Quả đất

- Nghiên cứu đặc điểm phân bố các cấu trúc dẫn điện trong vỏ Quả đất

- Nghiên cứu các yếu tố cấu trúc vỏ Quả đất bằng phân tích lại các tài liệu trọng lực và từ

- Nghiên cứu bổ sung về đặc điểm cấu trúc sâu và hoạt động của các hệ thống đứt gãy chính bằng các phương pháp địa chất – kiến tạo

- Nghiên cứu xây dựng mô hình cấu trúc vỏ Quả đất và phân bậc các đơn vị cấu trúc và các hệ thống đứt gãy

Đề tài do Viện Địa chất chủ trì và được tổ chức theo 4 đề tài nhánh trong quá trình thực hiện:

1 Nghiên cứu cấu trúc sâu vỏ Quả đất ở miền Bắc Việt Nam bằng phương pháp địa chấn dò sâu do PGS.TS Đinh Văn Toàn kiêm nhiệm

2 Nghiên cứu cấu trúc sâu vỏ Quả đất ở miền bắc Việt Nam bằng phương pháp đo sâu từ Tellua do TS Lê Huy Minh chủ nhiệm

3 Kết quả nghiên cứu cấu trúc sâu miền bắc Việt Nam bằng tài liệu từ

và trọng lực, do ThS Lại Hợp Phòng làm chủ nhiệm

4 Đặc điểm địa hình - địa mạo, kiến tạo, Tân kiến tạo và trường ứng suất kiến tạo hiện đại khu vực miền Bắc Việt Nam do TS Trần Văn Thắng chủ nhiệm

Qua 3 năm thực hiện, đến nay Đề tài đã hoàn thành các nhiệm vụ được giao, gồm:

- Đã hoàn thành việc khảo sát nghiên cứu 2 tuyến địa chấn dò sâu, cắt qua nhiều đơn vị cấu trúc chính của lãnh thổ Miền Bắc Kết quả bước đầu đã cho phép xây dựng được mô hình cấu trúc vỏ Quả đất dưới 2 tuyến đo, có cơ

sở để tin cậy [76], [77], [78] Việc khảo sát bằng phương pháp này đã được thực hiện bằng 200 thiết bị địa chấn hiện đại Reftek-125 do hãng Refraction Technology sản xuất và được phòng thí nghiệm Địa vật lý J Miller thuộc Đại học Texas ở El Paso - Mỹ hỗ trợ thông qua hợp tác với Viện Địa chất Trong

đó GS.TS Steven Harder trưởng phòng thí nghiệm nêu trên là chuyên gia có nhiều kinh nghiệm đã trực tiếp tham gia từ khâu chuẩn bị, khảo sát và xử lý phân tích tài liệu trong suốt quá trình thực hiện đề tài

- Cũng trên hai tuyến địa chấn đã tiến hành khảo sát nghiên cứu bằng phương pháp từ Tellua, với tổng số điểm đo trên cả 2 tuyến là 64 điểm Kết quả cũng đã xây dựng được mô hình cấu trúc vỏ Quả đất dưới hai tuyến đo

- Việc phân tích lại tài liệu trọng lực và từ được tiến hành bằng cả các phương pháp định tính và định lượng Trong đó phân tích định lượng tài liệu trọng lực đã sử dụng tài liệu địa chấn làm tài liệu tựa Kết quả phân tích định tính đã bổ sung được các thông tin về hình thái cấu trúc và phân bố đứt gãy kiến tạo trong vùng nghiên cứu Phần phân tích định lượng đã xây dựng được khá nhiều mô hình mật độ vỏ Quả đất, làm cơ sở cho việc xây dựng sơ đồ các

bề mặt ranh giới trong vỏ Quả đất Do có tài liệu địa chấn làm tài liệu tựa nên

sơ đồ các bề mặt ranh giới cấu trúc trong vỏ có cơ sở để tin cậy, nhất là các vùng gần với tuyến đo địa chấn Tài liệu này có thể đóng góp tích cực cho nâng cao hiệu quả của các nghiên cứu về địa động lực Trong đó, bề dày vỏ Quả đất là thông số bổ ích cho nghiên cứu đánh giá tầng sinh chấn trên lãnh thổ vùng nghiên cứu

- Nghiên cứu đánh giá mối quan hệ giữa bình đồ cấu trúc hiện đại với cấu trúc sâu thực hiện trong đề tài đã tiến hành phân đoạn được một số đứt gãy lớn trong vùng nghiên cứu Các kết quả này có thể đóng góp cho nâng cao độ tin cậy của các nghiên cứu dự báo thiên tai địa chất, không chỉ động đất mà còn các tai biến như nứt, trượt lở đất v.v có nguồn gốc nội sinh

Kết quả nghiên cứu của đề tài được trình bày chi tiết trong 4 đề tài nhánh nêu trên và trong báo cáo tổng kết chung của đề tài Báo cáo tổng hợp được được trình bày theo 5 chương:

- Chương I: Đặc điểm địa hình - địa mạo, cấu trúc kiến tạo và một vài dạng tai biến địa chất phổ biến ở miền Bắc Việt nam

- Chương II: Kết quả nghiên cứu cấu trúc sâu vỏ Quả đất ở miền Bắc Việt Nam bằng phương pháp địa chấn dò sâu

- Chương III: Kết quả đo sâu từ Tellua nghiên cứu cấu trúc vỏ Quả đất

ở miền Bắc Việt Nam

- Chương IV: Kết quả phân tích tài liệu từ và trọng lực nghiên cứu cấu trúc sâu vỏ quả đất ở miền Bắc Việt Nam

- Chương V: Cấu trúc sâu vỏ Quả đất miền Bắc Việt Nam và mối quan

hệ với bình đồ kiến trúc hiện đại

Đề tài được thực hiện do PGS.TS Đinh Văn Toàn chủ nhiệm, với sự tham gia hỗ trợ rất tích cực của GS TS Steven Harder - Trường Đại học Texas ở El Paso - Mỹ, nhiều cán bộ khoa học Viện Địa chất và cán bộ của các

cơ quan khác như: Viện Vật lý Địa cầu, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Đại học Khoa học Tự Nhiên Hà Nội Ngoài ra, tham gia trực tiếp đề tài này còn có Công ty công nghiệp Hoá chất Mỏ Bắc Trung Bộ, Công ty hoá chất Mỏ Việt Bắc, một số cơ sở khoan và nhiều người dân các địa phương, nơi có tuyến địa chấn chạy qua Thay mặt tập thể tác giả, chủ nhiệm đề tài xin được gửi lời cảm ơn đến các cơ quan và các nhân nói trên

viên, tư vấn, hỗ trợ về nhiều mặt của Ban chủ nhiệm Chương trình

KC.08/06-10, của Văn Phòng các chương trình khoa học và công nghệ trọng điểm cấp Nhà nước, của Vụ quản lý Khoa học Xã Hội và Tự Nhiên - Bộ Khoa học và Công nghệ Đề tài cũng được lãnh đạo Viện địa chất và bộ phận chức năng tạo điều kiện thuận lợi để tập thể tác giả hoàn thành các nhiệm vụ được giao

các đồng chí lãnh đạo, và các cán bộ trực tiếp tư vấn giúp đỡ Đề tài trong suốt quá trình thực hiện

Mặc dù tập thể tác giả cũng đã triển khai thực hiện các nhiệm vụ vớí sự

cố gắng tối đa, nhưng vẫn không tránh khỏi được những mặt còn hạn chế, Đề

tài mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các đồng nghiệp gần xa

NHỮNG NGƯỜI THAM GIA CHÍNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

1 PGS.TS Đinh Văn Toàn ( Chủ nhiệm đề tài)

2 GS.TS Steven H Harder 12 TS Trần Văn Thắng

10 TS Lê Huy Minh 20 ThS Nguyễn Chiến Thắng

11 ThS Nguyễn Bá Duẩn 21.ThS Lê Trường Thanh

GS.TSKH Phạm Năng Vũ

CHƯƠNG I ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH - ĐỊA MẠO, CẤU TRÚC KIẾN TẠO VÀ MỘT VÀI DẠNG TAI BIẾN ĐỊA CHẤT PHỔ BIẾN Ở MIỀN BẮC

VIỆT NAM

1.1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH - ĐỊA MẠO VÙNG NGHIÊN CỨU

Khu vực nghiên cứu bao gồm các tỉnh miền núi phía Bắc, đồng bằng Sông Hồng, tỉnh Thanh Hoá và một phần đất Nghệ An thuộc phần phía Bắc của vùng Bắc Trung Bộ

