DO! DUT GAY SONG HONG
DAC DIEM DIA DONG LUC,
SINH KHOÁNG
VÀ TAI BIẾN THIÊN NHIÊN
KẾT QUÁ NGHIÊN 0ỨU GO BAN 2001-2003
Trang 2Lời nói đầu “Phan — Trọng ˆ Trịnh,
Hoang Quang Vinh, Herve Leloup, Gaston Giuliani, Virginie Garnie, Paul Tapponnier
Ta Trong Thang, Nguyén
Văn Vượng, Vũ Văn Tích,
Nguyễn Đúc ˆ Chính,
Hoàng Hữu Hiệp
Phạm Năng Vũ, Doãn
Thế Hung
Nguyễn Thị Kim Thoa, Luu Thi Phuong Lan -Thần Đình Tổ, Dương Chí
Công, Vi Quốc Hải, Kurt Feigl, Matthias Becker
Trên Trọng Hoà, Trân
Tuấn Anh, Neo Thị Phượng, Phạm Thị Dung, Trần Việt Anh, Izokh A.E Trên Nghi, Trần Hữu Thân, Định Xuân Thành, Nguyễn Thanh Lan, Phạm Nguyễn Hà Vũ, Nguyễn Hoàng Sơn
Nguyễn Xuân Huyên,
Phan Đông Pha, Nguyễn Quang Hưng Lê Đúc An, Đèo Đình Bắc, Uông Đình Khanh, Võ Thịnh, Trần Hồng Nga, Ngô Anh Tuấn, Nguyễn Thị Lệ Hà MỤC LỤC ®
Biến dạng, tiến hố nhiệt động, cơ chế dịch trượt của đới đứt gãy Sông Hồng và thành tạo ruby trong Kainozoi
Qua trình biến dạng và tiến hoá địa động lực đới đứt gãy Sông Hồng và ý nghĩa của chúng trong mối tương tác giữa mảng Nam Trung Hoa và mảng Đông Dương
Cấu trúc sâu của đới đứt gãy Sông
Hồng
Nghiên cứu cổ từ đới đứt gãy Sông
Hồng phục vụ minh giải kiến tạo khu
VỰC
Đánh giá hoạt động kiến tạo hiện đại
đới đứt gãy sông Hồng theo số liệu đo GPS
Cac thanh tao magma Mezozoi — Kainozol khối nâng Phan Si Pan- Sông Hồng, Tây Bắc Việt Nam
Tiến hoá trầm tích Kainozoi bổn trũng Sông Hồng trong mối quan hệ với hoạt động địa động lực
Lịch sử phát triển các thành tạo trầm tích Paleogen — Neogen trong mối quan hệ với đới đứt gãy Sông Hồng
Trang 3BIẾN DẠNG, TIẾN HOÁ NHIỆT ĐỘNG, CƠ CHẾ
DỊCH TRƯỢT CỦA ĐỚI ĐỨT GÃY SÔNG HỒNG VÀ
THÀNH TẠO RUBY TRONG KAINOZOI
Phan Trong Trinh’, Hoàng Quang Vinh!,
Herve Leloup?, Gaston Giuliani °, Virginie Garnier°, Paul Tapponnier? 1 Viện Địa chất, Viện KH&CN Việt Nam, email: pttrinh®nest.ac.un
Viện Vật lý Dia Cau Paris, email: leloup@ipgp.jusieu.fr
3 Trung tam Thach hoc va Dia hod Nancy, IRD and CRPG-CNRS, BP20, 54501
Vandoeuvre, email: giuliani@crpg.cnr-nancy.jr
Mớ dầu
Vấn để đụng độ giữa mảng Ấn Độ và Châu Á đã cuốn hút nhiều nhóm nghiên cứu vì đây là đối đụng độ lớn nhất trên Trái Đất đang xảy ra trong hiện tại
Những qui luật biến dạng thạch quyển được sáng tỏ nhờ những nghiên cứu chỉ tiết không chỉ ở ranh giới đụng độ mà còn cả ở những khu vực cách xa hàng trim km Từ quan sát trên ảnh vệ tỉnh, cơ cấu chấn tiêu động đất, chuyển dịch của các đới
đứt gãy đang hoạt động toàn Châu Á đã được lý giải bằng lý thuyết phân bố ứng
suất và các đới dịch trượt [38] Từ nghiên cứu bằng mô hình tương đương coi mảng
Ấn Độ như một nêm cứng thúc vào Châu Á chịu biến đạng dẻo, kết hợp với quan sát trên thực địa và phân tích trong phòng thí nghiệm, Tapponnler và cộng sự đã
để xuất mô hình thúc trượt (extrusion) của mảng châu Á dọc đới đứt gãy sông Hồng
(PGSH) trong giai doan Paleogen — Mioxen và của đới đứt gấy Altyn-tag trong giai đoạn Pliocen — Hiện đại [39] Mô hình này bị phản đối bởi quan điểm khác cho rằng
biến dạng của thạch quyển Châu Á theo kiểu lỏng nhớt [4] Kể từ đó, khu vực đã bị
lôi cuốn bởi nhiều nhà khoa học trên nhiều lĩnh vực về kiến tạo, kiến tạo vật lý, địa
vật lý, địa niên đại, địa mạo, trầm tích, macma [ 23, 23, 28, 3ð, 36, 41, 42, 43]
Đới trượt cắt Sông Hồng hay th:tờng gọi đới trượt cắt (shear zone) Ailao Shan ~ Sông Hồng kéo đài hơn 1000 #zw từ Tibet tới Vịnh Bắc Bộ, Việt Nam (hình 1) Nó
là ranh giới phân chia khối hục địa Nam Trung Hoa và khối Đông Dương Đới trượt
cắt Sông Hồng gồm 4 dải biến chất nhiệt độ cao là Dãy Núi Con Voi (DNCV) ở Việt
Nam và Ailao Shan, Diancang Shan và Xuelong Shan thuộc Vân Nam, Trung
Trang 4Quốc Dải biến chất DNCV kéo dài từ biên giới Việt- Trung tới Việt Trì Đới dat gay Sông Chảy và đới đứt gãy dọc thung lũng Sông Hồng là những đứt gãy đang hoạt động, giới hạn hai rìa của đải biến chất này [10, 26] oe 22 = Granit Kreta 'Trảm tích Đệ tam 'Vò đại đương Truc tách dãn Đới đụng độ Đới xiết ép trượt bằng Đệ tam 'Đứt gãy thuận mïmvuwwr:
Hình 1 Cấu trúc kiến tạo Đông Nam Á Mũi tên đen chỉ hướng chuyển dịch trong Mioen cho tới 16 triệu năm, mũi tên trắng chỉ hướng tách giãn biển Đông (hiệu chỉnh theo Leloup và nnk., 1995)
Tài liệu địa mạo và trắc địa cho thấy các đới đứt gay nay dang chuyển dịch
trong Đệ Tứ muộn và Hiện tại [2, 3, 23, 42] Thành phần đá biến chất gồm phiến
mica milonit và gneis, miematit Hướng chung của mặt phân phiến là Tây Bắc -
Đông Nam (hình 2) Hướng cắm của rìa Đông Bắc về phía Đông Bắc và của rìa Tây Nam nghiêng về phía Tây Nam Góc cắm của mặt phiến ở phần nhân của đới biến chất thay đổi theo các mặt cắt Theo mặt cắt 8a Pa - Thị xã Lao Cai và Bảo Yên - Bảo Hà, Bãi Bằng góc cắm mặt phiến khá đốc ( 60) nhưng ở mặt cắt qua thị xã Yên Bái, góc cắm rất thoải (<30) (hành 3,4) Nhìn chung DNCV có dạng vòm giống như Diancang Shan Hướng cắm của lineation trên mặt phiến thường nghiêng về Đông Nam [28] Ở một số nơi như thị xã Yên Bái, mặt phiến bị uốn
Trang 5
mỏng, có thể thấy nhiều tiêu chuẩn để xác định hướng chuyển dịch trái như cấu tao C va C'S, cấu tạo xoắn, khúc dổi bất đối xứng trong các mặt cắt vuông góc với
mặt phiến và song song với lineation Chuyển dịch = Paleogen-Mioxen — Dit pay truot bing 2 ¥ 5 Lai AL Davy Hướng cám thuận foliation
Hình 2 Cấu trúc DNCV, quan sát từ ảnh vệ tinh
Ở những nơi mặt phiến cắm dốc đứng, các tiêu chuẩn trên cho thấy chuyển
Trang 6
ảnh vệ tỉnh, dạng khúc đổi tỉ lệ lớn phản ánh rất rõ Cấu trúc này phản ánh
chuyển dịch trái của cánh Đông Bắc so với DNOV Điểm khác biệt là góc giữa C
và 9 lớn hơn phản ánh biến dạng yếu hơn Tất cả đều minh chứng cho chuyển dịch trượt bằng trái Điều này được giải thích do phương của mặt phiến phụ thuộc vào cường độ biến dạng
Lineation
$ trung bình
Hình 3 Thế năm mặt phiến tại một số điểm thuộc DNCV Chiếu trên bán cầu dưới
Ở những nơi biến dạng yếu, mặt phiến bị uốn tạo thành dạng khúc đổi hoặc dạng con cá ở tỉ lệ lớn Tính bất đối xứng của chúng sẽ phần ánh hướng chuyển dịch Điều này rất hay xảy ra với khúc đổi là đá hoa, amphibonit, các khối granit
nhỏ và đá siêu maBe với chiều rộng vài trăm mét Đáng chú ý ở mặt cắt thị xã
Yên Bái, mặt phiến nằm rất thoải (hình 3), (hình 4) Ở rìa phía Đông Bắc của
DNCV là các đá phiến nhiệt độ thấp và đá hoa Phương của mặt phiến thay đổi từ bắc nam tới Tây Bắc Đông Nam Ở những nơi biến dạng yếu, phương mặt phiến kéo dài theo phương bắc nam phản ánh phương nén ép đơng tây (hình 5) Ư
Trang 7ns amen aero tem SM
Đới đứt gãy Sông Hồi
v gãy Song Hồng Đới đứt gãy Sơng Cháy ® Bio ba MH Đối trượt cắt Day Nui Coa voi ee ee
Hinh 4, Mat cat dia chat cắt qua Bảo Yén — Bảo Hà và thị xã Yên Bái
Bắt đầu từ Việt Trì, đá biến chất bị phủ bởi trầm tích Đệ Tứ Chúng có lẽ còn kéo dài tới thểm lục địa Biển Đông Các đá biến chất milonit nhiệt độ cao
chứa pegmatit lộ ra ở Ninh Bình Mặt phiến rất thoải nghiêng về tây hoặc nam Ở một số nơi, cấu tạo lineation thể hiện rất rõ, phương thay đổi từ bắc - nam sang Tây Bắc - Đông Nam Cấu trúc xoắn fenpat có kích thước tới vài em (bình 6) Các dải biến chất nhiệt cao thường bị phân cất bởi các mặt trượt có hướng cắm thoải về phía bắc
Những nghiên cứu khảo sát có hệ thống từ những năm 90 dọc theo đới đứt
gãy Ailao Shan-Sông Hồng [11,12,16,17,18,19,20,21, 27, 28, 35, 36, 39] đã thu
được những kết quả chính sau: 1) Biến dạng dẻo xảy ra dọc đới trượt cắt hẹp có
khả năng chuyển dịch trượt bằng hòng trăm bilomét; 2) Chuyển dịch trượt bằng xảy ra trong hàng chục triệu năm; 3) Đới trượt bằng cắt qua thạch quyển dẫn tới
làm mở biển rìa Tuy nhiên, còn nhiều vấn để cần được thảo luận và tiếp tục
nghiên cứu như: Biên độ chuyển dịch toàn bộ của đới trượt cắt (shear zone)
