Luận án Tiến sĩ Địa chất: Đặc điểm biến dạng, trường ứng suất kiến tạo hiện đại và mối quan hệ của chúng với các tai biến địa chất khu vực Biển Đông Việt Nam và các vùng lân cận

Luận án thực hiện nghiên cứu với mục đích nhằm làm sáng tỏ đặc điểm biến dạng và trường ứng suất kiến tạo hiện đại khu vực Biển Đông Việt Nam và đánh giá nguy cơ động đất - sóng thần các đới sinh chấn trong khu vực nội mảng thuộc Biển Đông từ góc độ biến dạng-ứng suất. Để biết rõ hơn về nội dung chi tiết, mời các bạn cùng tham khảo.

VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN ĐỊA CHẤT Nguyễn Văn Hướng ĐẶC ĐIỂM BIẾN DẠNG, TRƯỜNG ỨNG SUẤT KIẾN TẠO HIỆN ĐẠI VÀ MỐI QUAN HỆ CỦA CHÚNG VỚI CÁC TAI BIẾN ĐỊA CHẤT KHU VỰC BIỂN ĐÔNG VIỆT NAM VÀ CÁC VÙNG LÂN CẬN LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT Hà Nội – Năm 2012 VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN ĐỊA CHẤT Nguyễn Văn Hướng ĐẶC ĐIỂM BIẾN DẠNG, TRƯỜNG ỨNG SUẤT KIẾN TẠO HIỆN ĐẠI VÀ MỐI QUAN HỆ CỦA CHÚNG VỚI CÁC TAI BIẾN ĐỊA CHẤT KHU VỰC BIỂN ĐÔNG VIỆT NAM VÀ CÁC VÙNG LÂN CẬN Chuyên ngành: Địa Kiến tạo Mã số: 62 44 55 05 LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Phan Trọng Trịnh PGS.TS Nguyễn Trọng Tín Hà Nội – Năm 2012 Lời cam đoan Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận án trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả luận án Nguyễn Văn Hướng MỤC LỤC Trang DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT iii DANH MỤC CÁC BẢNG iv DANH MỤC HÌNH VẼ iv MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU VÀ LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU 1.1 TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1.1 KHÁI QUÁT BỐI CẢNH KIẾN TẠO KAINOZOI 1.1.2 KIẾN TẠO TRẺ BIỂN ĐÔNG VIỆT NAM VÀ CÁC VÙNG LÂN CẬN 1.1.2.1 Khu vực Vịnh Bắc Bộ khơi Bắc Trung Bộ 10 1.1.2.2 Khu vực khơi Trung Trung Bộ 14 1.1.2.3 Khu vực khơi Nam Trung Bộ Nam Bộ 14 1.1.2.4 Khu vực Bắc Biển Đông 16 1.1.2.5 Khu vực Trung tâm Biển Đông 16 1.1.2.6 Khu vực Nam Biển Đông 17 1.1.2.7 Khu vực Đông Biển Đông 17 1.2 LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU 19 1.2.1 NGHIÊN CỨU VỀ VẬN TỐC BIẾN DẠNG KIẾN TẠO HIỆN ĐẠI 20 1.2.2 NGHIÊN CỨU VỀ TRƯỜNG ỨNG SUẤT KIẾN TẠO HIỆN ĐẠI 22 1.2.3 NGHIÊN CỨU VỀ ĐỘNG ĐẤT-SÓNG THẦN 25 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27 2.1 KHÁI NIỆM KIẾN TẠO-ĐỊA ĐỘNG LỰC HIỆN ĐẠI 27 2.2 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH VẬN TỐC BIẾN DẠNG THEO SỐ LIỆU CHUYỂN DỊCH GPS 27 2.2.1 CƠ SỞ LÝ LUẬN NGHIÊN CỨU VẬN TỐC BIẾN DẠNG THEO SỐ LIỆU CHUYỂN DỊCH GPS 27 2.2.2 BIẾN DẠNG MỘT