Đặc điểm hoạt động động đất khu vực Biển Đông (Luận án tiến sĩ)

Đặc điểm hoạt động động đất khu vực Biển ĐôngĐặc điểm hoạt động động đất khu vực Biển ĐôngĐặc điểm hoạt động động đất khu vực Biển ĐôngĐặc điểm hoạt động động đất khu vực Biển ĐôngĐặc điểm hoạt động động đất khu vực Biển ĐôngĐặc điểm hoạt động động đất khu vực Biển ĐôngĐặc điểm hoạt động động đất khu vực Biển ĐôngĐặc điểm hoạt động động đất khu vực Biển ĐôngĐặc điểm hoạt động động đất khu vực Biển ĐôngĐặc điểm hoạt động động đất khu vực Biển ĐôngĐặc điểm hoạt động động đất khu vực Biển ĐôngĐặc điểm hoạt động động đất khu vực Biển ĐôngĐặc điểm hoạt động động đất khu vực Biển ĐôngĐặc điểm hoạt động động đất khu vực Biển ĐôngĐặc điểm hoạt động động đất khu vực Biển ĐôngĐặc điểm hoạt động động đất khu vực Biển Đông

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT VŨ THỊ HOÃN ĐẶC ĐIỂM HOẠT ĐỘNG ĐỘNG ĐẤT KHU VỰC BIỂN ĐÔNG Ngành: Kỹ thuật Địa vật lý Mã số: 9520502 LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA VẬT LÝ NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TSKH NGÔ THỊ LƢ PGS TS PHAN THIÊN HƢƠNG HÀ NỘI - 2018 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu thu thập xử lý, kết nghiên cứu nêu luận án trung thực chƣa đƣợc công bố cơng trình khác Tác giả luận án VŨ THỊ HOÃN ii MỤC LỤC Lời cam đoan i Mục lục ii Danh mục chữ viết tắt,các ký hiệu v Danh mục bảng vi Danh mục hình vẽ, đồ thị vii Lời cảm ơn x MỞ ĐẦU Chƣơng1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ĐỘNG ĐẤT KHU VỰC BIỂN ĐÔNG VÀ LÂN CẬN 1.1 Đặc điểm kiến tạo - địa động lực đại khu vực Biển Đông kế cận 1.2 Tình hình nghiên cứu đặc điểm hoạt động động đất khu vực Biển Đông 15 1.2.1 Vài nét việc thành lập danh mục động đất 15 1.2.2 Tình hình nghiên cứu đặc điểm hoạt động động đất khu vực Biển Đông 24 1.2.3 Tình hình nghiên cứu dự báo độ lớn động đất cực đại khu vực Biển Đông 29 KẾT LUẬN CHƢƠNG 32 Chƣơng 2: PHẠM VI KHU VỰC NGHIÊN CỨU, SỐ LIỆU SỬ DỤNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33 2.1 Phạm vi khu vực nghiên cứu 33 2.2 Số liệu sử dụng 35 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 37 2.3.1 Phƣơng pháp so sánh, đối chiếu 37 2.3.2 Phƣơng pháp phân tích hồi quy 37 2.3.3 Phƣơng pháp cửa sổ không gian - thời gian 39 2.3.4 Phƣơng pháp phân bố cực trị tổng quát 40 iii KẾT LUẬN CHƢƠNG 44 Chƣơng 3: THÀNH LẬP DANH MỤC ĐỘNG ĐẤT THỐNG NHẤT KHU VỰC BIỂN ĐÔNG VÀ LÂN CẬN 45 3.1 Phân tích chỉnh lý số liệu phục vụ nghiên cứu 45 3.2 Xây dựng hàm tƣơng quan loại magnitude 45 3.2.1 Hàm tƣơng quan Mw = f(Ms) 45 3.2.2 Hàm tƣơng quan Mw = f(Mb) 45 3.2.3 Hàm tƣơng quan Mw = f(ML) 50 3.3 Tách nhóm tiền chấn - dƣ chấn khỏi danh mục động đất 52 3.4 Thành lập danh mục động đất thống khu vực Biển Đông 53 KẾT LUẬN CHƢƠNG 54 Chƣơng 4: ĐẶC ĐIỂM HOẠT ĐỘNG ĐỘNG ĐẤT KHU VỰC BIỂN ĐÔNG 55 4.1 Đặc điểm hoạt động động đất khu vực Biển Đông 55 4.1.1 Bản đồ chấn tâm động đất khu vực Biển Đông 55 4.1.2 Đồ thị lặp lại động đất khu vực Biển Đông 56 4.1.3 Phân bố động đất theo độ sâu chấn tiêu 58 4.1.4 Tiến trình thời gian - phân bố động đất theo năm 59 4.1.5 Phân bố động đất cực đại theo thời gian 62 4.2 Nghiên cứu chi tiết số trận động đất mạnh khu vực Biển Đông 65 4.2.1 Trận động đất số ngày 21/01/2007 Molucca, Indonesia M7.5 67 4.2.2 