Sông Hồng là bao nhiêu? Biên độ chuyển dịch thay đổi dọc theo đứt gãy như thế nào? Khả năng bị chắn của chuyển dịch trượt bằng bởi các hoạt động xiết ép và tách giãn ra sao? Chính xác hoá thời điểm nghịch đảo kiến tạo? Đới ĐGSH là đới đứt gãy mới hay là kế thừa bừ đối đứt gãy cổ hơn? Tiến hoá điều kiện nhiệt động và biến dạng như thế nào? Đới ĐGSH tiếp tục kéo dài ra biển ra sao? Trong bài viết này, chúng tôi cung cấp những tư liệu mới cho phép luận giải tiến hoá nhiệt động và biến dạng của đới trượt cắt Sông Hồng cũng như mối quan hệ với thành
Trang 8Hình 5 Cấu trúc đới trượt cắt DNCV,
a- Các mặt phiến dốc với phương mặt phiến TB-DDN tại Bảo Hà
b- Mặt phiến dốc và lineation gần nằm -ngang tại điểm D5, mặt cắt Bảo Yên — Bảo Hà c- Cấu tạo C/S minh chứng chuyển dịch trái tại điểm D7 trên mặt cắt Bảo Yên ~ Bảo Hà
d- Mặt phiến nhiệt độ cao tại điểm D6 trên mặt cắt Bảo Yên ~ Bảo Hà
Chúng tôi không có ý định tổng kết những kết quả nghiên cứu của mình
trước đây mà chỉ trình bày với độc giả những kết quả mới nhất, hầu như chưa được công bố trước đây
Hiểu biết tốt về điều kiện tiến hoá nhiệt độ - áp suất sẽ giúp cho những đoán giải đúng đắn về lịch sử biến đạng Sau khi đánh giá định tính điều kiện biến dạng trên thực địa, những nghiên cứu chỉ tiết về quan hệ giữa biến chất và
Trang 9LETTS
aren
eee
=
biến dạng sẽ giúp hiểu rõ hơn điều kiện áp suất - nhiệt độ trong quá trình biến
dang Dé nghiên cứu áp suất - nhiệt độ, chúng tôi đã sử dụng cặp khoáng vật: granat-biotit và granat-silimanit-plagiocla-biotit-thach anh Néu chi sử dụng
riêng rẽ một cặp khoáng vật chỉ xác định được nhiệt độ hoặc áp suất Nếu sử dụng đồng thời cả hai tổ hợp khoáng vật, P-7' xác định được sẽ là giao điểm của
hai đường riêng rẽ Chúng tôi đã sử dụng phần mềm do M Kohn và F Spear viết Phân tích khoáng vật dude sti dung trén microsond Cameca Camebax tai
trung tam phân tích mierosond Paris với điện áp 15 &u Chùm tia 2 um dude su
dụng với hầu hết khoáng vật và mở rộng tới 10 ưn đối với mica
Hình 6 a,b- Cấu tạo xoắn minh chứng cho dịch trượt trái quan sát tại điểm V15 c,d- Cấu tạo €/S minh chứng cho dịch trượt trái
Kết quả phân tích tuổi °°Ar/°Ar được thực hiện ở 2 phòng thí nghiệm khác nhau: Trường Đại học Blaise Pascal ở Clerment Ferrand, Pháp và Trường Đại
học Californi, Los Angeles, Mỹ Việc phân tích các khoáng vật fenpat kall, horblen, biotit, mica nhờ sử dụng dung dịch nặng và kỹ thuật chọn lọc từ tính [6]
Khoảng 10 g fenpat kali và amphibon, 5 mg đối với mica đã được chiếu xạ tại lồ phan tng nguyên tử Ford, Đại học Michigan (MY) va 6 16 phan ứng của Co quan
Năng lượng nguyên tử pháp ở Grơnov Các điều kiện nhiệt động của biến dạng
Hầu hết các đá của DNCV là đá gneis, đá phiến mica biến chất từ đá trầm
Trang 10mach leucosome tao thành những dải nhỏ chỉnh hợp với mặt phiến Một số mạch
bị biến dạng trượt trái, một số mạch khác lại không bị biến dạng Mối quan hệ đó mình chứng các đải leucosome hình thành đo nóng chảy cục bộ trong quá trình dich trái của ĐGSH Mức độ nóng chảy tăng đần theo hướng Đông Nam Một số
lớp leucoecratie chứa rubi
Hình 7 Granat trong DNCV
a- Granat trong mẫu V1 tại Bãi Bang b- Granat bi cắt và trượt trái theo mặt trượt Silimanit tai Yên Bái
c- Granat tại Yên Bái d- granat tại Núi Gôi, Ninh Bình
Các mạch leucocratic cũng quan sát thấy ở Lục Yên, rìa trái của DNCV Tổ
hợp khoáng vật corindon, phlogopit, graphit, spinen hình thành trong đá hoa Một số khối granit nhỏ không bị biến dạng nằm trong đới trượt cắt (shear zone) Do điều kiện phong hoá nên không quan sát được đó có phải là cấu tạo khúc dồi hay xuyên cắt đá phiến mica Đá hoa và amphibolit thường nằm xen kẹp với đá
phiến mica granat Chúng tạo thành các cấu tạo khúc dổi có kích thước rất khác nhau, bị trượt cắt và biến chất cùng với các đá phiến miea bao quanh Một số thể
serpentinit cũng nằm xen kẹp với đá phiến mica Đá phiến mica chứa biotit, granat, silimanit, plagiocla, fenpat kali, cordierit, zircon, muscovit, clorit Mat phân phiến được xác lập nhờ phân bố của biotit và thạch anh Slimanit, granat thường kéo đài theo phương lineation (hình 7) Plagioela và fenpat kali tạo thành
các ban tỉnh nhỏ Các ban tỉnh cordierit nằm ở rìa granat Nhiều khi granat bị vỡ
Trang 11
vụn thành những mảnh nhỏ, minh chứng chúng tiếp tục bị biến dạng trong điểu kiện nhiệt độ thấp
Quan sát chỉ tiết các khoáng vật granat và silimanit dưới kính hiển vi cho thấy các tỉnh thể granat lớn phân đới, Rìa ngoài granat có hàm lượng Ee và Mn tăng, hàm lượng Mg giảm so với phần nhân Tính phân đới hoá học được giải
thích như là kết quả của phát triển granat trong điều kiện P-7' thay đổi và tái
cân bằng trong các giai đoạn muộn hơn Chúng tôi phân biệt 4 giai đoạn phát
triển của granat tương ứng với kết tĩnh của các khoáng vật khác trong cùng giai
đoạn Pha 1 được đặc trưng bởi hàm lượng canxi cao Ở phần nhân granat Điều
này chỉ quan sát thấy ở những khoáng vật granat có kích thước lớn nhất trong khi các pha phát triển sau có thể quan sát thấy ở tất cả các khoáng vật granat khác Đối với mỗi pha và mỗi mẫu granat, chúng tôi đã xác định P-7 tương ứng
dựa vào cân bằng của các cặp granat-biotit /gt-bt / va cap granat — silimanit —
plagiocla — biotit — thạch anh / gt-sil-pl-bt-g/ Đối với phần nhân của granat ứng
với giai đoạn phát triển 1 và 2, thành phần granat cân bằng với thành phần bao
thể Không quan sát thấy tính phân đối hoá học của granat ở gần các bao thể
Pha hai tương ứng với nhân của hầu hết khoáng vật granat với 70% anmandin,
22% pyrop, 3% spesatit và 5% grossula (b5 8) Nhiệt độ thành tạo của pha 3 được xác định ở hầu hết các mẫu trong khi đó áp suất chỉ xác định ở một số mẫu hạn chế hơn Pha thứ 3 của thành tạo granat được xác định ở phần rìa của granat và ở các khoáng vật trên mặt phiến Điều kiện P-7 ứng với pha 3 được
xác định khá tốt vì cả biotit và plagiocla đều thấy trên mặt phiến còn áp suất của
pha 4 chỉ xác định được hạn chế ở một số mẫu Sử dụng cùng số liệu, chúng tôi đã tính P-7 cho một số mẫu bằng chương trình Thermocalc [21] Hầu hết các kết quả cho áp suất cao hơn theo cách tính truyền thống (bảng 1) Ở hầu hết các
mẫu, kết quả thermocalc và cách tính nhiệt áp truyền thống có kết quả phù hợp nếu hoạt động của nước yếu Tính song song của vành granat với mặt phiến cũng
như nhiều granat bị kéo dài theo lineation minh chứng hoạt động trượt cắt xây ra ở điều kiện nhiệt độ cao, ngay sau khi hình thành granat Tổn tại milonit nhiệt độ thấp cũng như granat bị phá vỡ minh chứng biến dạng tiếp tục xảy ra ở nhiệt độ thấp Tổng hợp lại, có thể thấy đường cong áp suất nhiệt độ theo chiều kim đồng hồ: từ áp suất cao, nhiệt độ trung bình chuyển tới điều kiện nhiệt độ cao, áp suất trung bình rồi trở về nhiệt độ thấp áp suất thấp (¿»„z 8) Nhìn chung, kết quả này phù hợp với kết quả mà chúng tôi đã công bố trước đây về đường cong
biến đổi P-7' khi nghiên cứu điều kiện thành tạo ruby [29,32] Đáng chú ý là từ pha hình thành nhân granat tới pha hình thành viền rìa granat, nhiệt độ tăng dần sau đó có giảm nhiệt đột ngột từ pha hình thành viền rìa tới pha hình thành
bóng áp suất (pressure shadows)
18
Trang 12Bảng 1: Nhiệt độ và áp suất thành tạo của DNCV
Giai đoạn Cân bằng Cân bằng Giao của 2
Vị trí | Phát triển granat —biotit gt-pl-sill-q cân bàng | Kết quả tốt
Trang 13
Giai Cân bằng Cân bằng, Giao của 2 cân
Trang 14A 80 (œ 4 70} "a "Mi ưn 15 TT N cc) 4 "3 os 0 20) %2 nrnsrrnr
° tp Gree ° TC eis garoas
“ao calc Games #40 Scaleie gi 30 % vi Sun nyt 8, women 9h s4 - 4 10] * 10 eo lens 28g 8 gered Qˆ»#, £ ˆ `2 24 ?¿ ¿¿ tả 3 TT 7 8 0 05 Xioinr cách! st 3 35 0 1 2 Kfloingtach t pe Cc kì @ 3 “ Canxi-granat S3 SN NI, % = — 80 % — 78 sa ° 70 s Say cối lui độn # Pyrop (Mg) va q-sill-gt-pl L 700
Hinh 8 A- Thành phần granat theo mặt cắt E-F mẫu V4; B- Thành phần granat theo mặt cắt E-F mẫu V132; C- Thành phần granat trên biểu đồ pyrop/anmandin- spesartiVcanxit, D- Biểu đổ P-T xác định từ nhiệt áp kế Vòng tròn thể hiện tại điểm có thể xác định được cả nhiệt độ và áp suất bằng các tổ hợp gp-bt