CHIỀU 29 2.2.3 BIẾN DẠNG HAI CHIỀU 30 2.2.3.1 Các vận tốc biến dạng 30 2.2.3.2 Biểu diễn tensor vận tốc biến dạng theo biến dạng 32 2.2.3.3 Chuyển đổi ngược 34 2.2.3.4 Biểu diễn biến dạng trượt cực đại 34 2.2.3.5 Các đại lượng bất biến biến dạng 36 2.2.4 KHÁI QUÁT VỀ PHẦN MỀM QOCA TÍNH BIẾN DẠNG 38 2.3 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TRƯỜNG ỨNG SUẤT KIẾN TẠO HIỆN ĐẠI 38 2.3.1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN 38 2.3.1.1 Ứng suất 38 2.3.1.2 Chỉ thị ứng suất giếng khoan 40 i 2.3.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ỨNG SUẤT 42 2.3.2.1 Phương pháp xác định α[SHmax] từ tài liệu hình ảnh thành giếng khoan 42 2.3.2.2 Phương pháp xác định độ lớn ứng suất thẳng đứng - Sv từ log mật độ 44 2.3.2.3 Phương pháp xác định áp suất lỗ rỗng - Pp 45 2.3.2.4 Phương pháp xác định độ lớn ứng suất ngang cực tiểu - Shmin từ tài liệu thử vỡ vỉa 46 2.3.2.5 Phương pháp xác định độ lớn ứng suất ngang cực đại – SHmax 48 CHƯƠNG 3: VẬN TỐC BIẾN DẠNG KHU VỰC BIỂN ĐÔNG VIỆT NAM VÀ CÁC VÙNG LÂN CẬN THEO SỐ LIỆU CHUYỂN DỊCH GPS 50 3.1 CƠ SỞ DỮ LIỆU 50 3.2 PHÂN CHIA LƯỚI ĐA GIÁC TÍNH TỐN 52 3.3 NỘI SUY TRƯỜNG VẬN TỐC CHUYỂN DỊCH 54 3.4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 57 3.4.1 Biến dạng 57 3.4.3 Độ lớn biến dạng 61 3.4.4 Biến dạng trương nở hai chiều 63 3.4.5 Biến dạng trượt cực đại 65 3.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG 67 CHƯƠNG 4: TRƯỜNG ỨNG SUẤT KIẾN TẠO HIỆN ĐẠI KHU VỰC BIỂN ĐÔNG VIỆT NAM VÀ CÁC VÙNG LÂN CẬN 68 4.1 PHƯƠNG ỨNG SUẤT NGANG CỰC ĐẠI (α[SHmax]) 68 4.1.1 KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH α[SHmax] BỂ CỬU LONG VÀ NAM CÔN SƠN 68 4.1.2 ĐẶC ĐIỂM PHÂN BỐ α[SHmax] TRÊN TOÀN BỘ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 74 4.1.2.1 Khu vực TN Biển Đông 77 4.1.2.2 Khu vực Nam Biển Đông - Bắc Borneo 77 4.1.2.3 Khu vực Đông Biển Đông 78 4.1.2.4 Khu vực Bắc Biển Đông 80 4.1.2.5 Khu vực trũng Trung tâm Biển Đông 81 4.2 ĐỘ LỚN BA THÀNH PHẦN ỨNG SUẤT CHÍNH 81 4.2.1 ĐỘ LỚN ỨNG SUẤT THẲNG ĐỨNG – SV 81 4.2.2 ĐẶC ĐIỂM ÁP SUẤT LỖ RỖNG 83 4.2.3 ĐỘ LỚN ỨNG SUẤT NGANG CỰC TIỂU - Shmin 84 4.2.4 ĐỘ LỚN ỨNG SUẤT NGANG CỰC ĐẠI – SHmax 90 4.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 89 CHƯƠNG 5: TAI BIẾN ĐỘNG ĐẤT – SĨNG THẦN KHU VỰC BIỂN ĐƠNG VIỆT NAM 92 LÝ THUYẾT VỀ ĐỘNG ĐẤT VÀ SÓNG THẦN 92 5.1.1 ĐỘNG ĐẤT 92 5.1.2 SÓNG THẤN 93 5.2 SO SÁNH VÀ PHÂN TÍCH BIẾN DẠNG XÁC ĐỊNH TỪ CHUYỂN DỊCH 93 ii THEO SỐ LIỆU GPS VÀ ỨNG SUẤT KIẾN TẠO HIỆN ĐẠI XÁC ĐỊNH TỪ SỐ LIỆU GIẾNG KHOAN 5.3 SỰ BIẾN ĐỔI MẬT ĐỘ NĂNG LƯỢNG BIẾN DẠNG VÀ NGUY CƠ ĐỘNG ĐẤT 