Mục tiêu nghiên cứu là làm sáng tỏ các đặc điểm hoạt động động đất, đánh giá độ lớn động đất cực đại khu vực Biển Đông, nghiên cứu chi tiết một số trận động đất mạnh trên cơ sở danh mục động đất mới và thống nhất cho 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 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA VẬT LÝ Hà Nội - 2018 Cơng trình hồn thành tại: Bộ mơn Địa vật lý, Khoa Dầu khí, Trƣờng Đại học Mỏ-Địa chất Người hướng dẫn khoa học: TSKH Ngô Thị Lƣ Viện Vật lý Địa cầu - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam PGS TS Phan Thiên Hƣơng Trường Đại học Mỏ - Địa chất Phản biện 1: GS.TSKH Mai Thanh Tân Hội Khoa học kỹ thuật địa vật lý Phản biện 2: GS.TS Phan Trọng Trịnh Viện Địa chất - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Phản biện 3: TS Hoàng Văn Vƣợng Viện Địa chất Địa vật lý biển - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Luận án bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp Trường họp Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất vào hồi … … ngày … tháng… năm… Có thể tìm hiểu luận án thư viện: Thƣ viện Quốc Gia, Hà Nội Thƣ viện Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Khu vực Biển Đông vùng chuyển tiếp mảng biển Philippine phía đơng, mảng Âu-Á phía tây mảng Australia phía đông nam Sự dịch chuyển mảng với vận tốc khác làm cho khu vực Biển Đông ln có nguy động đất sóng thần cao Nhìn chung, nghiên cứu hoạt động động đất khu vực Biển Đông khu vực tiềm ẩn khả phát sinh động đất mạnh Tuy nhiên, phần lớn nghiên cứu sử dụng số liệu lịch sử số liệu máy với chu kỳ số liệu không đủ dài, sử dụng số liệu địa chấn từ nguồn khác mà chưa có thống độ lớn động đất thang Để cảnh báo nguy hiểm động đất, sóng thần việc tối quan trọng nghiên cứu đánh giá độ lớn động đất cực đại (Mmax) Nghiên cứu đánh giá Mmax tiến hành nhiều tác giả phương pháp khác nhau, phổ biến phương pháp xác suất Các phương pháp xác suất sử dụng để đánh giá Mmax nghiên cứu trước có hạn chế không xác định mốc thời gian dự báo Điều khắc phục sử dụng phương pháp phân bố cực trị tổng quát (GEV) Từ lý trên, nghiên cứu sinh (NCS) chọn đề tài “Đặc điểm hoạt động động đất khu vực Biển Đông” Mục tiêu nghiên cứu Làm sáng tỏ đặc điểm hoạt động động đất, đánh giá độ lớn động đất cực đại khu vực Biển Đông, nghiên cứu chi tiết số trận động đất mạnh sở danh mục động đất thống cho khu vực Biển Đông Nhiệm vụ luận án Đề tài tập trung vào bốn nhiệm vụ sau: - Thành lập danh mục động đất thống khu vực nghiên cứu - Phân tích đặc điểm hoạt động động đất khu vực Biển Đông cách xem xét phân bố chấn tâm động đất không gian, phân bố động đất cực đại theo thời gian, tần suất xuất động đất, mức đại diện động đất, tiến trình thời gian động đất - Nghiên cứu chi tiết làm sáng tỏ trình vùng nguồn số trận động đất mạnh thuộc khu vực Biển Đông - Đánh giá Mmax cho khu vực Biển Đông phương pháp phân bố cực trị tổng quát Trên sở kết này, tiến hành so sánh với kết từ công bố trước để kiểm tra tính phù hợp phương pháp phân bố cực trị tổng quát Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Đặc điểm hoạt động động đất khả phát sinh động đất cực đại - Phạm vi nghiên cứu: + Phạm vi thu thập số liệu: =11,20S-35,5°N; =92,5°E -1320E + Phạm vi khu vực Biển Đông: =50S-30°N; =100°E -1270E Điểm luận án - Thành lập danh mục động đất thống cho khu vực Biển Đông