Những nghiên cứu trước đây dựa trên 4 mẫu phiến mica granat silimanit [43] đã ghi nhận 3 giai đoạn thành tạo granat, giai đoạn 1 tương ứng với nhân granat trong đá gneis silimanit và gneis amphibol Những tính toán của chúng
tôi phù hợp với kết quả của Nam Theo Nam [43] điểu kiện P-7 của giai đoạn 2 ứng với thành tạo riểm granat không khác với điều kiện giai đoạn trước, có lẽ do
mẫu phân tích của Nam là mẫu bị biến chất giật lùi nên đã không thấy sự khác nhau của 2 giai đoạn thành tạo granat Sau khi giai đoạn 1 bắt đầu, điều kiện sẽ
ứng với gradient nhiệt trung bình 40 °C /m xảy ra trong điều kiện trượt trái của đới ĐGSH
Trang 15
Tuổi biến dạng của DNCV
Trong môi trường bão hoà nước, điều kiện P-7' như vậy rất dễ gây ra nóng chảy trên những vùng rộng lớn Doc DNCV, do mức độ hoạt động hạn chế của nước nên chỉ gây nóng chảy cục bộ ở một phần nhỏ Do điều kiện trượt, nhiệt độ giảm dần theo phương thẳng đứng với gradient thậm chí tới 65 °C/m Gradient ở đây lớn hơn hoặc bằng với gradient ở những dải khác như 32-34 °C /km với Diancang Shan, 40-60 °C /km ở Ailao Shan [17] Leloup [20] đã giải thích
gradient cao như vậy là do kết hợp của nhiệt sinh ra do ma sát khi trượt và nhiệt
bốc lên theo chiều thẳng đứng dọc theo đới trượt bằng có qui mô thạch quyển
Chúng ta phân biệt các tuổi sau: tuổi mặt bằng (plateau) là tuổi được xác
định khi giải phóng dân dân Ar”° nhưng tuổi vẫn không đổi tạo thành đường song song với trục hoành Tuổi đẳng thời Gsochron) va tudi tổng là tuổi lấy trung bình cho giải phóng hoàn toàn Ar?°, Các kết quả phân tích °*Ar/'° Ar được trình bày tóm tắt trên bảng 2 Theo mặt cắt Bảo Yên- Bảo Ha, fenpat kali trong mẫu V12 phan ánh bai pha nguội nhanh Ở 18 bước đầu giải phóng từ từ Ar, ta có một bức tranh với 2 mức đẳng nhiệt khác nhau Mức thứ nhất chịu ảnh hưởng thừa Argon (°Ar/°Ar ~ 830) trong khi mức thứ hai ít chịu ảnh hưởng của thừa Argon (°Ar/2°Ar ~ 330) và phản ánh tuổi khá ổn định (trung bình 23.8 + 0.2 ứrn
Sau đó tuổi tăng lên rất nhanh để đạt tới mặt bằng trên biểu đồ (plateau) với
39.5 + 0.6 /n Đường đẳng thời nghịch đảo phần ánh thừa argon và tuổi 37.4 + 0.4 ra Đây là tuổi được xem là cực đại (binh 9A) Như vậy kết quả phản ánh 2 pha nguội nhanh Pha đầu bắt đầu vào 37 £rm và pha hai vao 23 trn Mô hình lan
truyền (difusion) phản ánh hai pha nguội nhanh vao 42 va 23 trn Do thita argon
và năng lượng kích hoạt rất cao, chỉ phần trẻ của chu trình nguội mới được thể
hiện nên quá trình có thể nguội sau 42 /rn 3 mảnh biotit của cùng mẫu cho tuổi
nóng chảy toàn phần ứng với 23+ 0.4 #rm Tuổi này khá phù hợp với kết quả tính
theo mô hình nguội bừ fenpat kali Các mảnh biotit ở mẫu V18 và V20 cho tuổi
23.9 + 0.2 trn va 23.4+ 0.1 #rn đối với phương pháp đốt chảy toàn phần bằng laser
Mẫu V4 tại vùng Tân Hương, Yên Bái gồm biotit và fenpat kali Fenpat kali cho tuổi tương ứng với tuổi ở mẫu V12 Tuổi trung bình 1A 23 + 0.1 #rn Tuổi này xấp xỉ tuổi đẳng thời ở cả hai bước đẳng nhiệt Ứng với giải phóng 29% khí,
đường cong đạt cực đại tại 28.7 /rn
17
2- ĐĐGSH
Trang 1618 'Y12 K-foldapar age spectra HT: 39.5 + 0.6
'V12 K-feldepar inverse isochrones HT: “areas, = 63624] | Uf 2nd stage siepsi 374 +0.4 Ma IP “SArSAri s329:21) | LT tet stage steps: 1a iPr = 8312491 <1 20.4+06Ma | a 308838 sro 257835 TẠO 04 39Ar4ĐAr fog O/ P(e") section D cooling history _ ' 3 | + [sakeamaol logD0+O2)-9.172 8 4 cal |a moaa #f | 4 © Ge a Ope I YEïg AB nà @ 20 “
bà Tác: amphibole section D | site RR19| site RAG
Trang 18
Sau đó chuyển sang đuờng bằng ứng với 27 + 0.1 #n Trên đường đẳng thời
nghịch đảo, các bước đều phản ánh không có hiện tượng thừa argon
Mẫu fenpat kali V1 ở Bãi Đằng cho tuổi giống như V4 và V12 Sự nhiễu loạn
ở bước 17 liên quan tới phân tích Tuổi trung bình là 92.5 + 1 trn Gia tri tuổi cao nhất xác định được là 27 trn Tuéi plateau ứng với giải phóng 24% lượng khí là
25.8‡0.1 /rn, Tuổi đẳng thời nghịch đảo ở bước từ 80 tới 42 (giải phóng 42% lượng
kh? là 25.6+0.5 #rn Biotit xác định bằng nóng chảy laser toàn phần cho tuổi
24.1+0.1rn,
Mẫu lấy tại Núi Gôi, Ninh Bình V126 cho tuổi 27.4 + 0.6 #m với sự thừa
nhẹ Ar Tuổi nghịch đảo đẳng thời là: 27.5 + 0.6m, (hinh 9 B)
Sử dụng các kết quả trước đây của các giả khác nhau, chúng tôi đưa lên biểu đồ phân bố tuổi của các khoáng vat dọc theo đứt gãy Trên biểu đồ này, các mẫu
ở cùng vị trí sẽ được thể hiện trên cùng một đường thẳng đứng
Những khoáng vật nào có nhiệt độ đóng cao hơn sẽ cổ hơn những khoáng vật
oó nhiệt độ đóng thấp hơn Theo đường thẳng đứng, phân bố các khoáng vật sẽ theo trình tự nhiệt độ đóng giảm dần từ trên xuống dưới: amphibon (510 °C), biotit (320 °C), fenpat kali (300-150 “C) Nếu như số liệu phù hợp với toàn khu
vực, ta có thể vẽ được đường đẳng nhiệt dọc theo đới đứt gãy Tuy nhiên, nếu ta đưa lên toàn bộ số liệu đã công bố trước đây, không thể vẽ đươc các đường đẳng
nhiệt một cách đơn giản do những lý do sau: 1) Tuổi không tương ứng với nhiệt độ đóng hoặc các mẫu khác nhau có cùng một khoáng vật có nhiệt độ đóng khác nhau 2) Cấu trúc nhiệt của khu vực quá phức tạp ; 3) Có vấn để trong phân tích số liệu Những công bố của Wang [44,45] cho thấy những khoáng vật ở cùng một mẫu có tuổi mâu thuẫn với nhau, ví dụ biotit trẻ hơn fenpat, Mẫu chuẩn sử dụng già hơn tuổi của DNCV (với biotit, 127.7+ 1.4 trn.)
Tiến hoá nhiệt động và cơ chế chuyển địch trong giai đoạn Paleogen - Mioxen
Từ hầu hết các số liệu đã công bố cho thấy DNCV nguội từ 350 — 150 °Œ trong khoảng 25 tới 22 trn Do thiéu so liệu U-Pb, lịch sử nguội trên 350 °Ơ được dựa trên phân tích fenpat kali (450-300 °C) va amphibol (500-520 °C) Hau hét
amphibol có tuổi 25.8 #rn cho thấy nhiệt độ cao còn kéo dài tới 26 trn
Giải thích đơn giản cho toàn bộ DNCV là nhiệt độ trên 450 °C kéo dài tới 27 trn, roi sau đó nguội rất nhanh Hầu hết đường P-7' xác lập bởi nhiệt áp kế sẽ được tinh tt 27 trn Một số tài liệu cho tuổi gid hon 27 trn Những số liệu này cho thấy
nhiệt độ không cao hơn 450 °Œ đã kéo dài vài triệu năm trước lần nguội cuối cùng
20
Trang 19Bảng 2 Kết quả định tuổi biến dạng bằng phương pháp °°Ar / “°Ar Toa do Phong Khoáng vật | Tuổiplateau | Tuổi nghịch phân tích đẳng thời 22 13 21v 104927117" DCLA biotit 23.14 0.4 DCLA Fenpat K Giải phóng, 23.8+0.2 20.4 + 0.6 12.8% khi 22.6 £0.3 22°: 10°55” Giải phóng, 39.5 +0.6 104° 22*05°ˆ 44 % khí 37.4+0.4 biotit 23.4+0.1 22 1099 - 104° 22705”” Lue Yén 29.0 11002 21° 47°10” 104° 54715” Yén Binh phlogopit 35.5+0.7 21° 24°20” 105° 18739” biotit 24.9 + 0.2 fenpat k khong phang DWskt OF 20° 19°47” GP 6% khí 23+01 227+03 106° 04°34?” 33.5% khi 27+0.1 21.3£0,3 Bai Bang biotit 24.1+0.1 fenpat K không phẳng, 23.9+0.3 GP 6% khí 22.581 21.9 + 0:2, 33.5% khí 25.8+0.1 25.6+0.5 biotit 214+06 | 214£03ˆ 88% khí
DCLA: Dai hoc California tai Los Angeles, My DBP: Dai hoc Blaise Pascal,
Trang 20Biến dạng trong DNCV tương tự như biến dạng của các đới biến chất khác
thuộc đói trượt cát Sông Hồng và thể hiện là dịch trượt bằng trái Tuy nhiên có
điểm khác biệt là mặt phiến ở DNCV nghiêng khá thoái do liên quan với thành
phần tách giãn lớn trong quá trình trượt bằng Dọc theo đới trượt cắt Sông Hồng,
trượt bằng trái xảy ra trong điều kiện nhiệt độ cao, tương ứng với điều kiện nóng chảy vỏ, gradient địa nhiệt ở đây đạt tới 65 ° C/èm, cao nhất so với toàn đới trượt cất Ailao Shan - Sông Hồng Điều này cũng phù hợp với thành phần tách giãn
tang dần về phía Đông Nam Nhìn chung toàn đới trượt
nguội từ nhiệt độ cao xảy ra sau 34 ứrn cho thấy toàn đó
nhiệt động Tuy nhiên, quan sát chỉ tiết cho thấy mỗi dải biến chất có một chế độ
riêng của mình (š„ 10) Điều khác biệt quan trọng là thế nằm của mặt phiến của đải DNCV có thế nằm thoải hơn phù hợp với kết quả nghiên cứu trạng thái ứng suất kiến tạo [24,25] Dọc theo đới trượt cắt Sông Hồng, dịch trượt trái xảy
ra trong điều kiện nhiệt độ cao Đây cũng là minh chứng quan trọng cho thành