Đặc điểm địa hình khu vực nghiên cứu được thể hiện trên hình

(hình1.1) và một cách khái quát có thể phân chia ra các vùng khác nhau:

1 Vùng Đông Bắc Việt Nam (ĐBVN)

2 Vùng Tây Bắc Việt Nam và Trường Sơn (TBVN và TS)

3 Vùng Đồng Bằng Sông Hồng (ĐBSH)

1.1.1 Đặc điểm địa hình - địa mạo vùng Đông Bắc Việt Nam

Địa hình vùng ĐBVN có đặc điểm nổi bật là rất phát triển các dãy núi uốn cong dạng cánh cung và một đầu của chúng chụm lại với nhau ở Tam Đảo, tạo nên hình hài dạng rẻ quạt Ở phía TB lãnh thổ, các dãy núi dạng vòng cung này có phương AKT nhưng dần về ĐN chúng chuyển sang AVT

Từ TB xuống ĐN lần lượt gặp các dãy núi cánh cung Sông Gâm, Ngân Sơn, Bắc Sơn và kết thúc là cánh cung Đông Triều Độ cao của dãy núi cũng có xu thế giảm dần từ TB xuống ĐN

Ôm vòng phía trước và phía sau cánh cung là các thung lũng Phía sau cánh cung Sông Gâm là thung lũng Sông Gâm, Sông Đáy Phía trước nó và phía sau cánh cung Ngân Sơn là thung lũng sông Năng, sông Cầu Phía trước cánh cung Bắc Sơn là thung lũng sông Thương Phía sau cánh cung Đông Triều là thung lũng sông Lục Nam, sông Tiên Yên, còn phía trước nó là biển được chuyển tiếp qua vùng đồi - đồng bằng

Ngoài các cánh cung, trong vùng còn có một số dãy núi phương TB -

ĐN, điển hình là dãy Tam Đảo Kèm theo với chúng là các hệ thống sông hoặc chuỗi các thung lũng cùng phương như sông Lô, sông Bằng Giang, sông

và sông Chảy Từ TB xuống ĐN tới vĩ độ Việt Trì, dãy núi Con Voi hạ thấp

độ cao đáng kể và nhường chỗ cho sự phát triển đồng bằng kiểu Delta Sông Hồng

1.1.2 Đặc điểm địa hình - địa mạo vùng Tây Bắc Việt Nam và Trường Sơn

Theo đặc điểm về hình thái địa hình có thể chia miền núi Tây Bắc ra thành 2 vùng khác nhau qua ranh giới là thung lũng phương Á kinh tuyến Điện Biên - Lai Châu

Vùng phía Tây ranh giới này, thuộc địa phận các huyện Mường Tè, Mường Nhé và Mường Lay, đặc trưng bởi các dãy núi có độ cao từ 1000 m đến trên 3000 m và được chia làm 2 phần rõ rệt qua ranh giới Sông Đà Các dãy núi ở phía bờ trái Sông Đà có độ cao trung bình khoảng 2000 – 3000 m, kéo dài theo phương TB - ĐN, điển hình là dãy núi Pu Si Lung cao 3076 m Các dãy núi này bị cắt xẻ mạnh mẽ bởi tập hợp các khe suối thượng nguồn sông Đà, tạo nên các hình thái sườn núi thẳng với độ dốc lớn, đạt > 450, còn đỉnh có dạng răng cưa Ở phía bờ phải sông Đà, các dãy núi lại có dạng uốn cong quay đỉnh lồi về ĐB với phần phía Tây kéo dài theo phương TB - ĐN, còn phần phía Đông, phương chuyển dần sang Á kinh tuyến Phần uốn cong của các dãy núi thể hiện rõ nhất ở phía Tây Nà Pheo (Thị trấn Mường Lay mới) Hai dãy núi điển hình của phần này là dãy núi Mường Chà có độ cao

trung bình khoảng 1500 – 2000 m, có phương TB - ĐN từ biên giới Việt Trung đến thị trấn Mường Nhé đến Á kinh tuyến từ thị trấn Mường Nhé đến thị trấn Phu Sa Phìn Độ cao dãy núi này giảm dần về phía ĐN Thứ hai là dãy núi Phu Đen Đinh có độ cao trung bình 1500 – 1800 m ( đỉnh Phu Đen Đinh cao 1886 m ) chạy theo phương TB-ĐN dọc theo biên giới Việt - Lào, đến Na Khoa thì chảy sang phương Á kinh tuyến Nằm xen kẹp giữa 2 dãy núi Pu Đen Đinh và Mường Chà – Si Pha Phìn là dải đồi núi thấp Mường Nhé có dạng như một dải thung lũng kéo dài theo phương phân bố cuả các dãy núi xen kẹp Độ cao trung bình khoảng 1000 – 2000 m Mức độ chia cắt sâu giảm, chia cắt ngang tăng lên Do vậy rải rác trong dải này phân bố các dạng địa hình tích tụ dọc theo chân sườn của chúng

Vùng phía Đông thung lũng Á kinh tuyến Lai Châu - Điện Biên được đặc trưng bởi các dãy núi cao kéo dài phương TB-ĐN phân bố xen kẹp giữa các dãy núi cao với dải địa hình núi thấp tạo nên cấu trúc dạng lòng máng rất

ấn tượng Chênh lệch độ cao địa hình giữa chúng rất lớn, có thể đạt tới cả nghìn mét, thậm chí hơn Lòng máng gần trùng với thung lũng sông Đà và được giới hạn phía ĐB là dãy núi Hoàng Liên Sơn hùng vĩ, cao không chỉ nhất nước mà còn nhất khu vực Đông Dương với đỉnh Phanxipan cao 3.143m, còn phía TN là dãy núi Sủ Sung Chảo Chai, cao khoảng 1600 - 1800m Phía

TN dãy núi Sủ Xung Chảo Chai là các dãy núi cao kề tiếp nhau phân định biên giới Việt - Lào như Pu Sam Sao, Pha Luông…

Ngoài cấu trúc dạng lòng máng, địa hình Tây Bắc còn thể hiện rất rõ xu hướng thấp dần từ TB xuống ĐN Chính vì vậy, ở ven rìa Đông và Đông Nam, nơi tiếp giáp với đồng bằng Sông Hồng và Biển Đông địa hình núi thấp, đồi trung du và đồng bằng là đặc trưng Ở đây đồng bằng Thanh Hoá là đáng

kể nhất với diện tích khoảng 2500 km2

Ở khu vực này còn phát triển địa hình cao nguyên trong đó phải kể đến cao nguyên Sơn La, Mộc Châu và Tà Phình Cao nguyên Sơn La và cao

nguyên Mộc Châu có độ cao trung bình khoảng 800 – 1000 m, chạy dài theo phương TB - ĐN từ thành phố Sơn La đến Mộc Châu Ranh giới phía TN là dãy núi Sủ Xung Chảo Chai và phía ĐB là dải đồi dọc thung lũng sông Đà Địa hình bề mặt hai cao nguyên này tương đối bằng phẳng bao gồm các đồi lượn sóng thoải và trên đó phát triển các quá trình bóc mòn - tích tụ và rửa lũa karst Cao nguyên Tà Phình có độ cao trung bình khoảng 1500 – 1700 m chạy theo phương Á kinh tuyến Ranh giới với địa hình xung quanh là vách dốc chuyển tiếp xuống các thung lũng Lai Châu - Điện biên ở phía Tây và thượng nguồn sông Đà ở phía Đông Địa hình cao nguyên tương đối bằng phẳng, dạng vòm lượn sóng Tuy nhiên, bề mặt cao nguyên đã bị phá huỷ bởi các quá trình bóc mòn - phá huỷ và rửa lũa karst về sau

Ngoài ra, ở đây còn phát triển các trũng giữa núi với diện tích nhỏ Chúng chủ yếu có phương Á kinh tuyến và phân bố ở thung lũng Lai Châu - Điện Biên, Tam Đường, Than Uyên, Văn Bàn, Nghĩa Lộ, Phù Yên, Thanh Sơn - Yên Lập, Hưng Hoá, Hoà Bình - Trung Hà….Trong đó lớn nhất là lòng chảo Điện Biên với chiều dài gần 20 km và chỗ rộng nhất tới 5 – 6 km