giai đoạn 1900-2017 với độ lớn động đất Mw≥3 - Làm sáng tỏ trình vùng nguồn trận động đất mạnh sở xem xét phân bố không gian, thời gian đám mây dư chấn chúng Khẳng định tồn đứt gãy giả định phác thảo ba đoạn đứt gãy giả định khác Indonesia - Đã đánh giá trị độ lớn động đất cực đại khu vực Biển Đông sở áp dụng quy luật phân bố cực trị tổng quát (GEV) Mw=8.7 vòng 100 năm kể từ năm 2017 với xác suất 0.8 Luận điểm bảo vệ - Tính tính thống danh mục động đất thành lập sở quy chuẩn độ lớn động đất thang đo (thang magnitude mômen Mw) cho khu vực Biển Đông giai đoạn 1900 - 2017 (3 ≤ Mw ≤ 8,5) Từ danh mục cho thấy tính địa chấn khu vực Biển Đơng giai đoạn 1900-2017 đặc trưng mức đại diện động đất Mw=4,7 Phần lớn trận động đất xảy lớp vỏ Trái đất với độ sâu 75km Chu kỳ lặp lại động đất mức Mmax 7,5 khu vực nghiên cứu 3-5 năm - Giá trị độ lớn động đất cực đại khu vực Biển Đông đánh giá phương pháp cực trị tổng quát Mw = 8,7 vòng 100 năm kể từ năm 2017 với xác suất 0,8 Kết tương đồng với kết nghiên cứu trước có thời gian dự báo ngắn cụ thể Kết đánh giá độ lớn động đất cực đại thông số quan trọng đánh giá nguy hiểm sóng thần khu vực Biển Đông Ý nghĩa khoa học thực tiễn Ý nghĩa khoa học Danh mục động đất khu vực Biển Đông thành lập luận án vừa có tính khoa học vừa cập nhật đầy đủ số liệu đến hết năm 2017 sở liệu quan trọng phục vụ cho nhiều nghiên cứu khác phân vùng động đất, đánh giá nguy hiểm động đất, sóng thần, v.v Các kết nghiên cứu mặt làm sáng tỏ đặc điểm hoạt động động đất khu vực Biển Đông, mặt khác, chúng tài liệu tham khảo quan trọng cho nhiều nghiên cứu khác lĩnh vực khoa học Trái đất, xây dựng, giao thơng, quốc phòng Kết đánh giá, dự báo Mmax phương pháp giá trị cực trị tổng quát cho thấy khu vực Biển Đông tiềm ẩn nguy phát sinh động đất mạnh M 8,7 mà khẳng định tính khả thi phương pháp nói chung, khu vực Biển Đơng nói riêng Ý nghĩa thực tiễn Kết dự báo Mmax tương lai có ý nghĩa quan trọng để định hướng việc lựa chọn độ lớn động đất cực đại đầu vào cho mơ hình cảnh báo sóng thần Đồng thời sở khoa học cho quan chức quy hoạch cơng trình biển ven biển đảm bảo an toàn hiệu Việc vạch đoạn đứt gãy giả định khẳng định hoạt động đại đứt gãy giả định khác có ý nghĩa thực tiễn khoa học địa chất Cấu trúc luận án Ngoài phần mở đầu, kết luận kiến nghị, phụ lục, luận án trình bày 100 trang giấy khổ A4 với chương: Chương 1: Tổng quan tình hình nghiên cứu động đất khu vực biển đơng lân cận Chương 2: Phạm vi khu vực nghiên cứu, số liệu sử dụng phương pháp nghiên cứu Chương 3: Thành lập danh mục động đất thống khu vực Biển Đông Chương 4: Đặc điểm hoạt động động đất khu vực Biển Đông CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ĐỘNG ĐẤT KHU VỰC BIỂN ĐÔNG VÀ LÂN CẬN Hoạt động kiến tạo địa động lực đại nguyên nhân gây động đất Vì vậy, để nghiên cứu tính địa chấn đánh giá độ lớn động đất cực đại cho khu vực cần phải đánh giá sơ đặc điểm kiến tạo địa động lực đại khu vực 1.1 Đặc điểm kiến tạo-địa động lực đại khu vực Biển Đông kế cận Biển Đông (Biển Đông) tham gia vào thành phần Đông Nam Á (ĐNA) Đông Nam Á đánh giá nơi có hoạt động kiến tạo, địa động lực mạnh, đa dạng, phức tạp Trong cơng trình mình, tác giả Ngơ Thị Lư cộng chia khu vực ĐNA thành khối với dịch chuyển tương đối khối đa dạng hướng độ lớn Các tác giả Nguyễn Văn Lương Cao Đình Triều phân tích đặc trưng động