phần tách giãn thuộc DNOV Những nghiên cứu về phân bố ứng suất cũng cho thấy thành phần tách giãn tăng dần về hướng Đông Nam [ 94,95] Điều này lý giải cho viêc nâng cao của khối Sông Chảy [20, 37] Để lý giải cho đặc điểm biến dạng dọc đới trượt cắt Ailao Shan - Sông Hồng, chúng ta có thể sử dụng mô hình kiến tạo trình bày ở hình 11, theo đó khối Đông Dương xoay quanh một vòng tròn nhỏ theo chiều kim đồng hồ Theo mô hình này, sẽ tổn tại 3 vùng có chế độ động
lực khác nhau: vùng xiết ép, vùng trượt bằng và vùng tách giãn Đới DNOV thuộc
Sông Hồng, pha ó cùng một chế độ
vùng tách giãn Mô hình này cũng giải thích được vì sao quá trình tách giãn tăng cao về phía Đông Nam cũng như hình thành các khối granit kiểm và nâng lên
của khối Sông Chảy và Bù Khang Mô hình này đã được chúng tôi đưa ra lần đầu tiên khi nghiên cứu trạng thái ứng suất kiến tạo [25] sau này được gọi là mơ hình
khố kéo (xanh tuya) [21]
Tuổi *°Ar/°Ar, xác định đọc DNOV thay đổi từ 37 tới 29 £rn nhưng hầu hết
trẻ hơn 38 #rn Điều đó phù hợp với giai đoạn nguội Paleogen-Mioxen [4, 21, 22,
43, 44] Chi sti dung tuéi "°Ar/°Ar, không xét tới đặc điểm thạch học và cấu trúc, Wang et al [44, 45] đã đi đến kết luận rằng đới trượt cắt Sông Hồng không hoạt
động trước 27 ra Tuy nhiên, phần lớn chuyển dịch trượt bằng trái của đới đứt
gay Ailao Shan ~ Séng Hồng xảy ra trong điều kiện nhiệt độ trên 500 “CƠ, Vượt xa nhiệt độ đóng của Ar, vì vậy tuổi Ar khó có thể phần ánh tuổi của giai đoạn biến chất kịch phát mà chỉ có thể phản ánh tuổi nguội của đới mà thôi
Trang 21on maw oo 4 ws
Hình 10 Đường P-T-t-biến dạng của đới trượt cắt Sông Hồng
a- Dancangshan; b- đới Ailao shan, c- Đới DNCV'
Ngược lại, việc định tuổi các thể granitoit hình thành đồng kiến tạo với dịch trượt bằng phương pháp U-Pb lại có thể định tuổi tối thiểu của giai đoạn biến
chất kịch phát vì các khối granit hình thành đồng thời hoặc muộn hơn Phân tích các mạch granit đồng kiến tạo trong orthogneis thuộc Ailao Shan cho tuổi 31.9 + 0.3 /rn.(mẫu YS13) và 33.1+ 0.2 trn cha Ti-U từ các lớp leueoerat ở Xuelong Shan [48] Nếu chú ý tới các xâm nhập granit kiểm phân bố xung quanh đới đứt gãy Ailao Shan — Song Hồng, ta nhận thấy tuổi của chúng nằm trong khoảng 40 30
(rn Khối Yansun là khối lớn nhất.có tuổi 35 ứrw Có thể giải thích rằng sự xuất
Trang 22
hiện của các khối granit kiểm hoặc liên quan thuần tuý tới trượt trái của đới đứt
gay Ailao Shan — Séng Hồng, làm nóng chảy cục bộ thạch quyển hoặc được bổ sung bởi nguồn nhiệt bên ngoài do Hot Spot [48] Chúng ta có thể phân biệt hai
giai đoạn nguội nhanh của đới trượt cắt Ailao Shan — Sông Hồng Giai đoạn một từ điều kiện biến chất cao nhất tới tướng phiến lục Giai đoạn hai từ tướng đá phiến lục tới bể mặt địa hình hiện tại Thời gian của giai đoạn nguội nhanh bắt đầu từ 28 ứrn và kết thúc vào 23 #rm Trong khoảng thời gian đó nhiệt độ hạ từ 450 "C tới 150 °C Trong phạm vị đới DNOV, duy nhất chỉ có một số liệu cho tuổi fenpat kali ở nhiệt độ thấp (6.5 £rn.) Tuổi này gặp rất phổ biến ở Diancang Shan
[17Ị
Từ đường P-7-, có thể đánh giá tốc độ nâng của đới trượt cAt Ailao Shan — Sông Hồng Ở pha đầu, tốc độ nâng từ 0.4 mm /năm ö Diancang Shan tới 1.6-1.7 mm [năm 6 Ailao Shan vi DNCV Doe theo Ailao Shan, doc theo chiéu dai 400
km thấy có qui luật nâng sớm ở phía Đông Nam và chuyển dần lên phía Tây Bắc
với tốc độ lan truyền 4.8 cm/năm Như vậy nguyên nhân nâng lên ở đây phải mang tính khu vực Mô hình kiến tạo kiểu khoá kéo (xanh tuya) đã được sử dụng để giải thích hiện tượng này [21] Nếu toàn bộ đới trượt cắt Ailao Shan ~ Sông Hồng tuân theo đường tròn nhỏ, thì chuyển dịch sẽ là trượt bằng thuần tuý, nếu không tuân theo đường tròn nhỏ, sẽ có hai miển có tính động lực khác nhau là miền trượt bằng nén ép và miền trượt bằng tách giãn Điểm trung tính sẽ là tiếp
xúc giữa đới đứt gãy với đường tròn nhỏ và là nơi có trượt bằng thuần tuý Như
vậy trong quá trình chuyển địch, đá nằm ở phía Tây Bắc của điểm trung tính trước tiên sẽ bị trượt bằng xiết ép sau chuyển sang trượt bằng thuần tuý khi
trượt qua điểm trung tính rồi chuyển sang chế độ trượt bằng tách giãn (hành 11)
Như vậy tốc độ chuyển dịch của đứt gãy trượt cắt Ailao Shan — Sông Hồng sẽ tương ứng với tốc độ của đá chuyển qua điểm trung tính từ xiết ép sang tách
giãn Trong miền tách giãn các đứt gãy thuận sẽ hoạt động làm nâng trổi Điều đó giải thích vì sao các điểm ở Đông Nam nâng trổi sớm hơn và chuyển dần về phía Tây Bắc Như vậy, sử dụng mô hình khoá kéo, ta còn có thể ước lượng biên độ tối thiểu của chuyển dịch ngang cũng như tốc độ chuyển dịch trượt bằng Nếu
giả định điểm trung tính là cố định, với tuyến đứt gãy dài > 400 kzw của dải biến chất Ailao Shan tuân theo qui luật nâng trổi muộn dần về phía Tây Bắc, có thể
hiểu rằng đã có 400 km chuyển từ vùng xiết ép sang vùng tách giãn qua trung
điểm với tốc độ lan truyền 4.8 em/năm Nói cách khác, biên độ chuyển dịch
ngang tối thiểu là 400 #zw và tốc độ chuyển dịch ngang tối thiểu là 4.8 em /năm
Cần lưu ý, nếu trung điểm chuyển dịch theo thời gian sẽ làm thay đổi ước lượng về biên độ cũng như tốc độ chuyển dịch của đứt gãy Nếu trung điểm không cố
định mà chuyển dịch về phía Tây Bắc, khi đó biên độ và tốc độ chuyển dịch số bị
Trang 23
ước lượng quá cao, còn trung điểm chuyển địch về phía Đông Nam, các giá trị ước
lượng trên sẽ quá thấp Chúng ta nhận thấy DNCV không tuân theo qui luật thời điểm nguội khác nhau Điều đó được giải thích là trong quá trình trượt bằng của đới đứt gãy Ailao Shan —- Sông Hồng, DNCV luôn nằm ở phía Đông Nam của
trung điểm tức là luôn luôn là miền trượt bằng tách giãn)
mem nan causa! nomenon
NAM TRUNG HOA Điểm trung tính vu ng trượt bằng Vùng tách dan he ———— ae sone —— nr
Hình 11 Mô hình xoay của khối Đông Dương cho phép giải thích các vùng nén ép, trượt bằng và
tách giãn liên quan tới chuyển dịch trái của ĐGSH
Theo kết quả phân tích ở mẫu Yn20k, nhiệt độ 150 °Œ ở thời điểm cách đây
5.5 trn (đầu Pliocen) Kết quả này khá phù hợp với một loạt các mẫu ở Diancang Shan Từ 23 tới 5.5 £rn nhiệt độ không đổi, nói cách khác, trong khoảng thời gian
này có một giai đoạn bình ổn kiến tạo, đủ để tạo một bề mặt san bằng Mioxen Thực ra, từ 23 /» tới 17 #rn hoặc muộn hơn, đới trượt cắt Sông Hồng vẫn tiếp tục dịch trượt trái, được phản ánh trong các vi đứt gãy và khe nứt trong tầng cuội kết Neogen Tính chất trượt bằng trái tách giãn đầu Mioxen phần ánh trong
Trang 24
xác định được biên độ nâng 2.8 -3.8 km Nhw vậy tốc nâng trung bình trong Phiocen - hiện đại của đới ĐGSH là 0.5 0.8 mzn/năm
Nhiều nhà địa chất lấy chứng cớ về tầng cuội kết Neogen không bị biến chất,
phân bố dọc thung lũng Sông Hồng, để phản đối hiện tượng chuyển dịch trượt bằng và nâng lên của của DNCV' trong Paleogen -Mioxen sớm Chúng tôi thấy cần phải đưa ra những giải thích sau đây:1) cuội kết Mioxen có tuổi từ 25 #rw tới
ð zrn là một khoảng thời gian rất dài Không có một tài liệu cổ sinh nào xác định
chính xác được cuội kết Mioxen này có tuổi 20 hay 10 #rw hoặc trẻ hơn Pha chuyển dịch kịch phát từ 27 t6i 23 trn rõ ràng không thể làm biến chất các trầm tích thành tạo sau 33 #"m (thậm chí trầm tích Mioxen sớm), gần đây, Nguyễn Xuân Huyện có công bố về tổn tại các tập cuội Boeen trong đó có tới 80% là đá
biến chất phức hệ Sông Hồng từ đó rút ra kết luận là biến chất đã xảy ra trước Joxen Đây là thông tin hết sức thú vị Tuy nhiên, cơ sở nào để tác giả định tuổi
Eoxen? Nếu chỉ dựa vào bào tử phấn hoa thì kết quả cần phải xem xét và xác
định được tuổi của cuội kết là rất khó Tuy nhiên nếu định tuổi của các đá biến chất, có thể xác định được giới hạn dưới của nó; 3) Các trầm tích Mioxen phân bố đọc thung lũng Sông Hồng đã bị ngăn cách với DNCV hay đới trượt cắt Sông
Hồng bởi hệ đới ĐGSH, là các đứt gay tré đang hoạt động tiếp tục trong Ploxen — Hiện Tại Có sự chuyển địch thẳng đứng phân dị theo đứt gãy trẻ này, chuyển động nâng từ sau ð #rm Chính dọc theo đứt gãy trẻ này Vì vậy thậm chí những
trầm tích cổ hơn nhiều như hệ tầng chứa Apatit Cam Đường cũng không bị biến
