Phan 2
Trang 2Chuong IX
VAI NET VE LICH SU NGHIEN CUU DONG DAT
ONUOC TA
Lãnh thể Việt Nam nằm gần kể với 2 đới động đất mạnh nhất
trên thể giới: vành đại động đất Thái Bình Dương và đới Himalaya- xuyên Á và chịu ảnh hưởng của những tác động của 2 đới này Các tài liệu lịch sử cùng với các tài liệu quan sát bằng
may và khảo sát trên thực địa đã cho thấy lãnh thổ nước ta đã trải
qua những động đất mạnh, trong đĩ cĩ những trận đạt tới 6,8 độ
Richter, gây ra chắn động trên mặt đất tới cấp VI! hoặc cấp 1X Trong hồn cảnh kinh tế của một nước nơng nghiệp lạc hậu,
động đất trên lãnh thé nước ta trong nhiều thế kỷ qua thực tế đã
khơng gây ra những thiệt hại đáng kể, nhưng tình hình hiện nay đã rất khác khi các quá trình cơng nghiệp hố cũng như đơ thị hố đang xây ra TẤT nhanh trong phạm vi cả nước thị hậu quả của động đất mạnh mỗi khi xây ra sẽ rất nặng nẻ, đặc biệt tại các vùng nơng thơn rộng lớn ở nước ta khi nhà cửa bằng tre, gỗ chịu
tác dụng tơt đổi với các chấn động của động đất đã dần được thay thế bằng gạch vữa là những vật liệu cĩ phạm vi biến dạng đàn hồi
rất hẹp, dễ bị nứt nẻ, đỗ vỡ mỗi khi bị chấn động mạnh
Ngày nay việc quy hoạch cũng như xây dựng các cơng trình cơng nghiệp hoặc dân sự đều phải tính đến các khả năng xây ra động đất trong tương lại cũng như ảnh hưởng của nĩ tới mức nao và cĩ các biện pháp phịng chống, đây cũng là mục đích cuối cùng của các nghiên cứu về động đất ở nước ta
Xuất phát từ thực tế như vậy nhiệm vụ của cơng tác nghiên
cứu động đất ở nước ta là thu thập vá sử lý mọi thơng tin cĩ thể
Trang 3204 Phạm Văn Thục
9.1 Quá trình nghiên cứu động đất ở Việt Nam
9.1.1 Những khảo sát và nghiên cứu động đất trước đây
Tại nước ta từ nhiều thế kỷ trước các hiện tượng động đất được mơ
tả và ghi chép trong những tư liệu lịch sử là những đột biến của hiện
tượng tự nhiên tương tự những hiện tượng tự nhiên khác như lũ lụt,
han han va cho đến nay những tư liệu này cũng đã gĩp một phần nào đĩ cho cơng tác nghiên cứu về động đất Cũng từ đầu thé ky
trước cùng với sự phát triển của các thiết bị đo đạc chính xác các đữ
liệu về động đất, ngành khoa học về địa chan trên thể giới mới chuyển từ một ngành khoa học nghiên cứu định tính sang nghiên
cứu định lượng Năm 1924 trạm quan sát động đất Phủ Liễn (Kiến
An, Hải Phịng) được thành lập, sau đĩ bị phá huỷ trong thời gian
chiến tranh thể giới lần thứ 2 (1939-1945) (bảng 9.1)
Bảng 9.1
Động đầt ghì được tại trạm Phủ Liễn từ năm 1925 đến năm 1936
Ngày tháng | Khoảng Ghi chủ
Năm cách tới Toa dé
tram
(km)
@N | aE
22-12-1925 550 21 111.30 | Nhận thấy ở Ban-Honoi-Sai,
Phong Sa Ly, Luang Pra Bang 23-12-1925 550 21 111.30 | Nhận thấy yéu & Phong Sa Ly va
LuangPra Bang
29-3-1926 550 21.30 | 102 Nhận thầy ở Ban-Honoi-Sai
22-2-1927 300 21.30 | 103.30 | Nhân thấy ở Lai Châu
16-10-1930 | 160 20 | 105.30 | Nhận thấy ở Phat Diém, Héi
Xuân Thanh Hố
16-10-1930 170 18 106 Nhận thấy ở Phát Diệm,Như
Xuân và 1 làng cách 60km
12-1-1934 470 3 103 | Phía Nam tỉnh Thanh Hố nhận
thấy tai Lai Chau
12-2-1934 500 21 102 | Nhận thấy ở Vi-Nang-Pon Kha-
Trang 4Chương !X Vài nét về lịch sử nghiên cứu động đất ở nước ta 205
13-5-1935 580 20 101.30 | Phá hoại tại Muong cường độ 7
đến 9 (độ đo quốc tế) nhận thấy
tai Luang Pra Bang va Paklang
1-11-1935 380 | 21.30 | 103 | Pha hoại tại Điện Biên Phủ, Sơn
La tới cắp 9, Nhận thấy hầu hết
ở Bắc Phản và phía bắc Trung Phân 1-11-1935 390 | 21.30 | 103 | Là phản ứng của trận động đất
trên, chỉ # nhiều người nhận thấy,
1-4-1936 350 | 22.30 | 109.30 | Phá hoại tỉnh Linh - Cham
a) Động đất Điện Biên Phủ ngày 1/11/1935
Động đất cĩ các thơng số sau đây: thời gian xây ra động đất H„
=16h22m01s (GMT), toa độ 2155N và 103,5°E, h=50km, M,-6,75 va I, = IX (thang MM) Pham vi va mirc d6 chan động của động đất được trình bẩy trên bán đổ các đường đẳng chân thành lập năm 1935 (hình 9.1) và được mơ tả như sau: tại Điện
Biên Phủ tất cả các tường nhà đều bị nứt từ trên xuống dưới, các cột nhà bị lìa khỏi mái nhà hoặc tường nhà, tật cả các nhà đều bị
hư hại gan hết khơng ai đám ở Tại vùng chan tâm đất nứt ra
nhiều chỗ, cĩ chỗ dai 50m rộng 20cm, trong các đường nứt phun
lên nước và cát cĩ mùi lưu huỳnh Tại Sơn La chấn động cấp VHT, nha cia bi hu hại như ở Điện Biên Phủ nhưng đất khơng bị
nứt, Tại Lai Châu chấn động cấp Vi chỉ cĩ ít nhà cửa bị hư hai
Tại Hồi Xuân (Thanh Hoa) cach chan tam 200km chan động cấp Vĩ nhiều tường bị nứt và một số ít lìa khỏi trần nhà Tại Yên Bái, Cửa Rào chấn động cấp V Tại Lào Cai, Hà Giang, Bắc Cạn, Tuyên Quang, Nam Định, Phát Diệm, Thanh Hố cấp 7ƒ Cao
Bằng,Vĩnh Yên, Phủ Lạng Thương, Hải Phịng, Vinh, Quảng Yên, Lạng Sơn cấp 777
b) Khảo sát chỉ tiết trận động đắt Bắc Giang 12/6/1961
Động đấy xây ra lic 958m (GMT) co toạ độ 2/,6°N va 106,2°E
Trang 5206 Pham Văn Thục
Hình 9.1 Các đường đẳng chấn của động đất ngày 1/11/1935 tại Điện
Trang 6Chương IX Vài nét về lịch sử nghiên cứu động đất ở nước ta 207
chấn động tại chấn tâm Io=VII đã làm hư hại một số nhà cấp 4ở quanh vùng, bán kính vùng chân động cấp VI là 60km và vùng cấp 'V là 120km (hình 9.2) 1022 104 22 vẻ Dao Ha Nona
Dang dat Tan Yen 12-6 1961 {
l,=7, hz28km, M,=5/6 ` X` ~| 1wJ 30 0 30 60km — N Ầ ¬ Cấp đỏ manh: 7Ø 6© 5Ĩ ` 4Ĩ 30 (MSK-64) » 102° 1042 1062 + 108° 110°
Hình 9.2 Các đường đẳng chắn trận động đất Bắc Giang ngày 12/6/1961 (do Nguyễn Hữu Thái thành lập),
Đã cĩ số liệu của 40 trạm trên thế giới phân bố gần như bao quanh chắn tâm làm cho việc xác định các thơng số của cơ cầu chan tiêu động đất đạt được độ chính xác cao (sai số < + 5° ) Trong số
các trạm này cĩ 4 trạm dấu của sĩng dọc khơng phù hợp với sự
phân chia của các mặt nút, đã cho thây 2 mặt nút đều cĩ độ dốc rất
lớn và gần như thắng đứng (một trong 2 mặt là mặt đứt gay) Mat I
cĩ độ phương vi N222°E cam vé phia tây nam với gĩc cắm e=80”
(e là gĩc hợp bởi mặt đứt gẫy và mặt phẳng nằm ngang)
Trang 7208 Pham Van Thuc
về phía tây bắc với gĩc cắm e=80” cả 2 mặt đứt gay đều cĩ dang phay ngang trong đĩ mặt I co phuong gan trùng với phương của đứt gây lớn sơng Hồng trong cấu trúc của miền Bắc Việt Nam (Đứt gay song Hồng cĩ phương tây bắc đơng nam với độ „ Phuong vị z=120°) Cánh đơng bắc của đứt gaydich chuyén vé phia dong nam, trong khi cánh tây nam dịch chuyển về phía tây bắc, phương, dịch chuyên của các đứt gay này hồn tồn phù hợp với các phương dịch chuyên của các đứt gẫy sâu sơng Hồng quan sát được từ các tài
liệu vệ tính