học khu vực BĐ kế cận thông qua số liệu cấu chấn tiêu 20 trận động đất 3.6≤M≤6.8 giai đoạn 1903-2006 Kết cho thấy cấu chấn tiêu dạng trượt bằng, tách thuận chiếm ưu Nghiên cứu biến dạng khu vực BĐ Việt Nam tác giả Phan Trọng Trịnh cộng cho thấy: phía Bắc BĐ đóng lại theo phương Tây Tây Bắc-Đơng Đơng Nam, phía Nam BĐ có tốc độ biến đổi nhỏ phía Bắc Bản đồ hệ đứt gãy hoạt động Biển Đông kế cận thành lập tác giả Bùi Công Quế cộng cho thấy chấn tâm hầu hết trận động đất phân bố dọc theo hệ đứt gãy nơi giao chúng Như vậy, khu vực BĐ vùng có hoạt động kiến tạo, địa động lực phức tạp tương đối tích cực Đây nguyên nhân làm cho khu vực tiềm ẩn nguy động đất, sóng thần cao 1.2 Tình hình nghiên cứu đặc điểm hoạt động động đất khu vực Biển Đông 1.2.1 Vài nét việc thành lập danh mục động đất khu vực Biển Đông Việc thành lập danh mục động đất (DMĐĐ) tiến hành nhiều tác giả nhận loạt DMĐĐ khác phạm vi khu vực nghiên cứu chu kì số liệu sử dụng Tuy nhiên, nêu trên, phần lớn danh mục thành lập sử dụng số liệu lịch sử số liệu máy với chu kỳ số liệu không đủ dài, sử dụng số liệu địa chấn từ nguồn khác mà chưa có thống độ lớn động đất thang Do luận án này, thành lập DMĐĐ, NCS khắc phục tồn nêu 1.2.2 Tình hình nghiên cứu đặc điểm hoạt động động đất khu vực Biển Đông Đặc điểm hoạt động động đất khu vực Biển Đông nghiên cứu nhiều tác giả khác Đáng ý tác giả Phạm Văn Thục Nguyễn Thị Kim Thanh tiến hành đánh giá phân vùng động đất BĐ Việt Nam ven bờ thành tiểu vùng với Mmax=3-7,5 Nguyễn Văn Lương cộng xác định 16 vùng nguồn động đất BĐ đánh giá đặc trưng địa chấn trường ứng suất kiến tạo cho nhóm vùng nguồn Trong đó, vùng nguồn Đơng Triều-Bắc Hải Nam vùng có độ lớn động đất cực đại lớn Mmax=7,5.Tác giả Nguyễn Hồng Phương cộng xác định vùng có khả gây sóng thần lớn khu vực BĐ vùng phía Bắc Manila Trench với Mmaxdự báo =8.7 ± 0.93 ứng với chu kì lặp lại 2658 năm Nhìn chung nghiên cứu hoạt động động đất khu vực BĐ khu vực tiềm ẩn khả phát sinh động đất mạnh phía Đơng BĐ dọc đới Manila Trench - Philippine 1.2.3 Tình hình nghiên cứu dự báo độ lớn động đất cực đại khu vực Biển Đơng Có nhiều phương pháp xác định độ lớn cực đại động đất áp dụng tác giả khác như: phương pháp tính M max theo quy mơ vùng phát sinh động đất, phương pháp ngoại suy địa chất, phương pháp xác suất Năm 1998, sở áp dụng mơ hình xác suất thống kê (phương pháp bình phương tối thiểu hợp lý cực đại), tác giả Nguyễn Hồng Phương tính tốn độ nguy hiểm động đất khu vực ven biển thềm lục địa lãnh thổ Đông Nam Việt Nam với kết dự báo Mmax=6,6 ± 0,6 Phương pháp giá trị cực trị dùng phổ biến, hàm Gumbel I III nhiều tác giả áp dụng Trần Thị Mỹ Thành dùng hàm Gumbel III để đánh giá Mmax cho lãnh thổ Việt Nam lân cận Nguyễn Kim Lạp Nguyễn Duy Nuôi sử dụng hàm phân bố tiệm cận Gumbel I để tính độ nguy hiểm động đất cho khu vực ĐNA với bước nhảy tháng cho giai đoạn 1904-1952 năm cho giai đoạn 1903-1965 Đặng Thanh Hải chọn bước nhảy năm cho giai đoạn 19002000 để đánh giá Mmax cho miền Bắc Việt Nam Việc chọn bước nhảy thời gian tác giả khác lại chưa có lý giải hợp lý cho cách chọn Phương pháp hàm phân bố cực trị tổng quát (GEV) cho phép chọn bước nhảy thời gian cách chi tiết có sở khoa học Phương pháp GEV có ưu điểm cho phép xác định mốc thời gian dự báo Phương pháp Pisarenko cộng phát triển áp dụng để đánh giá độ lớn động đất cực đại