chất Cần lưu ý, điều đó không có nghĩa trầm tích Mioxen dọc thung lũng Sông
Hồng không bị biến dạng Do hoạt động của đới ĐGSH từ sau 23m, nhiều nơi có
thể quan sát thấy trầm tích Neogen bị dốc đứng như tại bờ phải cầu Yên Bái đi Nghĩa Lộ; 3) Từ 23 #n tới 5 £rn, chuyển địch nâng gần như không đáng kể
Khoảng thời gian gần 20 #zn thừa đủ để san bằng bất cứ một địa hình nào Từ sau ð #n tới nay, với tốc độ nâng trung bình 0.5-0.8 mm/ndm, qua trinh bao mon
có thể cân bằng với quá trình nâng Thảo luận
Chúng tôi thấy cần trình bày với độc giả về thảo luận giữa chúng tôi với GS
Lê Đức An với hy vọng rằng điều này sẽ có ích cho những nghiên cứu tiếp tục sau
này bởi vì việc trao đổi, phân tích những mâu thuẫn, tổn tại là động lực thúc đẩy cho nghiên cứu và phát triển Chúng tôi cho rằng nhiệt độ thành tạo của mẫu đá
phản ánh độ sâu thành tạo, trong khi GS Lé Đức An cho rằng nhiệt độ thành tạo
Trang 25
điểm đó mẫu đá nằm ở dưới mặt địa hình là 3.3-3.8 km, đến nay mẫu đá lộ ra ở trên mặt, tức là có 2.3-3.8 km đá bị bóc đi, vì vậy tốc độ ở đây chỉ là tốc độ bóc
mòn Chẳng hạn mẫu đó nằm trong lòng một khối núi cao 2.8 -3.8 #, nay khối
núi đó bị bóc mòn hết với tốc độ 0.B-0.8 mưnu/năm và mẫu đá được lộ ra trên mặt bóc mòn ở độ cao 0.0 = 0.1 #zm thì đây là trường hợp mà mẫu đá không được nâng
hoặc hạ đáng kể Chúng tôi cho rằng đây là lập luận hết sức logic Tuy nhiên, với
logic như vậy, G8 Lê Đức An đã chấp nhận rằng mặt đẳng nhiệt hoàn toàn song song với bể mặt địa hình tại thời điểm quan sát Điều này không đúng với quan sát về phân bố địa nhiệt của vỏ Trái Đất Với mức xấp xỉ bậc nhất, mặt đẳng nhiệt song song với bề mặt geoid của Trái Đất và nhiệt độ không khí sẽ ứng với
độ cao mực nước biển sau đó tãng dần theo độ sâu phụ thuộc theo gradient địa
nhiệt Những biến đổi thứ cấp của mặt đẳng nhiệt sẽ phụ thuộc vào chế độ kiến
tạo được phản ánh qua gradient địa nhiệt hoặc phụ thuộc vào chế độ mác ma của
khu vực Ví dụ, ở những vùng tách giãn, vỏ Trái Đất mỏng như trũng Sông Hồng
mặt đẳng nhiệt đâng lên rất cao (gradient địa nhiệt cao) Mặt đẳng nhiệt có thể
đâng cao dọc đới trượt cắt do ma sát như dọc đới ĐGSH hoặc những vùng có thân macma trẻ, hot spot Ở những nơi có sự tăng bể dày của vỏ như vùng núi eao, có thể quan sát thấy mặt đẳng nhiệt chìm xuống ngược lại với sự nhô cao của bề
mặt địa hình Sự thay đổi này trên một diện rộng hàng trăm *#zm chứ không phải
một vài kzn Tóm lại, bể mặt đẳng nhiệt không lượn song song theo bề mặt địa
hình mà còn có xu thế ngược lại Nếu mẫu đá nằm ở độ sâu ứng với 150 “Œ ,
chúng tôi hiểu là nó nằm ở mặt đẳng nhiệt 150 °Ơ Nay nó nằm ở mặt đẳng nhiệt 25 °C thì eó thể hiểu là nó được nâng lên ứng với chênh eao của 9 mặt đẳng nhiệt đó Rõ ràng cách xấp xỉ gần đúng bậc nhất của chúng tôi là hợp lý hơn nhiều Trong những trường hợp cần hiệu chỉnh chính xác hơn, phải dựa vào các ảnh hưởng thứ cấp mà chúng tôi đã nêu trên là nguyên nhân kiến tạo và maema Nếu
muốn hiệu chỉnh ảnh hưởng gián tiếp của địa hình tới bể mặt đẳng nhiệt cho
những vùng rộng lớn thì phải hiệu chỉnh theo xu thế mà chúng tôi đã nêu trên là chìm xuống ở vùng núi cao và nâng lên ở cùng sụt chìm, tách giãn
Khi bàn tới vấn đề về sự ổn định nhiệt độ trong khoảng thời gian 23 tới 5
trn, chúng tôi cho rằng đây là giai đoạn bình ổn kiến tạo, là chứng có của tôn tại bé mặt san bằng vào Mioxen Theo chúng tôi quá trình san bằng có thể bắt đầu
từ 28 và chính xác hơn từ 17 #w và kết thúc vào khoảng 5 £rn trước đây G8.Lê Đức An cho rằng hiện tượng nhiệt độ không đổi có thể cắt nghĩa là khoảng cách
từ mẫu phân tích tới bể mat địa hình giai đoạn đó không đổi, Khi đó khu vực nghiên cứu không bị tác động đáng kể của quá trình bóc mòn hoặc tích tụ Đi vào
chỉ tiết, ông giải thích như sau: một mặt san bằng hình thành từ một vùng núi
thì có một khối lượng lớn đất đá được mang đi biến một địa hình núi thành địa
Trang 26"X- “ nh
hình đổi núi sót hoặc đồng bằng bóc mòn (mặt san bằng), và các thể đá biến chất hoặc macma lúc đầu nằm ở đưới sâu sẽ ngày càng gần mặt đất hơn, do đó điều
kiện nhiệt độ, áp suất ngày càng giảm đi cùng với quá trình san bằng địa hình, để cuối cùng đá đó được bóc lộ trên mặt đất Chúng tôi nhất trí với ông về quá trình phát triển chung của bề mặt san bằng nhưng không nhất trí với ông ở xuất phát điểm quan trọng là ông luôn luôn coi rằng mặt đẳng nhiệt song song với bể
mặt địa hình cho dù nó có uốn lượn như thế nào Một vị trí nào đó nếu có thể bị bóc lộ trong một quá trình san bằng thì áp suất có thể giảm nhưng nhiệt độ thì
không giảm dần theo thời gian vì vị trí đó đã ứng với mặt đẳng nhiệt trên cùng là nhiệt độ không khí Trong trường bợp mẫu nằm trong mặt đẳng nhiệt 150 °C và tổn tại suốt trong khoảng thời gian từ 23 tối 5 trn cho thấy trong thời gian đó
mặt đẳng nhiệt không thay đổi, quá trình nâng không đáng kể trong khi quá
trình bào mòn luôn bào chỗ cao, lấp chỗ thấp và công việc này luôn thực hiện
trong đới đẳng nhiệt ứng với nhiệt độ không khí Mẫu đó chỉ bị bào lộ trong bề mặt địa hình hiện nay nhờ quá trình nâng và bóc mòn xảy ra sau ð frn
Một vấn để cũng rất thú vị là liệu có tổn tại bể mặt san bằng Eoeen hay không? Trong những công trình gần đây [14,15], GS Lê Đức An có xét tới bề mặt Đông dương ứng với độ cao 2600 mét Do khuôn khổ của bài viết này chủ yếu tập
trung vào đới Sông Hồng nên chúng tôi không muốn thảo luận ở đây, tuy nhiên
trong những công bố trước đây [30], chúng tôi đã đưa ra bằng chứng cho thấy khó
có thể tổn tại bể mặt san bằng Oligoeen
Hoạt động kiến tạo trẻ của đới ĐGSH
Đới đứt gãy Sông Hồng, kéo dài gần 1000 #zm từ Tibet tới Biển Đông Trên
ảnh vệ tinh, ĐGSH thể hiện cấu trúc dạng tuyến rõ nét Nghiên cứu hoạt động
kiến tạo trẻ của đới đứt gấy này có ý nghĩa đặc biệt quan trọng cả về mặt khoa học và thực tiễn Cơ chế biến dạng thạch quyển hiện đang là để tài tranh luận quốc tế sôi động giữa nhiều nhóm hghiên cứu Nhóm các nhà nghiên cứu
Housseman, England cho rằng do đụng độ của mảng Ấn Độ với mảng Châu Á,
biến dạng tập trung chủ yếu tai noi đụng độ, thể hiện bởi sự xiết ép và tăng chiều dày thạch quyển Mô hình biến đạng này cho rằng sự thúc trượt ngang là không
đáng kể và nếu có cũng bị hấp thụ bởi các đứt gãy phương á kinh tuyến như đứt gãy Kangting ở Vân Nam Trung Quốc Theo mô hình này, mảng Châu Á không bị
thúc trượt (Extrusion) do đụng độ của hai mảng Ấn Độ và Châu Á Mô hình biến
dạng thứ hai coi mảng Ấn Độ như một mảng cứng, mảng Châu Á bị biến dạng
theo cơ chế đòn dẻo một phần bị biến dạng tăng chiều dày thạch quyển Xiết ép
xảy ra dọc đới đụng độ, một phần biến dạng xảy ra đọc các đới đứt gãy trượt
Trang 27
bằng Chuyển dịch trượt bằng trái đọc đứt gãy Antyl tag và trượt bằng phải dọc
DGSH lam mang Nam Trung Hoa bị thúc trượt về phía Đông Như vậy ĐGSH là _ đới chìa khoá để kiểm chứng các mô hình biến dạng thạch quyển Bên cạnh câu
hồi về hướng chuyển dịch của mảng thạch quyển, người ta đồng thời quan tâm tới
quy mô chuyển dịch và tốc độ chuyển dịch của các mảng Hiện nay đang có một mâu thuẫn lớn giữa các số liệu về tốc độ dịch trượt tính từ moment động đất với tốc độ dịch trượt tính theo tài liệu địa chất Giá trị tốc độ dịch chuyển của đứt gay Altyl-tag tính từ moment động đất nhỏ hơn tốc độ xác định từ tư liệu địa mạo
địa chất hàng chục lần Số liệu đo trắc địa bằng phương pháp giao thoa tần số
thấp tại Thượng Hải cho thấy mảng Nam Trung Hoa dịch chuyển về phía Đông
và tốc độ trên 10mm/ năm Nếu tính tới khả năng xoay ngược kim đông hồ của mảng Nam Trung Hoa thì có thể dự báo tốc độ dịch ngang dọc đới ĐGSH cũng
lớn hơn 10mm/ năm Dự báo này có vẻ mâu thuẫn với việc vắng mặt các trận động đất lớn dọc đới Sông Hồng chúng ta sẽ quay trở lại vấn đề này khi xem xét
cụ thể các số liệu khác nhau bàn về chuyển dịch đói ĐGSH
Bên cạnh việc nghiên cứu hướng và tốc độ chuyển dịch trung bình của đới
