Nghiên cứu đặc trưng kiến tạo hiện đại và hoạt động động đất của đới đứt cây Mường La - Bắc Yên

Mục tiêu nghiên cứu của Luận văn: Nghiên cứu các đặc trưng động hình học và các đặc trưng địa chấn của đới đứt gãy Mường La - Bắc Yên nhằm làm sáng tỏ đặc điểm kiến tạo hiện đại và mức đ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-W

X -Bùi Văn Duẩn

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM KIẾN TẠO HIỆN ĐẠI

VÀ HOẠT ĐỘNG ĐỘNG ĐẤT CỦA ĐỚI ĐỨT GÃY MƯỜNG LA - BẮC YÊN

Chuyên ngành: Địa chất học

Mã số: 60 44 55

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS TS Nguyễn Văn Vượng

Hà Nội - 2012

LỜI CẢM ƠN

Luận văn được hoàn thành tại Khoa Địa chất, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS Nguyễn Văn Vượng Học viên xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đối với thầy giáo hướng dẫn, người đã tận tình hướng dẫn, dạy bảo học viên trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và viết Luận văn

Học viên xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Đại học Quốc Gia Hà Nội, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Khoa Địa chất, Phòng Sau đại học

và các Phòng, Ban khác của Trường Đại học Khoa học Tự nhiên đã quan tâm, tạo điều kiện giúp đỡ học viên trong suốt quá trình học tập và hoàn thành Luận văn

Học viên cũng xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Viện Vật lý Địa cầu, Phòng Quản lý Tổng hợp và Phòng Địa chấn; Ban chủ nhiệm Đề tài độc lập cấp nhà nước mã số ĐTĐL.2009T/09, Đề tài nghiên cứu cơ bản mã số 105.09.48.09 đã tạo điều kiện thuận lợi, động viên và giúp đỡ học viên trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành Luận văn

Trong quá trình hoàn thành Luận văn, học viên đã nhận được những ý kiến đóng góp quý báu và sự động viên cổ vũ nhiệt tình của các thầy cô giáo Khoa Địa chất (Trường đại học Khoa học Tự nhiên); các nhà khoa học Viện Vật lý Địa cầu; các nhà khoa học Phòng Kiến tạo (Viện Địa chất) Nhân dịp này học viên xin gửi tới các thầy cô giáo và các nhà khoa học lời cảm ơn chân thành nhất

Ngoài ra học viên còn nhận được sự động viên, giúp đỡ nhiệt tình của gia đình, đồng nghiệp và bạn bè gần xa trong thời gian thực hiện Luận văn Học viên xin chân thành cảm ơn !

Hà Nội, ngày 26 tháng 4 năm 2012

Học viên: Bùi Văn Duẩn

MỤC LỤC

Trang

CÁC CHỮ VIẾT TẮT iii

DANH MỤC BẢNG iv

DANH MỤC HÌNH VẼ v

DANH MỤC ẢNH viii

MỞ ĐẦU 1

Chương 1 ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA KHU VỰC NGHIÊN CỨU 5

1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên và kinh tế nhân văn của khu vực nghiên cứu 5

1.1.1 Vị trí địa lý 5

1.1.2 Đặc điểm địa hình - địa mạo 6

1.1.3 Đặc điểm hệ thống thủy văn 7

1.1.4 Đặc điểm khí hậu 8

1.1.5 Đặc điểm tài nguyên thiên nhiên 8

1.1.6 Đặc điểm kinh tế - nhân văn 9

1.2 Đặc điểm địa chất 11

1.2.1 Địa tầng 11

1.2.2 Magma 21

1.3 Đặc điểm kiến tạo trong Kainozoi của khu vực nghiên cứu 27

1.3.1 Khu vực nghiên cứu trong bối cảnh địa động lực Kainozoi khu vực Châu Á 27

1.3.2 Các hệ kiến tạo - địa động lực Kainozoi trong khu vực nghiên cứu 32

Chương 2 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 35

2.1 Cơ sở lý luận 35

2.2 Các phương pháp nghiên cứu 40

2.2.1 Nhóm phương pháp viễn thám 40

2.2.2 Nhóm các phương pháp địa chất - địa mạo 41

2.2.3 Nhóm các phương pháp kiến tạo vật lý 42

2.2.4 Nhóm các phương pháp khảo sát 42

2.2.5 Nhóm các phương pháp địa chấn 43

Chương 3 ĐẶC ĐIỂM KIẾN TẠO HIỆN ĐẠI CỦA ĐỚI ĐỨT GÃY MƯỜNG

LA - BẮC YÊN 44

3.1 Về vị trí của đới đứt gãy Mường La - Bắc Yên 44

3.2 Về đặc điểm địa mạo trong đới đứt gãy Mường La - Bắc Yên 51

3.3 Về đặc điểm địa chất của đới đứt gãy Mường La - Bắc Yên 55

3.4 Về đặc điểm động hình học của đới đứt gãy Mường La - Bắc Yên 55

3.5 Về biểu hiện hoạt động của đứt gãy ML - BY trong giai đoạn Hiện đại 62

3.6 Về tính phân đoạn của đới đứt gãy Mường La - Bắc Yên 66

3.7 Kết luận Chương 3 68

Chương 4 ĐẶC ĐIỂM HOẠT ĐỘNG ĐỘNG ĐẤT TRÊN ĐỚI ĐỨT GÃY MƯỜNG LA - BẮC YÊN 69

4.1 Các trận động đất xảy ra trên đới đứt gãy Mường La - Bắc Yên 69

4.2 Đặc điểm phân bố động đất theo không gian trên đới đứt gãy ML - BY 75

4.3 Đặc điểm phân bố động đất theo thời gian trên đới đứt gãy ML - BY 78

4.4 Tần suất lặp lại động đất trên đới đứt gãy Mường La - Bắc Yên 79

4.5 Động đất kích thích do việc tích nước hồ chứa thủy điện Sơn La 82

4.6 Mối liên quan giữa động đất và trường ứng suất kiến tạo hiện đại 84

4.7 Kết luận Chương 4 87

Chương 5 ĐÁNH GIÁ ĐỘNG ĐẤT CỰC ĐẠI CÓ KHẢ NĂNG XẢY RA TRÊN ĐỚI ĐỨT GÃY MƯỜNG LA - BẮC YÊN 88

5.1 Cơ sở của các phương pháp 88

5.1.1 Phương pháp dựa trên nguyên lý ngoại suy địa chất 88

5.1.2 Phương pháp sử dụng hàm phân bố cực trị Gumbel 88

5.1.3 Phương pháp đánh giá động đất cực đại theo kích thước đứt gãy 89

5.2 Kết quả đánh giá động đất cực đại (MSmax) theo kích thước đứt gãy 92

5.2.1 Tính theo công thức của Nguyễn Đình Xuyên (1996) 92

5.2.2 Tính theo công thức của Donald L Wells và Kevin J Coppersmith (1994) 93

5.3 Thảo luận và kết luận Chương 5 95

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 97

TÀI LIỆU THAM KHẢO 100

CÁC CHỮ VIẾT TẮT

ML - BY : Mường La - Bắc Yên;

TB - ĐN : Tây Bắc - Đông Nam;

ĐB - TN : Đông Bắc - Tây Nam;

ĐĐL : Địa động lực;

KH&CN : Khoa học và Công nghệ;

TP - N : Trượt phải - nghịch;

VLF : Very Low Frequency;

SRTM : Shuttle Radar Topography Misstion;

ASTER : Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection; DEM : Digital Elevation Model;

GPS : Global Positioning System;

MSK : Medvedev Sponheuer Karnik;

M : Magnitude (độ lớn của động đất);

MS : Surface wave magnitude (magnitude theo sóng mặt);

ML : Local magnitude (magnitude địa phương)

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 - Đặc điểm phân bố dân cư trên địa bàn các huyện ở khu vực nghiên cứu Bảng 4.1- Danh mục động đất khu vực nghiên cứu (từ 1900 đến 10/ 2011)

Bảng 5.1 - Kết quả đánh giá động đất cực đại trên đới đứt gãy ML - BY sử dụng

công thức của Nguyễn Đình Xuyên (1996)

Bảng 5.2 - Kết quả đánh giá động đất cực đại trên đới đứt gãy ML - BY sử dụng

công thức của Nguyễn Đình Xuyên (1996) trong trường hợp cực hạn Bảng 5.3 - Kết quả đánh giá động đất cực đại theo công thức của D L Wells và K

J Coppersmith trên đới đứt gãy ML - BY

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 - Vị trí khu vực nghiên cứu

Hình 1.2 - Khu vực nghiên cứu và lân cận trên ảnh 3D mô hình số độ cao SRTM Hình 1.3 - Hệ thống sông suối của khu vực nghiên cứu

Hình 1.4 - Sơ đồ các thành tạo địa chất phát triển dọc theo đới đứt gãy ML - BY có

trong khu vực nghiên cứu

Hình 1.5 - Mô hình kiến tạo địa động lực giai đoạn Kainozoi khu vực Châu Á

Hình 3.1 - Vị trí đới đứt gãy Mường La - Bắc Yên trên ảnh vệ tinh Cness/Spot tại

khu vực xã Tà Gia và xã Khoen On

Hình 3.2 - Vị trí đới đứt gãy Mường La - Bắc Yên trên ảnh vệ tinh Cness/Spot tại

khu vực xã Pi Toong

Hình 3.3 - Sự sụt bậc địa hình kéo dài thành tuyến trên ảnh vệ tinh Cness/Spot thể

hiện nơi đới đứt gãy ML - BY cắt qua tại khu vực xã Chim Vàn và xã Song Pe

Hình 3.4 - Vị trí đới đứt gãy Mường La - Bắc Yên trên ảnh vệ tinh Cness/Spot tại

khu vực suối Bé và suối Bùa

Hình 3.5 - Sơ đồ phân bố các lineament trên khu vực nghiên cứu

Hình 3.6 - Đới đứt gãy ML - BY trong khu vực nghiên cứu

Hình 3.7 - Đới đứt gãy ML - BY trên ảnh mô hình số độ cao SRTM (độ phân dải

30m)

Hình 3.8 - Đới đứt gãy ML - BY trên ảnh vệ tinh ASTER độ phân dải cao

Hình 3.9 - Đới đứt gãy ML - BY trên ảnh mô hình số độ cao xây dựng từ bản đồ

địa hình tỷ lệ 1/250 000

Hình 3.10 - Địa hình dọc theo đới đứt gãy ML - BY trên ảnh 3D mô hình số độ cao

SRTM

Hình 3.11 - Biểu hiện xê dịch các dòng suối do dịch chuyển phải của đới đứt gãy

ML - BY gây ra tại khu vực Mường Trai (Nguyễn Văn Hùng, 2002) Hình 3.12 - Biểu hiện xê dịch các dòng suối do dịch chuyển phải của đới đứt gãy