98 5.4 VẬN TỐC TÍCH LŨY MOMENT ĐỊA CHẤN VÀ NGUY CƠ ĐỘNG ĐẤT 102 5.5 SÓNG THẦN KHU VỰC BIỂN ĐÔNG VIỆT NAM 104 KẾT LUẬN 108 TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH CỦA NGHIÊN CỨU SINH DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Viết tắt Đọc B-N Bắc-Nam Đ-T Đông-Tây ĐB Đông Bắc TN Tây Nam TB Tây Bắc ĐN Đông Nam BO Phá hủy nén ép giếng khoan (Borehole breakout) DIF Khe nứt căng giãn sinh trình khoan (Drillinginduced fracture) Sv 10 Shmin Độ lớn ứng suất ngang cực tiểu 11 SHmax Độ lớn ứng suất ngang cực đại 12 α[SHmax] 13 Pp Áp suất lỗ rỗng 14 GK Giếng khoan 15 WSM World Stress Map (Bản đồ ứng suất giới) 16 LOT Thử vỡ vỉa 17 LOP Áp suất vỡ vỉa 18 SH Bể Sông Hồng 19 PK Bể Phú Khánh 20 CL Bể Cửu Long 21 NCS Độ lớn ứng suất thẳng đứng Phương ứng suất nén ngang cực đại Bể Nam Côn Sơn iii DANH MỤC CÁC BẢNG STT Bảng 2.1 Bảng 3.1 Bảng 3.2 Bảng 4.1a Bảng 4.1b Tên bảng Độ lớn ứng suất tương đối chế đứt gãy Vận tốc chuyển dịch tuyệt đối điểm đo GPS khu vực nghiên cứu sử dụng để tính biến dạng Kết tính biến dạng đa giác Kết xác định phương ứng suất nén ép ngang cực đại (SHmax) bể Cửu Long theo tài liệu hình ảnh thành giếng khoan Kết xác định phương ứng suất nén ép ngang cực đại (SHmax) bể Nam Côn Sơn theo tài liệu hình ảnh thành giếng khoan Trang 40 52 58 69 70 Bảng 4.2 Tổng hợp α[SHmax] khu vực bể Cửu Long Nam Côn Sơn 70 Bảng 4.3 So sánh kết xác định α[SHmax] 75 Bảng 4.4 10 Bảng 4.5 Bảng 4.6 Bảng 4.7 11 Bảng 4.8 Độ lớn ứng suất thẳng đứng – Sv gradient Sv bể trầm tích xác định dựa log mật độ So sánh gradient ứng suất thẳng đứng bể trầm tích Độ lớn ứng suất ngang cực tiểu xác định từ phép đo thử vỡ vỉa Mối quan hệ Shmin Sv bể trầm tích Độ lớn ứng suất ngang cực đại – SHmax ước lượng giếng khoan có mặt DIF theo lý thuyết giới hạn ma sát 82 83 85 86 89 DANH MỤC HÌNH VẼ STT Hình 1.1 Hình 1.2 Hình 1.3 Hình 1.4 Hình 1.5 Hình 2.1 Hình 2.2 Hình 2.3 Hình 2.4 10 11 Hình 2.5 Hình 2.6 12 Hình 3.1 Tên hình vẽ Trang Sơ đồ cấu trúc-kiến tạo khu vực Biển Đông Việt Nam vùng lân cận Mặt cắt địa chấn minh họa xác định đứt gãy trẻ bể trầm tích 11 thềm lục địa Việt Nam Sơ đồ cấu trúc-kiến tạo khu vực Vịnh Bắc Bộ khơi Bắc 13 Trung Bộ Sơ đồ cấu trúc-kiến tạo khu vực Trung Trung Bộ khơi 14 Sơ đồ cấu trúc-kiến tạo khu vực khơi Nam Trung Bộ Nam 15 Bộ Minh hoạ biến dạng chiều 29 Minh hoạ biểu diễn biến dạng theo biến dạng 33 Sơ đồ phân loại Anderson cho độ lớn ứng suất tương đối 40 vùng đứt gãy thuận, trượt nghịch (a) Phá huỷ nén ép (BO) khe nứt căng giãn sinh trình khoan (DIF) minh giải từ ảnh CBIL giếng CL10 (b) DIF minh giải 43 ảnh