ĐGSH, chúng ta cần làm sáng tỏ quá trình chuyển dịch này bắt đầu từ khi nào
và tốc độ chuyển dịch hiện nay Nghiên cứu chuyển dịch của ĐGSH còn có ý
nghĩa quan trọng cho việc xem xét khả năng tổn tại các bể mặt san bằng trên
lãnh thổ miền Bắc Việt Nam cùng với tốc độ xói mòn trong khu vực
Ngoài ý nghĩa khoa học, nghiên cứu kiến tạo trẻ dọc đới Sông Hồng có ý
nghĩa thực tiễn trong việc phòng chống và giảm nhẹ thiên tai Đới ĐGSH, Sông Chảy chạy sát hồ thuỷ điện Thác Bà và các thị xã Lào Cai, Yên Bái, Việt Trì, trên
đồng bằng Sông Hồng, đới ĐGSH cắt qua hệ thống đê Việc đánh giá nguy hiểm động đất, nứt đất cần thiết phải dựa trên tính chất đứt gãy, kích thước các
đường chấn đoạn và mức độ hoạt động trong giai đoạn hiện tại của đới ĐGSH
Trên cơ sở phân tích địa mạo và viễn thám, chúng tôi trình bày các kết quả nghiên cứu về động hình học của đới ĐGSH và lân cận xảy ra trong giai đoạn Pliocen - Đệ Tứ, chủ yếu trong khoảng thời gian 150.000 năm trở lại đây Các đứt
gãy chính được xem xét gồm DGSH với hai nhánh đứt gãy bờ trái và bờ phải Sông Hồng, đứt gãy Sông Chảy và đứt gãy Sơng Lơ Ngồi ra, chúng tôi có xem xét
tổng hợp từ các tài liệu biến chất, biến đạng, ứng suất, trầm tích, địa vật lý để xác định thời điểm bắt đầu của giai đoạn kiến tạo mới này Những điểm mới được trình bày ở đây là:
Vạch chính xác vị trí của các đứt gãy trẻ, thể hiện như những đường chấn đoạn không liên tục của ĐGSH, Sông Chay và Sông Lô Kích thước và vị trí các đường chấn đoạn là cơ sở quan trọng để đánh giá địa chấn kiến tạo sau này
Trang 28Xác định hướng chuyển dịch và biên độ chuyển dịch của các đứt gãy dựa trên dấu hiệu của địa mạo và viễn thám
Đưa ra những ước lượng ban đầu về tốc độ chuyển dịch trung bình của các
đút gãy trong khoảng thời gian khác nhau dựa trên các qui luật phát triển của
địa mạo Đưa ra chứng cớ về thay đổi cơ chế biến dang cha đứt gãy Sông Lô
Xác định của pha bắt đầu chuyển dịch phải muộn hơn 5 #n
Chúng tôi thấy cần phải phân biệt khái niệm đứt gãy trẻ và đứt gãy đang hoạt động Ở đây, khái niệm đứt gãy trẻ được hiểu đứt gay có dấu hiệu hoạt động
từ Pliocen tới ngày nay Khái niệm đứt gãy đang hoạt động được hiểu theo theo
định nghĩa của uỷ ban đập lớn quốc tế: là các đứt gãy có dấu hiệu hoạt động từ
Holoeen tới ngày nay Các đứt gãy trẻ trên đều có dấu hiệu hoạt động trong Holocen nên đều được coi là đứt gãy đang hoạt động
Thời điểm bắt đầu chuyển dịch trượt bằng phải
Đối ĐGS§H kéo dài theo phương Tây Bắc - Đông Nam, là ranh giới giữa
Mảng Nam Trung Hoa và mảng Đông Dương - Sundaland Trên lãnh thổ Việt Nam, đới ĐGSH được đặc trưng bởi đổi biến chất DNCV, kéo đài của các đới biển chất DiancangShan và AilaoShan trên lãnh thổ Vân Nam Trung Quốc Đó là một đới biến chất hẹp, bề rộng chừng 10 #z Các hoạt động dịch trượt trái đọc đới
Sông Hồng xảy ra từ Paleogen- Neogen làm mảng Tây Nam hướng dịch chuyển
tương đối về phía Đông Nam với biên dd hang tram km (Tapponnier va nnk
+990; Leloup va nnk, 1993, 1995, Phan Trọng trịnh và nnk, 1991, 1995) Đới
biến chất DNCV 1a một đới trượt cắt (shear zone), trong điều kiện biến đạng sâu, nhiệt độ cao Quá trình dịch trượt làm tăng nhiệt độ, dẫn tới làm tái nóng chảy
cục bộ những đá có thành phần axít và phát triển quá trình miematit và 8ranit
đồng sinh Đới biến chất sâu DNOY giới hạn về phía Đông Bắc bởi đứt gãy Sông Chảy, về phía Tây Nam bởi ĐGSH Thực chất đó là hai đứt gãy chính có biểu hiện hoạt động trong giai đoạn hiện nay và chúng là đối tượng nghiên cứu ở đây Mặc dù các nghiên cứu trước đây C*han Trường Thị, 1965) cho rằng đới biến chất DNCV có tuổi Protesozoi nhưng kết quả nghiên cứu có hệ thống gần đây cho thấy là dấu vết chủ yếu của đối shaar zone có tuổi Kainozoi Phân tích các đá granit
đồng sinh, bị phiến hoá trong đá gneis bị biến dạng bằng các phương pháp U/Pb
và Ár 39/ Ar 40 trên nhiều khoáng vật khác nhau như zircon, monazite, titanite,
amphibole, cho tuéi tt 35 toi 23 tn (Tapponnier nnk, 1990 Seharer và nnk 1990,
Trang 29
[Cac dit gay dang hoat dong tiết gay khu eye
Sy Bet gay thuận i { SN tht siy địa phương | Các kỷ biêu khác — 4 Cếu trúc dạng yến + (true ốp nếp hay eo ‘hd mat phan phiéni Đường ide gk Tae ELLE EEA x 3
Hình 12 Phân bế đới đứt gãy đang hoạt động Sông Hồng
Chúng ta cần trả lời một câu hỏi quan trọng khác là: Chuyển động trượt bằng phải của hệ thống ĐGSH bắt đầu từ bao giờ? Nghiên cứu trạng thái ứng suất kiến tạo cho thấy trường nén ép Ð-7' xảy ra trong Mioxen còn trường nén ép B-N, tách giãn D-T xay ra trong Pliocen (Phan Trọng Trịnh, 1993) Tại Vân Nam Trung Quốc, tất cả các thành tạo trước PHocen đều bị uốn nếp do nén ép Đông
Tây trong khi các thành tạo Plioeen bị phân cắt bởi đứt gãy tách giãn, phương B- N Gác khe nứt này được hình thành trong trường ứng lực nén ép á kinh tuyến và
tách giãn á vĩ tuyến Mặt khác, trong đá gneis, plagiogranit trong đới biến chất
Sông Hồng có tuổi từ 33 tới 23 #rn, phân tích điều kiện nhiệt động P-7' cho thấy chúng được hình thành ở điều kiện nhiệt độ 600 - 750° và áp suất là 3-4 kb
Trong khoảng 23 tới 15 /rn, đồng thời với chuyển dịch trái, đới Sông Hồng được nâng lên, đường biến đổi P-7 cho thấy nhiệt độ giảm dân tới 300° ở vùng Dankangsan, 150 -200 6 DNCV va kéo dai cho tdi 5 trn (Leloup, 1993, 1995,
Trang 30
Phan Trọng Trịnh và nnk, 1998) thì tiếp tục bị nâng lên mạnh Giai đoạn bình
ổn kiến tạo có lẽ kéo đài sau 15 tr tới 5 tr năm hoặc sớm hơn một chút Đó là
chứng có tổn tại cho bề mặt san bằng Mioxen muộn (Phan Trọng Trịnh và nnk.,
1999) Các nghiên cứu bổn tring Sông Hồng với mục đích tìm kiếm dầu khí đều
công nhận bất chỉnh hợp giữa Mioxen và Phoeen và cho rằng quá trình nén ép
xảy ra cuối Mioxen Chúng tôi đã xem xét một loạt mặt cắt địa chấn của Petrovietnam , công ty dầu khí Úc Anzoi và công ty đầu khí Pháp Total, nhận thấy ngoài bất chỉnh hợp góc giữa tầng Mioxen và Pliocen, tại một số đới hẹp, có thể quan sát thấy uốn nếp liên quan quá trình nén ép, phát triển cả trên trầm tích PHocen Điều đó chứng tỏ pha nén ép xảy ra vào cuối Mioxen và tiếp tục vào đầu PHiocen Pha nén ép này không chỉ quan sát thấy trên bổn trũng Sông Hồng, vùng đảo Bạch Long Vĩ mà cả ở Phú Thọ mà chúng tôi để cập dưới đây Vì Vậy có
thể cho rằng quá trình chuyển dịch trượt bằng phải - tách giãn của ĐGSH bắt đầu muộn hơn 5 ứrn i
Động hình học của đới ĐGSH và lân cận
Để xác định đứt gãy đang hoạt động chúng tôi đã xử dụng phương pháp viễn thám và quan sát địa mạo trên thực địa ảnh vệ tinh Landsat, Spot, anh may bay
và bản đổ địa hình tỷ lệ 1:50.000 đã được xử dụng để vạch vị trí và hình học của
đút gấy (hình 12,13) Trong vùng Vân Nam, ĐGSH thể hiện một đường thẳng từ Mindu tới sát biên giới Trung Quốc với Việt Nam, chúng được thể hiện bởi hai
nhánh, một nhánh chạy dọc theo thung lũng Sông Hồng, chuyển dịch trượt bằng phải, nhánh thứ hai thể hiện là một đứt gãy thuận (Allen và nnk, 1984) Điều này được giải thích là hai đứt gãy sẽ nhập làm một đứt gãy duy nhất ở dưới sâu, với phương chuyển dịch nghiêng Tốc độ chuyển dịch của đới ĐGSH đã được đánh giá từ 3 - 8mm/ nam (Allen va nnk, 1984) Đoạn ĐGSH từ Mindu tới sát biên giới
Việt nam mặc dù được phản ánh rất rõ nét về dia mao nhưng hầu như không
thấy xuất hiện động đất trong khoảng thời gian vài trăm năm trở lại đây Điều
này có thể xảy ra hai khả năng, khả năng thứ nhất là ĐGSH chuyển dịch dưới
dang Crip, khi đó biến dạng chỉ tập trung dọc đứt gãy, ma sát đứt gãy nhỏ, năng lượng không tích luỹ nên sẽ không có động đất xảy ra Khả năng thứ hai là đứt
gãy bị khoá trong giai đoạn hiện tại, ứng suất được tích luỹ dọc đứt gãy nhưng
chuyển dịch ở vùng sát đứt gay không đáng kể Trong trường hợp này có khả năng phát sinh những trận động đất lớn đọc theo đứt gãy
Trang 31tuyến đường Hà Nội - Yên Bái, nơi đứt gãy Sông Chảy cắt qua có thể quan sát thấy các đứt gãy nhỏ trong đá phiến gneis Các đứt gãy cất và làm xê dịch tầng
phong hoá của đá gneis Đứt gãy phân bố dạng chùm hoa được hình thành trong