Phía Tây và TN đồng bằng Thanh Hoá là khối nâng mà phần đỉnh của

nó nằm sát biên giới Việt - Lào với đỉnh Phú Hoạt cao 2452 m Các chi lưu của sông Mã, chi lưu của sông Cả, sông Chu, sông Con đều bắt nguồn từ vòm nâng này tạo các rãnh sâu và hình thành mạng sông suối kiểu toả tia và sông Con dạng đồng tâm ôm lấy vòm nâng Phú Hoạt về phía Đông rồi chuyển xuống dải đồng bằng hẹp ven biển Tĩnh Gia - Quỳnh Lưu, liên thông giữa đồng bằng Thanh Hoá và đồng bằng Nghệ Tĩnh

Bờ phải sông Cả là dãy núi Pu Lai Lung phương TB-ĐN mà đường chia nước chạy dọc biên giới Việt - Lào với các đỉnh khá cao Pu Ma 2194 m,

Pu Lai Lung 2711m Đây là phần TB của dãy Trường Sơn Bắc hùng vĩ tiếp tục kéo dài về phía ĐN dọc phần biên giới nước ta

1.1.3 Đặc điểm địa hình - địa mạo đồng bằng Sông Hồng (ĐBSH)

Đồng bằng Sông Hồng có hình tam giác (tam giác châu Sông Hồng) có đỉnh ở vĩ độ Việt Trì và cạnh đáy là đường bờ biển hiện đại chạy từ cửa Đáy

Về mặt địa hình - địa mạo đồng bằng Sông Hồng thấp dần từ hai phía vào trung tâm và từ TB xuống ĐN: độ cao tuyệt đối 8 – 12 m ở vùng Việt Trì thấp xuống 0,5 - 0,7 m ở vùng bờ biển Hải Hậu - Nam Định Phần TB đồng bằng địa hình được cấu tạo chủ yếu từ các thềm sông bậc I và II có độ cao tuyệt đối dưới 10 m, nhiều nơi ( Vĩnh Yên, Yên Dũng, Hiệp Hoà, Tân Yên,

Mỹ Đức, Suối Hai, Vụ Bản ) địa hình có xen các mảnh thềm bậc III nguồn gốc sông - lũ có độ cao 12 – 18 m, đột xuất tại một số nơi có núi sót đồi cao

Ninh, Kinh Môn - Hải Phòng, Kim Bảng - Hà Nam, Nam Ninh Bình ) Địa hình là thềm biển bậc I tuổi Holocen sớm - giữa phát triển ở vùng Mỹ Đức, Bình Lục, Gia Viễn, Gia Lương, Thuận Thành, Phả Lại, Yên Hưng, Thuỷ Nguyên có độ cao tuyệt đối 3 – 5 m Phần Trung Tâm và ĐN trũng (Nam Định, Thái Bình, Hưng Yên, Hải Phòng ) địa hình có nguồn gốc biển, đầm lầy với tuổi Holocen muộn có độ cao 0,5 – 2 m; địa hình tích tụ hiện đại chỉ là những dải hẹp sát ven biển và có độ cao không qua 1 m so với mực nước biển

1.2 ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC KIẾN TẠO KHU VỰC BẮC VIỆT NAM

Trên cơ sở tổng hợp các tài liệu địa chất, kiến tạo, địa vật lý hiện có, những kết quả nghiên cứu địa chất, kiến tạo, viễn thám do đề tài thực hiện, có thể thấy rằng khu vực Miền Bắc Việt Nam chứa trong nó bốn miền kiến tạo: Đông Bắc Bộ, Tây Bắc Việt Nam, Bắc Trung Bộ và Thượng Lào Ranh giới giữa chúng là các đứt gãy lớn như Sông Hồng, Lai Châu-Điện Biên và Sông

Mã Bình đồ cấu trúc kiến tạo trong mỗi miền gồm có các cấu trúc vòm, phức

nếp lồi, phức nếp lõm, các trũngochongf gối, các hố sụt và cấu trúc tách giãn dạng Rift

Miền kiến tạo Đông Bắc Bộ đặc trưng bởi kiểu cấu trúc đẳng thước, vòng cung, trong đó có phức nếp lồi Sông Lô, phức nếp lồi Dãy núi Con Voi, phức nếp lồi Bắc Thái -Hạ Lang, phức nếp lồi Quảng Ninh, phức nếp lõm Sông Gâm, phức nếp lõm An Châu, võng chồng Sông Hiến Ranh giới giữa các cấu trúc thường là đứt gãy: Sông Chảy, Sông Phó Đáy, Phú Lương-Yên Minh, QL13A-Sông Thương và Yên Tử., Ngoài ra còn có cấu trúc dạng Rift Sông Hồng và các hố sụt: Cao Bằng, Thất Khê, Lộc Bình, Hoành Bồ

Miền kiến tạo Tây Bắc Việt Nam đặc trưng bởi kiểu cấu trúc tuyến tính, kéo dài theo phương tây bắc - đông nam, trong đó có phức nếp lồi Fansipan, phức nếp lồi Sông Mã, phức nếp lõm Sông Đà, trũng chồng gối Tú

Lệ Ranh giới giữa các cấu trúc cũng là các đứt gãy Phong Thổ, Than Uyên, Mường La-Bắc Yên-Chợ Bờ, Sơn La Ngoài ra còn có các hố sụt, trũng - địa hào Kainozoi: Nghĩa Lộ, Hoà Bình - Bất Bạt, Thanh Hoá

Trong miền kiến tạo Bắc Trung Bộ, thuộc khu vực Miền Bắc Việt Nam, có khối nhô Phu Hoạt, phức nếp lõm Sông Cả, trũng chồng gối Sầm Nưa Còn trong miền kiến tạo Thương Lào, thuộc khu vực Miền Bắc Việt

Nam chỉ có phức nếp lõm Mường Tè (hình 1.2) Dưới đây là những đặc điểm

chính của các yếu tố cấu trúc nêu trên

1.2.1 Đặc điểm cấu trúc kiến tạo miền Đông Bắc Bộ

1.2.1.1 Phức nếp lồi Sông Lô

Phức nếp lồi Sông Lô có dạng đẳng thước, phía bắc là đường biên giới quốc gia Việt Nam - Trung Quốc, phía Tây Nam được giới hạn bởi đứt gãy Sông Chảy, phía Đông bởi đứt gãy Vân Sơn-Hà Giang và Sông Phó Đáy

Xí Mần, Hoàng Su Phì, Vị Xuyên, Bắc Quang (tỉnh Hà Giang) Vòm có dạng

đẳng thước, được giới hạn phía Đông Bắc bởi đứt gãy phương TB-ĐN Thanh Thủy - Hà Giang, phía Đông bởi bởi đứt gãy phương ĐB-TN Bắc Quang-Hà Giang và phía Nam bởi đứt gãy á vĩ tuyến Yên Bình Xã Đỉnh vòm được tạo bởi các đá phiến sericit, quarzit, đá phiến mica, đá hoa, hệ tầng Sông Chảy (PR2 - ε1 sc) Ôm xung quanh vòm lần lượt là các đá phiến sét, đá phiến sét

sericit hóa và đá vôi hệ tầng Hà Giang (ε2 hg), rồi đá vôi trứng cá, đá vôi sét,

tích lớn của vòm là khối batolit granit xẫm màu, granit hai mi ca dạng gneis, phức hệ Sông Chảy (γPZ1 sc)

Vòm Sông Chảy bị phá hủy bởi hai hệ thống đứt gãy kiến tạo phương ĐB-TN và TB-ĐN, trong đó hệ thống phương ĐB-TN phát triển chủ yếu ở phần phía Tây và rìa phía Đông vòm, còn hệ thống phương TB-ĐN lại phát triển ở phần trung tâm

Phần còn lại của phức nếp lồi Sông Lô phát triển nhiều nếp lồi ngắn Nhân của chúng là các thành tạo có tuổi Paleozoi sớm, gồm đá phiến sét, sét sericit, đá vôi, vôi silic và đá vôi sét, hệ tầng Hà Giang (ε2hg); đá vôi trứng cá,