cho khu vực: Harvard, Nhật Bản, Việt Nam, Đông Nam Á, miền bắc Việt Nam nhận kết khả quan Do đó, luận án NCS áp dụng hàm phân bố cực trị tổng quát để đánh giá độ lớn động đất cực đại Mmax cho khu vực BĐ CHƢƠNG 2: PHẠM VI KHU VỰC NGHIÊN CỨU, SỐ LIỆU SỬ DỤNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Phạm vi khu vực nghiên cứu Để phù hợp với mục tiêu nghiên cứu, phạm vi khu vực nghiên cứu chọn giới hạn toạ độ: =50S-26°N; =100°E 1270E 2.2 Số liệu sử dụng Số liệu động đất khu vực Biển Đông lân cận thu thập chu kỳ từ năm 1900 đến tháng 12 năm 2017 Những trận động đất xảy khu vực nghiên cứu TC DC trận động đất mạnh nằm khu vực, NCS thu thập thêm số liệu phạm vi: =11,20S-35,5°N; =92,5°E -1320E (dưới gọi khu vực Biển Đông mở rộng) nhằm loại bỏ TC, DC Số liệu động đất thu thập từ nguồn khác nhau: Trung tâm địa chấn quốc tế (ISC), Cục khảo sát địa chất Hoa Kỳ(USGS), Hệ thống tích hợp cảnh báo sớm rủi ro khu vực Châu Phi Châu Á- (RIMES), gồm 377784 trận động đất với magnitude 3≤M≤9,1 Ở M giá trị magnitude động đất theo thang khác ML, MS, mb,Mw,… 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 2.3.1 Phƣơng pháp so sánh, đối chiếu Khi thu thập số liệu từ nguồn khác không tránh khỏi việc trận động đất tổ chức khác lại công bố thông số thời gian, tọa độ, độ sâu độ lớn cách khác Do đó, cần phải xem xét để lựa chọn số liệu trận động đất theo công bố tổ chức Trong trường hợp 11 Để xác định sai số tham số , s, m ta dùng phương pháp bình phương tối thiểu biểu diễn công thức sau: [∑ ( ̅) ] ; [∑ ( ̅) ] ; [∑ ( ̅̅̅̅ ) ] CHƢƠNG 3: THÀNH LẬP DANH MỤC ĐỘNG ĐẤT THỐNG NHẤT KHU VỰC BIỂN ĐÔNG VÀ LÂN CẬN 3.1 Phân tích chỉnh lý số liệu phục vụ nghiên cứu Sau phân tích chỉnh lý số liệu nhận 316518 trận động đất với giá trị độ lớn động đất theo thang magnitude khác 3.2 Xây dựng hàm tƣơng quan loại magnitude Các hàm tương quan loại magnitude xây dựng phương pháp bình phương tối thiểu 3.2.1 Hàm tƣơng quan Mw=f(Ms) Sử dụng số liệu 1093 kiện có đồng thời giá trị Mw Ms, xây dụng hàm tương quan Mw=f(Ms) dạng: f1a(Ms)=Mw=0.70* Ms + 1.85 (với Ms < 5.7) (3.3) f1b(Ms)=Mw=0.77*Ms + 1.52 (với Ms ≥ 5.7) (3.4) 3.2.2 Hàm tƣơng quan Mw=f(Mb) Hoàn toàn tương tự cho số liệu gồm 1136 cặp (Mb, Mw) để xây dựng hàm Mw=f(Mb) ta phương trình: Mw=0.16*Mb2-0.57*Mb + 3.92 (3.6) 3.2.3 Hàm tƣơng quan Mw=f(ML) Phương trình liên hệ chúng Mw=f(ML Mw=0.09* ML 2-0.10* ML + 3.47 (3.8) Sử dụng hàm tương quan nên trên, giá trị magnitude động đất khu vực nghiên cứu thống thang Mw 3.3 Tách nhóm tiền chấn, dƣ chấn khỏi danh mục động 12 đất Áp dụng chương trình tách nhóm TC-DC xây dựng theo phương pháp cửa sổ không gian-thời gian, tác giả Ngô Thị Lư cộng sự, tách 24042 TC (7,60%) 89932 DC (28,41%) khỏi DMĐĐ khu vực Biển Đông 3.4 Thành lập danh mục động đất thống khu vực Biển Đông Sau tách nhóm TC DC khỏi danh mục động đất thành lập danh mục động đất độc lập khu vực BĐ mở rộng gồm 202544 trận với độ lớn 3≤Mw≤9,1 Từ danh mục này, thành lập danh mục động đất thống cho khu vực nghiên cứu (=50S30°N; =100°E -1270E) gồm 131505 trận với 3≤Mw≤8,5 CHƢƠNG 4: ĐẶC ĐIỂM HOẠT ĐỘNG ĐỘNG ĐẤT KHU VỰC BIỂN ĐÔNG 4.1 Đặc điểm hoạt động động đất khu vực Biển Đông 4.1.1 Đồ thị lặp lại động đất khu vực Biển Đông Sử dụng số liệu DMĐĐ độc lập, xây dựng đồ thị lặp lại động đất cho khu vực Biển Đơng giai đoạn 1900-2017 (hình 4.1) biểu diễn