ML - BY gây ra tại khu vực Bắc Yên (Nguyễn Văn Hùng, 2002)

Hình 3.13 - Các mặt cắt địa mạo cắt qua đới đứt gãy Mường La - Bắc Yên

Hình 3.14 - Trạng thái ứng suất kiến tạo tại điểm lộ ML13

Hình 3.15 - Sơ đồ một số điểm khảo sát ở khu vực nghiên cứu

Hình 3.16 - Biểu hiện xê dịch suối Sập do dịch chuyển phải của đới đứt gãy Mường

La - Bắc Yên gây ra tại khu vực bản Mòn

Hình 3.17 - Xu hướng chuyển dòng của sông Nậm Mu thể hiện sự nâng cao của

khối Tú Lệ và sự trượt phải của đới đứt gãy ML - BY, trên ảnh máy bay D11-5971

Hình 3.18 - Khu vực nghiên cứu trên bản đồ tai biến trượt đất vùng Tây Bắc Việt

Nam (Theo Đào Văn Thịnh, 2004)

Hình 3.19 - Sơ đồ thể hiện một số dấu hiệu hoạt động hiện đại của đới đứt gãy

Mường La - Bắc Yên

Hình 3.20 - Đới đứt gãy ML-BY và sự phân đoạn của nó trong khu vực nghiên cứu Hình 4.1 - Sơ đồ đường đẳng chấn động đất Tạ Khoa (ngày 06/10/1991) I = 6 - 7; h

= 7 km; M = 4,8 (Nguyễn Đình Xuyên và nnk., 1996)

Hình 4.2 - Sơ đồ đường đẳng chấn trận động đất Bắc Yên (ngày 26/11/2009) (Cao

Đình Triều và nnk., 2010)

Hình 4.3 - Sơ đồ đường đẳng chấn trận động đất Mai Sơn (ngày 26/11/2009) (Cao

Đình Triều và nnk 2010)

Hình 4.4 - Sơ đồ phân bố chấn tâm động đất trên đới đứt gãy ML - BY

Hình 4.5 - Mặt cắt thể hiện sự phân bố độ sâu của động đất trên đới đứt gãy ML -

BY theo chiều từ phía TB xuống ĐN

Hình 4.6 - Mối liên quan về độ sâu của động đất trên đới đứt gãy ML - BY với các

mặt kết tinh, conrad và moho

Hình 4.7 - Đồ thị biểu diễn sự phân bố của động đất theo thời gian trên đới đứt gãy

ML - BY

Hình 4.8 - Diện tích lựa chọn lấy số liệu động đất để xây dựng đồ thị lặp lại động

đất cho đới đứt gãy ML - BY

Hình 4.9 - Đồ thị lặp lại động đất trên diện tích nghiên cứu

Hình 4.10 - Phân bố chấn tâm động đất yếu sau khi hồ thủy điện Sơn La tích nước

Hình 5.1 - Vùng chuẩn bị động đất có chiều dài bằng 3 lần chiều dài đới phá hủy

(đới dịch trượt chính), (theo Nguyễn Đình Xuyên, 1996)

DANH MỤC ẢNH

Ảnh 3.1 - Cặp khe nứt chính trong đá ryolit tại điểm lộ ML 13

Ảnh 3.2 - Mặt trượt cắm dốc đứng của đới đứt gãy Mường La - Bắc Yên trên

Ảnh 3.3 - Mặt trượt thể hiện cơ chế trượt bằng phải của đới đứt gãy ML - BY tại

đèo Co Khét (Điểm lộ ML 09)

Ảnh 3.4 - Đá vôi hệ tầng Mường Trai bị dập vỡ kiến tạo do hoạt động của đới đứt

gãy ML - BY gây ra tại đèo Co Khét (Điểm lộ ML09)

Ảnh 3.5 - Đá vôi hệ tầng Mường Trai bị cà nát dạng dăm kiến tạo do hoạt động của

đới đứt gãy ML - BY gây ra tại đèo Co Khét (Điểm lộ ML09)

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của Luận văn:

Đới đứt gãy Mường La - Bắc Yên (ML - BY) là một đới đứt gãy lớn (bậc II) nằm ở khu vực Tây Bắc của nước ta Trong khu vực nghiên cứu đới đứt gãy bắt đầu

từ xã Tà Gia (huyện Than Uyên), chạy về phía ĐN qua khu vực huyện Mường La, huyện Bắc Yên tới huyện Phù Yên với tổng chiều dài khoảng 114km Trên phạm vi không gian này, đới đứt gãy là một phần của đới đứt gãy Mường La - Chợ Bờ (trong Nguyễn Văn Hùng, 2002) hay Mường La - Bắc Yên - Chợ Bờ (trong Nguyễn Ngọc Thủy và nnk., 2005) Phương kéo dài của đới đứt gãy từ xã Tà Gia tới xã Chim Vàn là TB - ĐN, từ xã Chim Vàn đến xã Gia Phù phương của đới đứt gãy lại chuyển sang á vĩ tuyến Đới đứt gãy là một thực thể kiến tạo đóng vai trò làm ranh giới phân chia giữa hai đơn vị kiến trúc khác nhau đó là kiến trúc nâng Tú Lệ nằm trên cánh ĐB và kiến trúc sụt võng Sông Đà nằm trên cánh TN

Trong giai đoạn Hiện đại, đới đứt gãy Mường La - Bắc Yên hoạt động khá tích cực Nhiều tai biến địa chất liên quan đã xảy ra dọc theo đới đứt gãy trong đó

có động đất Tạ Khoa năm 1991 có độ lớn M = 4,8 và động đất Bắc Yên năm 2009

có độ lớn M = 3,9 Các trận động đất này tuy không gây thiệt hại nhiều về kinh tế, nhưng lại gây ra tâm lý lo sợ và hoang mang trong nhân dân ở các huyện Mường La

và Bắc Yên thuộc tỉnh Sơn La, nơi mà các trận động đất đã xảy ra Không những thế đới đứt gãy còn nằm gần vị trí xây dựng nhà máy thủy điện Sơn La (có công suất 2400MW) và nhà máy thủy điện Huổi Quảng (có công suất 520MW), do đó động đất xảy ra trên đới đứt gãy ít nhiều sẽ có ảnh hưởng tới hai công trình này

Rõ ràng nghiên cứu đặc điểm kiến tạo hiện đại và hoạt động động đất của đới đứt gãy ML - BY là việc làm hết sức cần thiết Xuất phát từ suy nghĩ này học

viên đã lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu đặc điểm kiến tạo hiện đại và hoạt động

động đất của đới đứt gãy Mường La - Bắc Yên” làm Luận văn tốt nghiệp chương

trình Cao học của mình

2 Mục tiêu nghiên cứu của Luận văn:

Nghiên cứu các đặc trưng động hình học và các đặc trưng địa chấn của đới đứt gãy Mường La - Bắc Yên nhằm làm sáng tỏ đặc điểm kiến tạo hiện đại và mức

độ hoạt động động đất của đới đứt gãy này

3 Nhiệm vụ nghiên cứu của Luận văn:

Để đạt được mục tiêu nghiên cứu đề ra ở trên, cần giải quyết một số nhiệm

vụ sau đây:

- Thu thập tài liệu địa chất, kiến tạo, địa vật lý, địa chấn liên quan đến đới đứt gãy từ các công trình đã được công bố;

- Phân tích tài liệu ảnh viễn thám, bản đồ địa hình nhằm phát hiện những yếu

tố biến dạng địa mạo do hoạt động của đới đứt gãy gây ra;

- Tổng hợp, phân tích và đánh giá các đặc trưng động hình học của đới đứt gãy như thế nằm, mặt trượt, góc cắm, kiểu trượt theo tài liệu khảo sát thực địa (có xem xét tính phân đoạn của đới đứt gãy trong giai đoạn Hiện đại);

- Tổng hợp, phân tích và đánh giá đặc điểm hoạt động hiện đại của đới đứt gãy theo tài liệu địa chất, kiến tạo, địa vật lý, và trắc địa không gian (GPS);

- Tổng hợp, phân tích và đánh giá hoạt động động đất cũng như các đặc trưng địa chấn của đới đứt gãy trên cơ sở danh mục động đất của Viện Vật lý Địa cầu, xem xét mối quan hệ của động đất với trường ứng suất kiến tạo hiện đại;

- Nghiên cứu đánh giá động đất cực đại có thể xảy ra trên đới đứt gãy

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của Luận văn:

Về ý nghĩa khoa học: Nghiên cứu đặc điểm kiến tạo hiện đại và hoạt động

động đất trên đới đứt gãy ML - BY nói riêng, các đứt gãy trong một vùng lãnh thổ nói chung, tức là nghiên cứu mối liên quan giữa đứt gãy kiến tạo và hoạt động động đất rất có ý nghĩa khoa học trong công tác xác định và thành lập vùng nguồn sinh chấn phục vụ công tác nghiên cứu đánh giá độ nguy hiểm động đất thuộc lĩnh vực địa chấn học

Về ý nghĩa thực tiễn: Nghiên cứu đặc điểm kiến tạo hiện đại và hoạt động

động đất trên đới đứt gãy ML - BY có bao hàm việc đánh giá độ lớn của động đất cực đại trên đới đứt gãy sẽ cung cấp thêm thông tin cho các nhà quản lý trong công tác đảm bảo vận hành an toàn đập hồ chứa của các nhà máy thủy điện trên lưu vực sông Đà như nhà máy thủy điện Sơn La, nhà máy thủy điện Huổi Quảng

5 Cơ sở tài liệu của Luận văn:

Luận văn được xây dựng trên cơ sở của 3 nguồn tài liệu chính:

A - Những kết quả nghiên cứu, các số liệu của các đề tài, dự án học viên đã tham gia thực hiện từ năm 2001 đến nay:

- Báo cáo “Kết quả nghiên cứu bổ sung về đánh giá ảnh hưởng của động đất

đối với công trình thủy điện Sơn La tại tuyến đập Pa Vinh II” (Giai đoạn:

Phục vụ hoàn thiện dự án nghiên cứu khả thi, năm 2001), do GS TS Nguyễn Đình Xuyên chủ nhiệm