đá vôi silic, đá vôi hoa hóa xen đá phiến sét, cát kết, hệ tầng Chang Pung (ε3cp) Còn cánh của các nếp lồi được tạo bởi chủ yếu các đá tuổi Paleozoi

giữa, bao gồm đá phiến sét sericit xen đá vôi, đá vôi silic, cát bột kết vôi cát bột kết tuf, tuf riolit và riolit porphyr, dầy trên 2000 m, hệ tầng Phia Phương (S2 - D1 pp); các đá phiến thạch anh - sericit, đá phiến vôi, đá phiến sericit, đá

vôi, cát kết dạng quarzit, cát bột kết, hệ tầng Đại Thị (D1 đt); đá vôi hệ tầng

Bản Páp (D2 bp) Ngoài ra, ở một vài nơi còn có cuội kết, cát kết, bột kết vôi,

đá vôi phân lớp, sét kết, sét than và than đá, dày 250 m, hệ tầng Văn Lãng (T3

vl); cuội kết, cát kết, sét kết, than nâu, dày trên dưới 1000 m, hệ tầng Nà

Dương (E3 - N nd) và các thành tạo bởi rời như cuội, sạn, cát, bột, sét, tuổi Đệ

tứ

dạng gneis, phức hệ Sông Chảy (γPZ1 sc); các khối granit, phức hệ Ngân Sơn

(γaC1 ns); các khối nhỏ periđotit có plagioclas, gabro, điabas, phức hệ Cao

Bằng (σνγT1 cb) và syenit, syenit thạch anh, phức hệ Chợ Đồn (ξE cđ)

Ở mút Đông Nam phức nếp lồi Sông Lô còn có địa hào Phan Lương Địa hào này nằm kẹp giữa hai đứt gãy sâu Sông Chảy và Vĩnh Ninh, từ Đoan Hùng kéo dài theo sông Lô xuống Phan Lương rồi nhập vào trũng Hà Nội Cũng như địa hào Sông Hồng, địa hào Phan Lương được hình thành và phát triển trong Eocen - Miocen liên quan với sự tách dãn, sụt lún mạnh mẽ hình thành bồn trũng Sông Hồng và được lấp đầy bởi cuội kết, cát kết, bột kết, chiều dày trên 1000 m Các hoạt động nén ép ngang vào Miocen muộn đã làm uốn nếp, biến dạng các đá trong địa hào thành đơn nghiêng dốc về Tây Nam

và nhiều hệ thống khe nứt

Hệ thống đứt gãy kiến tạo chủ đạo trong phức nếp lồi Sông Lô là

TB-ĐN, trong đó đáng chú ý là đứt gãy Sông Lô, Bắc Quang - Chiêm Hóa,

1.2.1.2 Phức nếp lồi Dãy Núi Con Voi

Phức nếp lồi Dãy Núi Con Voi kéo dài theo phương TB-ĐN, từ Lao

Cai rồi chạy dọc dãy núi Con Voi xuống Việt Trì Giới hạn phía Tây Nam

phức nếp lồi là đứt gãy Sông Hồng; phía Đông Bắc là đứt gãy Sông Chảy;

phía Tây Bắc là biên giới Việt - Trung và phía Đông Nam là trũng tách giãn dạng rift Sông Hồng Trong khu vực vùng nghiên cứu, phức nếp lồi trùng với đới Sông Hồng của Đovjikov, (1965), Trần Đức Lương (1970)

Tạo nên phức nếp lồi gồm chủ yếu các đá gneis biotit, đá phiến kết tinh, đá hoa, amphybolit, migmatit, graphit, tuổi Protezozoi sớm, thuộc phức

Ở rìa Tây Nam phức nếp lồi Dãy Núi Con Voi còn có địa hào Sông Hồng Địa hào này nằm kẹp giữa đứt gãy Sông Hồng (ở phía tây nam) và đứt gãy Phố Lu - Phú Thọ Địa hào có chiều dài khoảng 170 km, chiếm diện tích

liên quan với sự hình thành trũng tách giãn dạng rift Sông Hồng Lấp đầy địa hào gồm cuội kết, cát kết, bột kết, sét kết và than nâu, tuổi Eocen – Miocen, chiều dày trên 1000 m Các hoạt động nén ép ngang vào Miocen muộn đã làm uốn nếp, biến dạng phức tạp các đá trong địa hào thành đơn nghiêng dốc về đông bắc và nhiều hệ thống khe nứt

1.2.1.3 Phức nếp lồi Bắc Thái - Hạ Lang

Phức nếp lồi Bắc Thái - Hạ Lang có dạng chữ "ν", bị trũng Sông Hiến chồng lên trên; được giới hạn phía Tây bởi đứt gãy Phú Lương-Yên Minh, phía Nam bởi đứt gãy QL13A-Sông Thương, phía Bắc và Đông là biên giới Việt - Trung, trùng với diện tích hai đới Sông Hiến và Hạ Lang của Trần Đức Lương, 1970

Tạo nên nhân các nếp lồi trong phức nếp lồi ở khu vực Đồng Văn được

là đá vôi trứng cá, đá vôi silic, đá vôi hoa hóa xen đá phiến sét, cát kết, hệ

Lang là đá phiến xen kẽ luân phiên với bột kết, cát kết, hệ tầng Thần Sa (ε3 -

nhân của các nếp lồi chủ yếu là cuội kết cơ sở, bột kết, đá phiến sét, cát bột kết, cát kết, dày 620 m, thuộc hệ tầng Bắc Bun (D1 bb); cát kết, bột kết, đá

phiến sét, sét vôi xen kẽ luân phiên, dày từ 350 - 750 m, hệ tầng Mia Lé (D1

ml); đá vôi hệ tầng Bản Páp (D2 bp); đá phiến silic, đá phiến sét - silic, đá

phiến silic vôi, đá vôi phân dải, hệ tầng Tốc Tát (D3 tt) và đá vôi xám sáng dạng khối, hệ tầng Bắc Sơn (C - P bs); đá vôi xám sẫm, đá vôi silic xen đá silic, dày 100 - 200 m, hệ tầng Đồng Đăng (P đđ) Tạo nên phức nếp lồi còn

có granit phức hệ Ngân Sơn (γaC1 ns)

Trong phạm vi phức nếp lồi phát triển chủ yếu hai hệ thống đứt gãy là TB-ĐN và ĐB-TN Trong đó ở khu vực nếp lồi Đồng Văn, phần Tây Nam nếp lồi Hạ Lang phát triển chủ yếu hệ thống đứt gãy TB-ĐN, còn ở khu vực

Bồ Cu, phần Đông Bắc nếp lồi Hạ Lang thì lại phát triển chủ yếu hệ thống đứt gãy là ĐB-TN Đặc biệt ở khu vực Bồ Cu - Bắc Sơn hệ thống đứt gãy ĐB-TN kết hợp với hệ thống á vĩ tuyến đã tạo nên ở đây bình đồ cấu trúc dạng chữ

"ν" chụm lại tại Phú Lương

1.2.1.4 Phức nếp lồi Quảng Ninh

Phức nếp lồi Quảng Ninh có dạng cánh cung phương á vĩ tuyến lồi về phía Nam, được giới hạn phía Bắc bởi đứt gãy vòng cung á vĩ tuyến Yên Tử, phía Tây Nam bởi trũng tách giãn dạng rift Sông Hồng và phía đông là biển Đông Phức nếp lồi có diện tích gần trùng với đới Duyên Hải của A.E Đovjikov (1965) và Trần Đức Lương (1970), phức nếp lồi Quảng Ninh của Trần Văn Trị (1977)

Tạo nên nhân các nếp lồi trong phức nếp lồi này gồm đá phiến thạch anh - sericit, quarzit, cát kết, cát kết tuf, bột kết tuf, bột kết, thuộc hệ tầng Tân

Mài (O - S tm) Nằm phủ bất chỉnh hợp lên các thành tạo ở nhân các nếp lồi là

sạn kết, cát kết, bột kết xen đá phiến sét và đá phiến sét, hệ tầng Đồ Sơn (D1

đs), chiều dày khoảng 650 m; đá vôi, đá phiến silic, vôi sét, hệ tầng Lỗ Sơn

(D2 ls), dày khoảng 500 m; đá vôi dạng khối, hệ tầng Bắc Sơn (C- P bs), dày

1000 - 1500 m; đá vôi xám sẫm, đá vôi silic xen đá silic, hệ tầng Đồng Đăng

(P đđ), dày 100 - 200 m; ryolit, ryolit porphyr, đá phiến sét, cát kết, bột kết,

cát kết tuf, dày khoảng trên dưới 1000 m, hệ tầng Sông Hiến (T1 - 2 sh); các đá

chủ yếu là cát kết, bột kết và một ít đá vôi chứa sét, hệ tầng Nà Khuất (T2 nk),

dày trên dưới 1000 m; cuội kết, sỏi kết, cát kết, bột kết và than đá, hệ tầng

đỏ, dày khoảng trên 1000 m, hệ tầng Hà Cối (J1 - 2 hc); các đá cuội kết, cát kết,

sét kết chứa asphalt, hệ tầng Đồng Ho (E3 đh), bề dày khoảng trên dưới 1000

m và các thành tạo bởi rời như cuội, sạn, cát, bột, sét, tuổi Đệ tứ

Phức nếp lồi Quảng Ninh bị các khối granit tuổi Kreta muộn, phức hệ Pia Oắc (γK2 po) xuyên cắt, bị cắt phá bởi hai đứt gãy vòng cung á vĩ tuyến