điều kiện xiết ép
LẺ viưi dứt py _ sô
Hình 14 Đứt gãy Sông Chay cat qua đập số 9 của hồ thuỷ điện Thác Bà Quan sát từ ảnh vệ tinh SPOT
Điều này có vẻ mâu thuẫn với trạng thái ứng suất trượt bằng, tách giãn trong vùng Tuy nhiên đối sánh với các mặt cắt địa chấn trên bồn trũng Sông Hồng, ta nhận thấy quá trình xiết ép xảy ra mạnh mẽ vào cuối Mioxen đã xây ra phổ biến dọc bổn trũng Sông Hồng, và còn tiếp tục vào đầu Phiocen Chứng cơ cho
hoạt động xiết ép tiếp tục vào đầu Pliocen là bề mặt ranh giới Mioxen - Pliocen
tại nhiều nơi bị uốn nếp biến dạng Đứt gãy Vĩnh ninh là ví dụ điển hình của đứt gãy đổi pha hoạt động từ tách giãn đầu Mioxen sang nén ép cuối Mioxen Như
vậy cấu tạo xiết ép mà ta quan sát trên xảy ra đồng thời với đứt gãy Vĩnh Linh và nhiều cấu tạo uốn nếp khác trên bồn trũng Sông Hồng vào cuối Mioxen và kết thúc vào đầu Pliocen
Đứt gãy đang hoạt động Sông Hồng chạy dọc rìa Tây Nam của đới biến chất DNCV, ứng với ĐGSH mô tả truyền thống trong các văn liệu địa chất trước đây Từ ảnh vũ trụ Landsat, nó được thể hiện là đới đứt gãy duy nhất chạy dọc thung
lũng Sông Hồng Tuy nhiên, phân tích chỉ tiết cho thấy đứt gãy hiện đại Sông
Hồng thể hiện bằng hai đứt gay chính chạy theo hai bờ phải và trái Chúng không kéo dài liên tục mà phân thành từng đoạn Tuỳ từng vị trí, đứt gãy bờ trái
Trang 32Sông Hồng thể hiện rõ nét hơn đứt gãy bờ phải hoặc ngược lai (hinh 15, 16)
290 nr
Hình 15 Đứt gãy đang hoạt động vùng thị xã Lào cai
Quan sát từ ảnh máy bay
í_ VỊ trí đứt gay ely)
Trang 33Tại Lào Cai, đứt gãy bờ trái thể hiện rõ trên ảnh máy bay và thể hiện
là đứt gãy trượt bằng,
đứt gãy bên bờ phải phân thành nhiều bậc gồm các đứt gãy nhỏ, có biểu hiện của đứt gãy trượt bằng thuận (hinh 17) Tại vùng Bảo Hà có thể xác định được biên độ dịch phải của suối dao động từ 150 tới 250m dọc theo đứt gãy ở bờ trái Sông Hồng trong khi đứt gãy ở bờ phải phân thành nhiều đoạn ngắn Bờ trái
@ Viridúứtgay
Hình 17 Đứt gãy đang hoạt động vùng thị xã Lào cai
Quan sát từ ảnh máy bay
Sông Hồng quan sát thấy dấu hiệu của chuyển dịch thẳng đứng
Chuyển xuống vùng Ngòi Hút và Ngồi Thia, bên bồ phải có thể quan sát
thấy nhiều nhánh đứt gãy khác nhau,
có dấu hiệu của chuyển dịch thẳng
đứng và đứt gãy trượt bằng Nhánh
đứt gãy bên bờ trái Sông Hồng lại thể
hiện tương đối md nhat (Ainh 18)
Tại vùng Yên Bái, hai nhánh đứt
gãy chính đã phân thành nhiều đứt gãy nhỏ hơn Các đứt gấy chạy theo
rìa phải Sông Hồng thể hiện khá rõ
nét Biên độ chuyển dịch khó xác
dinky
Các nhánh của DGSH tiép tuc
quan sát thấy ở Phú Thọ Các nhánh đứt gãy tiếp tục phân thành các nhánh đứt gãy nhỏ hơn, tiếp tục kéo dài tới Delta Sông Hồng Đáng chú ý
Trang 34
thị xã Hoà bình Một số nhánh khác tiếp tục chạy theo phương TB-ĐN Tại vùng Đầm Mô - Ngải Sơn, vẫn có thể quan sát thấy đấu vết của đứt gãy trẻ
Trong hệ thống ĐGSH, Ngoài các ĐGSH và Sông chảy, cần phải tính tới đứt gãy Sông Lô Đứt gãy Sông Lô thể hiện chủ yếu là đứt gãy trượt bằng phải ở vùng Tuyên Quang Biên độ chuyển dịch phản ánh qua độ lệch của Sông Lô tới 1 bm Nhưng dọc theo sườn Tây Nam dãy Tam Đảo, đứt gãy thể hiện chủ yếu là một đứt gãy thuận Các mặt pha sét tam giác thể hiện rất rõ nét cả trên ảnh vệ
tỉnh và quan sát thực địa Dựa vào hiện diện của các mặt pha sét tam giác, chúng
ta oó thể xác định hướng cắm của đứt gãy Sông Lô nghiêng về hướng Tây Nam (Phan Trọng Trịnh và nnk, 1994)
Tốc độ chuyển dịch phải của đứt gấy
Một vấn đề quan trọng là đánh giá tốc độ chuyển dịch của các đứt gãy chính của đới ĐGSH Khó khăn lớn nhất ở đây là chúng ta không biết được tuổi địa hình cũng như tuổi của mạng lưới sông suối Trong nghiên cứu trước đây, dựa trên giả định về tuổi của sông suối, một số tác giả đã xác định được tốc độ chuyển dịch của ĐGSH trong phần lãnh thổ Trung Quốc là 3 —8 mm./nšm (Allen va nnk., 1984), hoặc vài mmưn /năm (Lacasin va nnk, 1994)
8 Vị trí đứt gây 0 1 2Km
Hình 19 Đứt gãy Sông Lô rìa Tây Nam Tam Đảo thể hiện rõ mặt pha sét tam giác
Trang 35Bảng 3 Biên độ chuyển dịch ngang của các đứt gãy Tên đứt gãy Biên độ ngang Biên độ Giá trị nhỏ nhất (m) Ngang,lớn trung bình () nhất (m)
Dit gay Song Chay 220 +40 2000 + 50 560 Dit gãy bờ trái Sông Hồng 170 + 40 450 + 50 360
Đứt gãy Bờ phải Sông Hồng 150 + 40 700 + 50 300 Dit gay Song LO 2 2500+ 50
Dựa trên kết quả đo trắc địa lặp từ năm 1960 tới năm 1980, các nhà trắc địa
cũng đã đánh giá tốc độ chuyển dịch của đới ĐGSH trong giai đoạn hiện đại Tốc
độ trượt bằng của tồn đới sơng Hồng — Sông Chảy được đánh giá cỡ 23mm /năm (Trần Đình Tô và nnk, 1991) hoặc tốc độ biến dạng 1.2 + 0.2ød /năm ứng với tốc độ 12 + 2 mưu năm trên 10 km của cả 2 đứt gãy chính sông Hồng, Sông Chay
(Dương Chí Công và nnk, 1994) Dựa trên kết quả đo bố sung GPS, có sử dụng
những số liệu đo trắc địa trước đây, tốc độ biến đạng trượt được đánh giá với mức xác xuất 95% không vượt quá 0,6 trad /năm ứng với tốc độ trượt bằng 6mzn Í năm, trên khoảng céch 10 km (Duong Chi Công và Feigle, 1999) Đáng lưu ý các giá
trị xác định về tốc độ biến dạng đều nằm trong sai số Điều đó giải thích vì sao
các kết quả đo trắc địa rất khác nhau mặc dù cùng sử dụng cùng nguồn số liệu
Sau đây là những kết quả đánh giá tốc độ chuyển dịch trẻ của đới ĐGSH - Sông Chảy do chúng tôi lần đầu tiên đưa ra (Phan Trọng Trịnh và nnk., 2000)
Để đánh giá sơ bộ tốc độ trung bình của đứt gãy trong giai đoạn Đệ Tứ
muộn, chúng tôi đã thử đánh giá theo 2 phương án khác nhau
Phương án 1: Tuổi của các dòng suối nhỏ có thể xác định được nếu biết
được tốc độ phát triển của suối theo thời gian Đây là phương pháp đơn giản nhưng rất hiệu quả Tuy nhiên, trong vùng của chúng ta, chưa có một công trình nào nghiên cứu về tốc độ phát triển dòng nên chúng tôi tạm lấy số liệu tính cho hệ thống suối ở California, tối thiểu là 100 — 150 mm /năm và tăng thêm 50% do tính tới điểu kiện nhiệt đới ẩm Sau khi đo chiều dài suối bị đứt gãy cắt qua, dùng hệ số trên , chúng tôi ước lượng tuổi của dòng suối đó rồi tính tốc độ chuyển dich của đứt gãy Kết quả ước lượng tốc độ chuyển dịch ngang của đứt gãy được
trình bày ở bảng 4
Phương án 2: Do vùng nghiên cứu ở mực cao địa hình dưới 100 mét nên chịu
tác động mạnh của thay đổi mực nước đại dương Bất cứ biến đổi toàn cầu nào
cũng ảnh hưởng tới sự phát triển mạng lưới sông suối trong khu vực Theo các tài
Trang 36liệu nghiên cứu khu vực thì Việt Nam nói riêng cũng như tồn thể Đơng Nam Á
nói chung chịu ảnh hưởng của các chu kỳ băng Hà như chu kỳ băng hà Wum xảy ra cách ngày nay 19.000 =18.000 năm Nếu giả định, các dòng suối nhỏ được hình
thành trong chu kỳ băng hà Wum, chúng ta có thể xác định tốc độ chuyển dịch
của đứt gãy như ở bảng 4 chu kỳ băng ha Riss xay ra theo các đợt cách ngày nay
55.000, 110 000, 150.000 ndém Do chu ky Wum xay ra mang tinh đột biến, trong
khi chu kỳ Riss xảy ra lâu dài hơn nên có thể giả thiết mạng lưới suối nhỏ hình thành sau chu kỳ băng ha Riss cách đây từ 55.000 — 150.000 nam, ta sẽ ước lượng được tốc độ chuyển dịch của các đứt gãy như bảng ð(3)
Bảng 4 Đánh giá tốc độ chuyển dịch ngang trung bình của các đứt gãy theo tốc độ kéo dài suối
Tên đứt gãy Gia tri Trung Binh (mm/ndm)
Distt gay Song Chay 5415
Đứt gãy bờ trái Sông Hồng 4.0+1.8
Đứt gãy Bò phải Sông Hồng 17+ 1.5
Trước chu kỳ băng hà Wum khu vực Đông Nam Á chịu tác động mạnh của chu kỳ băng hà Riss Nếu giả thiết mạng lưới suối nhỏ hình thành sau chu kỳ
băng hà Riss cách đây 55.000 đến 150.000 năm, ta sẽ ước lượng được tốc độ chuyển dịch của đứt gãy như bảng ð 5o sánh kết quả theo phương án 1 ở bảng 2
với kết quả tính trong bảng 5), ta thấy kết quả tương đối phù hợp nhau Trong
đó tốc độ chuyển dịch ngang của đứt gãy Sông Chảy và đứt gãy bờ phải Sông
Hồng tính theo phương án 1 nhỏ hơn giá trị tinh theo bang 5(2) của phương án 2,
trong khi tốc độ của đứt gãy bờ trái sông Hồng lại lớn hơn