- Đề tài độc lập cấp Nhà nước “Nghiên cứu dự báo động đất và dao động

nền ở Việt Nam” (giai đoạn 2001- 2004), do GS TS Nguyễn Đình Xuyên

chủ nhiệm

- Đề tài khoa học và công nghệ cấp Nhà nước mã số KC.08.10 “Phân vùng dự

báo chi tiết động đất ở vùng Tây Bắc” (giai đoạn 2001- 2005), do PGS TS

Nguyễn Ngọc Thuỷ chủ nhiệm

- Đề tài nghiên cứu cơ bản mã số 105.09.48.09 “Nghiên cứu chuyển động

hiện đại của các đứt gãy kiến tạo trong vùng Tây Bắc Việt Nam, mối liên quan với hoạt động động đất và sự biến động gây nên bởi việc tích nước

hồ chứa Sơn La” (giai đoạn 2009- 2011), do GS.TS Nguyễn Đình Xuyên

chủ nhiệm

- Đề tài độc lập cấp Nhà nước mã số ĐTĐL.2009T/09 “Nghiên cứu dự báo

động đất kích thích vùng hồ thủy điện Sơn La” (giai đoạn 2009 - 2011) do

TS Lê Tử Sơn chủ nhiệm

B - Các tài liệu lưu trữ đã công bố: Các bản đồ địa chất và khoáng sản Việt

Nam ở tỷ lệ 1: 200.000 (tờ Vạn Yên, tờ Yên Bái, tờ Phong Sa Lỳ - Điện Biên Phủ

và tờ Mường Kha - Sơn La); ảnh vệ tinh ASTER độ phân dải cao, ảnh mô hình số

độ cao SRTM (Shuttle Radar Topography Misstion) do cơ quan Nasa của Mỹ chụp tháng 4 năm 2000 (độ phân dải 30m), ảnh Cness/Spot trên Google earth, ảnh máy bay tỷ lệ 1:33.000, bản đồ địa hình vùng nghiên cứu ở tỷ lệ 1/250.000 và 1/50.000, các báo cáo chuyên đề, các luận án, các luận văn, các bài báo đã công bố có nội dung liên quan đến Luận văn

C - Tài liệu thực tế: Tài liệu khảo sát thực địa của học viên thực hiện từ ngày

12/11/2010 đến ngày 14/11/2010 khi tham gia công tác thu thập số liệu hiện trường tại khu vực huyện Mường La, tỉnh Sơn La, phục vụ chuyên đề “Đánh giá trạng thái ứng suất kiến tạo vùng hồ thủy điện Sơn La trước và sau khi tích nước” thuộc Đề tài độc lập cấp Nhà nước mã số ĐTĐL.2009T/09

6 Cấu trúc của Luận văn:

Ngoài phần Mở đầu và Kết luận, nội dung của Luận văn được trình bày trong

5 Chương, gồm có:

- Chương 1: Đặc điểm chung của khu vực nghiên cứu;

- Chương 2: Cơ sở lý luận và phương pháp nghiên cứu;

- Chương 3: Đặc điểm hoạt động kiến tạo hiện đại của đới đứt gãy Mường La -

Bắc Yên;

- Chương 4: Đặc điểm hoạt động động đất trên đới đứt gãy Mường La - Bắc Yên;

- Chương 5: Đánh giá động đất cực đại có khả năng xảy ra trên đới đứt gãy

Mường La - Bắc Yên

Chương 1

ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA KHU VỰC NGHIÊN CỨU

1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên và kinh tế nhân văn của khu vực nghiên cứu

1.1.1 Vị trí địa lý

Khu vực nghiên cứu nằm trên một dải kéo dài phương TB - ĐN dọc theo đới đứt gãy Mường La - Bắc Yên Phần lớn diện tích nghiên cứu nằm trên địa bàn các huyện Mường La, Bắc Yên, Phù Yên, Quỳnh Nhai, Thuận Châu, Mai Sơn tỉnh Sơn

La, một phần nhỏ ở đầu mút phía TB khu vực nghiên cứu thuộc huyện Than Uyên, tỉnh Lào Cai và huyện Mù Căng Chải, tỉnh Yên Bái (xem Hình 1.1)

Hình 1.1 - Vị trí khu vực nghiên cứu

1.1.2 Đặc điểm địa hình - địa mạo

Khu vực nghiên cứu và lân cận có địa hình chia cắt sâu và mạnh, núi cao

chiếm trên 85% diện tích (Hình 1.2) Theo các đặc điểm về hình thái địa hình có thể thấy khu vực nghiên cứu được đặc trưng bởi các dãy núi cao kéo dài theo phương

TB - ĐN, chúng phân bố xen kẽ với các dải địa hình núi thấp tạo nên cấu trúc dạng lòng máng Các dãy núi cao kế tiếp nhau và có xu hướng hạ thấp đần về phía sông

Đà Dãy núi cao nhất trong phạm vi khu vực nghiên cứu có đỉnh cao 2133m, dãy núi này kéo dài từ xã Chiềng Muôn qua xã Chiềng Hoa, xã Chiềng An, xã Chiềng Công tới xã Hang Chú

Trong phạm vi khu vực nghiên cứu cũng phát triển các thung lũng giữa núi với diện tích nhỏ như ở Mường La, Bắc Yên và Phù Yên Các thung lũng này được lấp đầy bởi các trầm tích Đệ tứ, trong đó lớn nhất là thung lũng Phù Yên với chiều dài khoảng 15km và chỗ rộng nhất tới 3-4km

Hình 1.2 - Khu vực nghiên cứu và lân cận trên ảnh 3D mô hình số độ cao SRTM

1.1.3 Đặc điểm hệ thống thủy văn

Hệ thống sông ngòi trên phạm vi khu vực nghiên cứu khá phát triển, nhiều sông suối, trong đó lớn nhất là sông Đà (Hình 1.3) Mật độ sông, suối ở đây khá dày Phần lớn các sông đều chảy theo hướng TB - ĐN Sông Đà bắt nguồn từ dãy núi Vũ Lương (Vân Nam, Trung Quốc) với tổng chiều dài 1010km, phần chảy trên lãnh thổ nước ta dài khoảng 570km Sự phân phối nước của sông không đều giữa các mùa Mùa lũ kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10, chiếm tới 80% tổng lượng dòng chảy, lũ lớn nhất vào tháng 7 và tháng 8 Mùa cạn từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau Lưu lượng bình quân nhiều năm đo được tại trạm Hòa Bình là 1800m3/s, về mùa lũ

là 21.000m3/s, mùa kiệt là 1.608m3/s

Hình 1.3 - Hệ thống sông suối của khu vực nghiên cứu

Các sông ở khu vực nghiên cứu thường có thung lũng hẹp, độ dốc lớn, nhiều thác ghềnh Tuy không thuận lợi cho giao thông vân tải nhưng lại có giá trị rất lớn

về thủy điện Các công trình thủy điện đã được xây dựng ở đây như thủy điện Sơn

La trên sông Đà, thủy điện Huổi Quảng, thủy điện Bản Chát trên sông Nậm Mu và thủy điện Nậm Chiến trên suối Chiến, Hiện nay các công trình thủy điện đã hoàn thành xong việc xây dựng tuyến đập và đi vào tích nước, chính vì thế mà trong khu vưc các sông suối giờ đã trở thành lòng hồ của các công trình thủy điện này

1.1.4 Đặc điểm khí hậu

Khu vực nghiên cứu nằm sâu trong lục địa, lại có các dãy núi phương TB -

ĐN che chắn nên ảnh hưởng của mưa bão Biển Đông trong mùa hè và gió mùa đông bắc về mùa đông ít hơn so với khu vực Đông Bắc Do địa hình bị chia cắt sâu

và mạnh nên hình thành nhiều tiểu vùng khí hậu khác nhau Mùa đông ở đây đến muộn hơn và kết thúc sớm hơn, thường chỉ kéo dài khoảng 3 tháng với nhiệt độ trung bình dưới 180C Mùa hạ thường đến sớm, kéo dài từ tháng 5 đến tháng 9, gió tây nam thường phải vượt qua những dãy núi cao ở biên giới Việt - Lào gây nên thời tiết khô nóng (gió Lào) nhiệt độ trung bình vào khoảng 250C Lượng mưa trung bình hàng năm là 1.276 mm Cũng do ảnh hưởng của địa hình nên lượng mưa trên một số khu vực cũng khác nhau Lượng mưa ở đây phân phối không đều trong năm, thường tập trung vào các tháng mùa hè (trên 80%), tháng 7, tháng 8 có lượng mưa lớn nhất, thường gây ra lũ lụt Ngược lại mùa đông thời tiết khô hanh, ít mưa thường gây ra tình trạng thiếu nước, đặc biệt thường xuất hiện sương muối vào tháng 12 - 01 hàng năm, ảnh hưởng đến cây trồng vật nuôi, thậm chí cả đời sống sinh hoạt của con người

1.1.5 Đặc điểm tài nguyên thiên nhiên

Khu vực nghiên cứu nằm trong khu vực giàu tài nguyên thiên nhiên của nước ta, ở đây có các mỏ khoáng sản lớn như: mỏ chì - kẽm ở Tú Lệ, than đá ở Quỳnh Nhai, mỏ niken - đồng bản Phúc, mỏ vàng sa khoáng Pi Toong, Ngoài ra còn có thủy ngân, sắt, titan, wonfram và nhiều khoáng sản khác Vật liệu xây dựng rất dồi dào chủ yếu là đá vôi và sét với trữ lượng khá lớn, phân bố tương đối rộng,

đang được khai thác, thúc đẩy ngành sản xuất xi măng, gạch ngói phát triển phục vụ nhu cầu trong tỉnh Sơn La và xây dựng công trình thủy điện Sơn La

Tài nguyên đất ở đây phần lớn được sử dụng vào mục đích lâm nghiệp trồng cây lấy gỗ, trồng chè, cà phê Diện tích còn lại sử dụng cho nông nghiệp trồng lúa với các cánh đồng nhỏ nằm trong các thung lũng như: khu vực Mường La, Bắc Yên, Phù Yên

Tài nguyên rừng ở đây rất phong phú có nhiều nguồn gen động thực vật quí hiếm (động vật có khỉ mặt đỏ, gấu ngựa, gà lôi, hươu, nai ; thực vật có Pơ Mu, Lát hoa, Đinh hương, Nghiến, ) Đặc biệt ở đây còn có các khu rừng đặc dụng có giá trị nghiên cứu khoa học như rừng Tà Xùa (Bắc Yên)