Trung Lương và QL18, cũng như các đứt gãy phương TB-ĐN, ĐB-TN khác

1.2.1.5 Phức nếp lõm Sông Gâm

Phức nếp lõm Sông Gâm có dạng cung á kinh tuyến lồi về phía Đông, kéo dài khoảng 200 km từ biên giới Việt - Trung qua Quản Bạ, Bắc Mê, Bắc Cạn, Định Hóa và bị đứt gãy QL13A chặn lại ở khu vực Đại Từ Ranh giới phía Tây của phức nếp lõm là đứt gãy Văn Sơn-Hà Giang và Sông Phó Đáy, còn phía Đông là đứt gãy vòng cung á kinh tuyến Phú Lương-Yên Minh Diện tích của phức nếp lõm trong phạm vi vùng nghiên cứu gần trùng với phức nếp lõm Sông Gâm của Trần Văn Trị, (1977)

Tạo nên phức nếp lõm chủ yếu là các đá phiến sét, đá phiến sét sericit, quarzit, xen đá phiến silic, hoặc cát kết tuf, đá vôi hoa hóa, hệ tầng Phú Ngữ

(O - S pn), dầy khoảng 2000 - 3000 m Trong phạm vi phức nếp lõm còn gặp

các đá phiến sét sericit xen đá vôi, đá vôi silic, cát bột kết vôi cát bột kết tuf, tuf riolit và riolit porphyr, dầy trên 2000 m, hệ tầng Phia Phương (S2 - D1 pp);

các đá phiến thạch anh - sericit, đá phiến vôi, đá phiến sericit, đá vôi, cát kết dạng quarzit, cát bột kết, hệ tầng Đại Thị (D1 đt); đá vôi, hệ tầng Bản Páp (D2

bp); đá vôi xám sẫm, đá vôi silic xen đá silic, hệ tầng Đồng Đăng (P đđ), dày

100 - 200 m

phức hệ khác nhau, bao gồm: granosyenit, syenit nephelin, phức hệ Phia Ma (ξaC1 pm); gabro phức hệ Núi Chúa (νT3 nc); granit phức hệ Phia Bioc (γT3

pb) và syenit, syenit thạch anh, phức hệ Chợ Đồn ( ξE cđ)

phương TB-ĐN, á kinh tuyến và ĐB-TN Trong đó, ở khu vực Quản Bạ - Bắc

Mê chủ yếu bởi hệ thống phương TB-ĐN, ở khu vực Bắc Cạn chủ yếu bởi phương á kinh tuyến, còn ở khu vực Định Hóa thì lại chủ yếu bởi hệ thống phương ĐB-TN

phức nếp lõm An Châu được tạo bởi: cát kết, bột kết và một ít đá vôi chứa sét,

chỉnh hợp lên các thành tạo nói trên là cuội kết, sỏi kết, cát kết, bột kết, sét kết, sét than và than, dày khoảng 1000 m, hệ tầng Văn Lãng (T3 vl); cuội kết,

cát kết, bột kết mầu đỏ, bề dày khoảng 1000 m, hệ tầng Hà Cối (J1 - 2hc); cuội

kết tufogen, cát kết, bột kết tufogen, porphyr ryolit, bề dày 900 m, hệ tầng Tam Lang (J3 - K1 tl); cuội kết, cát kết, bột kết mầu đỏ, bề dày khoảng 300 m,

hệ tầng Mụ Giạ (K mg); các đá cuội kết, cát kết, sét kết, than nâu, hệ tầng Nà

cuội, sạn, cát, bột, sét, tuổi Đệ tứ

khối granit tuổi Kreta muộn, phức hệ Pia Oắc (γK2 po)

Phương cấu trúc của phức nếp lõm An Châu là ĐB-TN, với nhiều nếp lõm cùng phương Mạng lưới đứt gãy trong phạm vi phức nếp lõm An Châu cũng chủ yếu theo phương ĐB-TN Hệ thống đứt gãy phương TB-ĐN tuy ít

song thường là những đứt gãy lớn cắt ngang phương cấu trúc của phức nếp lõm, trong đó điển hình là đứt gãy Cao Bằng - Tiên Yên

1.2.1.7 Trũng chồng Sông Hiến

Trũng chồng Sông Hiến kéo dài theo phương TB-ĐN, từ biên giới Việt

- Trung (khu vực Yên Minh - Hà Giang) tới Lạng Sơn Trũng nằm chồng trên phức nếp lồi Bắc Thái - Hạ Lang

sh), gồm spilit, ryolit, ryolit porphyr, đá phiến sét, cát kết, bột kết, cát kết tuf,

chiều dày từ 900 m đến 1500 m Ngoài ra còn có đá cát kết, bột kết, phiến sét phân lớp dạng nhịp, bề dầy trên dưới 500 m, hệ tầng Lạng Sơn (T1 ls); các đá

cát kết, bột kết và một ít đá vôi chứa sét, bề dày trên dưới 1000 m, hệ tầng Nà

tầng Hà Cối (J1 – 2 hc); cuội kết, cát kết, sét kết, than nâu, bề dày trên dưới

1000 m, hệ tầng Nà Dương (E3 - N nd) và các thành tạo bởi rời như cuội, sạn,

cát, bột, sét, tuổi Đệ tứ

phân bố chủ yếu xung quanh thị xã Cao Bằng

Mạng lưới đứt gãy kiến tạo trong phạm vi trũng chồng chủ yếu có phương TB-ĐN, trong đó có đứt gãy Cao Bằng - Tiên Yên Nhưng gần tới mút Đông Nam thì hệ thống phương ĐB-TN lại chiếm ưu thế

1.2.1.8 Trũng tách giãn dạng rift Sông Hồng

Trũng tách giãn Kainozoi Sông Hồng có phương kéo dài TB-ĐN và được giới hạn phía Tây Nam bởi đứt gãy Sông Hồng, phía Đông Bắc bởi đứt gãy Sông Lô Lấp đầy trũng gồm: cuội kết hỗn tạp xen cát kết đa khoáng, sét kết, bột kết, chiều dày 485m, hệ tầng Phù Tiên (E2 pt); cát kết, bột kết, sét kết

xen cuội kết, sạn kết, bề dày 300-1000m, hệ tầng Đình Cao (E3 đc); cát kết và

cát bột kết xen kẽ, dày 400-1400m, hệ tầng Phong Châu (N 1 pc); cát kết, cát

kết vôi, bột kết, sét kết chứa than, hệ tầng Phù Cừ (N12 phc), dày

1500-2000m; sạn kết, cát kết, bột kết, sét kết, sét than và các vỉa than nâu, hệ tầng

N13 th), dày 760-3000m; cát kết, cát bột kết, hệ tầng Vĩnh Bảo (N2 vb), chiều

dày 200-500m; cuội sỏi lẫn cát, bột, sét, bột cát, sét, tuổi Pleistocen sớm (Q11), dày 20-30m; cuội, sỏi, sạn lẫn cát, tuổi Pleistocen giữa-muộn (Q12-3), dày khoảng 20m; sét, bột xen cát, tuổi Holocen sớm giữa (Q21-2), dày 15-24m

và cuội, sỏi, cát bột sét, mùn thực vật, tuổi Pleistocen muộn (Q23), bề dày 35m

đứt gãy phương TB-ĐN như Sông Chảy, Vĩnh Ninh, và ĐB-TN Chúng

đã cắt phá và gây biến vị các đá tuổi Paleogen và Neogen trong trững

1.2.2 Đặc điểm cấu trúc kiến tạo miền Tây Bắc Việt Nam

1.2.2.1 Phức nếp lồi Fansipan

Phức nếp lồi Fansipan kéo dài theo phương TB-ĐN, được giới hạn phía Đông Bắc bởi đứt gãy Sông Hồng, phía Tây Nam bởi các đứt gãy Phong Thổ, Than Uyên, Mường La-Bắc Yên-Chợ Bờ, còn phía Tây Bắc là biên giới Việt-Trung Một phần diện tích phức nếp lồi bị phủ chồng bởi các thành tạo nguồn gốc núi lửa Tú Lệ