FMI giếng CL1 Biểu đồ minh hoạ áp suất theo độ sâu 46 Minh hoạ đường cong áp suất đặc trưng phép thử vỡ vỉa 47 Vận tốc chuyển dịch tuyệt đối điểm đo GPS sử dụng 51 để tính biến dạng iv 13 Hình 3.2 14 Hình 3.3 15 Hình 3.4 16 Hình 3.5 17 Hình 3.6 18 19 20 Hình 3.7 Hình 3.8 Hình 3.9 Sơ đồ lưới đa giác tính biến dạng (từ T1 đến T19) Vận tốc biến dạng đa giác nội mảng (từ T1 đến T14) tính từ số liệu chuyển dịch GPS thể trạng thái biến dạng nén ép, trượt căng giãn đa giác khác Vận tốc biến dạng đa giác ranh giới mảng (từ T15 đến T19) tính từ số liệu chuyển dịch GPS Vận tốc chuyển dịch nội suy theo lưới 1o×1o phương pháp Kriging từ giá trị đo chuyển dịch tuyệt đối điểm GPS Vận tốc biến dạng tính từ vận tốc chuyển dịch nội suy Cơ cấu chấn tiêu động đất theo danh mục CMT (1976-2011) Độ lớn biến dạng tính từ vận tốc chuyển dịch nội suy Độ lớn biến dạng trương nở 2D tính từ vận tốc chuyển dịch nội suy Độ lớn biến dạng trượt cực đại tính từ vận tốc chuyển dịch nội suy 21 Hình 4.1 Sơ đồ phân bố α[SHmax] khu vực bể Cửu Long 69 22 Hình 4.2 Sơ đồ phân bố α[SHmax] bể Cửu Long 73 23 Hình 4.3 Sơ đồ phân bố α[SHmax] bể Nam Côn Sơn 74 24 Hình 4.4 25 Hình 4.5 26 Hình 4.6 27 Hình 4.7 28 Hình 4.8 28 Hình 4.9 30 Hình 4.10 31 Hình 5.1 32 33 Hình 5.2 Hình 5.3 Biểu đồ hoa hồng thể độ lệch α[SHmax] bể Cửu Long Nam Côn Sơn so với phương MORVEL Bản đồ phân bố phương trục ứng suất nén ép ngang cực đại (α[SHmax]) khu vực Biển Đông Việt Nam vùng lân cận Độ lớn ứng suất thẳng đứng Sv bể Sông Hồng Hà Nội xác định 17 giếng khoan khác Áp suất thành hệ (SH-1P đến SH-7P), độ lớn ứng suất thẳng đứng (Sv) ứng suất ngang cực tiểu (Shmin) khu vực bể SH Áp suất thành hệ (PK-1P đến PK-3P), độ lớn ứng suất thẳng đứng (Sv) ứng suất ngang cực tiểu (Shmin) khu vực bể PK Áp suất thành hệ (CL-1P đến CL-3P), độ lớn ứng suất thẳng đứng (Sv) ứng suất ngang cực tiểu (Shmin) khu vực bể Cửu Long Áp suất thành hệ, độ lớn ứng suất thẳng đứng ứng suất ngang cực tiểu khu vực bể Nam Côn Sơn Quan hệ trục biến dạng nén ngang cực đại theo số liệu GPS trục ứng suất nén ngang cực đại theo tài liệu địa chất-địa vật lý Vận tốc biến đổi mật độ lượng biến dạng Vận tốc tích luỹ moment địa chấn v 53 55 56 59 61 62 64 66 75 79 83 87 87 88 88 96 101 103 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết luận án Trong năm gần đây, Việt Nam phát triển mạnh sở hạ tầng ven biển Sau xảy động đất-sóng thần Sumatra năm 2004, nhiều câu hỏi đặt nguy động đất-sóng thần vùng biển Việt Nam Thực tiễn địi hỏi phải đánh giá vùng nguồn động đất-sóng thần Biển Đông nhằm phục vụ cho công tác quy hoạch, thiết