1.1.6 Đặc điểm kinh tế - nhân văn

Khu vực nghiên cứu nằm trên địa bàn các huyện Than Uyên (Lai Châu), Mù Căng Chải (Yên Bái) và Quỳnh Nhai, Thuận Châu, Mường La, Bắc Yên, Phù Yên

và Mai Sơn (Sơn La) Theo số liệu ghi trong Tập bản đồ hành chính 63 tỉnh, thành phố Việt Nam năm 2009 (xem Bảng 1.1), mật độ phân bố dân cư trong khu vực nghiên cứu không đồng đều giữa các huyện và các vùng Cộng đồng các dân tộc ở đây gồm người: Kinh, Thái, Mường, H’Mông, Dao và một số dân tộc khác Trong

đó chủ yếu là người: Kinh, Thái, Mường và H’Mông

Bảng 1.1 - Đặc điểm phân bố dân cư trên địa bàn các huyện ở khu vực nghiên cứu

Tên huyện (tên tỉnh) Diện tích

(km2)

Dân số (người)

Mật độ (người/km2)

Mù Căng Chải (Yên Bái) 1 199,3 42 600 36

Khu vực nghiên cứu là một trong những khu vực kinh tế kém phát triển, đời sống của đại đa số nhân dân còn rất nhiều khó khăn, đặc biệt ở các vùng sâu, vùng

xa GDP bình quân đầu người còn rất thấp, nếu tính chung cho năm 2007, tỉnh Sơn

La là 5994 nghìn đồng/người, tỉnh Lai Châu là 5043 nghìn đồng/người; tỉnh Yên Bái là 5984 nghìn đồng/người

- Về công nghiệp: gồm các ngành chính như thủy điện, khai khoáng, vật liệu

xây dựng, cơ khí và một số ngành công nghiệp nhẹ như gỗ, giấy, mía đường v.v Phần lớn quy mô các ngành công nghiệp ở khu vực này còn nhỏ Hiện nay các tỉnh

đã bắt đầu quy hoạch xây dựng các khu công nghiệp với quy mô vừa và nhỏ

- Về nông, lâm nghiệp: chủ yếu là trồng trọt, trong đó cây lương thực vẫn giữ

vị trí hàng đầu Đã bắt đầu hình thành một số vùng chuyên canh, theo hướng sản xuất hàng hóa như chè, cây ăn quả, cây thuốc (đỗ trọng, kỳ tử, ý dĩ, ) và các cây hương liệu quý như quế Hiện nay trong khu vực này đã và đang phát triển nhiều

mô hình vườn rừng, vườn đồi, gắn việc phát triển cây lấy gỗ với cây công nghiệp như cà phê, cây ăn quả và chăn nuôi

- Về du lịch và dịch vụ: Nhờ tính đa dạng về tự nhiên và phong phú về văn

hóa, đặc biệt là khi lòng hồ thủy điện Sơn La tích nước Với các tiềm năng này, những loại hình du lịch trong khu vực nghiên cứu như du lịch sinh thái, du lịch văn hóa sẽ ngày càng phát triển, thu hút được nhiều du khách trong và ngoài nước

- Về mạng lưới giao thông: Trong những năm qua hệ thống đường bộ đã có

bước phát triển đáng kể như QL6 đã được cải tạo, nâng cấp nên việc đi lại cũng thuận lợi hơn nhiều Phần lớn các xã đều đã có đường ô tô đến được trung tâm xã Cùng với sự phát triển thủy điện ở Tây Bắc, giao thông đường thủy cũng mới được hình thành, đã có vai trò rất quan trọng, đặc biệt trong vận chuyển các thiết bị lớn, hàng hóa siêu trường, siêu trọng

- Về giáo dục, y tế: Sự nghiệp giáo dục và đào tạo ở khu vực này đã có

những chuyển biến tích cực Quy mô giáo dục tăng nhanh, các cấp học, ngành học

từ giáo dục mầm non đến giáo dục trung học, từ giáo dục chính quy đến giáo dục thường xuyên dần hoàn thiện Trong những năm qua, mạng lưới y tế từ tuyến tỉnh

đến thôn bản đã được đầu tư cả nhân lực lẫn trang thiết bị và đạt được nhiều kết quả quan trọng góp phần chữa bệnh nâng cao sức khỏe của nhân dân

1.2 Đặc điểm địa chất

1.2.1 Địa tầng

Đới đứt gãy ML - BY nằm trong phạm vi các tờ bản đồ địa chất và khoáng sản Việt Nam, tỷ lệ 1: 200 000, đó là: tờ Mường Kha - Sơn La (F-48-XXV & F-48-XXVI), tờ Phong Sa Lỳ - Điện Biên Phủ (F-48-XIX & F-48-XX), tờ Yên Bái (F-48-XXI) và tờ Vạn Yên (F-48-XXVII) Trên diện tích các tờ bản đồ này, các thành tạo địa chất (trầm tích, magma) phát triển dọc theo đới đứt gãy ML - BY có thành phần đa dạng và được chia thành các phân vị địa tầng có tuổi từ cổ đến trẻ như sau: 1.2.1.1 Hệ tầng Nậm Sập (D1-2 ns)

Dọc theo phạm vi nghiên cứu của đới đứt gãy ML - BY, tại khu vực các xã Song Pe, Tạ Khoa, Mường Khoa, Chim Vàn của huyện Bắc Yên phát triển các thành tạo của hệ tầng Nậm Sập Các đá của hệ tầng có đặc điểm chung là bị biến chất và biến dạng mạnh mẽ, nhiều nơi quan sát thấy thế nằm của đá dốc đứng hoặc đảo lộn, bị phong hoá (Lê Thanh Hựu và Đinh Công Hùng, 2008) Trên tờ bản đồ địa chất Vạn Yên theo Nguyễn Xuân Bao và nnk (2005), hệ tầng được mô tả từ dưới lên gồm hai phần

+ Phần thấp chủ yếu đá cát kết, cát kết dạng quarzit xen đá phiến philit;

+ Phần trên chủ yếu có đá phiến muscovit, đá phiến chlorit xen ít lớp cát kết phân lớp mỏng

Có nhiều thể pegmatit và gabro-diabas xuyên cắt hoặc xuyên theo các lớp đá trầm tích gây hiện tượng biến chất đá vây quanh đến tướng anbit-epidot và sừng

pyroxen, chứa các hoá thạch: Howellella cf crispa, Dicoelostrophia sp., Atrypa sp.,

Modilopsis cf yunnanensis, Hexacrinites (?) trangxaensis, Hexacrinites sp., Fenestella sp.,

tuổi Đevon hạ (Tống Duy Thanh và nnk., 1994) Hệ tầng dày 1750m Quan hệ dưới của hệ tầng chưa rõ, phía trên hệ tầng nằm chỉnh hợp dưới trầm tích tạm xếp vào hệ tầng Bản Cải tuổi Devon thượng Với quan hệ địa tầng và tập hợp hoá thạch như mô

tả, hệ tầng được xếp tạm vào tuổi Devon hạ - trung

1.2.1.2 Hệ tầng Bản Cải (D3 bc?)

Theo Nguyễn Xuân Bao và nnk (2005), ở vùng Tạ Khoa cũng phát triển các thành tạo tương tự như mô tả ở trên song chưa phát hiện được hóa thạch và nằm chỉnh hợp với hệ tầng Nậm Sập, nên tạm xếp vào hệ tầng Bản Cải (D3 bc?) Dọc

theo phạm vi nghiên cứu của đới đứt gãy ML - BY, các thành tạo này lộ ra và bao quanh các thành tạo của hệ tầng Nậm Sập tại khu vực các xã Song Pe, Mường Khoa, Chim Vàn, Tà Hộc Các đá của hệ tầng cũng bị biến chất, nhưng yếu hơn so với các đá của hệ tầng Nậm Sập và bị vò nhàu uốn nếp mạnh mẽ (Lê Thanh Hựu và Đinh Công Hùng, 2008)

Trên tờ bản đồ địa chất Vạn Yên theo Nguyễn Xuân Bao và nnk (2005), hệ tầng Bản Cải phân bố thành những dải hẹp ở vùng thượng nguồn sông Mua và vùng Bản Khoa Mặt cắt tiêu biểu theo đầu nguồn sông Mua cắt qua bản Cải Hệ tầng gồm phần thấp có đá phiến sét, phiến silic xen các lớp mỏng đá vôi, phần trên chủ yếu đá vôi, đá vôi sét cấu tạo dạng sọc dải phân lớp vừa đến dày xen ít lớp đá phiến

silic, chứa mangan và các hoá thạch: Palmatolepis delicatula, P marginifera, P glabra

pectinata, P quadratinodosalotaba, P cf regularis, P gigas, P triangularis, Eogeinitzina sp

(aff rara), Eonodosaria cf evlanensis, Nanicella cf uranica, Tikhinella Hệ tầng dày

350-900m Hệ tầng có quan hệ chỉnh hợp trên hệ tầng Bản Páp tuổi Đevon hạ - trung và chỉnh hợp dưới hệ tầng Đa Niêng tuổi Carbon hạ, chứa hoá thạch Conodonta như

mô tả ở trên, nên hệ tầng được xếp tuổi Devon thượng

1.2.1.3 Hệ tầng Đa Niêng (C1 đn)

Dọc theo phạm vi nghiên cứu của đới đứt gãy ML - BY, các thành tạo của hệ tầng Đa Niêng lộ ra tại khu vực các xã Song Pe, Chim Vàn, Tà Hộc, Bắc Ngà, Hồng Ngài huyện Bắc Yên, và một ít lộ ra ở các xã Kim Bon, Suối Bau, Sập Xà thuộc huyện Phù Yên Các thành tạo này phân bố ở rìa nếp lồi Tạ Khoa, đới Sông Đà, ở

đây có mặt tầng đá vôi màu đen chứa ít Trùng lỗ: Tetrataxis cf torosus, Brunsia

signoides., Endothyra sp., tuổi Turne-Vize (Đoàn Nhật Trưởng, 1994) Do đó, các đá

vôi này đã được xếp vào hệ tầng Đa Niêng Đá của hệ tầng bị tái kết tinh, đolomit hóa, hóa thạch không được bảo tồn Quan hệ với trầm tích trẻ hơn là quan hệ kiến tạo