phương trình dạng: LgN=8.89-0.91Mw (4.1) Với hệ số tương quan R=0.99; N số lượng động đất có độ lớn nằm khoảng giá trị Mw tương ứng Hình 4.1: Đồ thị lặp lại khu vực Biển Đơng ng t 13 Từ hình 4.1cho phép xác định mức đại diện động đất giai đoạn M=4.7 4.1.2 Phân bố số lƣợng động đất theo độ sâu chấn tiêu Phân bố số lượng động đất theo độ sâu chấn tiêu hình 4.2 cho thấy phần lớn động đất khu vực Biển Đông giai đoạn 1900-2017 có độ sâu chấn tiêu khoảng H - 75 km (79,27%) Kết tương đồng với kết cơng trình nghiên cứu mơ hình đới hút chìm Bắc Luzon tác giả sử dụng số liệu giai đoạn ngắn 1619-1997 Các kết cho thấy chấn tiêu động đất khu vực Biển Đông chủ yếu phân bố vỏ Trái đất 4.1.3 Phân bố chấn tâm động đất khu vực Biển Đông Phân bố chấn tâm động đất khu vực Biển Đông cho thấy đa số chấn tâm trận động đất mạnh phân bố phần phía đơng đơng nam khu vực nghiên cứu (hình 4.3) Các kết tương đồng với kết nhận tác giả Zhiguo Xu sử dụng số liệu kết hợp từ danh mục động đất NEIC giai 14 Hình 4.3 Bản ch n tâm Hình 4.2 Phân bố số lượng ng t theo sâu ch n tiêu ng t khu vực Biển Đông giai oạn 1900 - 2017 (Mw ≥ 5.0) Hình 4.4 Tiến trình thời gian hoạt ng ng t khu vực Biển Đơng (1900-2017) Hình 4.5 Phân bố lớn ng cực ại theo năm giai oạn 1900 - 2017 t 15 đoạn 1900-2013 với số liệu từ Global CMT giai đoạn 1963 -2013 4.1.4 Tiến trình hoạt động động đất khu vực Biển Đông giai đoạn 1900-2017 Phân bố số lượng động đất khu vực BĐ theo thời gian trình bày hình 4.4 Trước năm 1984, số lượng động đất ghi nhận hàng năm không nhiều, vài chục đến vài trăm trận/năm Từ năm 1984 đến nay, số tương ứng lên tới hàng nghìn trận động đất Điều phần trước năm 1984 mạng trạm địa chấn khu vực chưa đủ dày độ nhạy chưa cao để ghi trận động đất yếu xa 4.1.5 Phân bố độ lớn động đất cực đại theo năm Phân bố độ lớn động đất cực đại theo năm chia thành giai đoạn (hình 4.5) Mỗi giai đoạn thể rõ tính chu kỳ hoạt động động đất mạnh với 1-2 cực đại có Mmax8.0 Các cực đại Mmax 7,5 lặp lại 3-5 năm, cho phép dự báo chu kỳ lặp lại động đất cực đại mức Mmax 7,5 khu vực nghiên cứu 3-5 năm 4.2 Nghiên cứu chi tiết số trận động đất mạnh khu vực Biển Đông 4.2.1 Trận động đất số ngày 21/01/2007, Molucca, Indonesia M7,5 Trận động đất xảy lúc 11 27 phút 45 giây ngày 21/01/2007 biển Molucca với magnitude M 7,5 KĐC kèm theo 36 DC với magnitude M=4.9-6.2 Phân bố không gian diễn biến theo thời gian DC so với KĐC thể rõ xu hướng hoạt động phát triển loạt DC theo thời gian khơng gian với hướng khác nhau: Loạt thứ xảy khoảng thời 16 gian 50 ngày sau KĐC phân bố theo hướng tây bắc-đơng nam (các hình tròn màu đỏ-cam hình 4.6a) Phần lớn DC loạt phân bố phía đơng đơng nam so với KĐC Loạt thứ hai xảy muộn khoảng thời gian sau 100 ngày kể từ KĐC phân bố theo hướng đông bắc-tây nam (các hình tròn màu vàngxanh hình 4.6a) Các DC loạt chủ yếu phân bố phía bắc đông bắc so với KĐC Như vậy, trình phát triển vùng nguồn trận động đất xảy trung tâm vùng nguồn, sau dịch chuyển dần xuống phía đơng- đơng nam tiếp tục di chuyển lên phía bắc đơng bắc Phân tích mặt cắt độ sâu chấn tiêu DC trận động đất hình 4.6b cho thấy chấn tiêu phần lớn DC tập trung độ sâu 10-45 km Lời giải cấu chấn tiêu phần lớn DC hình 4.6d thể phù hợp tốt với cấu chấn tiêu KĐC với trình tách giãn nén ép vùng nguồn Hồn tồn tương tự, q trình phát triển vùng nguồn trận động đất lại làm