Tạo nên nhân các nếp lồi trong phức nếp lồi là gneis, đá phiến amphybol - biotit, amphybolit, migmatit, hệ tầng Suối Chiềng (PR1 sc), bề

sq), bề dày khoảng 3000 m Cánh các nếp lồi được phủ bởi nhiều loại đá, bao

gồm đá hoa, đolomit, đá phiến sericit, hệ tầng Sa Pa (PR2 - ε1 sp); đá phiến

biotit, đá phiến carbonat - mica - thạch anh, đá phiến apatit - carbonat, cát kết,

hệ tầng Cam Đường (ε1 cđ), bề dày 600 - 800 m; sạn kết, cát kết, đá phiến sét,

đá vôi, quarzit, hệ tầng Bến Khế (ε - O1 bk), bề dày 2000 - 2200 m; cuội kết

cơ sở, cát - bột kết vôi, đá vôi chứa cát, đá vôi, hệ tầng Sinh Vinh (O3 - S sv),

bề dày 800 m; đá phiến vôi, đá vôi, bề dày 500 - 900 m, hệ tầng Bó Hiềng (S2

- D1 bh); đá phiến sét, đá phiến vôi, đá vôi thuộc hệ tầng Sông Mua (D1 sm),

bề dày 1500 - 2300 m; đá vôi, đá phiến, bột kết vôi, hệ tầng Bản Páp (D2 bp),

bề dày 1200 m; đá vôi hệ tầng Đá Mài (C đm), bề dày 830 m; đá phiến sét

đen, cát kết, phun trào bazơ, đá vôi, hệ tầng Bản Diệt (C3 - P1 bd), bề dày 350

- 460 m; porphyrit bazan, trachyt, tuf, hệ tầng Cẩm Thủy (P2 ct); đá phiến sét,

bột kết, cát kết, sét kết, hệ tầng Cò Nòi (T1 cn), bề dày 450 m; các đá bột kết,

cát bột kết, sét kết, sét bột kết, cát kết, đá vôi phân lớp dày đến dạng khối, đá vôi dăm kết, sạn kết tuf, cát kết tuf, tufogen và bazan,hệ tầng Mường Trai (T2-

3 mt), bề dày 300 - 350 m; cuội kết, bột kết, cát kết, bột kết đá phiến sét, than

đá, hệ tầng Suối Bàng (T3 sb), bề dày 120 m và các thành tạo bở rời tuổi Đệ

tứ

nhập thuộc nhiều phức hệ khác nhau: gabro – amphybolit, phức hệ Bảo Hà

(γPR1 cv); granođiorit, granit, granit – migmatit, phức hệ Pò Sen (γPR2 ps);

syenit, phức hệ Mường Hum (γệPR2 mh); gabro-điorit, điorit, granit, phức hệ

Điện Biên (δ-γP3 đb); syenit, granosyenit, granit kiềm, phức hệ Phu Sa Phìn

(ξJ-K1 pp); granit, granosyenit, phức hệ Yê Yên Sun (γE ys) và syenit,

granosyenit, granit kiềm, phức hệ Pu Sam Cap (ξγE pc)

gãy phương TB-ĐN Tuy nhiên ở một số nơi như khu vực phía Bắc Nghĩa Lộ còn có thêm hệ thống phương á kinh tuyến và phía tây bắc thị xã Hòa bình còn phát triển hệ thống đứt gãy vòng cung lồi về Đông Nam

1.2.2.2 Phức nếp lồi Sông Mã

Phức nếp lồi Sông Mã kéo dài theo phương TB-ĐN, ranh giới phía Tây

Nam là đứt gãy sâu Sông Mã, phía Đông Bắc là đứt gãy Sơn La, phía Tây Bắc

là đứt gãy Lai Châu-Điện Biên và phía Đông Nam là biển Đông Diện tích của phức nếp gần trùng với đới Sông Mã của A.E Đovjikov, (1965), Trần Đức Lương (1970) và cánh cung Sông Mã của J Fromget (1941)

Tạo nên nhân của các nếp lồi là đá phiến mica, đá phiến amphybol, đá phiến sericit, quarzit, hệ tầng Nậm Cô (PR3 - ε1 nc); đá phiến chứa cuội, đá

phiến thạch anh-sericit, đá vôi và cát kết, hệ tầng Sông Mã (ε2 sm) Thế nằm

của đá hệ tầng Nậm Cô nhìn chung rất thoải Cánh của các nếp lồi này được tạo bởi đá vôi cát, đá vôi silic,hệ tầng Hàm Rồng (ε1 hr); quarzit, bột kết, đá

vôi, phun trào mafic, đá phiến lục, đá phiến sericit, sét vôi, hệ tầng Pa Ham (O3 - D1 ph)

Phần Tây Nam của phức nếp lồi bị phức tạp hoá bởi rất nhiều các thành tạo magma thành phần từ siêu bazơ, bazơ đến axit, thuộc các phức hệ khác

Khương (γPZ1ck); gabro-điorit, điorit, granit, phức hệ Điện Biên (δ-γP3 đb)

và granit phức hệ Phia Bioc (γT3 pb)

gãy phương TB-ĐN Chúng tập trung ở rìa Tây Nam và Đông Bắc phức nếp lồi Đặc biệt ở rìa Tây Nam, mật độ đứt gãy và các khối xâm nhập rất cao Ngoài ra, ở khu vực Tuần Giáo còn có thêm hệ thống đứt gãy phương á kinh tuyến Trục các nếp lồi ở đây cũng chủ yếu có phương TB-ĐN, duy chỉ ở khu vực Tuần Giáo là có phương á kinh tuyến

1.2.2.3 Phức nếp lõm Sông Đà

Phức nếp lõm Sông Đà kéo dài theo phương TB-ĐN Trên địa hình hiện đại nó như một lòng máng nằm kẹp giữa dãy Hoàng Liên Sơn, ở phía Đông Bắc và Su Xung Chảo Chai, ở phía tây nam Phức nếp lõm Sông Đà được giới hạn phía Tây Nam bởi đứt gãy Sơn La; phía Đông Bắc bởi các đứt

gãy: Phong Thổ, Than Uyên, Mường La-Bắc Yên-Chợ Bờ, Hoà Bình-Trung

Hà và Sông Hồng; phía tây bắc bởi đứt gãy Lai Châu-Điện Biên, còn phía Đông Nam là biển Đông Phức nếp lõm Sông Đà chứa trong nó các đới cấu trúc Sơn La, Sông Đà và Ninh Bình của A E Đovjikov, (1965) và Trần Đức Lương (1970)

Tạo nên phức nếp lõm Sông Đà gồm các thành tạo tuổi từ Paleozoi giữa tới Kainozoi, trong đó các thành tạo Mesozoi chiếm khối lượng chủ yếu Các thành tạo Paleozoi giữa phân bố chủ yếu ở cánh Tây Nam và ở cửa sổ Tạ Khoa Chúng bao gồm cuội, sạn kết, đá phiến sét đen, đá phiến vôi, đá phiến

quarzit, đá phiến đen bị sừng hóa, hệ tầng Tạ Khoa (D1-2 tk), bề dày 2600 m;

bột kết, đá vôi, đá phiến silic, hệ tầng Tốc Tát (D3 tt), bề dày trên 3000 m; đá

vôi dạng khối mầu xám sáng, hệ tầng Bắc Sơn (C - P bs), bề dày 800-850 m;

phiến sét, bột kết, cát kết, sét kết, hệ tầng Cò Nòi (T1 cn), bề dày 100-1000 m;

đá vôi hệ tầng Đồng Giao (T2 đg), bề dày 700-850 m; bột kết, cát bột kết, sét

kết, sét bột kết, cát kết, đá vôi phân lớp dày đến dạng khối, đá vôi dăm kết, sạn kết tuf, cát kết tuf, tufogen và bazan, hệ tầng Mường Trai (T2-3 mt), bề dày

nm), bề dày 1200 m; cuội kết đa khoáng, cát bột kết, bột kết, sét kết, sét bột

kết xen kẹp các vỉa than, thấu kính than, hệ tầng Suối Bàng (T3 sb), dày 500 -

980 m; tảng kết, cuội kết đa khoáng, cát kết, sạn kết, bột kết đa khoáng, cuội kết vôi thuộc hệ tầngYên Châu (K2 yc), chiều dày gần 1000 m

diabas, phức hệ Ba Vì (σνP3 -T1 bv) và granit phức hệ Phia Bioc (γT3 pb)