Trên tờ bản đồ địa chất Vạn Yên, theo Nguyễn Xuân Bao và nnk (2005), tại

mặt cắt thượng nguồn sông Mua (hypostratotyp) thuộc xã Mường Bang, huyện Phù

Yên, tỉnh Sơn La (x=21o12’; y=104o44’), hệ tầng Đa Niêng có diện lộ nhỏ, với thành phần chủ yếu là đá vôi màu xám đen phân lớp trung bình đến dày xen ít lớp kẹp silic mỏng hoặc các thấu kính silic, dày 110m Chúng được chuyển tiếp liên tục từ

hệ tầng Bản Cải (D3 bc) Quan hệ trên chưa quan sát trực tiếp, song thường nằm

dưới tầng đá vôi hệ tầng Bắc Sơn (C-P bs) Phần thấp hệ tầng chứa Foraminifera:

Parathurammina suleimalovi., Septabrunsina kinigirica, Chernyshinella tumulosa.,

Conodonta: Pseudopolygnathus sp., Siphonodella sp., tuổi Turne hạ - trung Phần cao

hệ tầng chứa Foraminifera, Conodonta, tuổi Turne thượng Hệ tầng là mức địa tầng

cao nhất của chu kỳ trầm tích Devon, tương ứng với hệ tầng Lũng Nậm (C1 ln) ở

Đông Bắc

1.2.1.4 Hệ tầng Viên Nam (T1 vn)

Mặt cắt chuẩn (Holostratotyp) của hệ tầng được xác lập dọc đường đất từ núi

Viên Nam đến làng Cổ Đông, huyện Ba Vì, tỉnh Hà Tây (nay là TP Hà Nội) (x=20o59’; y=105o26’) Hồ Trọng Tý (1990)

Trên phạm vi nghiên cứu thuộc đới đứt gãy ML - BY, các thành tạo của hệ tầng Viên Nam lộ ra thành dải kéo dài phương TB-ĐN, bắt đầu từ xã Pi Toong qua các xã Ít Ong, Tạ Bú, Chiềng San, Chiềng Hoa, Mường Chùm, Bắc Ngà, Chiềng Chăn, Phiêng Ban, Song Pe, Hồng Ngài, Suối Bau, Gia Phù, Sập Xà tới xã Kim Bon, Tường Thượng

Trên diện tích tờ Yên Bái, theo Nguyễn Vĩnh và nnk (2005) các thành tạo bazan được xếp vào hệ tầng Viên Nam Thành phần chủ yếu là bazan porphyr, bazan aphyr và bazan hạnh nhân, tuf bazan Đá bị propylit hoá với tổ hợp khoáng vật albit-actilonit-epiđot-chlorit-calcit, với độ hạt khác nhau bị ép mạnh có chỗ phân phiến Trong mặt cắt có khi còn gặp những lớp ryolit dày vài chục mét đến gần 100m Bề dày hệ tầng khoảng 800-1500m

Ở tờ Vạn Yên, theo Nguyễn Xuân Bao và nnk (2005), các đá của hệ tầng Viên Nam gồm: phần thấp là bazan porphyrit, bazan aphyr, bazan cao magie,

chuyển dần lên trên có diabas porphyrit, tufobazan, andesitobazan, trachytobazan, andesito-daxit, tufo daxit, tufo trachyt, trachyt porphyr, ryotrachyt ryolit, cát kết tuf, bột kết tuf Dày 900-1000m

Hệ tầng Viên Nam phủ không chỉnh hợp trên đá vôi Paleozoi thượng Ở Ninh Sơn (tờ Hà Nội), hệ tầng phủ không chỉnh hợp trên hệ tầng Yên Duyệt chứa hoá thạch thực vật tuổi Permi thượng, nhiều nơi các đá của hệ tầng có thế nằm chỉnh hợp dưới hệ tầng Tân Lạc, tuổi Olenec Do vậy, tuổi của hệ tầng được xếp vào Trias hạ

1.2.1.5 Hệ tầng Đồng Giao (T2a đg)

Mặt cắt chuẩn (Lectostratotyp) của hệ tầng Đồng Giao bắt đầu từ Cổ Đam

vượt qua dãy Tam Điệp đến Đồng Giao, huyện Tam Điệp, tỉnh Ninh Bình (x=20o10’; y=105o52’) Vũ Khúc và nnk (1972) Trên tờ bản đồ địa chất Vạn Yên theo Nguyễn Xuân Bao và nnk (2005), hệ tầng được phân ra thành 2 phân hệ tầng:

+ Phân hệ tầng dưới (T2a đg1): mặt cắt phân hệ tầng lộ ở ngã ba Cò Nòi ở đèo Mộc Hạ, ở gần bản Bó Cốp được chuyển tiếp liên tục từ hệ tầng Cò Nòi là các lớp đá vôi, đá vôi sét màu xám, xám đen, phân lớp mỏng đến trung bình, đôi nơi phân lớp không rõ Thành phần đá của phân hệ tầng có sự thay đổi chút ít, gặp ở các mặt cắt góc tây nam tờ bản đồ (ở khu vực Nà Hà, Bó Cập) Tại mặt cắt này, thành phần silic gia tăng hơn chuyển thành đá vôi silic cứng dòn Còn ở góc ĐB như vùng bản Bó, bản Ngoài lại là các đá vôi phân phiến mạnh, bị cà nát và kết tinh hoàn toàn Bề dày 400-700m Hoá thạch thường có mặt ở phần thấp của phân hệ tầng với

ít dạng: Pseudomonotis (?) michoall., Posidonia sp., Daonella elongata., thường

gặp trong Trias trung Còn ở vùng Đan Tốc (phía Đông Yên Châu) phần thấp của

tập còn có Entolium discites đặc trưng cho tuổi Olenec

+ Phân hệ tầng trên (T2a đg 2): chủ yếu là đá vôi phân lớp dày, dạng khối, màu xám sáng, màu xám trắng ở nhiều nơi, chúng bị cà nát vỡ vụn, đá vôi dăm kết xen kẽ (như ở mặt cắt Nà Hả, Tin Hóc, Bó Cập ), dày 1100m Trong phân hệ

tầng trên rất nghèo hoá thạch, gặp ít dạng Foraminifera: Ammobaculites,

Endothyrida Ammodiscus, Ở một số nơi như Nà Sản, Nậm Thẳm, phân hệ tầng

được chuyển tiếp lên hệ tầng Nậm Thẳm, tuổi Ladin

Bề dày chung của hệ tầng là 1400-2000m Hệ tầng nằm chỉnh hợp trên hệ tầng Cò Nòi (T1 cn) Dựa vào quan hệ địa tầng và hóa thạch nêu trên, hệ tầng được

định tuổi là Trias trung, bậc Anisi Trong khu vực thuộc phạm vi nghiên cứu của đới đứt gãy ML - BY, các thành tạo thuộc phân hệ tầng dưới lộ ra ở các xã Huy Hạ, Tường Phù, Tường Thượng, Huy Tường và Huy Tân thuộc huyện Phù Yên

1.2.1.6 Hệ tầng Mường Trai (T2l mt)

Mặt cắt chuẩn (Holostratotyp) của hệ tầng Mường Trai được xác lập dọc các

suối Mường Trai và bản He gần bản Mường Trai, huyện Thuận Châu, tỉnh Sơn La (x=21o32’; y=103o42’) Trần Đăng Tuyết (1978)

Trong đầu mút phía TB thuộc phạm vi nghiên cứu của đới đứt gãy ML - BY, các thành tạo của hệ tầng Mường Trai lộ ra trên một diện tích rộng tại khu vực các

xã Tà Gia, Mường Kim, Khoen On, Nậm Giôn, Chiềng Lao, Chế Tạo, Hua Trai, Mường Trai, Liệp Tè, Pi Toong, Ít Ong, Tạ Bú, Mường Bú và Mường Chùm Trên diện tích tờ Điện Biên Phủ - Phong Sa Lì, theo Trần Đăng Tuyết và nnk (2005), hệ tầng gồm chủ yếu trầm tích lục nguyên, cacbonat Hệ tầng được phân chia thành 3 phân hệ tầng

+ Phân hệ tầng dưới (T2l mt1):

- Tập 1: đá phiến sét màu xám đen phân lớp mỏng xen bột kết, bột kết vôi,

cát kết màu xám có vảy mica, có hóa thạch Thân mềm, dày 400-500m

- Tập 2: đá phiến sét màu xám đen, thấu kính cát kết, bột kết, xen lớp mỏng

sét vôi, có hóa thạch Hai mảnh vỏ Daonella sp Halobia praesuperba, dày 300m

+ Phân hệ tầng giữa (T2l mt2): gồm đá vôi sét, đá vôi sáng màu kết tinh hạt nhỏ, đá vôi xám, đá vôi lẫn nhiều tạp chất cacbonat màu trắng đục, đá vôi dạng dăm, đá vôi có nhiều mạch canxit nhỏ, dày 300-400m

+ Phân hệ tầng trên (T2l mt3):

- Tập 1: cát kết có vảy mica xen các lớp bột kết phân phiến màu xám đen có

vảy mica, cấu tạo phân dải màu xám nhạt, phong hóa có màu vàng nhạt; chứa hóa

thạch Hai mảnh vỏ Daonella sp., Posidonia wengensis, Halobia comata, Plagiostoma

subpunctata, dày 300-350m

- Tập 2: đá phiến sét màu xám đen phân lớp mỏng xen ít lớp bột kết, cát kết

màu xám có vảy mica, chứa hóa thạch Halobia comata, H cf subcomata, Posidonia

sp., dày 300-350m

Tổng bề dày của hệ tầng 1600-2100m

Thành phần trầm tích mô tả trên của hệ tầng tương đối đồng nhất ở các vùng phân bố khác nhau của hệ tầng Các lớp thuộc phân hệ tầng trên thường chuyển tiếp lên các trầm tích tuổi Trias thượng, Carni của hệ tầng Nậm Mu Như trên đã mô tả trong các lớp của hệ tầng đã tìm được nhiều hóa thạch tuổi Trias trung, bậc Ladin

Do đó, tuổi của hệ tầng được xác định là Trias trung, bậc Lađin

1.2.1.7 Hệ tầng Nậm Mu (T3c nm)

Mặt cắt chuẩn (Lectostratotyp) của hệ tầng Nậm Mu được xác lập dọc theo

suối Nậm Mít, đoạn gần cửa suối đổ vào Nậm Mu (x=21o51’; y=103o42’) Bùi Phú

Mỹ (1978)

Trong phạm vi nghiên cứu thuộc đới đứt gãy ML - BY, các thành tạo của hệ tầng Nậm Mu lộ ra thành các dải nhỏ phân bố trên địa bàn các xã Mường Giôn, Nậm Giôn, Chiềng Lao, Mường Trai, Liệp Tè và Tạ Bú

Trên diện tích tờ Điện Biên Phủ - Phong Sa Lì, theo Trần Đăng Tuyết và nnk (2005), hệ tầng gồm 2 tập:

- Tập 1: đá phiến sét xám sẫm đến xám đen, phân lớp mỏng đến phân phiến

dạng bản, cát kết có vảy mica màu xám xen bột kết, chứa hóa thạch hai mảnh vỏ:

Halobia comata, H cf beyrichi, H praesuperba, dày 400-500m

- Tập 2: bột kết, đá phiến sét màu xám đen, thấu kính hoặc lớp mỏng cát kết

có vảy mica, có hóa thạch: Halobia cf comata, Gastropoda indet., dày 400-500m

Bề dày chung của hệ tầng là 800-1000m

Ở bản Kouei, bản Lung, trong mặt cắt của hệ tầng đã thu thập được hóa

thạch: Halobia sp., H cf styriaca, H autriaca, H cordillerana vietnammica, H

praesuperba Như vậy trong phức hệ hóa thạch thu thập được không có hóa thạch

Daonella có tuổi Trias thượng, bậc Carni Đây là cơ sở để xác định tuổi Trias

thượng, bậc Carni cho hệ tầng Hệ tầng Nậm Mu nằm chỉnh hợp trên hệ tầng Mường Trai

1.2.1.8 Hệ tầng Suối Bàng (T3n-r sb)

Mặt cắt chuẩn (Lectostratotyp) của hệ tầng Suối Bàng được xác lập dọc theo

suối Láo, một nhánh trái của suối Bàng, nằm ở vùng chứa than suối Bàng bên bờ trái sông Đà, phía ĐN thị trấn Vạn Yên, huyện Phù Yên, tỉnh Sơn La (x=20o59’; y=104o48’) Vũ Khúc, Nguyễn Vĩnh (1967)

Trong khu vực thuộc phạm vi nghiên cứu của đới đứt gãy ML - BY, các thành tạo của hệ tầng lộ ra rất ít ở các xã Huy Hạ, Tường Phù, Tường Thượng, Huy Tường và Huy Tân thuộc huyện Phù Yên; xã Khoen On, huyện Than Uyên

Trên diện tích tờ Vạn Yên theo Nguyễn Xuân Bao và nnk (2005), hệ tầng Suối Bàng với mỏ than cùng tên đã được nhiều nhà địa chất chú ý tới Hệ tầng phủ không chỉnh hợp trên các đá Paleozoi Dựa vào thành phần thạch học và hoá thạch, theo mặt cắt vùng suối Bàng, phân ra hai phân hệ tầng:

+ Phân hệ tầng dưới (T3n-r sb1): là tầng dưới than gồm các tập sau:

-Tập 1: cuội kết, đá vôi sét, sét vôi, bột kết, cát kết, dày 145m, chứa phong phú Chân rìu: Gevillia shaniorun., Costatoria (Napengocosta) napengensis, Unionites

griesbachi tuổi Nori

-Tập 2: bột kết xen cát kết, chứa phong phú Chân rìu: Gevillia shaniorun.,

Costatoria (Napengocosta) napengensis., Unionites griesbachi , còn có Cúc đá: Discotropites noricus., dày 240m

-Tập 3: cát kết thạch anh hạt thô, xen ít lớp bột kết màu xám đen,dày 290m, chứa phong phú Chân rìu: Gevillia shaniorun., Costatoria (Napengocosta) napengensis.,

Unionites griesbachi , có tuổi Nori

Bề dày phân hệ tầng là 675m

+ Phân hệ tầng trên (T3n-r sb2): đặc trưng của phân hệ tầng chứa than, gồm:

-Tập 1: cát kết đa khoáng, sạn kết, chứa nhiều vụn thực vật, dày 90m

-Tập 2: bột kết xen cát kết, sét than chứa vụn thực vật, chứa Chân rìu biển:

Gervillia cf laflata, Unionites damdunensis., dày 100m

-Tập 3: bột kết xám sáng, cát kết, sét kết và vỉa than, dày 220m, chứa phong phú thực vật Neocalamites hoerensis, Tacniopteris joudyi., Clathopteris meniscioides,

Cladophlebis naciborkii., là các dạng thực vật thuộc hệ thực vật Hòn Gai, tuổi Ret

Bề dày phân hệ tầng là 410m

Như vậy, theo đặc điểm trên, hệ tầng gồm 2 phân hệ tầng khá rõ: phân hệ tầng dưới chứa Chân rìu, Cúc đá tướng biển tuổi Nori và phân hệ tầng trên chủ yếu chứa thực vật đặc trưng á lục địa chứa than tuổi Ret (Vũ Khúc, 1995) Do đó, tuổi của hệ tầng xếp vào Trias thượng, bậc Nori-Ret

1.2.1.9 Hệ tầng Suối Bé (J- K sb)

Trong phạm vi nghiên cứu thuộc đới đứt gãy ML - BY, các thành tạo của hệ tầng Suối Bé lộ ra thành các dải lớn nhỏ khác nhau phân bố chủ yếu trên địa bàn các huyện Mường La, Bắc Yên và Phù Yên, tỉnh Sơn La

Trên diện tích tờ Vạn Yên theo Nguyễn Xuân Bao và nnk (2005), hệ tầng phân bố ở rìa phía ĐN đới Tú Lệ tạo thành dải kéo dài từ thượng nguồn suối Nam Vân, suối Bé đến thượng nguồn suối Tóc Theo các mặt cắt thượng nguồn các suối

kể trên, hệ tầng bao gồm đá phun trào bazan, andesitobazan và tuf của chúng

+ Phần dưới: chủ yếu là cuội sạn kết tufogen, cát kết, cát bột kết, tufogen

màu tím gụ, lục nhạt, thấu kính bazan aphyr

+ Phần trên: gồm chủ yếu bazan các loại: plagiobazan, andesitobazan,

trachyto-bazan thành những dòng, tập mỏng, thấu kính không đều và tufobazan, thấu kính tuf aglomerat, đá phiến tuf xanh đen bị vò nhàu, các thành tạo trên bị các thể nhỏ diabas xuyên cắt

Hệ tầng bao gồm các tướng: Tướng trầm tích - phun trào (cuội, sạn kết tufogen, bột kết, cát kết tufogen màu tím gụ), Tướng phun trào thực sự (bazan porphyrit, bazan aphyr, plagiobazan, andesito bazan porphyr) Bề dày hệ tầng 1350-1550m

Các khoáng vật tạo đá chính gồm pyroxen bị amphibol và chlorit hoá, plagioclas, thuỷ tinh núi lửa Khoáng vật phụ: magnetit- ilmenit

Đặc điểm thạch hoá: các đá thuộc loại bazan thấp kali, cao natri, nghiêng về loạt tholeit kiềm vôi

Biến đổi sau phun trào và khoáng hoá liên quan: chủ yếu là quá trình propilit hoá với tướng nhiệt độ cao (actinolit - epidot) ngoài ra còn gặp tổ hợp nhiệt độ trung bình (albit- epidot - chlorit) và nhiệt độ thấp (calcit- albit - chlorit) Khoáng hoá liên quan chủ yếu là Au, Ag

Hệ tầng được xếp tuổi Jura - Creta trên cơ sở so sánh tương đồng với mặt cắt

ở vùng Thuận Châu có chứa hoá thạch thực vật tuổi Creta hạ

1.2.1.10 Hệ tầng Yên Châu (K2 yc)

Mặt cắt chuẩn (Holostratotyp) của hệ tầng Yên Châu được xác lập trong dải

phân bố Yên Châu - Mộc Châu, tỉnh Sơn La, đoạn từ Tô Bang đến So Lườn (x=20o57’; y=104o21’) Nguyễn Xuân Bao (1969)

Trong phạm vi nghiên cứu thuộc đới đứt gãy ML - BY, các thành tạo của hệ tầng Yên Châu lộ ra thành dải hẹp trên địa bàn các xã Mường Khiên, Mường Bú, Mường Chùm

Trên diện tích tờ Vạn Yên theo Nguyễn Xuân Bao và nnk (2005), hệ tầng có diện phân bố khá rộng ở góc TN của tờ, đặc trưng là trầm tích lục địa vụn thô màu

đỏ phủ không chỉnh hợp trên các đá vôi hệ tầng Đồng Giao Mặt cắt hệ tầng được

mô tả gồm 2 phân hệ tầng

+ Phân hệ tầng dưới (K2 yc1), gồm 4 tập:

-Tập 1: phủ không chỉnh hợp trên đá vôi được xếp vào hệ tầng Hàm Rồng

(\3-O1 hr) là cuội sạn kết, cát kết xen ít sét kết, dày 400m

-Tập 2: cuội kết xen kẽ cát kết, dày 50m

-Tập 3: cát kết, bột kết xen ít sét kết, dày 300m

-Tập 4: cuội kết xen lớp mỏng cát kết, dày 200m

Trong phân hệ tầng dưới, cuội kết có thành phần đa dạng hơn, trong đó có đá vôi, phun trào Bề dày phân hệ tầng là 950m

+ Phân hệ tầng trên (K2 yc2) gồm 2 tập:

-Tập 1: chủ yếu là cát kết xen lớp cuội kết, cuội kết có thành phần cát kết chủ

yếu, hiếm gặp đá phun trào, đá vôi, dày 250m

-Tập 2: cát kết, bột kết, sét kết, dày 400m Bề dày phân hệ tầng là 650m

Trong các trầm tích hạt mịn ở phần cao của phân hệ tầng, đã phát hiện các lớp, vỉa thạch cao dày một vài milimet đến 10cm, hàm lượng thạch cao đạt 95% (Lê Thị Nghinh, 1998)

Hệ tầng Yên Châu nằm không chỉnh hợp ở dạng phủ chồng trên nhiều loại đá

cổ và bị trầm tích Oligocen phủ không chỉnh hợp lên trên, quan hệ này gặp được ở suối Phát, gần Sài Lương Dựa trên quan hệ địa tầng và đặc trưng chứa thạch cao,

hệ tầng được xếp vào Creta thượng

1.2.1.11 Trầm tích sông, sông lũ (apQ13)

Trong phạm vi nghiên cứu thuộc đới đứt gãy ML - BY, các thành tạo trầm tích Pleistocen thượng phân bố ở thung lũng Phù Yên thuộc thềm bậc II Thành phần trầm tích gồm hai phần, phần dưới là cuội sỏi lẫn cát, cuội có độ lựa chọn và mài tròn khá tốt, thành phần chủ yếu là thạch anh, phun trào Phần trên bột sét lẫn cát màu xám nhạt, bị phong hóa laterit yếu Dày 3,3m