sáng tỏ cách phân tích diễn biến khơng gian, thời gian đám mây TC-DC Dưới đây, NCS trình bày điểm đáng ý trận động đất số 3: 17 Hình 4.6a: Phân bố ch n tâm ng t tiêu DC trận số DC chúng Hình 4.6c: Phân bố ch n tiêu ng số DC chúng Hình 4.6b: Mặt cắt t sâu ch n ng t số Hình 4.6d: Cơ c u ch n tiêu trận ng t số DC 4.2.2 Trận động đất số ngày 12/09/2007 Southern Sumatra, Indonesia M8.5 Trận động đất xảy lúc 11 10 phút 27 giây ngày 12/09/2007 Southern Sumatra, Indonesia với độ lớn M 8.5 KĐC 18 kèm theo TC 79 DC với độ lớn M=4.9-7.9 Điểm đặc biệt TC, DC trận động đất số chúng phân bố thành tuyến rõ rệt (AB CD), KĐC nằm tuyến lời giải cấu chấn tiêu chúng giống hướng tách giãn dọc theo tuyến (hình 4.7d) Cần lưu ý tuyến AB trùng với đứt gãy hoạt động khu vực, tuyến CD trùng với đứt gãy khác mà theo tài liệu USGS đứt gãy giả định (hình 4.7d’) Điều cho phép khẳng định hoạt động đứt gãy dọc tuyến CD Hình 4.7d: Cơ c u ch n tiêu ng t số TC-DC Hình 4.7d’: Sơ ứt gãy khu vực xung quanh ng t số 4.2.3 Trận động đất số ngày 11/02/2009 Kepulauan Talaud, Indonesia ngày 11/02/2009 với M7.1 Trận động đất xảy lúc 17 35 phút 01 giây ngày 11/02/2009 Kepulauan Talaud, Indonesia với độ lớn M 7.1 KĐC kèm theo TC 43 DC với độ lớn M=4.9-6.3 19 Hình 4.8d: Cơ c u ch n tiêu ng t số TC-DC Lời giải cấu chấn tiêu phần lớn DC hình 4.8d dạng nghịch trượt hợp phần nghịch Kết hợp đặc điểm cấu chấn tiêu với sơ đồ đứt gãy xung quanh khu vực xảy động đất (hình 4.8e) cho phép xác định đoạn đứt gãy hoạt động hình 4.8d bên phải 4.2.4 Trận động đất số ngày 31/08/ 2012 Sulangan, Philippines với độ lớn M7.6 Trận động đất xảy lúc 12 47 phút 43 giây ngày 31/08/2012 Sulangan, Philippines với độ lớn M 7.6 KĐC kèm theo TC 35 DC với độ lớn M = 4.8 - 5.6 Sự phát triển vùng nguồn trận động đất bắt nguồn từ phía Tây Bắc kéo khu trung tâm KĐC tiếp tục phát triển xuống phía Nam dọc theo đứt gãy hoạt động khu vực 4.2.5 Trận động đất số ngày 15/10/2013 Balilihan, Philippines với độ lớn M7.1 20 Trận động đất xảy lúc 12 phút 50 giây ngày 15/10/2013 với độ lớn M 7.1 KĐC kèm theo 21 DC với độ lớn M = 4.7 - 5.7 Quá trình vùng nguồn xảy trung tâm vùng nguồn sau phát triển phía KĐC theo hướng đơng bắc - tây nam cuối phát triển phía đơng bắc 4.2.6 Trận động đất số ngày 15/ 11/2014 Balilihan, Philippines với độ lớn M7.1 Trận động đất xảy lúc 31 phút 50 giây ngày 15/11/2014 Balilihan, Philippines với độ lớn M 7.1 KĐC kèm theo TC 23 DC với độ lớn M = 4.7 - 6.8 Quá trình phát triển vùng nguồn trận động đất số xuất phát từ đồng thời phía đơng bắc phía nam tiến khu trung tâm KĐC tiếp tục phát triển theo hướng bắc nam 4.3 Đánh giá độ lớn động đất cực đại khu vực nghiên cứu 4.3.1 Đánh giá độ lớn động đất cực đại khu vực Biển Đông Để đánh giá độ lớn động đất cực đại khu vực BĐ phương pháp GEV, giá trị độ lớn động đất sử dụng phải lớn mức đại diện động đất khu vực nghiên cứu (M 4,7) nên giá trị ngưỡng chọn M*=5,0 Bước 1: Tính mật phân bố Poisson (λ) Trong giai đoạn nghiên cứu phải đảm bảo số lượng động đất quan sát có tính liên tục nên giai đoạn chọn từ 30/7/19178/12/2017 với tổng thời gian t=36655 ngày Số lượng động đất quan sát (Mw≥5,0) khoảng thời gian N=12006 Mật độ phân bố Poisson λ là: λ=N/t=12006 /36655=0,33 Bước 2: Xác ịnh bước nhảy (T) Khoảng thời gian lâu kiện động đất liên tiếp danh mục 291 ngày (từ 11/11/1921 đến 29/8/1922) Để