Hình 9.3 Cơ cấu chắn tiêu động đất Bắc Giang ngày 12/6/1961 Từ sự kết hợp này cho thây ta cĩ đủ cơ sở để khẳng định mặt
phẳng I của hình vẽ chính là mặt phá huỷ trong chắn tiêu động đất
và dịch chuyển dạng phay ngang là nguyên nhân gây nên động đất ở
khu vực này Trục ứng suất nén ở đây cĩ độ phương vị 4z= 174°
Trang 8Chương IX Vài nét về lịch sử nghiên cứu động đất ở nước ta 209
tác dụng gần như nằm ngang, mơ hình chắn tiêu của trận động đất này được trình bẫy trên hình 9.3,
¢) Thành lập bản đồ phân vùng động đất miền Bắc Việt Nam năm
1968
Năm 1968 dưới sự chỉ đạo của chuyên gia Liên Xơ (cũ) Rezanov TA (Rezanov L A Nguyễn Khắc Mão 1968) chúng ta đã hồn thành và xuất bản: Bản đồ phân vùng động đất cho phần phía Bắc lãnh thể Việt Nam Đây là một bản dé dia chấn kiến tạo, tham gia thành lập bản đồ này về phía Việt Nam cĩ các ơng: Nguyễn Khắc Mão, Nguyễn Hữu Thái và Trương Khắc Nhụ (hình 9.4)
Mặc dù trong một điều kiện các tài liệu về động đất rất hạn chế và cĩ độ chính xác thấp, tài liệu thuộc các lĩnh vực khác như kiến tạo, tân kiến tao ở nước ta cũng mới bắt đầu được tiến hành nghiên cứu và rất sơ lược nhưng cơng trình này cũng đã dựng lên một bức tranh khái quát về các quy luật phân bố động đất và vạch ra một phương án cho bản đỗ phân vùng động đất phan phía bắc lãnh thé nude ta va trong nhiéu nam sau cong trinh nay van la những tài
liệu cơ bản được sử dụng để đánh giá cấp độ mạnh động đất cĩ khả năng xây ra đối với nhiều cơng trình xây dựng cĩ quy mơ thời đĩ
Thang cấp động đất được sử dụng cho bản dé 1a thang MSK-64 (Medvedev S -Moscow, Sponsxoier V -lena và Kamic V - Praha
năm 1964)
9.12 Mạng lưới các trạm quan sắt dong dat tai nwéc ta trước 1990
Năm 1924 trạm quan sát động đất đầu tiên được người Pháp
đặt tại Phù Liễn (Kiến An) với máy cơ học kiểu Mainka cĩ chụ kỳ
là 10giây và độ khuyếch đại cực đại khoảng 100 Đây là trạm nằm
gần kinh tuyển 110°E trong số trên 100 trạm quan sát động đất trên
toan thé giới của thời kỳ đĩ Trạm làm việc đưới sự chỉ đạo của
người Pháp cho đến năm 1936 đã ghỉ nhận được các động đất sau đây (bảng 9, 1) và trạm ngừng hoạt động vào những năm đầu của
chiến tranh thế giới lần thứ II Năm 1957 nước ta tham gia nam Vật
Trang 9210 Pham Văn Thục CK-M cĩ chu kỳ 12 giây CHỦ Giải CO) se
Hình 9.4 Bản đồ phân vùng cấp động đắt miền bắc Việt Nam thành lập
Trang 10Chương !X Vài nét về lịch sử nghiên cứu động đất ở nước ta 211
Những động đất ghỉ được ở đây là những động đất xa, được
mình giải nhờ vào bảng tốc dé H Jeffreys-K.E Bullen năm 1940 và
được xuất bán hang năm đưới dạng Bulletin Seismological, sau đĩ được lắp đặt thêm máy chu kỳ ngắn CM co chu ky 14 1,8 sec, nim
1961 tram dia chan Sapa được thành lap voi may SPI-1 c6 chu ky
1,2sec Tham gia cơng tác về mặt động đất phía Ba Lan cĩ các nhà địa chan sau đây: Giáo sư Roman Teisseyrea, Slavomir Gibowic va Hana Newandowskaia va vé phía Việt Nam cĩ ơng Nguyễn Khắc Mão
Ngày 12/6/1961 xây ra trận động đất Yên Thế Bắc Giang và trạm động đất Bắc Giang được xây dựng để ghi các đơng đất xây ra ở đây cùng với việc nghiên cửu chúng đến 1964 hồn thành với may
kiểu Kharin cĩ chu kỳ 1sec
Trong thời gian kể trên đất nước ta mới thốt ra khỏi cuộc chiến
tranh chẳng Pháp và khơi phục kinh tế nên gặp rất nhiều khĩ khăn
với một cơ sở vật chất khơng đơng bộ cũng như cán bộ khơng được
đào tao là diéu dễ hiểu Năm 1961 tại miền nam nước ta cũng đã xây dựng trạm địa chấn Nha Trang, ban đầu là các thiết bị của Pháp APX sau đĩ là các thiết bị nằm trong mạng lưới tồn câu (WWSSN) của Mỹ và làm việc tại trạm này là GS Nguyễn Hải
Tiếp theo là giai đoạn các cán bộ được gửi đi dao tao tại nước
ngồi (tại Liên Xơ cũ) gồm cĩ Phạm Văn Thục, Nguyễn Đình Xuyên vào những năm 1965-1970 Với những kiến thức cơ bản về
địa chấn học được các cán bộ này tiếp thu đồng thời đã tiến hanh bd
xung mạng lưới các trạm để thu thập số liệu nhằm hiệu chỉnh bản đồ động đất miền Bắc Việt Nam năm 1968, Từ 1973 trở đi nhiều
cán bộ khoa học tốt nghiệp ỏ trong và ngồi nước đã về làm việc tại bộ mơn địa chắn và từ đĩ trở đi cơng tác nghiên cứu mới được triển khai một cách đồng bộ hơn
Bắt đầu bằng việc xây dựng bé xung các trạm mới bao gồm xây dựng thêm trạm địa chấn Hồ Bình nhằm thu thập tài liệu về động
đất quanh Hồ Bình phục vụ cho cơng tác quy hoạch và thiết kế
cơng trình thuy điện, xây đựng thêm trạm địa chấn Tuyên Quang
nhằm thu thập tài liệu phục vụ cho cơng trình thuỷ điện Lơ - Gâm
trong tương lai đồng thời 2 trạm này cùng với các trạm Phủ Liễn,
Sapa, Bắc Giang thành 1 mạng lưới các trạm quan sát động đất trên
miên Bắc nước ta đặc biệt 3 trạm Bắc Giang, Tuyên Quang và Hồ
Bình với máy chu kỳ ngắn tương đối đồng bộ bao quanh vùng châu
Trang 11212 Phạm Văn Thực
động đất cao Mặc dù vậy đất nước ta lại bước vào một thời kỳ chiến tranh chéng My hết sức khốc liệt nên mạng lưới các trạm địa
chắn trên miền Bắc kế trên cũng phải từ 1975 trở đi mới cĩ hiệu quả
Nhằm bổ xung để hồn chỉnh mạng lưới các trạm địa chân trên
miễn bắc cũng như trong phạm ví cả nước đã cĩ sự hợp tác giữa các
nhà tốn học và địa chân để tiền hanh dé tai nghiên cứu: Bỗ xung một cách tối ưu hệ trạm quan trac dia chân trên lãnh thể Việt Nam bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm hổi quy Cùng với để tải: Sử dụng phương pháp Monte - Carlo để bể xung một cách tơi ưu hệ thống tram quan trắc địa chắn :rên lãnh thể Việt Nam
Trên cơ sở các trạm địa chấn hiện cĩ đã sử dụng các phương pháp này để xác định một loạt các phương án bễ xung các trạm mới nhằm đạt được một mạng lưới các trạm tối thiểu nhưng lại cĩ sai số thấp nhật khi xác định các thơng số của chắn tiêu
Sau khi đất nước được hồn tồn giải phĩng chúng ta đã khơi phục lại hoạt động của trạm Nha Trang Tại đây đo khơng cĩ vật tư
thay thé và điều kiện khí hậu nhiệt đới rất khắc nghiệt, máy hay bị
hồng nhật là điện kế chu ky dai /00s nén đã được thay bằng máy chu kỳ ngắn và sau đỏ xây dựng thêm trạm Đà Lạt cũng với máy chu kỳ ngắn, tất cả các trạm trên cĩ khả năng ghi nhận tất cả các
động đất xây ra trên tồn lãnh thổ với À#>4
Bảng 9.2 Mạng lưới các trạm quan trắc động đất tại Việt Nam cho đến năm 1990
Kiểu Vmax
Số | Tên trạm Toạ đội Máy | Thành | Tm | Tg