1.2.1.12 Trầm tích sông, sông lũ (a, apQ21-2):

Các thành tạo trầm tích Holocen hạ - trung trong phạm vi nghiên cứu thuộc đới đứt gãy ML - BY, phân bố dọc theo thung lũng sông Đà, Phù Yên, Bản Tao thuộc thềm bậc I Thành phần trầm tích gồm cuội tảng lẫn cát sạn màu xám, cuội có kích thước 4-5cm, mài tròn từ kém đến trung bình thành phần đa khoáng Phần trên sét bột lẫn sạn, sỏi, cát Ngoài ra trong thung lũng Phù Yên còn gặp lớp cát sét, ít than bùn và mùn thực vật Trong thung lũng bản Nưa gặp cuội, sạn, cát và tảng ở phần dưới, bột, sét lẫn ít cát ở phần trên Cuội tảng có độ mài tròn kém đến trung bình, thành phần đa khoáng Dày 1-3m, có nơi dày 5-15m

1.2.1.13 Trầm tích sông (aQ23)

Trên khu vực nghiên cứu thuộc đới đứt gãy ML - BY, các thành tạo trầm tích Holocen thượng phân bố dọc theo thung lũng Sông Đà và Phù Yên thuộc bãi bồi

hiện đại Thành phần trầm tích gồm cát cuội sạn và tảng lẫn sét bột thành phần hỗn tạp Dày 1-1,8m

1.2.2 Magma

Trong khu vực nghiên cứu, các thành tạo magma xâm nhập chiếm diện tích khá lớn, thành phần của chúng lại rất phức tạp, gồm các đá từ siêu mafic đến axit và kiềm khá điển hình cho hoạt động magma giai đoạn Mesozoi-Kainozoi miền Bắc

Việt Nam Chúng bao gồm các phức hệ sau:

1.2.2.1 Phức hệ Bản Xang (σT1 bx)

Phức hệ Bản Xang được xác lập bởi Nguyễn Văn Chiển (1965) Trong khu vực nghiên cứu phức hệ phân bố ở vùng Tạ Khoa Phức hệ gồm các khối Bản Xang, Bản Phúc, và các thể nhỏ khác ở vùng Bản Khoa, Đèo Chẹn, Pê Ngoài, Núi Hom… nằm gần trục nếp lồi Tạ Khoa, có quan hệ xuyên cắt với đá phiến mica, đá sừng biotit-muscovit, đá sừng actinolit-muscovit hệ tầng Nậm Sập (D1-2 ns) Các thể xâm

nhập nằm khớp đều với đá vây quanh và thường có quặng sulfur đồng-nikel dạng đặc sít và xâm tán Phức hệ xuyên qua các thành tạo có tuổi từ Đevon đến Permi hạ nên xếp vào tuổi Mesozoi hạ

Thành phần chủ yếu của đá là dunit bị serpentin hóa mạnh gồm toàn olivin (foterit), khoáng vật phụ magnetit và cromspinel Kiến trúc đá toàn tự hình, hạt vừa đến lớn Bị serpentin hoá, đá chặt sít, màu gần như đen, kiến trúc mạng lưới giả hình, olivin là những nhân sót được antigorit thay thế thành tập hợp dạng phiến, dạng lá, dạng kim nhỏ; crizotin ít hơn tạo thành vi mạch và các cấu tạo sợi ngang Một số nơi crizotin bị carbonat và một số khoáng vật quặng thay thế Về mặt thạch địa hóa, đá có thành phần siêu mafic, giàu sắt (b = 63), thường gặp các nguyên tố Fe, V, Ti, Cu, Cr, Ni, Co, Mn

1.2.2.2 Phức hệ Ba Vì (σνT1 bv)

Phức hệ Ba Vì được xác lập bởi Phan Viết Kỷ (1975) và xếp vào phức hệ gồm các thể xâm nhập dạng đai, mạch, khối rất nhỏ kéo dài vài trăm mét, rộng vài chục mét phân bố trong diện lộ của thành tạo phun trào thuộc hệ tầng Viên

Nam Trong khu vực nghiên cứu phức hệ lộ ra trên địa bàn các xã Tường Hạ, Tường Thượng, Kim Bon, Sập Xà thuộc huyện Phù Yên

Thành phần của phức hệ gồm các đá peridotit, gabrodiabas, diabas, monzosyenit

và aplit Đá peridotit chứa pyroxen xiên (augit) 41-59%, plagioclas 32-51%; ít amphibol và biotit Thành phần của các đá mafic gồm pyroxen xiên 10-57%, plagioclas 35-67%, amphibol 1-18%; ít biotit (màu nâu lục) và thạch anh Thành phần của các đá axit chứa plagioclas 20-30 %; amphibol 8-20%; biotit 5-6%; felspat kali (octhoclas microclin) 30-40%, thạch anh 10-22% Khoáng vật phụ có zircon, apatit Khoáng vật thứ sinh có chlorit, epidot, sericit, carbonat Khoáng vật quặng có: pyrit, magnetit, hematit, chalcopyrit

Về thạch hoá: các đá thuộc phức hệ Ba Vì tương ứng với 2 nhóm siêu mafic- mafic và felsit, tạo thành loạt tương phản rõ nét, thuộc 3 loạt toleit (TH), kiềm vôi (CA) và á kiềm (SA) khá giàu canxi, natri lớn hơn kali Các đá thuộc phức hệ Ba Vì nằm trong trường lục địa (CO) và tạo núi (OR) (theo biểu đồ Pearce, 1984) Một số mẫu nằm trong trường bazan đảo trung tâm tách giãn đại dương (SCI)

Về địa hoá: các nguyên tố Ba, Rb, Ti, V, Cr, Ta, Yb, Zr cao hơn mức clark từ 1- 4 lần Các đá của phức hệ Ba Vì liên quan mật thiết về nguồn gốc với đá bazan của hệ tầng Viên Nam, nên phức hệ được xếp tuổi tương đồng với hệ tầng này 1.2.2.3 Phức hệ Phia Bioc (γaT3n pb)

Phức hệ Phia Bioc được xác lập bởi Izokh E P (1965) Các xâm nhập granitoid ở nếp lồi Tạ Khoa trong diện tích tờ Vạn Yên, được xếp vào phức hệ Phia Bioc tuổi sát trước Trias thượng

Trong khu vực nghiên cứu tại nếp lồi Tạ Khoa chỉ khối Phu Man Hai là đáng chú ý về mặt kích thước, còn các nơi khác chỉ gặp granit dưới dạng mạch nhỏ từ 1m đến vài chục mét, pegmatit granit từ vài centimet đến 10-15m Chúng có quan hệ xuyên cắt các đá lục nguyên, lục nguyên carbonat thuộc hệ tầng Nậm Sập, Bản Cải

và Đa Niêng Các đá granit gồm granit biotit, granit hai mica, granit porphyr, granit aplit, có đặc điểm chung là giàu felspat kali màu hồng nhạt Các đá pegmatit granit

cơ bản giống đá granit, phân biệt theo kiến trúc độ hạt Khoáng vật phụ của

pegmatit phong phú hơn granit Thường gặp trong vùng là pegmatit dạng chữ cổ, pegmatit hai mica, pegmatit có turmalin, pegmatit granit

Thành phần khoáng vật của các đá granit gồm: microclin (65-70%); thạch anh (25-30%); plagioclas ít gặp; biotit (3-4%); ngoài ra còn các khoáng vật phụ sphen, zircon, turmalin, cordierit Trong mẫu giã đãi có ziatolit, barit, và các khoáng vật quặng pyrit, hematit, magnetit

1.2.2.4 Phức hệ Nậm Chiến (νµK nc)

Phức hệ Nậm Chiến được xác lập bởi Phan Viết Kỷ (1977) Phức hệ gồm các thể gabro amphibol, gabrodiabas phân bố ở khu vực thuộc thượng nguồn suối Tóc

và suối Bé thuộc đới cấu trúc Tú Lệ Theo nhiều dấu hiệu về thành phần chúng rất

gần gũi về nguồn gốc với các bazan á kiềm hệ tầng Suối Bé (J-K sb)

Thành phần khoáng vật của gabrodiabas, diabas khá đơn giản (Cpx (Amf hoá) + pl + Ilm + Ap) Thành phần hoá học của chúng đặc trưng cao Ti (TiO2 = 2,6-4 %), tương đối cao kali (K2O = 1,2-1,5) và về mặt này gần gũi với các đá mafic loạt kiềm vôi và kiềm vôi cao kali Các đá đều giàu Rb, Ba, Th, các nguyên tố đất hiếm nhẹ, chúng gần gũi với các đá mafic loạt tholeit á kiềm kiểu đảo đại dương hoặc rìa lục địa Tuổi của gabroit phức hệ Nậm Chiến tạm xếp vào Creta (K) dựa theo sự tương đồng về thành phần của chúng với bazan á kiềm

đá thuộc phụ phức hệ phân bố ở đầu nguồn các suối Nam Vân, suối Tiang, suối Bé

Thành phần của phụ phức hệ khá phức tạp, chiếm ưu thế là các đá tướng phun trào,

ít hơn là tuf- cát kết tướng phun nổ và tuf aglomerat tướng họng

Thành phần thạch học của các đá núi lửa chủ yếu tương ứng với ryodaxit (trachytryolit) ít hơn là trachyt Chúng thường có quan hệ chuyển tiếp với các đá

á núi lửa cùng thành phần Hầu hết bị nén ép từ yếu đến mạnh, có cấu tạo dải, định hướng rõ rệt, kiến trúc porphyr điển hình với ban tinh felspat kali, ít gặp ban tinh plagioclas hoặc thạch anh Khá phổ biến felsit và microfelsit cũng bị ép phân dải mạnh Khoáng vật màu trong ryodaxit là ryolit thường là biotit có hàm lượng Titan cao (TiO2=2,7-4,3%), hàm lượng sắt tương đối cao (FeO=21,8-25%) Trong các loại kiềm cao: trachytryolit hoặc trachyt, ngoài biotit còn gặp amphibol kiềm- arvedsonit có hàm lượng Na2O: 6,4-6,5% (Nguyễn Văn Thế, Trần Trọng Hoà và nnk., 1999)

Thành phần hoá học của ryodaxit, ryolit đặc trưng cao kiềm (Na2O+

K2O=7,9-11,2% thường là 8,5-9%) với K trội hơn Na (K2O/ Na2O≥ 1-2) Dựa theo tương quan K2O-SiO2, chúng tương ứng với loạt kiềm vôi cao K và á kiềm (shoshonit) Các đá đều giàu Rb, Th, Nb, Ta, Y và các nguyên tố đất hiếm nhẹ, rất nghèo Sr, chúng là sản phẩm của các hoạt động magma liên quan tới tách giãn nội mảng lục địa

b Phụ phức hệ núi lửa Ngòi Thia ( λτK nt)