Hệ thống trục uốn nếp trong phức nếp lõm Sông Đà đều có phương TB-ĐN và đa số chúng là các nếp lõm Mạng lưới đứt gãy ở đây cũng chủ yếu

có phương TB-ĐN, trong đó có quy mô lớn hơn cả là đứt gãy Sông Đà

1.2.2.4 Trũng chồng gối Tú Lệ

Trũng chồng gối Tú Lệ có dạng bầu dục, tuổi Mesozoi muộn, phát triển chồng trên phức nếp lồi Fansipan và phức nếp lõm Sông Đà ở khu vực Than Uyên - Mù Căng Chải - Tú Lệ - Nghĩa Lộ

tuổi Mesozoi muộn: tuf riolit, xen cát kết tuf, bột kết tuf, phun trào bazan,

núi lửa: trachyandesit, trachyryolit porphyr, ryolit porphyr thuộc phức hệ núi lửa Nậm Kim (K1? nk) và ryolit porphyr thuộc phức hệ núi lửa Ngòi Thia (K2

nt); các đá xâm nhập syenit, granit thuộc phức hệ Phu Sa Phìn (γ ξK pp) Nhìn

chung các đá núi lửa và xâm nhập ở đây đều có hàm lượng kali trội hơn natri

và đều là magma nội mảng Ngoài ra còn có cuội kết, sỏi kết, cát kết thạch anh dạng khối, hệ tâng Hang Mon (E3-N12 hm) và cuội, sỏi, cát bột, sét Đệ tứ Chúng lắng đọng trong các trũng ở Nghĩa Lộ, Phù Yên

đứt gãy phương TB-ĐN Dọc các đứt gãy này, ở một số nơi, các đá riolit phức

hệ núi lửa Ngòi Thia còn bị phiến hoá kèm theo hiện tượng sericit hoá, clorit hoá mạnh mẽ

1.2.3 Đặc điểm cấu trúc kiến tạo miền Bắc Trung Bộ

1.2.3.1 Khối nhô Phu Hoạt

Khối nhô Phu Hoat có phương kéo dài TB-ĐN, phía Tây Bắc nằm trong lãnh thổ Lào, còn các phía Tây Nam, Đông Nam và Đông Bắc được giới hạn bởi các đứt gãy phương TB-ĐN, ĐB-TN như: Nghĩa Đàn, Sông Hiếu, Quế Phong, Nậm Sam

Tạo nên khối có đá phiến thạch anh hai mica-plagioclas-silimanit, plagiogneis biotit-silimatit, đá phiến thạch anh-biotit, quarzit biotit-amphibol,

plagiogranit dạng gneis, granit hai mica, aplit, pegmatit, phức hệ Đại Lộc (γaD đl); granit biotit dạng phorphyr, granosyenit, phức hệ Bản Chiểng (γξE

bc) Khối bị chia cắt chủ yếu bởi các hệ thống đứt gãy phương TB-ĐN và

ĐB-TN

1.2.3.2 Phức nếp lõm Sông Cả

Phức nếp lõm Sông Cả kéo dài theo phương TB-ĐN, được giới hạn phía Tây bởi đứt gãy Lai Châu-Điện Biên, phía Đông Bắc bởi đứt gãy Sông

Mã, phía Tây Nam là đứt gãy Rào Nậy, phía Đông là biển Đông

Tạo nên phức nếp lõm Sông Cả gồm đá phiến thạch anh-sericit, quarzit,

đá phiến mica, đá phiến sericit xen bột kết, cát kết, đá vôi phân lớp, hệ tầng Sông Cả (O3 – S1 sc), dày 2550-2750m; phiến sét, bột kết, cát kết, hệ tầng

Huổi Nhị (S2 - D1 hn), dày 750m; đá phiến sét, cát kết, bột kết, sét vôi, đá vôi

phân lớp, hệ tầng Huổi Lôi (D2 hl), dày 700-800m; đá vôi, đá vôi silic, hệ

tầng Nậm Kắn, dày 500-600m; đá vôi sét, đá vôi vân đỏ, bột kết vôi, hệ tầng Cát Đằng, dày 100-300m; cát kết, đá phiến sét, sét than, đá vôi của hệ tầng La

(C - P bs), dày 500-600m; granit, granodiorit phức hệ Phia Bioc (γaT3n pb)

Phức nếp lõm Sông Cả bị các đứt gãy hệ thống phương TB-ĐN phá huỷ, đặc biệt là đứt gãy Sông Cả; Ngoài ra còn có các đứt gãy phương ĐB-TN

1.2.3.3 Trũng chồng gối Sầm Nưa

Trũng nội lục Sầm Nưa hình thành vào Trias giữa và phát triển chồng gối trên phức nếp lõm Sông Cả, thậm chí cả trên khối nhô Phu Hoạt Trũng có phương kéo dài TB-ĐN, được giới hạn phía Đông Bắc bởi đới đứt gãy Sông

Mã và phía Tây Bắc bởi đới đứt gãy Lai Châu-Điện Biên

Các thành tạo trong trũng chồng chủ yếu là riolit, cát kết, bột kết, sét vôi, đá vôi, hệ tầng Đồng Trầu (T2 đt), bề dày 1000 - 2500 m; cuội kết đa

khoáng, cát bột kết, bột kết, sét kết, sét bột kết xen kẹp các vỉa than, thấu kính than, hệ tầng Suối Bàng (T sb), bề dày 500- 980 m; các đá cuội kết, cát kết,

bột kết mầu đỏ, dày trên 1000 m, tuổi Jura sớm - giữa, hệ tầng Hà Cối (J1-2

hc) Trong trũng Sầm Nưa còn có các thành tạo magma xâm nhập như

granođiorit, granit, granophyr tuổi Trias sớm - giữa thuộc phức hệ Sông Mã (γτT1-2 sm); granit biotit tuổi Trias muộn thuộc phức hệ Phia Bioc (γT3 pb)

Hệ thồng đứt gãy chiếm ưu thế trong trũng chồng Sầm Nưa có phương TB-ĐN, trong đó đáng chú ý là đứt gãy Sốp Cộp-Quan Sơn

1.2.4 Đặc điểm cấu trúc kiến tạo miền Thượng Lào

Trong phạm vi vùng nghiên cứu, thuộc miền kiến tạo Thượng Lào chỉ

có duy nhất phức nếp lõm Mường Tè Phức nếp lõm này nằm ở cực Tây Bắc lãnh thổ Việt Nam, được giới hạn các phía Bắc, Nam và Tây bởi đường biên giới quốc gia Việt Nam với Lào và Trung Quốc, phía Đông là đứt gãy Lai Châu-Điện Biên

Tạo nên phức nếp lõm là các đá có tuổi từ Paleozoi sớm đến Kainozoi, bao gồm các đá cát kết, đá phiến sét đen, bề dày 1400 m, hệ tầng Nậm Cười (PZ1-2 nc); cuội kết, đá phiến silic, sét vôi, đá vôi, hệ tầng Sông Đà (C3 - P1

sđ), bề dày trên 1000 - 1400 m; đá phiến sét, cát kết, bột kết, sét kết, hệ tầng

Lai Châu (T1-2 lc), bề dày 1200 m; cuội kết đa khoáng, cát bột kết, bột kết, sét

kết, sét bột kết xen kẹp các vỉa than, thấu kính than, hệ tầng Suối Bàng (T3

sb), bề dày 500 - 980 m; các đá cuội kết, cát kết, bột kết mầu đỏ, dày khoảng

trên 1000 m, hệ tầng Hà Cối (J1-2 hc); cuội kết, cát kết, bột kết mầu đỏ, bề dày

khoảng 300 m, tuổi Kreta, hệ tầng Mụ Giạ (K mg); gabro-điorit, điorit, granit,

phức hệ Điện Biên (δ-γP1 đb); granit biotit, phức hệ Phia Bioc (γT3 pb) và các

thành tạo bởi rời: cuội, sạn, cát, bột, sét, tuổi Đệ tứ

Trong phạm vi phức nếp lõm phát triển hệ thống đứt gãy phương

TB-ĐN Chúng đều có hình thái uốn cong quay phần lồi về Bắc Đông Bắc, khi tựa vào đới đứt gãy á kinh tuyến Lai Châu-Điện Biên