kế xây dựng cơng trình quan trọng ven biển nhà máy điện nguyên tử, nhà máy lọc dầu, cầu cảng cơng trình phục vụ dân sinh khác Biển Đơng biển rìa thuộc vành đai lửa Thái Bình Dương – vành đai xuất khoảng 70% trận động đất có cường độ mạnh giới (theo NIEC catalog) Rìa đơng Biển Đơng có cấu trúc phức tạp với có mặt hai đới hút chìm cắm ngược hướng Đây nơi phân bố chủ yếu hoạt động địa chấn Biển Đông Trong khu vực nội mảng, Biển Đông, với chứng cớ trận động đất, tài liệu trắc địa mặt cắt địa chấn cho thấy hoạt động biến dạng kiến tạo giai đoạn đại có khả tồn tiềm ẩn nguy phát sinh tai biến địa chất vùng biển [18, 19] Trong công bố biến dạng vỏ trái đất Đông Nam Á từ số liệu GPS, khu vực Biển Đông vùng trống số liệu đo GPS nên không cho phép xác định đặc trưng biến dạng chi tiết khu vực này, đặc biệt biến dạng cấu trúc cụ thể có Các mạng lưới GPS đất liền Việt Nam trước [3, 15, 36, 38] thường mang quy mô địa phương nên giá trị biến dạng tính phản ánh tính chất vận động cục đứt gãy Các nghiên cứu đặc điểm trường ứng suất kiến tạo đại khu vực Biển Đông Việt Nam vùng lân cận dừng lại mức nghiên cứu phương nén ngang cực đại độ lớn tương đối thành phần ứng suất Các nghiên cứu toàn diện phương độ lớn tuyệt đối ba thành phần ứng suất thực quy mơ nội bể trầm tích [1, 5, 7, 62, 70, 71] Tai biến địa chất nguy hiểm Biển Đơng có lẽ động đất sóng thần Các nghiên cứu biến dạng, trường ứng suất kiến tạo đại cho phép đánh giá nguy loại tai biến cách toàn diện Tuy nhiên tai biến địa chất đánh giá riêng rẽ, phần lớn dựa biến dạng đứt gãy đại Ít có cơng trình tích hợp biến dạng trường ứng suất vào q trình đánh giá tai biến Do đó, việc liên kết yếu tố biến dạng với ứng suất kiến tạo đại đánh giá mối quan hệ chúng với tai biến địa chất khu vực Biển Đông Việt Nam vùng lân cận vấn đề cấp thiết, có ý nghĩa khoa học thực tiễn Các vấn đề nêu lý để Nghiên cứu sinh chọn đề tài: “Đặc điểm biến dạng, trường ứng suất kiến tạo đại mối quan hệ chúng với tai biến địa chất khu vực Biển Đông Việt Nam vùng lân cận” Mục tiêu luận án: Làm sáng tỏ đặc điểm biến dạng trường ứng suất kiến tạo đại khu vực Biển Đông Việt Nam đánh giá nguy động đất – sóng thần đới sinh chấn khu vực nội mảng thuộc Biển Đơng từ góc độ biến dạng-ứng suất Nhiệm vụ luận án: (1) Xác định đặc điểm biến dạng kiến tạo đại Biển Đông lân cận theo vận tốc chuyển dịch GPS; (2) Xác định trường ứng suất kiến tạo đại Biển Đông lân cận theo tài liệu địa chất-địa vật lý; (3) Phân tích nguy động đất-sóng thần dựa đặc trưng trường biến dạng - ứng suất đới sinh chấn nội mảng Đối tượng phạm vi nghiên cứu: - Đối tượng nghiên cứu: đặc trưng địa chấn, trầm tích trường vận tốc chuyển dịch giai đoạn lớp vỏ trái đất khu vực Biển Đông Việt Nam lân cận - Phạm vi nghiên cứu: + Phạm vi thời gian: thời gian lịch sử có người - giai đoạn + Phạm vi không gian: Trọng tâm khu vực nghiên cứu luận án khu vực Biển Đông thuộc hải phận Việt Nam, nhiên xem xét nguồn gốc gây biến dạng ứng suất kiến tạo đại khu vực này, cần đặt mối quan hệ với mảng/khối thạch liền kề Do phạm vi nghiên cứu chung xác định khoảng từ đến 26 độ vỹ bắc từ 100 đến 126 độ kinh đơng (Hình Hình 5.3: Vận tốc tích luỹ moment địa chấn Cơ cấu chấn tiêu động đất theo danh mục CMT (1976-2011) theo CMT hoạt động động đất (phi tỉ lệ) theo danh mục NEIC Nền cấu trúc-kiến tạo khu vực Biển Đông Việt Nam vùng lân cận biên chỉnh Hình 1.1 (Chú giải cấu trúckiến tạo xem Hình 1.1) 103 chấn Giả sử tích luỹ biến dạng vỏ hoạt động động đất, vận tốc vô hướng vơ hướng tích luỹ (hay giải phóng) moment địa chấn xác định theo cơng thức sau [74]: M = 2à ì A ì H s ì max( ε&1 , ε&2 , ε&1 + ε&2 ) (41) Trong đó, M0 vận tốc tích luỹ moment địa chấn (đơn vị Nm/năm), µ độ cứng rắn lớp đàn hồi, Hs độ sâu sinh chấn, A diện tích khu vực quan tâm (ở diện tích lưới tính biến dạng 11o), ε&1 ε&2 vận tốc biến dạng bề mặt Trong luận án, Hs lấy theo độ sâu đại diện cho trận động đất ghi nhận khu vực nghiên cứu 10 km, µ lấy theo giá trị đặc trưng modul cứng × 1010 Pa (1Pa =1 Nm-1) [46] Vận tốc moment địa chấn tính thể Hình 5.3 Kết cho thấy khu vực có vận tốc moment địa chấn cao TN vịnh Bắc Bộ (8×1016 Nm/năm), phía bắc Trung Bộ (7×1016 Nm/năm), đất liền ngồi khơi Nam Trung Bộ (10×1016 Nm/năm), Nam Biển Đơng -phần kéo dài đứt gãy kinh tuyến 110o (6×1016 Nm/năm), phía tây quần đảo Trường Sa- TB đảo Palawan (12×1016 Nm/năm) Theo số liệu vận tốc moment địa chấn nhận định khu vực nêu Biển Đơng có độ nguy hiểm động đất cao Sự bất đồng kết tính vận tốc tích lũy moment địa chấn với hoạt động địa chấn ghi nhận TB đảo Palawan lân cận đảo Hải Nam có nguyên nhân tương tự trình bày vận tốc biến đổi mật độ lượng biến dạng 5.5 SÓNG THẦN KHU VỰC BIỂN ĐƠNG VIỆT NAM Trong số đới hút chìm Biển Đơng, đới hút chìm Manila đới hút chìm nguy hiểm nhất, gây động đất phát sinh sóng thần ảnh hưởng tới vùng bờ biển Việt Nam Các đới hút chìm khác tạo sóng thần lớn tác dụng che chắn đảo, sóng thần khơng thể lan truyền ảnh hưởng tới vùng bờ biển Việt Nam Ngoài ra, số đới đứt gẫy sâu Biển Đông hệ đứt gẫy Tây Biển Đông, Nam Hải Nam Nam Biển Đông coi 104 vùng nguồn phát sinh động đất mạnh có khả gây sóng thần ảnh hưởng tới vùng bờ biển Việt Nam