Trang 12Chương IX Vài nét về lịch sử nghiên cứu động đất ở nước ta 213 s [ 10 | 0,49 | 55788 | -W | 1/0 | 0.46 | 45.000 Z| 0,73 | 0,33 | 51.124 4 | Tuyến | 21949420 | 10812300 | SU-69 | N~§ | 1.0 | 03 | 43957 Quang E-W | 10 | 0,3 | 47.425 9w) z | 10 | 03 | 49.193 —§ | 1⁄2 | 0.14 | 13313 -W | 1,2 | 0.14 | 14.482 Zz 1,2 | 0,14 | 14.355 6 | patat | 11958345 | 108%28102] CM | N-$ | 1⁄4 | 03 | 12880 (DLV) E-W | 1⁄4 | 03 | 12.680 Zz 1.4 | 03 | 13.670 7 | NhaTrang | 12236" | 109%2'42" | apx | N-s | 09 | 03 | 68.220 (NHA) E-W | 09 | 043 | 69.560 zZ_ | 09 | 03 | 75.400 3 Hồ 204933" | 115°21'06"9 | Kharin | N— Binh(HBV) E 5 Sapa 22°2008'7 | 103°4951°8 | SPI-1 N (SPV) E
9.1.3 Mạng lưới trạm quan sát động đất ở Việt Nam từ 1990 đến
nay
Từ năm 1990 mạng lưới các trạm quan sát động đất ở nước ta đã
được tăng cường một cách đáng kể nhờ vào các chương trình hỗ trợ
cia UNDP (Các Chương Trình Phát Triển của Liên Hợp Quốc) VIE-84-001 và VIE-93-002, Nhờ vào các chương trình này một loạt các trạm địa chân mới đã được xây dựng tại Điện Biên, Lai Châu,
Vinh và Hà Nội, tiếp đến là Sơn La và Huế nâng số trạm ở nước ta
lên 14 với hệ các máy địa chan LE-3D khuyéch đại điện tử phi trên giấy nhiệt của Đức thay cho hệ thơng các máy ghỉ theo kiểu quang cơ và từ năm 1995 được thay thé bằng các trạm ghỉ số trên máy tính
PC-386 và PC-58ố6 cùng với máy cảm ứng chu kỳ ngắn Mark
Product L-4 cla My (Tran Quang Khoa, Lé Tu Son 1997) (bảng
9.3), (hinh 9.5)
Bang 9.3
Mạng lưới các trạm quan sát động đất ở nước ta sau 1990 (hình 9.6) Số TT Tên trạm Mã số Toạ độ Độ cao Nền đất Loại máy
Trang 13214 Pham Van Thuc
7 Điện Biên DBV —21°23,38 103°01,10 480 Phiếnsét LE-3D 8 LaiChâu LCV —22°02,32 103°09,26 1100 Catkét L-AC-1D
9 Sơn La SLV 21°20,03 103°54,30 700 Bột kết LE-3D
10 Sapa SPV 22°20,30 103°50,11 1550 Bộtkết L-4C-3D 11 Vinh VV 1893288 10534200 5 Quartzit L-4C-1D 12 Huế HVN 16°2501 10793513 8 Bộtkết LE-3D
13 Nha Trang NHA 1216/00 10991166 5 Ryolit LE-3D
14 Đà Lạt DLV 11°586,69 108°28/91 1550 Bột kết LE-3D Ghi chủ: Các trạm với ký hiệu * là các trạm địa chắn đo xa bao gồm 6 trạm quanh Hà Nội sử dụng kỹ thuật số hố trong viéc ghi, truyén va luu trữ số liệu
HQDEL LS: SEISMOMETER, 10M S00 OFM CON,
UEVE SHUNT DAMPING ˆ 0mm ote ones 0.30 © ons 080 â owns 0 10 ô ` r onus 0.96 Facquency-ncetz | 2 max # 4 10 20 ác
Hình 9.5 Đặc trưng tần số của máy Mark Product L-4C
(Trần Quang Khố, Lê Tử Sơn 1997)
Bên cạnh các trạm quan sát động đất cố định kể trên cịn cĩ mạng lưới các trạm lưu động quan sát trong từng khoảng thời gian
nhât định phục vụ cho các yêu cầu khảo sát riêng lẻ cụ thê như tại
cơng trình thuỷ điện Trị An đã được khảo sát bằng mạng lưới 3 trạm
Trang 14Chương IX Vài nét về lịch sử nghiên cứu động đất ở nước ta 215 nợ vn 108, F3 ae & Tà bớt b Y.e© ee
Hình 9.6 Mạng lưới trạm quan trắc động đắt tại Việt Nam va phạm vi
Magnitude nhỏ nhất cĩ thể ghi được
(Trần Quang Khố, Lê Tử Sơn 1997)
lưới các trạm tạm thời gồm 6 trạm quanh khu vực sẽ xây dựng,
ngồi ra từ đầu năm 1997 cĩ sự hợp tác giữa viện Địa Chất (thuộc
Viện Khoa Học và Cơng Nghệ Việt Nam) và trường đại học Chung
Trang 15216 Pham Van Thuc
đứt gẫy Sơng Hồng nhằm nghiên cứu mức độ hoạt động của đới đứt gẫy này
Tất cả những khảo sát của các mạng lưới lưu động trên ngồi mục đích phục vụ các yêu cầu khảo sát cho từng cơng trình cịn bổ xung vào cơ sở dữ liệu các tài liệu về động đất ở nước ta (hình 9.6)
Nhằm thành lập một quy phạm về động đất cho các cơng trình xây dựng một mạng lưới gồm 3 trạm ghi dao động mạnh của nên đất được trang bị bằng mày đo gia tốc $%4-2 đã được đặt tại Điện Biên, Bắc Giang và Sơn La
9.2 Bản đồ phân vùng động đất lãnh thổ Việt Nam năm 1983 Sau khi bản đồ phân vùng động đất miễn Bắc Việt Nam ra đời năm 1968 tuy trong điều kiện đất nước cịn chiến tranh (đến năm 1975) tiếp theo lả thời kỉ cắm vận cho nên điều kiện vật chất khơng được cải thiện nhiều, mặc dù vậy với đội ngũ cán bộ được tăng cường đáng kế và trình độ được đào tạo cĩ bài bản cho nên việc nghiên cứu động đất cũng như xây dựng mạng lưới các đài trạm đã được
tăng cường lên một bước và khi nghiên cứu thành lập bản đổ phân
vùng động đất cho thời kỳ này ta đã cĩ thể cĩ những sản phẩm mang tính định lượng nhiều hơn,
9.2.1 Các cơng cụ mình giải các thơng số động đất
4) Mơ hình cẩu trúc vỏ trải đất và xác định vị trí của động đất Mơ hình cấu trúc vỏ trái đất cho phần miền bắc lãnh thê Việt Nam
(Phạm Văn Thục 1970) giúp cho khi xác định vị trí chắn tiêu được chính xác:
Vp, = 5,84hm/s +: 0,19 Vs, =3,62 km/s + 0,05 Vp* = 6,82 km/s + 0,11 Vs* = 4,27 km/s +0,05 Vp,,= 8,03 km/s + 0,05 Vs, = 4,51 km/s + 0,04
Với chiều sâu của các lớp: * granit = 7km, h bazal = 22km và Ù
Mơhơ 42km
Trang 16Chương IX Vài nét về lịch sử nghiên cứu động đất ở nước ta 217
hat + 7,
@ day ¢, la thời gian phat sinh động đất, 7, là thời gian truyền của sĩng động đất và , là thời gian tới của sĩng Với vận tốc truyền sĩng địa chấn được lấy trung bình cho mọi phía và nhờ tốc đồ
Jesffeys -Bullen ta xác định được giá trị ¢,, nhu vậy việc xác định
toa độ của động đất @A va h địi hỏi tối thiểu phải cĩ số liệu của 3 trạm Từ năm 1995 số lượng mạng lưới các trạm địa chấn trên lãnh thổ nước ta đã tăng lên đáng kế với 14 trạm cỗ định và 12 trạm lưu đơng việc xác định các thơng số của động đất khơng cịn là một khĩ
khăn nữa trên cơ sở các phần mềm Fashypo va Hypo71-PC cac can
bộ của ta đã lập chương trinh FHS dé xac dinh cdc thơng số của động đất với những sai số cho phép (Trân Quang Khố, Lê Tử Sơn
1997)
b) Thang magnitude và năng lượng động đất ở Việt Nam
Một thang magnitude đã được thành lập cho các may chu ky ngắn
cĩ dạng (Phạm Văn Thục, Nguyễn Văn Yêm, Nguyễn Văn Lương
1977):
Mu = log (Aw⁄T) +1,35 log A (km) +1,43,
@1)
My = log (A,/T) +1,66 log A (km) +0,44
Va cho máy cĩ chu kỳ trung binh:
Mz = log (Ay/T) +2,28 log A (km) +2,10,
(9.2)
Mu; = log (A/T) +0,95 log A (km) + 2,69
Đồng thời một số các thang dùng để xác định magnitude khác
dựa vào thời gian kéo dải của dao động cũng đã được sử dụng đối
với sĩng mặt (Nguyễn Đình Xuyên 1980):
Trang 17218 Pham Văn Thục
Cơng thức chuyển đổi từ chấn cấp l„ (các tài liệu lịch sử, khảo sat thu dia) sang gia tri magnitude với những động đất cĩ chân tiêu nam trong vo trai dat cĩ dạng (Phạm Văn Thục-1978):
M= 0,691, 4 0,55 (9.4)
Nguyễn Dinh Xuyên khi nghiên cứu việc xác định các thơng số của hệ phương trình Blake-Shebalin:
1= bM - siogVJA?+hˆ+C,
(95)
1o-T =siog ÝI 1"
Trong đĩ A là bán kính của đường đẳng chấn cường độ 7 và đã xác định các thơng số ð,s và Œ đối với các động dat đã xây ra tại Việt Nam:
Theo phương kéo dài của các đường đẳng chấn tức phương của
các câu trúc địa chất:
b= 1A5, s= 3 và C= 2,6 Theo phương vuơng gĩc với cấu trúc địa chất :