K ≥ 100 21 T≤365 ngày Giá trị bước nhảy thời gian chọn 350 ngày Bước 3: Xác ịnh tham số , s, m Với T 350 ngày, số lượng bước nhảy giai đoạn từ 30/7/1917-8/12/2017 K=104 Giải 104 hệ phương trình (2.11-2.13) tính tốn sai số, ta tham tham số hàm GEV: =-0.23 ± 0.05; s=0.46 ± 0.06; m=6.23± 0.21 Bước 4: Đánh giá Mmax dự báo Trong danh mục động đất thành lập, trận động đất mạnh gần trận động đất xảy ngày 10/01/2017 với độ lớn Mw=7,3 tọa độ (=4,50N; =122,60E) Sự kiện chọn kiện tựa, thời điểm xảy kiện thời điểm tựa tương ứng Các giá trị điểm phân vị tính theo cơng thức Hình 4.13: Đồ thị hàm Qq() với q=0,8 (2.19) Các kết theo số liệu từ DMĐĐ khu vực Biển trình bày bảng 4.8 Đơng (Mw ≥ 5,0) giai oạn 1917-2017 hình 4.13 Bảng 4.8: Các giá trị Q0,8() tương ứng với giá trị khác (năm) 20 40 60 80 100 Khoảng thời gian 2017-2037 2017-2057 2017-2077 2017-2097 2017-2117 Q0,8() 8.25 8.50 8.6 8.65 8.7 Tương tự tính tốn trên, phương pháp GEV tiếp 22 tục áp dụng để đánh giá Mmax cho vùng Philippine 1.3.2 Đánh giá độ lớn động đất cực đại cho vùng Philippine Khu vực Philippine chọn giới hạn tọa độ sau: =60N-22°N; =117°E -1270E Trong giai đoạn 1918-2017, khu vực có 3312 trận động đất độc lập với độ lớn 5≤Mw≤8,3 Các trận dùng để đánh giá độ lớn động đất cực Hình 4.14: Đồ thị hàm Qq() với q=0,8 theo số đại Sự kiện tựa liệu từ DMĐĐ vùng Philippine (Mw ≥ 5,0) giai chọn trận động đất oạn 1918-2017 ngày 11/8/2017 với Mw=6,0 Áp dụng phương pháp GEV xác định tham số hàm GEV vùng Philippine sau: =-0.21±0.06; s=0.39±0.07; m=6.12±0.27 Đồ thị hàm Qq() với xác suất 80% cho vùng Philippine hình 4.14 Ta thấy với = 100 năm Mmax=8,66 Khi thời gian dự báo tiến vơ đồ thị hàm Qq() với q=0.8 tiệm cận đến giá trị 8,7 Giá trị trùng với giá trị Mmax dự báo cho toàn khu vực BĐ 100 năm kể từ 2017 Cần lưu ý rằng, miền Bắc Việt Nam tham gia vào thành phần khu vực BĐ, mà cơng trình khác NCS, phương pháp GEV áp dụng cho miền Bắc Việt Nam lân cận với kết Mmax=6,8 thời gian dự báo = 50 năm Khi thời gian dự báo tiến vô Mmax dự báo cho miền Bắc Việt Nam 23 lân cận đạt đến giá trị 6,9 Như giá trị Mmax dự báo cho vùng khác khác vùng Philippine vùng có nguy xảy động đất mạnh khu vực Biển Đông Thảo luận Do phương pháp dùng hàm GEV dự báo Mmax phương pháp xác suất nên kết có tương đồng với kết dự báo phương pháp xác suất khác cao chút so với kết phương pháp địa chất kiến tạo Sự khác biệt phương pháp địa chất kiến tạo đánh giá Mmax thông qua biến trung gian, kết thực địa chưa xác định xác tham số Do đó, đánh giá Mmax cho khu vực nên tham khảo so sánh kết hai phương pháp KẾT LUẬN Danh mục động đất thống thành lập cho khu vực Biển Đông giai đoạn 1900 - 2017 gồm 131505 trận động đất độc lập với ≤ Mw ≤ 8,5 Đặc điểm hoạt động động đất khu vực Biển Đơng có đặc trưng sau: - Mức đại diện động đất Mw=4,7 Chấn tâm trận động đất mạnh phân bố chủ yếu nơi tiếp giáp đới kiến tạo vùng chuyển tiếp khu vực nghiên cứu, dày đặc phía Đơng Biển Đông Phần lớn trận động đất xảy lớp vỏ Trái đất với độ sâu 75km - Chế độ hoạt động động đất mạnh khu vực Biển Đông chia thành giai đoạn Trong giai đoạn có 1- trận động đất với Mmax 8.0 Chu kỳ lặp lại động đất mức Mmax 7,5 khu 24 vực nghiên cứu 3-5 năm Nghiên cứu chi tiết sáu trận động đất mạnh cách phân tích phân bố khơng gian diễn biến thời gian nhóm TC, DC chúng cho phép làm sáng tỏ trình phát triển