Trận động đất số ngày 12/09/2007 Southern Sumatra, Indonesia M8.5 71 4.2.3 Trận động đất số ngày 11/02/2009 Kepulauan Talaud, Indonesia ngày 11/02/2009 với M7.1 74 4.2.4 Trận động đất số ngày 31/08/ 2012 Sulangan, Philippines với magnitude M7.6 74 iv 4.2.5 Trận động đất số ngày 15/10/2013 Balilihan, Philippines với magnitude M7.1 80 4.2.6 Trận động đất số ngày 15/11/2014 Balilihan, Philippines với magnitude M7.1 83 4.3 Đánh giá độ lớn động đất cực đại khu vực nghiên cứu 86 4.3.1 Đánh giá độ lớnđộng đất cực đại cho khu vực Biển Đông 86 4.3.2 Đánh giá độ lớnđộng đất cực đại cho vùng Philippine 91 Thảo luận 93 KẾT LUẬN CHƢƠNG 94 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 96 DANH MỤC CƠNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ 98 TÀI LIỆU THAM KHẢO 99 PHỤ LỤC 112 v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT, CÁC KÝ HIỆU BĐ: Biển Đông DC: Dƣ chấn; DMĐĐ: Danh mục động đất ĐNA: Đông Nam Á CCCT: Cơ cấu chấn tiêu GEV: Generalized Extreme Value distribution (Phân bố cực trị tổng quát) GPS:Global Positioning System (Hệ thống Định vị Toàn cầu) ISC: International Seismological Centre (Trung tâm địa chấn quốc tế) KĐC: Kích động mB: Magnitude theo sóng khối chu kì dài mb: Magnitude theo sóng khối chu kì ngắn Mb: Magnitude theo sóng khối nói chung Mmax: Moment magnitude cực đại ML: Magnitude địa phƣơng MS: Magnitude theo sóng mặt Mw: Magnitude moment NCS: Nghiên cứu sinh nnk et al: Những ngƣời khác RIMES: Regional Integrated Multi-Hazard Early Warning System for Africa and Asia (Hệ thống cảnh báo sớm đa tích hợp khu vực châu Phi châu Á) TC: Tiền chấn USGS: United State Geological Survey (Cục khảo sát địa chất Hoa Kỳ) φ: Vĩ độ : Kinh độ NCS: Nghiên cứu sinh vi DANH MỤC CÁC BẢNG Tên bảng Trang Bảng 2.1: Giới hạn khu vực Biển Đông theo Tổ chức Thủy văn Quốc tế 33 Bảng 3.1: Các giá trị R1a , R1b R1 tƣơng ứng với giá trị MS* 47 Bảng 3.2: Tổng bình phƣơng sai số hàm Mw = f(MS) 47 Bảng 3.3: Tổng bình phƣơng sai số hàm Mw = f(Mb) 50 Bảng 3.4: Các giá trị cửa sổ không gian – thời gian dùng luận án 53 Bảng 4.1: Phân bố số lƣợng động đất theo magnitude 55 Bảng 4.2: Phân bố động đất khu vực Biển Đông theo độ sâu chấn tiêu Bảng 4.3: Danh mục trận động đất mạnh khu vực Biển Đông giai đoạn 1900-2017 56 58 Bảng 4.4: Phân bố số lƣợng động đất khu vực Biển Đông theo thời gian (3 ≤ Mw ≤ 8,5) 60 Bảng 4.5: Phân bố magnitude động đất cực đại theo năm 62 Bảng 4.6a: Các tham số trận động đất mạnh 66 Bảng 4.6b: Các đặc điểm nhóm TC-DC kèm theo KĐC 67 Bảng 4.7: Giá trị tham số T, λT, 1/ λT phục vụ tính Mmax 89 Bảng 4.8: Các giá trị Q0,8() tƣơng ứng với giá trị khác 91 vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Tên hình Hình 1.1: Sơ đồ địa địa động lực đại Đông Nam Á (Ngô Thị Lƣ, Rogozhin E.A, 2008b) Hình 1.2: Đặc điểm phân bố ứng suất kiến tạo khu vực Biển Đông lân cận (Nguyễn Văn Lƣơng Cao Đình Triều, 2014) Hình 1.3: Sơ đồ vận tốc chuyển dịch tuyệt đối IGS05 trạm GPS Biển Đông (Phan Trọng Trịnh nnk, 2011) Hình 1.4: Bản đồ hệ đứt gãy hoạt động Biển Đông kế cận (Bùi Công Quế chủ biên, 2010) Hình 1.5: Sơ đồ vùng nguồn động đất có khả gây sóng thần Biển Đông (Nguyễn Hồng Phƣơng nnk, 2012) Trang 10 12 14 26 Hình 1.6: Tính địa chấn khu vực Biển Đơng lân cận (Xu,2014) 26 Hình 2.1: Giới hạn khu vực Biển Đông theo Tổ chức Thủy văn Quốc tế 34 Hình 2.2: Phạm vi khu vực Biển Đơng lân cận 36 Hình 3.1: Các đồ thị hàm số Mw = f(Ms) bậc bậc hai 48 Hình 3.2: Các đồ thị hàm số Mw = f(Ms) với giá trị Ms* = 5.7 48 Hình 3.3: Các đồ thị hàm số Mw = f(Ms) bậc bậc hai 49 Hình 3.4: Các đồ thị hàm số Mw = f(Mb) bậc bậc hai 50 Hình 3.5: Các đồ thị hàm số Mw = f(ML) bậc bậc hai 51 Hình 3.6: Các đồ thị hàm số Mw =f(ML) bậc bậc hai theo phân đoạn magnitude 52 Hình 4.1: Đồ thị lặp lại động đất khu vực Biển Đông (1900 - 2017) 56 Hình 4.2 Phân bố số lƣợng động đất theo độ sâu chấn tiêu 57 Hình 4.3 Bản đồ chấn tâm động đất khu vực Biển Đông giai đoạn 1900 - 2017 (Mw ≥ 5.0) 59 viii Hình 4.4 Tiến trình thời gian hoạt đơng động đất khu vực Biển Đơng giai đoạn 1990 - 2017 Hình 4.5 Phân bố magnitude động đất cực đại theo năm Hình 4.6: Sơ đồ chấn tâm trận động đất dùng để nghiên cứu chi tiết động đất mạnh 62 64 67 Hình 4.6a: Phân bố chấn tâm động đất số DC chúng 69 Hình 4.6b: Mặt cắt độ sâu chấn tiêu DC trận động đất số 69 Hình 4.6c: Phân bố chấn tiêu động đất số DC chúng không gian 70 Hình 4.6d: Cơ cấu chấn tiêu động đất số DC 70 Hình 4.7a: Phân bố chấn tâm động đất số TC-DC 72 Hình 4.7b: Mặt cắt độ sâu chấn tiêu TC-DC trận động đất số 72 Hình 4.7c: Phân bố chấn tiêu động đất số TC-DC khơng gian Hình 4.7d: Cơ cấu chấn tiêu động đất số TC-DC Hình 4.7d’: Sơ đồ đứt gãy khu vực xung quanh động đất số phía Nam Sumatra, Indonesia M8.5 ngày 12 - 09 - 2007 (theo USGS) 73 73 73 Hình 4.8a: Phân bố chấn tâm động đất số TC-DC 75 Hình 4.8b: Mặt cắt độ sâu chấn tiêu TC DC trận động đất số 75 Hình 4.8c: Phân bố chấn tiêu động đất số TC-DC khơng gian Hình 4.8d: Cơ cấu chấn tiêu động đất số TC-DC Hình 4.8e: Sơ đồ hệ thống đứt gãy xung quan chấn tâm động đất M72 Talaud, Indonesia (Nguồn USGS) 76 76 77 Hình 4.9a: Phân bố chấn tâm động đất số TC-DC 78 Hình 4.9b: Mặt cắt độ sâu chấn tiêu DC trận động đất số 78 ix Hình 4.9c: Phân bố chấn tiêu động đất số TC-DC khơng gian 79 Hình 4.9d: Cơ cấu chấn tiêu động đất số TC-DC 79 Hình 4.9d’: Đứt gãy khu vực lân cận trận động đất số 79 Hình 4.10a: Phân bố chấn tâm động đất số DC 79 Hình 4.10b: Mặt cắt độ sâu chấn tiêu DC trận động đất số 81 Hình 4.10c: Phân bố chấn tiêu động đất số DC khơng gian 81 Hình 4.10d: Cơ cấu chấn tiêu động đất số DC 82 Hình 4.11a: Phân bố chấn tâm động đất số TC-DC 84 Hình 4.11b: Mặt cắt độ sâu chấn tiêu TC-DC trận động đất số 84 Hình 4.11c: Phân bố chấn tiêu động đất số TC-DC khơng gian 85 Hình 4.11d: Cơ cấu chấn tiêu động đất số TC-DC 85 Hình 4.12: Đồ thị hàm (T) với magnitude ngƣỡng M* =5.0 88 Hình 4.13 Đồ thị hàm Qq() với q = 0,8 theo số liệu từ DMĐĐ khu vực Biển Đông (M ≥ 5,0) giai đoạn 1917 - 2017 90 ... NGHIÊN CỨU ĐỘNG ĐẤT KHU VỰC BIỂN ĐÔNG VÀ LÂN CẬN 1.1 Đặc điểm kiến tạo - địa động lực đại khu vực Biển Đông kế cận 1.2 Tình hình nghiên cứu đặc điểm hoạt động động đất khu vực Biển Đông 15... động đất 52 3.4 Thành lập danh mục động đất thống khu vực Biển Đông 53 KẾT LUẬN CHƢƠNG 54 Chƣơng 4: ĐẶC ĐIỂM HOẠT ĐỘNG ĐỘNG ĐẤT KHU VỰC BIỂN ĐÔNG 55 4.1 Đặc điểm hoạt. .. điểm hoạt động động đất khu vực Biển Đông 55 4.1.1 Bản đồ chấn tâm động đất khu vực Biển Đông 55 4.1.2 Đồ thị lặp lại động đất khu vực Biển Đông 56 4.1.3 Phân bố động đất theo độ