ð= 15,s= 3,5 vaC= 3
Theo giá trị trung bình :
b~ 1.45, s= 3.2 và C= 2,8
Cơng thức chuyển đổi từ magnitude được xác định bằng sĩng
mặt M sang gia tri magnitude xac dinh bang song khối mm với các động đất cĩ độ sâu chân tiêu nơng được biểu diễn như sau (Phạm
Văn Thục, Nguyễn Kim Lạp 1981):
Trang 18Chương IX Vài nét về lịch sử nghiên cửu động đất ở nước ta 219
và các động đất cĩ độ sâu chấn tiêu trung bình cĩ đạng:
My, =2,5+0,63M, hay M,=1,59m, - 3,97,
va 2 dai luong nay bang nhau khi_ m,-M,=6,7 voi nhiing dong đất mạnh hơn thi ta cĩ ÀZ,>/m„ và ngược lại khi động đất nhỏ hơn ố,7 thì †a cĩ m„>À4,
Sự chuyên đỗi từ magnitude À4; sang năng lượng # được sử dung
từ cơng thức Gutenberg:
LogE = 11,8 + 15M
Trong cơng thức nay F tinh bang erg
và bậc năng lượng K ( Rautian T.G 1960)
K = log F Gun) =1,84M,+4
©) Đồ thị lặp lại và bản đồ độ hoạt động động đất A10
Đề thị lặp lại động đất được tính với Ne là số động đất đã được chuan hố cho đơn vị diện tích 1000kmẺ và thời gian là 1 năm:
M, | 325 375 4,25 4,75 5.25 575 6,75 N 67 44 15 Sĩ 22 6 2 N< | 5,78.102 | 271.10? | 6,9.10? | 2,41.10% | 57.103 | 1,52 10 | 3,8 105 Đồ thị lập lại cĩ đạng: loạN = - 0,85 + 6,12
Hệ số gĩc của đỗ thị lap lai 1a b= 0,85 hay y = 0,48 (Hệ số goc của đồ thị lặp lại khi thay À⁄ bằng bậc năng lượng K
logN,
và Nip = 5,78.102,
Trang 19220 Phạm Văn Thục
Từ đồ thị lặp lại ta tính được tân suất xây ra đối với các động đất cĩ các giá trị magnitude khác nhau, với động đất cĩ A4~7 xây ra trung bình 50 năm l lan, M=6 la $ nam 1 lần và A⁄—5 là 0,4 năm 1
lần Bản đồ độ hoạt động động dat Ajo cho biết mật độ phân bé chan tâm động đất ở bậc năng lượng K-/0, với giá trị A¡o được xác định
theo cơng thức ( 8 ):
Nz (-10%) — 1000
1g T————— ———— ,
106mm 19 &
& day Ajo la số động đất tại bậc năng lượng K=/0 trên điện tích
1000km? và thời gian I năm, Nz 1a sé động đất với năng lượng nằm
trong khoảng giữa K„« và K„„ của đồ thị lặp lại trên diện tích
1000k” và thời gian l năm
3) Bản đồ phân vùng động đất Việt Nam (phân đất liền) năm 1983
(hình 9.7)
Dé xác định ranh giới giữa các vùng cĩ cấp độ mạnh khác nhau việc nghiên cứu độ tắt dần của các cấp động đất từ các tập hợp của các đường đẳng chắn các động đất cảm thây trên lãnh thổ Việt Nam đã
được xây đựng và cho phép xác định độ suy giảm của mỗi cấp động đất tại mỗi khoảng cách chắn tâm, đồng thời cũng xác định được rằng
các động đất mạnh nhất xây ra bên ngồi lãnh thơ Việt Nam cũng chỉ cĩ thể gây ra chân động câp VI trên các vùng biên giới
Ving dong dat cap LY gém 1 sé huyén nhu Dién Bién, Tuan Giáo, Mường Sang Tủa Chùa,Mường Tè, Sin Hồ, Phong Thể (Lai
Châu), Sơng Mã (Son La), tại đây giá trị Aio đạt được là 0,4 và
magnitude cyc dai cĩ thể đạt tới 6,8,
Vùng động đất cap VHT bao gom đới Sơng Mã tiếp giáp với đới cap IX ké wén tai phía tây bắc của khu vực, Trong vùng đĩ độ hoạt
động địa chan A ;9 vao khoang 0,5 va magnitude cuc dai 1a 5,6-6,0
Một số động đất cĩ M=6 đã xây ra tại Thanh Hố gần với biên giới Việt Lào Dai động đất cấp VIH khác chạy dọc theo đứt gẫy sâu Sơng Hồng kéo dai tir Luc Yên tới bắc biển Đơng qua vùng trũng Hà Nội Một vài động dat Cĩ M=5,8 cũng xây ra tại khu vực này trong đĩ
Trang 20Chương IX Vai nét về lịch sử nghiên cứu động đất ở nước ta 221
Trang 21
222 Phạm Văn Thục
Hình 9.7 Bản đồ phân vùng động đắt (phần đất liền) thành lập năm 1983 Vung động đất Sơng Cả chạy dọc theo đút gẫy Sơng Cá bắt nguồn từ lãnh thơ Lào chạy qua các tỉnh Nghệ An và Hà Tĩnh ra đến biển Đơng và vùng cập VIII cudi cing chay doc theo đứt gẫy 109° tây biển Đơng cách bờ biển Nha Trang - Khánh Hồ 50km, những động đất cĩ A⁄= 5,/-5,5 xây ra tại ven bờ gần khu vực đáo Hịn Tro
-_ Vùng động đất cấp ƒ77 khơng chỉ bao gồm đứt gẫy Sơng Đà
và dọc theo vùng ven biển phía nam mà cả những vùng
chuyển tiếp giữa các vùng động đất cấp VIII va dong đật cấp V7 là những vùng cịn lại
* Từ những biểu hiện trên đây ta cĩ thé thay lãnh thể Việt Nam (phân đất liên) cĩ 2 vùng cĩ chế độ hoạt động động dat
hoan toan khac nhau, tai mién bac của lãnh thể các động đất
cĩ năng lượng mạnh hơn và tần suất lớn hơn liên quan đến các hoạt động kiến tạo mang tính khu vực với các dải chân
tâm trải đài theo phương tây bắc-đơng nam, đĩ cũng là phương của các cấu - trúc địa chất chính trên lãnh thổ trong
khi các động đất xây ra tại miễn nam liên quan đến các chuyển động kiến tạo mang tính địa phương với năng lượng khơng lớn
Để thị giải phĩng năng lượng và ứng suất cho thầy tồn bộ
năng lượng của các động đất giải phĩng ra trong #0 năm là 8,2.10”” ergs trong số này các động đất xây ra tại tây bắc lãnh thổ chiếm tới 20”, ứng suất trung bình giải phĩng trong một năm là 7,4./0?' erg ”2 Bản đồ về các động đất cực đại đã cho
thầy phần tây bắc Việt Nam giá trị cực đại cĩ thể và đã xây ra với M4=7,2 và đây cũng là động đất cục đại đối với tồn lãnh thổ đất liền (hình 9.7)
9.2.2 Những kết quã nghiên cứu trận động đất Tuần Giáo ngày
24-6-1983
Động đất Tuần Giáo ngày 2/6/1983 xây ra lúc 7h 18m 18s
(GMT) cĩ các thơng số sau: Toạ độ 2/44 va 103°16'F va
h=35km M,=6,75 va I, =IX (thang MSK-64) tai thi xa Tuan
Trang 22Chương IX Vài nét về lịch sử nghiên cứu động đất ở nước ta 223
Châu, Tủa Chùa, Sin Hê, thị xã Sơn La chấn déng cap VII, tai các địa phương này cĩ 15 người bị thương và 5 người chết do đá trên các triển núi lăn xuống, các tỉnh khác trong phạm vi đơng bằng Bắc Bộ chấn động là cấp | VI (hinh 9.8) Sau động đất chính tại khu vực này đã xây ra rất nhiều đư chấn, chí riêng
trong ngày 24/6 đã ghi duoc 49 du chin co M=3 dén M-4,9,
ngay 25/6 c6 41 du chan voi M=2,6 dén M=4, ?, ngày 27/6 là 10 du chan tir M=2,1 dén M=4,! Cho dén ngay 30/6 cac tram cla ta đã ghỉ nhận được 215 dư chấn đáng kể nhất là du chan xây ra luc 14h49m (GMT) ngay 15/7/1983 voi M=5,5 gay lén chan động cấp V77 làm cho đá trên núi cao lăn xuống đã phá huỷ trên 200ha hoa màu và 1 người chết Tại Hà Nội một sơ nhà cửa bị
hư hại nhẹ, trận động đất đã tạo ra một vết nứt đài 20km tại
vùng chắn tâm, vết nứt cĩ độ phương vị là 120° Cĩ lẽ đây là
trận động đất đã gây ra phá huỷ nghiêm trọng trên một điện tích
rộng và cũng là lần đầu tiên trong lịch sử nước ta cĩ ngưới chết và bị thương
Trận động đất đã gây ra chấn động trên một diện rong khéng những chỉ các trạm của ta mà các trạm tại các quốc gia khác trên thế giới cũng đã ghỉ nhận được Cơng tác nghiên cứu địa
chấn ở nước ta sau nhiều năm thực hiện, thì động đất tại Tuần