vùng nguồn hình dạng vùng nguồn sáu trận động đất mạnh Trên sở khẳng định mức độ hoạt động tích cực đứt gãy xác định ba đoạn đứt gãy giả định vùng nghiên cứu Độ lớn động đất cực đại khu vực Biển Đông vùng Philippine, xác định phương pháp GEV, tương ứng là: Mmax 8,7; Mmax Philippine BĐ = = 8,66 với xác suất 80% vòng 100 năm kể từ năm 2017 KIẾN NGHỊ - Cần nghiên cứu chi tiết thêm nhiều trận động đất mạnh thuộc khu vực BĐ cách phân tích phân bố khơng gian diễn biến theo thời gian nhóm TC, DC chúng liên kết trận động đất có đặc điểm đặc trưng vùng chấn tiêu cho phép khoanh định vùng nguồn phát sinh động đất mạnh - Cần đánh giá giá trị độ lớn động đất cực đại phương pháp GEV bổ sung cho số vùng cụ thể khác khu vực BĐ Nếu đánh giá độ lớn động đất cực đại cho vùng khoanh định cho kết vừa có ý nghĩa khoa học, thực tiễn vừa đáng tin cậy 25 DANH MỤC CÁC BÀI BÁO, CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CƠNG BỐ Tiếng Việt Vũ Thị Hỗn, Ngơ Thị Lư, M V Rodkin, Trần Việt Phương, 2014, “Áp dụng quy luật phân bố giá trị cưc trị để nghiên cứu tính địa chấn khu vực Đơng Nam Á”, Tạp chí Địa ch t, loạt A số 341345, tr 180-189 Ngô Thị Lư, Trần Việt Phương, Nguyễn Quang, Vũ Thị Hoãn, Phùng Thị Thu Hằng, 2014, “Áp dụng tổ hợp phương pháp thống kê vật lý kiến tạo để dự báo động đất lãnh thổ Việt Nam lân cận”, Tạp chí Địa ch t, loạt A số 341-345, tr 254-263 Tiếng Anh Ngo Thi Lu, Rodkin M V, Tran Viet Phuong, Phung Thi Thu Hang, Nguyen Quang, Vu Thi Hoan, 2016, “Algorithm and program for earthquake prediction based on the geological, geophysical, geomorphological and seismic data”, Vietnam Journal of Earth Science,Vol 38 (3) 231 – 241, Ha Noi Vu Thi Hoan, Ngo Thị Lu, M V, Rodkin, Nguyen Huu Tuyen, Phung Thi Thu Hang, Tran Viet Phuong, 2016,“Prediction of maximum earthquake magnitude for northern Vietnam region based on the GEV distribution”, Vietnam Journal of Earth Sciences, Vol 38 (4) 339-344 Ngo Thi Lu, M V, Rodkin, Tran Viet Phuong, Nguyen Quang, Phung Thi Thu Hang, Vu Thi Hoan, 2017, “Assessment of earthquake hazard for the northwestern Vietnam from geological and geophysical data using an original program package”, SCI-E Volume 2, isue , pages 68-, Journal of Volcanology and Seismology, published in Vulkanologiya in Seismologiya Vu Thi Hoan, Ngo Thi Lu, Rodkin M V, Nguyen Quang, Phan Thien Huong, 2018, “Seismic activity characteristics in the East Sea area”, Vietnam Journal of Earth Sciences, Vol 40 (3), pp 240-252 Ngo Thi Lu, Burmin V, Phung Thi Thu Hang, Vu Thi Hoan, Ha Thi Giang, 2018, “Estimation of errors in determination of main parameters of earthquake hypocenter, recorded by the national seismic network of Vietnam”, Vietnam Journal of Earth Sciences, Vol 40 (1), pp 1-16 ... Đặc điểm hoạt động động đất khu vực Biển Đông Mục tiêu nghiên cứu Làm sáng tỏ đặc điểm hoạt động động đất, đánh giá độ lớn động đất cực đại khu vực Biển Đông, nghiên cứu chi tiết số trận động. .. tính địa chấn đánh giá độ lớn động đất cực đại cho khu vực cần phải đánh giá sơ đặc điểm kiến tạo địa động lực đại khu vực 1.1 Đặc điểm kiến tạo -địa động lực đại khu vực Biển Đông kế cận Biển Đông. .. mục động đất thống cho khu vực nghiên cứu (=50S30°N; =100°E -1270E) gồm 131505 trận với 3≤Mw≤8,5 CHƢƠNG 4: ĐẶC ĐIỂM HOẠT ĐỘNG ĐỘNG ĐẤT KHU VỰC BIỂN ĐÔNG 4.1 Đặc điểm hoạt động động đất khu vực