Phụ phức hệ núi lửa Ngòi Thia cũng được xác lập bởi Nguyễn Vĩnh (1977)

và coi đây là hệ tầng Phụ phức hệ này bao gồm các đá núi lửa á kiềm và kiềm được mô tả trong hệ tầng Ngòi Thia ở đới Tú Lệ (Nguyễn Vĩnh và nnk., 1978) Thuộc tờ Vạn Yên, diện lộ của phụ phức hệ phân bố ở thượng nguồn suối Tóc và suối Bé

Các đá núi lửa phụ phức hệ Ngòi Thia có thành phần chủ yếu tương ứng với ryolit, cấu tạo khối, đôi chỗ dạng dòng chảy Nét đặc trưng của ryolit có kiến trúc porphyr, các ban tinh thạch anh chiếm ưu thế, ít hơn là felspat kali Ryolit hầu hết sáng màu, khoáng vật màu rất ít và thường có biotit, nhiều chỗ có lẽ có nguồn gốc thứ sinh

Về cơ bản, các đặc tính thạch hoá và địa hoá của ryolit phụ phức hệ Ngòi Thia cũng tương tự như ryolit phụ phức hệ Tú Lệ: đặc trưng tương đối cao kiềm, kiểu kiềm trội kali, giàu các nguyên tố lithofit và các nguyên tố đất hiếm Các đặc tính đồng vị của ryolit phụ phức hệ Tú Lệ 143Nd/144Nd=0,512562; εNd (0)=-1,48 (tỷ

lệ nguyên thuỷ εNd (T) = 0,6)

1.2.2.6 Phức hệ Phu Sa Phìn (γξK pp)

Phụ phức hệ Phu Sa Phìn được xác lập bởi Izokh E P và nnk (1965) Phụ

phức hệ bao gồm các thể axit - trung tính, á kiềm - kiềm dạng xâm nhập nông á núi lửa có mối liên quan chặt chẽ với các đá núi lửa ryodaxit, trachytryolit thuộc phức

hệ Tú Lệ Các khối có kích thước lớn từ 0,5 đến 1km2, gồm các khối: Mường Lang (phía ĐN Quang Huy) và Phiêng Ban

Ngoài ra còn vô số các thể nhỏ ở vùng Vạn Yên, nhiều khi có quan hệ dường như chuyển tiếp với các đá tướng phun trào thực sự

Thành phần thạch học của các khối chủ yếu bao gồm: granosyenit, syenit, granit á kiềm Phổ biến cộng sinh khoáng vật: Q + Ksp + Pl + Bi + Amt, trong đó biotit thuộc loại có hàm lượng titan và sắt cao, nhôm thấp, còn amphibol chủ yếu là hornblend, đôi khi là advetsonit với Na2O đến 6%

Thành phần hoá học của granitoid phức hệ Phu Sa Phìn khá biến động song chủ yếu thuộc loại có độ kiềm tương đối cao (Na2O+ K2O=7,9-9%) với kali trội hơn natri (K2O/ Na2O=1-2) Dựa theo tương quan K2O- SiO2 chúng tương ứng với loạt kiềm vôi cao kali và á kiềm (shoshonit), còn theo các tương quan (K2O+Na2O)/CaO - (Zr+Nb+Ce+Y) và (Fe*/MgO) - (Zr+Nb+Ce+Y), chúng hoàn toàn tương ứng với granit kiểu A Các đá đều giàu Rb, Th, Mn, Nb, Ta, Y, các nguyên

tố đất hiếm nhẹ, nghèo Ba, Sr tương ứng với các thành tạo á kiềm của hoạt động magma nội mảng liên quan tới các tách giãn nội lục

Các đai mạch có thành phần gabrodiabas, lamprophyr, aplit granit, syenit gặp khá phổ biến, chúng phân bố chủ yếu trên đới PhanSiPăng và đới Tú Lệ thuộc cánh ĐB của đới đứt gãy

1.2.2.7 Các thành tạo xâm nhập chưa rõ tuổi

Các thành tạo xâm nhập chưa rõ tuổi chủ yếu là các đai mạch có thành phần

granit, granit aplit (iγ), gabro, diabas (νβ), gabrodiabas, lamprophyr, syenit gặp khá

phổ biến trong khu vực nghiên cứu, chúng phân bố chủ yếu trên đới Tú Lệ thuộc cánh ĐB của đới đứt gãy ML - BY

Hình 1.4 - Sơ đồ các thành tạo địa chất phát triển dọc theo đới đứt gãy ML - BY có trong khu vực nghiên cứu

1.3 Đặc điểm kiến tạo trong Kainozoi của khu vực nghiên cứu

1.3.1 Khu vực nghiên cứu trong bối cảnh địa động lực Kainozoi khu vực Châu Á

Khu vực nghiên cứu nằm ở rìa phía Bắc của địa khối Indosini, khối này được ngăn cách với địa khối Nam Trung Hoa bởi đới đứt gãy sâu Sông Hồng Trong suốt Kainozoi vận động kiến tạo của địa khối Indosini bị khống chế trực tiếp bởi những tác động qua lại giữa các mảng Thái Bình Dương, mảng Ấn - Úc và mảng Âu - Á

Đó là quá trình đụng độ giữa lục địa Ấn Độ với lục địa Châu Á và quá trình hút chìm của mảng Thái Bình Dương xuống dưới lục địa Châu Á, trong đó kiến tạo đụng độ đóng vai trò chủ đạo hơn cả Trường ứng suất kiến tạo trong giai đoạn Kainozoi với hai hướng nén ép chủ yếu là Đông - Tây và Bắc - Nam lần lượt thay thế nhau theo thời gian Khu vực nghiên cứu và các khu vực khác thuộc địa khối Indosini đều chịu tác động trực tiếp của kiến tạo đụng độ này với hai pha chính: pha sớm (35 - 15 triệu năm), pha muộn (15 - 0 triệu năm) Thời gian ngưng nghỉ (15 - 5 triệu năm) là thời kỳ tạo thành các bề mặt san bằng

Tapponnier P và các cộng sự (1986, 1990) đã thiết lập mô hình kiến tạo giai đoạn Kainozoi cho khu vực Châu Á (xem Hình 1.5) Mô hình này được xem như là

hệ quả của quá trình đụng độ giữa hai mảng (lục địa Ấn Độ xô húc vào lục địa Châu Á) Bản chất của quá trình xô húc không chỉ thể hiện như các chuyển động tịnh tiến đơn thuần của các mảng cứng, mà còn thể hiện của quá trình dịch ngang, dồn nén, xoay chuyển, biến dạng phức tạp của các khối thạch quyển mang tính lan truyền Trong điều kiện như vậy trường ứng suất kiến tạo bị phân dị mạnh mẽ theo không gian, thời gian và cả theo chiều sâu Do đó hệ quả của quá trình xô húc đã làm dày

vỏ, hình thành các dãy núi cao ở khu vực Hymalaya và Thiên Sơn, đồng thời cũng gây ra sự trượt ngang dọc theo các đới đứt gãy lớn như Altyn Tagh và Sông Hồng Trong Oligocen và đầu Miocen, dọc theo đới đứt gãy Sông Hồng xảy ra hiện tượng trượt bằng trái mạnh mẽ với biên độ ngang cỡ 700-1000km, làm cho địa khối Indosini dịch chuyển về phía ĐN Biên độ này có thể là quá lớn, nhưng ngay cả các trường phái đối lập cũng đưa ra những biên độ không nhỏ hơn vài trăm kilomet

Quá trình di chuyển này xảy ra đồng thời với sự xoay của địa khối Indosini theo chiều kim đồng hồ tới 24 ± 120

Hình 1.5 - Mô hình kiến tạo địa động lực giai đoạn Kainozoi khu vực Châu Á

(Tapponnier P và nnk, 1986)

Trong các công trình của Brair A (1989), Hall R (1996) cũng đã làm sáng tỏ thêm về bối cảnh địa động lực Kainozoi khu vực Châu Á khi họ xem xét về cơ chế tách mở Biển Đông Quá trình tách mở này được bắt đầu vào khoảng 32 triệu năm

và dừng lại ở thời điểm 15 triệu năm Theo các tác giả, thì sự xô húc của lục địa Ấn

Độ vào lục địa Châu Á không chỉ phản ánh một phần sự tách mở Biển Đông thông qua biểu hiện trượt bằng trái dọc đới đứt gãy Sông Hồng mà còn phản ánh vận động xoay của địa khối Indosini theo chiều kim đồng hồ ít nhất là 120 và sự di chuyển về phía nam của địa khối Borneo

Trên cơ sở phân tích cơ cấu chấn tiêu của gần 12.000 trận động đất trong vỏ Trái đất khu vực Đông Nam Á với độ lớn MS ≥ 4 Nguyễn Trọng Yêm, Gusenko O

I và các tác giả khác (1996) đã xây dựng trường ứng suất kiến tạo hiện đại của khu vực Đông Nam Á Với kết quả như Hình 1.6, trong giai đoạn Hiện đại phần đất liền lãnh thổ Việt Nam nói chung, khu vực nghiên cứu nói riêng chịu ảnh hưởng của trường ứng suất kiến tạo với trục ứng suất nén ép cực đại phương á kinh tuyến

Hình 1.6 - Trường ứng suất kiến tạo hiện đại của khu vực Đông Nam Á

(Nguyễn Trọng Yêm và nnk, 1996)

Michel G W và nnk (2001) khi tiến hành đo GPS khu vực các mảng Âu Á,

Ấn Độ và Philipin đã đánh giá sự dịch chuyển của các mảng theo các phương khác nhau (xem Hình 1.7) Kết quả về tốc độ dịch chuyển của các mảng cũng khác nhau, trong đó khối Sundaland đang dịch chuyển về phía Đông với vận tốc 12 ± 3mm/năm

Hình 1.7 Vận tốc dịch chuyển của các mảng trong hệ thống GEODYSSEA GPS

(Michel G W và nnk, 2001)

Gần đây trong công trình của Burchfiel B C (2004), nghiên cứu sự tương tác giữa mảng Ấn Độ với mảng Âu Á đã xác nhận phần phía đông Himalaya (dọc theo đới đứt gãy Sông Hồng) trong giai đoạn từ Kainozoi mộn đến nay ngoài