Giáo ngày 24/6/1983 là một dịp để ta cĩ điều kiện tiến hanh nghiên cứu đặc biệt là các nghiên cứu về vật lý nguồn chắn tiêu
và trong quá trình nghiên cứu cĩ sự tham gia của các nhà khoa học Ba Lan (Gibowic S.J et al 1987)
a) Xác định vị trí của tâm động đất
Là một trong những trận động đất mạnh nhất trên lãnh thể Việt
Nam trong thế kỷ 20, động đất Tuần Giáo xây ra lúc 07h 18m23.3s ngày 24/6/1983 (theo sự xác định của trung tâm địa
chấn quốc tế ISC) cĩ magnitude M,=6,6 va m= 6,1 (NEIS) con
tại các trạm của Việt Nam xác định là Ä⁄,~6,7, với toạ độ chấn tiêu là @ = 26,76” MA =103,3172E tại độ sâu xác định bởi pha sĩng PP là 18km, động đất đã phá huỷ nhiều nhà cửa và hoa
Trang 23224 Pham Van Thuc
thang sau do
~~ CMT ` ©_ TUAN GIÁ 5
Hình 9.8 Các đường đẳng chắn cấp VI, VII và VIII (MSK-64) * là vị trí
chắn tâm và mơ hình cơ cấu chắn tiêu do trung tâm địa chắn quốc tế xác định bởi dầu đến của sĩng doc P, @ là vị trí chấn tâm do NEIS (Cục thơng tin động đất quốc gia) xác định,e là vị trí cùng với cơ cấu chắn tiêu của mơ
hình lưỡng cực kép do Dziewonski et al (1983) xác định, đường gạch rời
là đường nứt đất quan sát được tại hiện trường
Vùng tây bắc Việt Nam cĩ cầu trúc địa chất cùng với các đứt gẫy
kéo theo phương tây bắc đơng nam với 2 hệ thống chính là Sơng
Trang 24Chuang IX Vai nét v8 lịch sử nghiên cứu động đất ở nước ta 225
các đứt gay Sơng Đà - Sơng Mã - Sơn La cĩ thể hình thành từ một nhánh của hệ thơng đứt gây Sơng Hong tại tây nam Trung Quốc cịn đứt gẫy Sơng Mã bắt đầu từ đứt gẫy chính Điện Biên Phủ đi qua địa
phan Lao và tỉnh Thanh Hố (Việt Nam) kéo ra biển Đơng
Động đất Tuần Giáo xây ra trên đứt gẫy Sơn La là một đứt gay cĩ độ sâu khoảng tir 30-35km, bể ngang khoảng 2km và nghiêng khoảng 75° về hướng tây bắc, mặt Moho tại đây cĩ độ sâu khoảng 40km so với 45-50km tại tây bắc và 40 -45km tại đơng nam, câu trúc nhảy bậc của mặt moho theo hướng tây bắc- đơng nam này cũng chứng tỏ những sự thay đổi của các đặc trưng khác trong tồn vùng theo cùng một định hướng như vậy Năm 1935 cũng đã xây ra một trận động đất tại khu vực này, động dat Điện Biên Phủ ngày 1-11-1935 cĩ magnitude 6,7 và chân cấp là LX
Những khảo sát thực địa ngay sau đĩ cũng đã được tiên hành tại khu vực chấn tâm của động dat đã cho thấy một vết nứt đã xây ra trên mặt đất theo phương của đứt gẫy Sơn La cĩ độ phương vị N30” với sự dịch chuyển theo phương phải cĩ biên độ là 16cm và 1 bản đề các đường dang chan tir cap VI dén cdp VIM tai khu
vực đã được thiết lập, qua đĩ các giá trị độ sâu h=26km đã được
xác định cùng với giá tri magnitude la 6,7
Moment dia chan
M, = UDA,
6 day 114 modul truot ngang, D, 1a dich chuyển trung bình và 4 là điện tích mặt đứt gẫy, từ các tài liệu quan sát thực địa ta cĩ các giá trị về đứt gly như sau: độ sâu trung binh của đứt pay duge thửa nhận như bề réng cia mat pha huy W =22km, chiêu dài của
đứt gẫy L=23km, D„ =l6cm và m= 3x10” dyn/cm’, moment địa
chấn được xác định là M,=2, 5x10? dyn em Tenso moment hình
học qn tính (centroid-moment tenso-CMT) của lưỡng cực ké ép
do Dziewonski tính cho giá tri moment tinh la Mf, = 3,5x/0”
dyn.cm va moment tenso do NEIS cơng bề là 3, 7x10” dyn.cm như
vậy cho thấy sự chênh lệch giữa các giá trị tính tốn từ quan sát
thực địa và các giá trị khác là vào khoảng 40%
Trang 25226 Pham Văn Thục
tính bat đồng nhất trong mơi trường đất đá tại vùng chấn tiêu của động đât gây ra
“MT 1 a 246" ° ⁄ ` đ.88Ẻ ` ° Nà “`, SURFACE BREAK XS $ 10” —— $8” gf 86° © 1B"
Hình 9.9.Mơ hình cơ cấu chắn tiêu động đất được xác định từ dấu đến đầu tiên của sĩng P được chiếu trên hình chiếu nổi của nửa cầu dưới Dấu chấm đậm biêu diễn sĩng nén và dấu chấm mở tương ứng với sĩng
giãn, trục nén P và giãn T Mặt đứt gẫy được đặc trưng bởi phương ®, ,
Trang 26Chương IX Vài nét về lịch sử nghiên cứu động đất ở nước ta 227 Cơ cấu chắn tiêu động đất được ISC xác định từ dấu của sĩng P
tới đầu tiên được trình bẩy trên hình 9.9 cho các giá trị gĩc dịch
chuyển ®,, gĩc cắm ư và gĩc trượt A và được xác định theo Aki và
Richards (Aki và Richards 1980) Từ hình vẽ cho thấy địch chuyền theo phương phải của mặt dịch chuyển thẳng đứng cĩ độ phương vị là 156”, chỉ cĩ các giá trị CM7 và M⁄7 của mơ hình lưỡng cực kép xác định bởi Dzieonski và NEIS cho mặt dịch chuyên cĩ phương là 114 từ đĩ ta cĩ thể thay chuyén dich theo hướng đơng nam dọc theo một mặt vuơng thang đứng theo phương cánh phải dọc theo đứt gẫy Sơn La là mơ hình hợp lý nhất để giải thích cho các quá trình của nguồn động đất tại đây
b) Phổ và các thơng số nguồn
Việc phân tích phổ các dao động được tiến hành trên các băng ghi
tại các trạm K%P của Ba lan (A =71,597,œ¿ =318”) và KHC của Tiệp Khắc (A =73,69%œ, =3177) Cả 2 trạm này được trang bị bởi hệ
máy chu kỳ dài cĩ đường cong tương ứng phẳng tại chu kỳ từ 0,3 đến 300s và bộ loc tần số cĩ giải thong tur 0,5-/50s
vs] o=m—o š T T T T - 4 ae > 3 3L s KHC = KSP ° 5 4 § % 4 a 4 | œ Ib 5 1 — Hr} - L L - : 01 1 (ha 01 1 TM
Hình 9.10 Phổ dịch chuyển của sĩng P tại trạm KSP (thành phần thẳng đứng),
Trang 27228 Pham Van Thuc
Cac thanh phan nằm ngang chuẩn đã được quay để cĩ các thành phân dịch chuyển hướng tâm và ngang, các nhĩm sĩng ? được lay trong khoảng 50-60s cịn sĩng Š được lấy trong khoảng 70s dé phân tích phơ với bước nhay la 0,//8s Pho sau khi phân tích được hiệu chỉnh do tắt dần theo tốn tử /* Futterman W.I (1962) với song P 1a 0,5s và sĩng # là 2s (hình 9.10 và 9.11)
Phổ của dao động được chia làm 2 phần: phẳng tại tần số thấp
và giảm nhanh tại tần số cao và cĩ xu hướng tỷ lệ nghịch với bình
phương của tần số Moment địa chấn được tính từ tần số với chu kỳ bằng 0 đối với các sĩng P, SV và SH một cách riêng biệt và trong
khi tính cĩ hiệu chỉnh các hiệu ứng lan toả hình học, mặt thống và
sự chuyển đổi vỏ của trái đất cũng như đường cong tân số của máy Tại đây các giá trị vận tốc sĩng P được lay là 5,8km/s, sĩng Š là 3,4izm/s và mật độ tại vùng chấn tiêu đơng đất là 2,7g/em” đã được
dùng trong tính tốn : [ T T T KSP KH sv SH SPECTRAL OENSITY = LOG on 01 1 0.01 01 TIM}
Hình 9.11 Phổ dịch chuyển sĩng S ghi được tại trạm KSP (sĩng SV) và
Trang 28Chương IX Vài nét về lịch sử nghiên cứu động đất ở nước ta 220 Gia tri moment địa chấn sau khi tính tốn đối với phổ của sĩng P