Rõ ràng kết quả đánh giá trong bảng ð(U) và 52) rất khác nhau và chúng ta chỉ có thể chọn một trong hai khả năng đó Chúng tôi chọn kết quả ước lượng theo bảng 5(2) vì những lý do sau đây:
Ghu kỷ băng hà Wum xảy ra trong khoảng thời gian ngắn trong khi chu ky bănh hà Riss xảy ra trong khoảng thời gian dài hơn nên ảnh hưởng của nó tới sự
phát triển sông suối lớn hơn
Ước lượng theo bảng ð5(2) khá phù hợp với kết quả xác định theo phương án 1
Ước lượng theo bảng 5(2) khá phù hợp với kết quả đánh giá về tốc độ chuyển dịch ngang trung bình trong Pliocen- Đệ Tứ mà chúng tôi sẽ trình bày dưới đây
trong khi đó giá trị tước lượng theo bảng 3(1) lớn hơn giá trị trung bình trong
Pliocen - Đệ Tứ gấp hơn 10 lần
Trang 37
Ước lượng theo bảng 5(2) phù hợp hơn nhiều nếu so với kết quả xác định tốc độ chuyển dịch ngang bằng phương pháp trắc địa Kết quả đo trắc địa theo hệ thống định vị toàn cầu GP8 gần đây nhất có kết hợp với trắc địa tam giác đạc
truyền thống xác định với xác xuất 95%, tốc độ chuyển động trong giai đoạn hiện
đại không vượt quá 6mm trên khoảng cách 10 km, (Dương Chí Công và nnk,
1999) Nếu tính theo bảng 5(1) thì giá trị chuyển địch ngang trung bình này không vượt quá 54,5 mưn năm Giá trị này lớn gấp 10 lần so với giá trị tới hạn xác định bằng phuwong pháp trắc địa trong giai đoạn hiện đại Theo qui luật
thông thường tính cho nhiều nơi trên thế giới thì tốc độ trung bình tính cho
khoảng thời gian ngắn luôn cao hơn giá trị trung bình tính cho khoảng thời gian đài hơn Qui luật đó bị vi phạm đặc biệt nghiêm trọng trong trường hợp này Nếu
kết hợp kết quả theo cả phương án 1 và kết quả trình bày trong bảng 5(2) của phương án 9, chúng tôi có thể ước lượng tốc độ chuyển dịch ngang của các đứt gãy trong khoảng thời gian 150.000 năm trở lại, như trên bảng 5(8)
Bảng 5 Đánh giá tốc độ chuyển dịch ngang trung bình (mm/năm) của các đứt gãy theo chu ky bang ha Wum va Riss
{1) Khoảng thời gian | (2) Khoảng thời gian (3) Khoảng thời gian Tên đứt gãy (năm trở lại đây) (năm trở lại đây) (năm trở lại đây)
12.000-18.000 S5.000- 50.000 150.000 Đứt gãy Sông Chảy 15.5 + 5.5 2.9+1.7 2741.6 Đứt gãy bờ trái Sông Hồng 124+5.2 23 25 Bi AT
Đứt gãy Bờ phải Sông Hồng 11.0+4.9 2n TÔ 193415
Với biên độ chuyển dịch lớn cỡ km, gid thiét 1A các sông lớn hình thành trong
giai đoạn cuối Pliocen - Đệ Tứ, tuổi 1— 9 #rn và tuổi sông Lô từ 1 — 4 #rn khi đó
có thể ước tính được tốc độ trung bình:
Bảng 6 Tốc độ trung bình chuyển dịch ngang
cho khoảng thời gian Pliocen - Đệ Tứ
Tên đứt gãy Giá trị Trung Binh (mm/nam)
Dit gay Song Chay 15+05 Dutt gay Song Lo 1.5+1.0
Biên độ chuyển dịch thẳng đứng của đứt gãy Sông Chảy hầu như không đáng kể Biên độ chuyển dịch thẳng đứng của một số đoạn đứt gãy thuộc bờ trái
Trang 38ừ 10 đến 1õ mé¿ Nếu giả thiết các mặt liên quan tới chuyển dịch trong Holoeen
.g6 tuổi từ 10.000 đến 12.000 nữm , chúng ta có thể ước lượng tốc độ chuyển dịch
lẳng đứng của hai cánh đứt gãy bờ phải và bờ trái Sông Hồng cỡ 1mm /năm
Bảng 7 Đánh giá tốc độ chuyển dịch thẳng đứng trung bình
của các đứt gãy trong Holocen
Tên đút gãy Giá trị Trung bình (mm/năm) Dit gay Song Chay 0
Đứt gãy bờ trái Sông Hồng 1.2404 Đứt gãy Bờ phải Sông Hồng 12+0.4
Ruby hình thành trong giai đoạn dịch trái Paleogen - đầu Mioxen
Hoạt động dịch trượt trái của đới trượt cắt Sông Hồng đi kềm với thành tạo
_ruby trong DNCV và lân cận Nguồn gốc và cơ chế hình thành rubi ở vùng Lục "Yên và dọc đới DNCV đã được nhiều nhà nghiên cứu quan tâm Nếu như hầu hết mọi người nhất trí về vai trò khử slie của đá Cacbonat trong quá trình hình
thành ruby thì quan điểm lại rất khác nhau về vai trò trực tiếp của các tác nhân F khác Một số tác giả cho rằng ruby được hình thành liên quan với pecmatit, _ Skarn hoae liên quan với nhiệt dịch hậu mac ma Khi xem xét chuyén dich kién
tao dọc đới sông Hồng, chúng tôi nhan thay rang ruby cA vung Lue Yén va DNCV
đều liên quan tới pha chuyển địch kiến tao Kainozoi [239,30,33] Vai trò kênh dẫn dung dịch sâu của đới trượt cắt được chú ý với vai trò làm tái nóng chảy cục bộ,
tạo điều kiện biến chất trao đổi giữa đá giàu nhôm và đá basie với sự hỗ trợ của
dung dịch sâu và khử silic của đá cabonat Những nghiên cứu chuyên sâu gần
đây về đặc điểm bao thể rắn trong ruby, bao thể lỏng, đồng vị cácbon [7, 8, 9] tạo ed sé quan trọng để hiểu rõ cơ chế hình thành ruby dọc đới ĐGSH Một hướng
khác giúp tìm hiểu cơ chế hình thành ruby là xác định tuổi và giai đoạn thành
tạo ruby, có đối sánh với các thành tạo địa chất xung quanh Mặt khác, các cấu
trúc kiến tạo hình thành trong giai đoạn đầu thường bị biến đổi bởi các quá trình
biến dạng muộn hơn Vì vậy, xác định tuổi ruby còn giúp tìm hiểu lịch sử phát triển các pha biến đạng kiến tạo
Cho tới gần đây, duy nhất chỉ có một giá trị tuéi Ar*”Ar® cha phologopit
trong đá hoa chứa ruby đã được công bố là 33,õ + 0,7 ¿rn [29] Tuổi của ruby dọc
DN€CV cũng chỉ được xác định gián tiếp dựa vào so sánh tuổi của thành tạo biến
chất Kainozoi Các mẫu lấy tại các vị trí quặng gốc ở các mỏ ruby thuộc vùng Lục Yên và đới biến chất DNCV đã được phân tích tại phòng thí nghiệm Địa niên đại, Đại học Tổng hợp Montpellier và Trung tâm Khoa học quốc gia Pháp
41
Trang 39
N 8 Ving oplita
mara ma oar
Hình 20 Phân bố ruby doc déi DGSH va ving Luc Yén, Yén Bai, Hình qua tram thé hién vi tri
ruby gốc Con số thể hiện nhiệt độ thành tạo
Ttuby chất lượng cao đã được tìm thấy đồng thời ở hai đới cấu trúc khác nhau: đới biến chất Sông Hồng và đới Lô Gam (hinh 20) Doc adi biến chất Sông Hồng, một đới trượt cắt (shear zone) quy mô lớn đã gặp hàng loạt các mỏ chứa ruby như: mỏ Tân Hương, mỏ Trúc Lâu (cây số 51), mỏ Cây 31 Đây là đới biến chất cao gồm da gneis silimanit - biotit - granat và đá phiến mica Trong đá phiến mica có xen kẹp các mạch sáng màu và các thấu kính đá hoa và
amphibolit Corindon có thể gặp trong đá phiến mica- silimanit có chứa các mạch
sáng màu (Trúc Lâu, cây số 31) hoặc trong ranh giới biến chất tiếp xúc giữa đá amphibolit với đá phiến mica (cây số 10, cách mỏ Tân Hương 4km về phía Tây) Đặc biệt, tại mỏ Tân Hương, ruby có chất lượng cao, tỉnh thể lớn có thể gặp tại ranh giới các thấu kính đá hoa xen kẹp với đá phiến mica và amphibolit Các khối nhỏ granit cùng các mạch peematit xen kẹp với các thấu kính amphibolit Tuy nhiên chúng tôi chưa quan sát thấy mối quan hệ trực tiếp nào giữa đá macma với thành tạo corindon
Trang 40
Hình 21 Ruby (Ru) và phlogopit phân bố dọc the mặt phân phiến trong thành tạo đá hoa chứa ruby ở vùng Lục Yên
Trong đới Lô Gâm, ruby được thành tạo trong tầng đá hoa, từng được coi có
tuổi Protesozoi muộn - Cambri sớm Vị trí phân bố của các mỏ ruby nằm sát đới
biến chất DNCV Cac mach granit, pegmatit thâm nhập trong đá hoa Khối đá hoa nằm chờm trên tầng đá phiến mica Bản thân chúng cũng bị phân cắt bởi hệ thống đứt gãy trượt bằng, uốn cong, phương chung TB - ĐN Nhiều nơi quan sát thấy các thấu kính amphibolit Tại các mỏ Khoan thống, Nước ngập, Minh tiến,
An phú, Bãi đá lăn, có thể quan sát thấy ruby phân bố trong các đới trượt cắt nhỏ
(hình 21)
Để xác định tuổi gián tiếp của ruby, chúng tôi đã lấy các mẫu có chứa ruby tại vùng quặng gốc ở các mỏ kể trên Trên thực địa có thể quan sát thấy phân bố
của phlogopit và ruby có quan hệ chặt chẽ với nhau Tại mỏ Minh Tiến cũng như Bãi Đá Lăn, ruby và phlogopit, graphit phân bố kéo dài thành dải dọc theo mặt phân phiến (đới trượt cắt nhỏ) (hành 27) Giả định về tính đồng sinh của
phlogopit và ruby hoàn toàn có cơ sở vì chúng cũng là sản phẩm của biến chất trao đổi Mặc dù phlogopib có phân bố phân tán trong đá hoa, nhưng mật độ của chúng tăng cao ở những nơi quan sát thấy ruby
Để xác định tuổi gián tiếp của eorindon dọc đới biến chất Sông Hồng, chúng
tôi đã phân tích tuổi các khoáng vật biotit bao quanh corindon có kích thước vài
em thành nhiều lớp ở điểm cách mỏ Tân Hương 4 km về phía Tây Đồng thời
chúng tôi cũng phân tích muscovit và phlogopit trong đá hoa chứa ruby ở mỏ Tân
Hương