1.3 ĐẶC ĐIỂM MỘT SỐ DẠNG TAI BIẾN ĐỊA CHẤT Ở LÃNH THỔ BẮC VIỆT NAM

Lãnh thổ Việt Nam nằm gần vùng giao nhau của 2 vành đai hoạt động địa chấn mạnh của hành tinh là vành đại Địa Trung Hải và vành đai Thái Bình Dương Đặc điểm này khiến lãnh thổ nước ta cũng không phải là vùng yên tĩnh về mặt hoạt động động đất Lãnh thổ Miền Bắc Việt Nam bị phân cắt làm hai phần có diện tích tương đối cân xứng bởi đứt gãy sâu Sông Hồng Do đới đứt gãy này là đơn vị kiến trúc cỡ hành tinh, có lịch sử tiến hoá lâu dài và hoạt động phức tạp Trong đó, đáng ghi nhận là hoạt động của đới trong Kainozoi đã ảnh hưởng sâu sắc đến bức tranh kiến tạo - địa động lực của cả vùng Đông Nam Á Là phần lãnh thổ chịu tác động trực tiếp của đới đứt gãy nên vỏ Quả đất Miền Bắc Việt Nam bị cắt xẻ bởi mạng lưới mật độ cao các đứt gãy sâu Các hệ thống đứt gãy này phức tạp cả về phương phát triển, nhiều đứt gãy khác nhau về cả hướng và độ lớn góc cắm Ngoài ra, tốc độ dịch chuyển của nhiều đứt gãy cũng không giống nhau, thậm chí giá trị tham

số này khác nhau tại nhiều đoạn trong cùng một đới đứt gãy Các nghiên cứu trong nhiều năm vừa qua cho thấy nhiều đới đứt gãy trong vùng nghiên cứu vẫn tiếp tục hoạt động tích cực [11], [24], [25], [41], [50], [52], [68], [69], [90], [91], [92], [104], [105], [111] Đây cũng chính là nguyên nhân gây nhiều tai biến địa chất nhất so với các vùng còn lại của cả nước Nội trong lãnh thổ Bắc Việt Nam thì hiện tượng tai biến cũng phản ánh tính chất chia làm 2 vùng

rõ rệt: Tây Bắc và Đông Bắc với đới đứt gãy sâu Sông Hồng là ranh giới Về mặt địa chất, vùng Đông Bắc là phần tiếp tục xuống phía Nam của nền hoạt hoá Hoa Nam, bình ổn hơn so với vùng Tây Bắc và Mường Tè được xếp vào vùng uốn nếp có móng cố kết vào Paleozoi giữa và Paleozoi giữa - muộn tương ứng Về các dạng thiên tai địa chất xảy ra ở phần lãnh thổ phía Bắc thì

có nhiều, tuy nhiên đáng lưu ý nhất là thiên tai động đất và trượt lở, nứt đất Các loại tai biến này đã gây nhiều thiệt hại cả người và tài sản của nhân dân

Nguy cơ cao về các dạng tai biến trên vẫn là mối đe doạ cho phát triển kinh tế

- xã hội trong vùng nghiên cứu, nhất là cơ sở hạ tầng phát triển như việc xây dựng các hồ thuỷ điện lớn, mở rộng mạng lưới giao thông v.v cũng có thể chúng là những nguyên nhân bổ sung làm gia tăng các loại tai biến như vừa nêu Các nghiên cứu nhiều năm qua cho thấy, các trận động đất mạnh ở đây gần như chắc chắn được khẳng định chỉ xảy ra trong các đới đứt gãy sâu và vẫn còn tiếp tục hoạt động Loại tai biến khác như nứt, trượt lở đất cũng xảy

ra khá phổ biến và cũng có nhiều bằng chứng liên quan đến các hoạt động nội sinh, đặc biệt là hiện tượng nứt và trượt lở với quy mô lớn

1.3.1 Về tai biến động đất

Trên phần lãnh thổ phía Bắc thì vùng Tây Bắc và vùng Mường Tè có mức độ hoạt động địa chấn mạnh nhất so với các phần còn lại của cả nước Tại đây, tập trung nhiều đới đứt gãy sâu, hoạt động tích cực, là các kiến trúc

có khả năng làm phát sinh các trận động đất mạnh [64], [71], [106], [107 ] Trong đó, các đới đứt gãy Sơn La - Bỉm Sơn, Sông Mã và Pu Mây Tun được

dự đoán có khả năng phát sinh động đất mạnh nhất với magnitude cực đại đến

Ms = 7,0 – 7,1 độ Richter Trong thực tế, hai trận động đất cấp độ mạnh nhất xảy ra trong thế kỷ trước đều ở vùng Tây Bắc, động đất Điện Biên năm 1935

có magnitude Ms = 6,75 độ Richter và động đất Tuần Giáo năm 1983, Ms = 6,7 độ Richter đã xảy ra trong đới đứt gãy Sông Mã và Sơn La - Bỉm Sơn tương ứng Xa hơn về quá khứ, theo tài liệu lịch sử thì động đất Yên Định năm 1635 được xác định đã xảy ra trong đới đứt gãy Sơn La - Bỉm Sơn với magnitude được đánh giá đến 6,7 – 6,8 độ Richter Các đới đứt gãy nêu trên đều có phương Tây Bắc – Đông Nam, thuộc loại đứt gãy trượt bằng có hợp phần chờm nghịch Bề dày tầng hoạt động được đánh giá đạt đến 30 – 35 km

(hình 1.3 )

Đới đứt gãy kinh tuyến Lai Châu - Điện Biên, tuy magnitude cực đại động đất có thể xảy ra được đánh giá nhỏ hơn Ms = 5,5 nhưng hoạt động địa

chấn của đới đứt gãy này lại ở mức cao, phản ánh bằng các trận động đất magnitude trung bình 4 - 5 độ Richter xảy ra khá thường xuyên Động đất lớn nhất được ghi nhận xảy ra tại nhánh Tây Điện Biên vào tháng 2/2001 với magnitude Ms = 5,1 độ Richter

Ngoài các đới đới gãy nêu trên, vùng Tây Bắc còn 3 vùng nguồn được đánh giá có khả năng phát sinh động đất mạnh, đó là đới đứt gãy Phong Thổ - Than Uyên, đới đứt gãy Sông Đà và Mường La - Bắc Yên đều được dự đoán

có magnitude cực đại Ms = 5,5 độ Richter Trong số các đứt gãy trên thì hoạt động địa chấn trong đới Muờng La - Bắc Yên cũng khá cao Động đất lớn nhất ghi nhận được trong đới này xảy ra ở Tạ Khoa vào năm 1991, Ms = 4,9 Cuối tháng 11/2009 vừa qua, trong một ngày đã xảy ra 2 trận động đất với magnitude Ms = 4,1 và 4,2 độ Richter trong đới này Đây là đứt gãy trượt bằng nghịch, là ranh giới giữa đới lún chìm Sông Đà và khối nâng Phan Xi Pan, bị uốn cong, tăng khả năng tích luỹ ứng

suất Đáng lưu ý là đới đứt gãy này có khoảng cách gần nhất đến các hồ thuỷ điện lớn là Hoà Bình và thuỷ điện Sơn La

Tại khu vực góc Tây Bắc của nước ta, đới Mường Tè được xác định có

2 nguồn phát sinh động đất với magnitude cực đại có thể đạt đến 5,5 độ Richter là đới đứt gãy Mường Tè ở phần phía Nam và Mường Nhé ở phía Bắc đều có phương Tây Bắc – Đông Nam

Vùng Đông Bắc kể từ phía Bắc đới đứt gãy Sông Lô, mức độ hoạt động địa chấn thấp hơn nhưng cũng không phải là vùng yên tĩnh Tại đây, động đất xảy ra tập trung chủ yếu trong các đới đứt gãy vòng cung á vỹ tuyến ở vùng duyên hải, gồm đứt gãy Đường 18, đứt gãy Trung Lương và đứt gãy Yên Tử Đây là các đới đứt gãy trượt bằng nghịch có nhiều biểu hiện hoạt động mạnh trong thời kỳ hiện tại Động đất lớn nhất ghi lại được đạt đến magnitude 5,6

độ Richter đã xảy ra trong đứt gãy Đường 18 vào năm 1961 Theo tài liệu lịch

sử còn có trận động đất 5,5 độ Richter xảy ra vào năm 1355 cũng thuộc phạm