đã cho lớn hơn nhiều lần so với tính Tốn bằng phổ của song Š, sự sai khác này gây ra do hiệu chỉnh gĩc xuất của sĩng Ð Giá trị trung bình của moment dia chan tính bing song SV va SH la M, 38x10? dynéem la phù hop với các giá trị thu được của Dzewonski và NEIS Phổ của các sĩng được tính cho tần số gĩc cho thấy mặt phẳng đứt gẫy được thé hiện bởi mặt phẳng vuơng hoặc trịn, giá trị trung bình của tản số gĩc đối với song P ah = = 0,140Hz va cho sĩng Š là ý; = 0,064Hz Kich thước của nguồn được thể hiện bởi bán kính của mặt hình trịn trở nên vượt quá khi áp dụng mơ hình của Brune nhu Madariaga (Brune J.N.,1970, Madariaga R., 1976) da đề
nghị Trong trường hợp đĩ ban kính nguơn được tính từ sĩng S lar, = 19,9km trong khi các số liệu thực địa là L/2 = 11,5km
Đối với vận tốc phá huỷ của dirt gdy 1a 0,6 va 0.9 vận tốc sĩng ngang với gĩc cắm là 72 so với gĩc nghiêng của pháp tuyến đứt gay thì bán kính của nguồn từ sĩng P là 7,5 và 7m và từ sĩng 4$ là 10,6 và 70, 1im một cách tương ứng, qua đĩ cho thấy một lần nữa sự khác nhau của tần số gĩc giữa sĩng ? và S cảng trở nên rõ ràng hơn
Giá trị trung bình của bán kinh nguễn la JJkm va giá trị sụt giảm
ứng suất J2, = 1/bar va dich chuyén trung binh D, = 28cm
Nĩi tĩm lại động đất Tuần Giáo được đặc trưng bởi các thơng số sau đây: mơment địa chan tinh M, = 3,510” dyne.cm, chiéu dai của đứt gẫy là L=23iem, bề rộng của đứt gay 14 224m, thời gian kéo đài 4, = /2s, năng lượng động đất E, = 11xi0” erg, vận tốc nut Ve
=2km/s, dich chuyên trung binh D, = 28cm, giam ung suat tinh D,
= Llbars ©) Các dư chắn
5 tháng sau khi động đất chính đã xây ra 223 dư chắn cĩ magnitude 2,6 trở lên được ghi tại 3 trạm Tuyên Quang, Bắc Giang và Hồ Bình cĩ khoảng cách chan tâm từ 180 đến 300km, một nửa các dư
chấn đĩ xây ra trong vịng 4 ngày đầu tiên sau động đất chính và cĩ 7 du chan được xác định bởi NEIS (các vịng mở trên hình 9.12), du
chan lớn nhất cĩ magnitude my =5,/ va M, =5,0 (NEIS xác định) và
Mp =5,5 (cac tram cla Việt Nam xác dinh) xây ra vào ngày
Trang 29230 Pham Văn Thục
phân bố của thời khoảng S-P đối với thời gian sau động đất chính của các dư chấn ghi được tại các trạm địa phương cho thay cac du chan xây ra sớm hơn liên quan đến đầu phía tây bắc của mặt đứt gay và những dư chắn xây ra chậm hơn thì địch chuyển về phía giữa và đầu phía nam của đứt gẫy
Giá tri magnitude địa phương À⁄p của tất cả các dư chấn được
tính tốn từ độ kéo dài của giản đổ ghi và được phân thành nhĩm
trong khoang AM = 0,3 va đồ thị lặp lại được tính theo phương pháp hợp lẽ cực đại khi bỏ qua các dư chấn quá lớn và đường cong, lặp lại cĩ đặc điểm là giá trị thấp của hệ số ð = 0,56 + 0,072 với độ tin cậy là 95%, điều đĩ cĩ nghĩa rằng một số đáng kể các dư chân
cĩ magnitude lớn hơn đã xây ra liên tiếp và cịn cho thấy trạng thái
ứng suất cao của khu vực sau khi xây ra sự giảm đi chút ít của ứng suất tại động đất chính 1033" 1035" “XN 7 28° ` 18 XN $ N _ 2 ° © NES ° ° 16° TUG 218" ue a PHO a "Am a ttt ia Ty
Hình 9.12 Đường nứt đắt và các dư chắn (trong chu vi chữ nhật của
hình 9.8) Vịng trịn là các dư chan xác định bởi NEIS, vịng trịn mở kép
là dư chấn cĩ magnitude mạnh nhất M, =5,0 xảy ra sau động đất chính 3 tuần Các chấm đen là các vi du chan xẩy ra trong tháng 5/1984 được
Trang 30Chương IX Vài nét về lịch sử nghiên cứu động đất ở nước ta 231
Sự tương quan được tính tốn bằng phương pháp hợp lẽ cực đại và đặc trưng bởi thơng số p=0,97 + 0,001, điều đĩ cĩ nghĩa rằng tốc độ của sự lặp lại biến đổi theo thời gian cĩ dạng hyperbonlic, ngồi ra động dat Tuần Giáo được đặc trưng bởi giảm ứng suất thấp với
các dư chấn tiếp theo cĩ giá trị b trong đồ thị lặp lại thấp cĩ nghĩa
cĩ sự giải toả ứng suất đáng kể trong quá trình xây ra động đất Dư chấn lớn nhất xây ra sau động đất chính 3 tuần cĩ thể xây ra tại điểm giữa của đứt gay
d) Cac vi dự chắn
, MICROAFTERSHOCKS -.MAY 1984
BREAK
⁄ N
oe ®,z130"
Hình 9.13 Cơ cấu chắn tiêu tổ hợp từ các vi dư chắn ghi được tháng 5 năm 1984 (nửa hình chiếu dưới) Các vịng trịn tương ứng với các dấu tới rõ ràng, cịn hình tam giác tương ứng với các số liệu khơng chắc chắn
Trang 31232 Phạm Văn Thục
Tháng 5 năm 1984 việc khảo sát thực địa được tiến hành bằng các trạm địa chân xách tay tại Bản Cang (BMC) cĩ độ cao 520m, Tuần Giáo (TUG) tại độ cao 570m va Phadin (PHD) tai 1350m, Trong số này tram BNC được đặt chỉ cách đường nứt đất tại chấn
tiêu vải km do địa hình rất khĩ tiếp cận
Các trạm địa chấn được trang bị bằng máy RV-320 ghi bằng mực được sản xuất bởi Teledyne Geotech và máy cảm ứng của Nga
SM-3 Thai gian thuc dia duge kéo dai tu 20 dén 27 thang 5 nam
1984
Khoảng trên 250 đư chấn nhỏ đã được ghi nhận nhưng chỉ cĩ 22
trường hợp xác định được vị trí tại đầu đơng nam của mặt nứt nẻ
với độ sâu khoảng từ 1 dén 7km Gia tri magnitude My duge tính
bằng biên độ của sĩng địa chắn và cĩ đạng:
Mg = log Aj; + 1,37 log (S-P) + 0,51,
ở đây 4; là biên độ cực đại tính theo milimetre va S-P tinh bằng
sec, giá trị ngưỡng ‹ của magnitude là 0,5 và cĩ 190 vi du chắn cĩ giá
trị cao hơn số đĩ và vi dự chấn cĩ magnitude lớn nhất là 2,4
Giá trị magnitude dia phuong Mp cha tất cả các dư chân được
tính tốn từ độ kéo dài của giản đỏ ghi và được phân với 0,3 và quy luật lập lại của magnitude được xây dựng bằng phương pháp hợp lẽ cực đại và quy luật này được đặc trưng bởi giá trị b quá cao với
5=0,83 + 0,12
Sự phối hợp các mặt đứt gẫy từ tài liệu tới đầu tiên của 21 dư
chấn cho thấy trượt bằng cánh phải cĩ gĩc cắm 50° và độ phương vị là 314 với trục nén nghiêng một gĩc là 40° Cơ chế trên đây được giải thích bởi sự chốt chặn đầu tây bắc là nơi khơng xây ra dư chấn nào cho nên sự phân bố của cơ câu chan tiêu các vi dự chân sau dong dat chinh 11 thang chứng tỏ rằng đầu tây bắc của đứt gẫy
đã bị cố định xây ra một vải ngày sau động đất chính được hiển thị
bởi sự phân bố của thời khoảng S-P tai cac du chấn được ghi bởi các trạm địa phương (hình 9,13)
9.2.3 Nghiên cứu vi phân vùng động đất tại Việt Nam
Trang 32Chutong IX Vai nét về lịch sử nghiên cứu động đất ở nước ta 233
pháp vi địa chân để tiến hành vi phân vùng động đất thành phơ Hà nội cũng như nhiều khu cơng nghiệp khác như các đầu mối thuỷ điện Hồ Bình, Trị An, Yaly, Hàm Thuận nhằm xác định các đặc trưng địa chấn của từng phân khu địa chất cơng trình và là cơ sở của vi phân vùng động đất của các khu dân cư và các cơng trình này Tại Hà Nội trên 150 điểm do vi địa chan và thăm dị dia chan đã
được tiền hành trên cơ sở phân tích chỉ tiết điều kiện địa chất cơng
trình và bản đồ phân khu địa chất cơng trình.Hình 9.14 trình bầy
đặc trưng địa chấn tại một nền đất yếu của một làng ngoại ơ thành
phố Hà Nội
tím;
40Ƒ
Hình 9.14 Đặc trưng địa chấn của nền đất tại làng Văn Điển a) Biểu đồ
Trang 33234 Phạm Văn Thục
Tại cơng trình thuỷ điện Dai Ninh để đo dao động vi dia chan da dùng máy thu vận tốc dao động nên 3 thành phân cĩ tần số tự nhiên la 1 Hz va tan sé lay mẫu là 75 Hz
Tại mỗi điểm đo dao động vì địa chắn được ghi 5 phút trong một lần đo và đo lặp lại 3 lần trong 3 ngày khác nhau và tại mỗi đường ghi một cửa số 20 giây trong vùng yên tĩnh nhất đã được tiễn hành phân tích phé tat cả các thành phần, với mỗi điểm đo trong 3 lần ghí xác định 5 cửa số cĩ điều kiện như trên và lấy trung bình 5 đường phổ để xác định tỷ số phê thành phần nằm ngang và thẳng đứng
AY
Ty số phổ #7 của dao động vị địa chan tại loại nền gồm đá phiến sét, cát bột kết cĩ bể dây tầng phủ nhỏ hơn 5m và mực nước
ngằm nằm sâu Đường biểu điễn 27⁄7 tại loại nền này cĩ hình phẳng biên đệ nhỏ và khơng cĩ chu kỳ trội, cịn đường cong của tỷ số phổ biên độ /77 tại nền thêm sơng gồm trầm tích sét cĩ xen các thấu kính bùn với chiều dẫy lớn và mực nước ngầm nhỏ hơn 5m Duong cong HE cĩ cực đại lớn tại tần số 1,5-2Hz và biên độ phd tuong ứng với tần số trội thay đổi từ 4-5 đến 20 - 30s tuỳ thuộc vào chiều
dây lớp bùn sét
9.2.4 Đánh giá ảnh hưởng của dao động do nỗ mìn, đĩng cọc
Việc đĩng cọc bằng búa máy được 4 ap dụng nhiều trong thi cơng các cơng trình nhà cao tầng cũng như câu cổng lớn, đồng thời việc nỗ min khai thác cũng như khai thơng luồng lạch cũng được tiến hành
tại nhiều nơi do nĩ đơn giản và hiệu quả kinh tế cao nhưng đồng
thời khi thi cơng các cơng trình xây dựng xung quanh cũng chịu ảnh
hưởng
Mức độ ảnh hưởng được đánh giá qua giá trị vận tốc: đỉnh của
dao động của nên đất hoặc cơng trình khí đĩng cọc và nỗ mìn mà trước hết là sự phụ thuộc vào khoảng cách tới nguồn nỗ mìn hoặc đĩng cọc gây ra dao động, sau đĩ là năng lượng của nguồn và cuối
cùng là điều kiện nên đất đặt cơng trình Nếu V là vận tốc đỉnh của
dao động nên đất (mm/s) thì cơng thức tổng quát đánh giá vận tốc đỉnh của dao động nền đất khi đĩng cọc là:
W,
V=af—f,
Trang 34Chuong IX Vai nét về lịch sử nghiên cứu động đất ở nước ta 235
W, nang lugng nguồn (j ) R khoảng cách tới nguồn /z).œ, B cdc
hé so
Vận tốc đỉnh của dao động nên dat khi né min co dang:
V = kp” 0.9
| \
'Thành phẩn thằng đứng \ occ
Hình 9.15 Phổ chắn động do đĩng cọc mĩng tại nhà lưu niệm Bác Hồ (Thành phố Hồ Chí Minh) (Lê Tử Sơn và nnk 1997)
Trong cơng thức trên p = e với Q là lượng thuốc nỗ (kg), r là r
khoảng cách tới nguồn nỗ (m) &, œ là các hệ số đặc trưng cho điều
kiện và phương pháp nổ, ảnh hưởng của điều kiện nền được giải thích qua việc năng lượng của búa khi đĩng cọc trên nên đất yêu
Trang 35236 Pham Van Thuc
nước, trong lỗ khoan cĩ nhét nước hoặc sét và điều kiện nổ cũng rất khác nhau
Chính do những ảnh hưởng này mà tác động của dao động do dong coc va no min mang tinh địa phương khá cao và cần được đánh giá trong từng điều kiện cụ thể, khơng những vậy tại những nguơn tân sơ khác nhau cũng sẽ cĩ những tác động khác nhau Hình 9.15 là phổ của nĩ tại thành phố Hồ Chí Minh, cơng trình đĩng cọc với búa máy cĩ trọng lượng 4,5 tan
: n1 — Sidon 24 105019 q92 xl O°
Dai Phan Xí Đăng,
lusts
O “O O 0 0 8
an Minh Y0 M40 20 Mân 210M25 18M n Lo Man
Hình 9.16 Các chắn tâm động đất kích thích tại khu vực thuỷ điện
Hồ Bình (1989-1992) (Nguyễn Thanh Tùng 1997)
Các hơ chứa sau giai đoạn đâu tích nước độ hoạt động động đât
đột ngột tăng lên, hiện tượng này xây ra tại khá nhiều nơi như ở Konya (Ân Ðộ), Kremasta (Thổ Nhĩ Kỳ), Tân Phong Giang (Trung Quốc), Kariba (Rhodesia), Hoover (Mỹ) „Trong sơ này 4 động đất cĩ magnitude gần 6 và 12 cĩ magnitude nằm trong khoảng 3,5<m<
Trang 36Chương IX Vài nét về lịch sử nghiên cứu động đất ở nước ta 231
thường xây ra tién chấn và sau động đất chính đều xây ra dư chân kèm theo
Đến nay người ta khơng được rõ với kích thước né chứa phải là
bao nhiêu thì sẽ xây ra động đất kích thích Rothé (1973) cha rang chiều sâu của hỗ chứa là yếu tổ quan trọng hơn cá đối với sự xuất
hiện động đất kích thích nhất là những hồ chứa cĩ độ sâu trên 100m
9.2.5 Động đất kích thích tại khu vực hồ chứa Hồ Bình
Hỗ chứa Hồ Bình với độ sâu trên 100m cĩ dung tích 9 tỷ mỶ lại tổn tại trong một khu vực cĩ điều kiện địa chất và địa kiến tạo phức tạp,tháng 12/1988 hồ chứa được tích nước tới cao trình 86m và nhà
máy thuỷ điện bắt đầu hoạt động,
„ Ngày 23/5/1989 đã xây ra động đất chính đạt tới cấp 7 với chân
cấp Ms= 4,9 cách khu vực đập chính 10km về phía tây, trước đĩ từ tháng 4/1989 đã xây ra nhiều tiền chan trong đĩ cĩ nhiều động đất cảm thấy và sau khi xây ra động đất chính các dư chắn đã liên tiếp xẩy ra trong đĩ cĩ dư chấn ngày 27/5/1989 với M; =4,1 Vì tính Ổn
định của khu vực đập chính cũng như tồn bộ nhà máy thuỷ điện
việc nghiên cứu động đất kích thích tại đây cũng đã được đặt ra
(hình 9.16,9.17)
9.3 Bản đồ phân vùng động đất khu vực biển Đơng Việt Nam và ven bờ
Biển Đơng Việt Nam là một trong nhiễu biển rìa của đai hội tụ kiểu
ứng suất thấp Tây Thái Bình Dương, nơi tập trung đến 75% số biển tìa của trái đất cĩ vỏ kiểu đại dương như các đại đương thực thụ nhưng hoạt động tách giãn, mở rộng, day đã ngừng từ lâu Thực tế
bién ria nay được hình thành và phát trién dưới sự chỉ phối của một
loạt các yêu tố từ dưới sâu (thugng manti) đến các mảng thạch quyển liên quan, với đặc trưng là kiến tạo nội mảng cĩ ưu thé cha
các tác nhân này hay tác nhân khác cĩ thể thay đổi theo thời gian Cho đến nay đã cĩ nhiều giả thuyết và mơ hình về sự thành tạo
và phát triển của Biển Đơng, trước hết là sự nhìn nhận Biển Đơng đã trải qua nhiều giai đoạn bị nén ép và tách giãn, tiếp theo là sự
Trang 37238 Pham Van Thuc 105%00" 105520 21 4ơ\ |_:ss Cấp đĩng đât oa@ 6 | Hình 9.17 Các đường đẳng chấn động đất kích thích ngày 23/5/1989, Ms =4,9, h=6km, lạ =VII (Nguyễn Thanh Tùng 1997)
lục địa Âu Á cùng với sự liên hệ giữa chúng và sự hình thành cũng
như phát triển của Biển Đơng (Taylor B., Hayes D E ,1983
Kulinhic R S., et al, 1986, Atlas of geology and geophysics of
South China Sea 1987, Ben-Abraham B 1987, Brias A., Tapponier P Pautot G.,1989,Brias A., Pautot G.,1990, Roques D et all.,1997,) Sự nhìn nhận về ` vai trị của các nguyên nhân nội tại cũng như tác động của đứt gay phuong kinh tuyén Tay Biển Đơng tới các quá trình xoay trong việc dịch chuyển của các mảng trong việc hình thành và phát trién các câu trúc Kainozoi_ đã được đặt ra
với quan điểm kiến tạo mảng và kiến tạo tồn cầu về vai trị của các
Trang 38Chương IX Vài nét về lịch sử nghiên cứu động đất ở nước ta 230
Trên bình đồ chung khu vực Biển Đơng được bao quanh giữa các mảng mà ranh giới giữa chúng là các đới động đất mạnh: phía bắc và đơng bắc lamang Au A, phia đơng là mảng Biển Philippine, xa hơn nữa về phía đơng bắc ia mang Thai Binh Duong, vé phia tay nam là mảng Án Úc và khu vực Biển Đơng chịu sự tác động của các lực từ các mảng thạch quyền đĩ một cách đồng thời
Do yêu cầu về nhiều mặt cho đến gần đây đã xuất hiện nhiều cơng trình về kiến tạo, địa chất, địa vật lý, sĩng thần từ các động đất phía đơng Biến Đơng và núi lửa ngồi khơi Nam Trung Bộ Ngồi các vùng duyên hải và dao lớn ven bờ là những vung đơng dân,những vùng cịn lại do mật độ dân cư thưa thớt nên các cơng
trình nghiên cứu về động đất hầu như khơng cĩ, hơn nữa sự hình
thành và phát triển ngành cơng nghiệp dầu khí của các nước hiện nay cũng đã bắt đầu địi hỏi sự nghiên cứu tác động của động đất đối với các cơng trình cơng nghiệp này
9.3.1 Những nét khải quát về kiến tạo và vai trị của các đứt gay
trong các vàng động đất của khu vực biên Đơng
Sự va chạm giữa 2 địa khối lục địa Ân Độ và lục địa Au A XÂY, ra từ Eocene giữa và kéo đài đến Miocene sớm, sự thay đổi vận tốc và
gĩc quay của va chạm đĩ đã phản ánh những giai đoạn phát triển kiến tạo khác nhau ở Đơng Nam Châu Á và đã gay ra Ì loạt các
biến đổi bằng sự hình thành và phá huỷ những bể trầm tích Chính
sự va chạm này đã làm mảng Đơng Dương địch chuyển sơ với lục địa Nam Trung Hoa đọc theo đứt gẫy sâu Sơng Hồng về hướng đơng nam
Địa khối Đơng Dương bị dịch chuyển đo sự va chạm này đã gây
ra sự biến mất của biển Đơng nguyên thuỷ đọc theo ria đơng bắc của Kalimantal và dẫn đến việc hình thảnh của biển Đơng hiện đại
đọc theo rìa của lục địa Nam Trung Hoa
Biến Đơng một bién ria thy động phát triển từ rift và sụt lún khu vực, cho đến nay nĩ đã trải qua ít nhất là 3 giai doan tao rift kế từ
Creta sớm Creta muộn, Eoxen muộn và cuối Mioxen sớm, Hệ
thong ri tương ứng với giải đoạn 1 cĩ phương đơng bắc tây nam
và 2 hệ thống sau cĩ phương đơng tây (Bao-Zhu Wei, Wai-Ying Chung, 1995;Hayes.D.E.,1983; Taylor B and Hayes D.E., 1990, )
Trang 39240 Pham Văn Thục
Đơng thành 3 phần cĩ những đặc điểm kiến tạo kèm theo nĩ là 3 vùng động đất hồn tồn khác nhau: vùng bắc biển Đơng thuộc rìa lục địa Nam trung Quốc, vùng tách giãn nam biển đơng và đải ven bờ miễn Trung Việt Nam thuộc rìa phía đơng lục địa Indosini Vung
cĩ mức độ hoạt động động đất cao nhất nằm tại khu vực bắc biển
Đơng với số động đất ghỉ nhận được là 134 động đất trong tơng số 231 động đất của tồn vùng, với số năng lượng giải phĩng trong 100 năm (từ 1903 đến 2002) là 18.107! erg trong tổng, số 20.10 erg cho tồn khu vực biển Đơng, 6 trong số 7 động đất cĩ giá trị M> 6 trong đĩ cĩ động đất mạnh nhất M=7,5 tại đơng bắc đảo Hải Nam Sự liên hệ giữa mật độ tâm động đất với giá trị động đất cực đại
Kmax cho phép xác định 14 vùng cĩ những mức độ hoạt động động đất khác nhau
a) Phân bắc biển Đơng là phân tiếp nổi với rìa của lục địa nam Trung Quốc
Vùng thêm lục địa và sườn dốc này cĩ địa hình thoai thoải và cĩ cấu
tạo của vỏ lục địa, hệ các đứt gây đều cĩ cùng một phương đơng
bắc - tây nam hộc đơng tây về mặt kiến tạo vùng nghiên cứu là một vùng biển ria sau cung cĩ biểu hiện tách giãn với đặc điểm đặc trưng là kiến tạo nội máng và tại đây tổn tại 3 vùng trũng tách giãn tia luc địa chính: Beibuwan, Qiongdongnan va Cua Song Chau Giang, đĩ là các trăng rift phat trién trén v6 luc dia va được lấp đầy
bởi các trầm tích đệ tam, đây là vùng hoạt động động đất mạnh nhất
khu vực biến Đơng Được giới hạn về phía bắc là giải ven bờ Nam
Trung Quốc và vịnh Bắc Bộ, phía tây là đứt gẫy sơng Lơ kéo dài thuộc nhánh trái của đứt gay trac 3 và phía nam là nhánh phải của
đứt gẫy trạc 3 cĩ phương đơng-đơng nam
b) Phân phía nam biên Đơng
Người ta cho rằng khu vực các cầu trúc này được hình thành do sự
đập vỡ và tách ra của rìa lục địa Đơng Dương trong quá trình hình
thành biển Đơng Tại trũng sâu trung tâm biên Đơng với địa hình
khá bằng phẳng cĩ cầu trúc của vỏ đại dương ở độ sâu khoảng 3000-4000m đưới mặt nước, bề dầy của vơ trái đất ở đây là từ 10- 12km, bên dưới lớp nước va tram tích là lớp bazan
Trang 40Chương IX Vài nét về lịch sử nghiên cửu động đất ở nước ta 241
tuyến và phan tây nam hướng theo phương tây nam, phần này cĩ dạng hình nêm thu hẹp về phía lục địa mở rộng, về phía trung tâm cĩ
thể do sự cố kết của vỏ cứng sat ria luc dia chéng lại sự kéo giãn ở
phan ria trũng sâu Các đứt gÂỹ trong khu vực là những đứt gầy loại 3, một ít loại 2 và chúng thường khơng cĩ phương nhật quan
Sự tách giãn kéo theo là sự cuốn hút đã hấp thụ vỏ đại dương
Mesozoic muộn và hình thành đá phún trào calc- alcaline Neogene tại tây và nam Sarawak và tây bắc Kalimantal, sự cuốn hút nay da ngừng lại ở gần cuối Miocene Từ đĩ cho thấy vùng trũng sâu đại dương Mesozoic muộn và sự tách giãn của trững sâu đại đương Cenozoic đã ngừng từ Pliocene và các vực sâu đã bị chơn vùi bởi
các thành hệ Pliocene - Đệ tử khơng bị biến đạng
©) Vừng rìa ven biển phía tây biên Đơng
Bao gồm đải ven biển lục địa Việt Nam trải dải từ Thanh Hố cho
đến tận Phú Yên là rìa phía đơng của địa khối Indosini Trong đất liên vùng Thanh Hố -Nghệ An- Hà Tĩnh là phan cuối của các đới động đất Sơng Mã, Sơng Cả cĩ phương tây bắc đơng nam và là
những vùng được đánh giá là cĩ tính hoạt động động đất khá cao, tại đây đã cĩ động đất cĩ M,= 5,1 xây ra tại nam Thanh Hố Đứt gay sâu sơng Mã hơi cắm về phía đơng- bắc với biên độ và bể rong
khá lớn tới 3 hoặc 5km đồng thời độ sâu đạt tới phần thượng của manti
_ Ngồi 2 đứt gẫy sâu chính trên đây trong vùng cịn cĩ nhiều đứt gẫy khu vực hướng đơng, đơng bắc chia vỏ trái đất khu vực này vốn
đã dài và hẹp thành các khối nhỏ và chúng bị xê dịch với nhau rất
đáng kể qua sự phân di của các di thường từ và trọng lực Đây là
vùng cĩ câu tạo nhảy bậc , trong phạm vi thêm lục địa một loạt các
trăng Kainozoi được hình thành trên đới trượt bằng Xây Ta ở đây
vào Olioxen , tiếp theo là sự sụt lún ở cuối Mioxen sớm và được bồi
tụ bởi các trâm tích vào các giải đoạn địa chất tiếp theo như các trũng Sơng Hồng - Yinggehal ở vịnh Bắc Bộ, Huế - Đà Nẵng,
Mêkơng, Nam Cơn Sơn, Sarawak, Tây Natuna Xen kế với các
tring tram tích kể trên là các khối nâng Phú Quốc, Cơn Sơn được hình thành bởi các núi lửa plutonic acid Mezozoi muộn -Kainozoi