Hoạt động núi lửa Biển Đông nguồn phát sinh động đất-sóng thần [18] Như vậy, khu vực nghiên cứu chia thành hai vùng với độ nguy hiểm động đất-sóng thần tương phản, cụ thể vùng phía đơng Biển Đơng có độ nguy hiểm động đất-sóng thần cao hẳn so với vùng phía tây phía nam Kết điều tra sóng thần nhân dân dọc ven biển Việt Nam [22] cho thấy ngồi sóng bão, thuỷ triều nước dâng, phát số tượng sóng lớn mà tác giả gọi sóng thần: - Năm 1978 sóng thần xuất vùng bờ biển Trà Cổ, Móng Cái Sóng cao 3-5 m tràn vào bờ nhiều đợt, làm nứt tường nhà, đổ hàng phi lao ven bờ - Năm 1923, theo ghi chép, sóng thần phá hỏng chuồng ngựa cách bờ biển 5-6m bác sĩ Alexandre Yersin Sự cố liên quan với phun trào núi lửa đào Hòn Tro năm 1923 thuộc quần đảo Phú Quý, gây động đất 6,1 độ Richter - Theo lời kể người cao tuổi, vào cuối kỷ 19 đầu kỷ 20, tượng sóng thần xảy Diễn Châu (Nghệ An) Sóng cao sóng bão xảy năm 1984 (5-10 m) - Tại Tuy Hoà Nha Trang ngày 4/5/1991, trước ngày núi lửa Pinatubo, Philippin, phun trào Nước biển rút xa, nhiều tàu nhỏ lộ bãi cát, người sợ hãi chạy vào bờ, không hiểu tượng xảy Tuy nhiên, theo [22], kiện chưa thể chứng tỏ xuất sóng thần ven bờ biển nước ta Dấu hiệu biểu sóng thần trầm tích tìm thấy điểm: Cửa Lị, Sơng Cầu, Nha Trang, Phan Rang, Phan Thiết Vũng Tàu [12] Các tác giả mô tả: “lớp phủ thềm thành tạo hoàn cảnh xáo trộn dội nước, biểu rõ ràng đặc trưng sóng thần Vì vậy, đưa giả thiết điểm khảo sát vết tích để lại hoạt động sóng thần tác động đến bờ biển Việt Nam khứ” Kết tuổi đồng vị cho thấy có đợt phủ thềm diện rộng, vào năm cách 380, 610 960 năm, chu kỳ trung bình 320 năm nhận định “Cổ sóng thần cơng vào bờ biển Việt Nam” Tuy nhiên, 105 theo tác giả này, nghiên cứu cịn phạm vi hẹp chưa đủ độ tin cậy để khẳng định cách chắn cổ sóng thần Theo thống kê, tính từ năm 1627 đến có đến 62 trận sóng thần xuất khu vực Biển Đông Việt Nam tây - TN Philippin Đại đa số sóng thần (41 trận) xuất biển Luzon, Sulu Celebes, lại chủ yếu phân bố khu vực phía bắc, ĐB đơng Biển Đơng Chỉ có sóng thần ngày 5/1/1992 nằm phía TB Biển Đơng [2] Ở Việt Nam từ trước tới chưa có hệ thống quan trắc sóng thần nên chưa ghi nhận thơng tin sóng thần Trong nhiều trường hợp, sóng thần bị nhầm lẫn với nước dâng bão hay sóng ngắn Kết nghiên cứu cổ sóng thần, điều tra lịch sử, từ nhân dân phân tích độ cao sóng mực nước biển cho thấy chưa có dấu hiệu đủ tin cậy để kết luận có sóng thần bờ biển nước ta [2] Nếu nghiên cứu xuất sóng thần ven biển Việt Nam chứng thực [22] [12] ngồi đới Manila, khu vực Biển Đơng tồn đới động đất mạnh khác gây nên sóng thần địa phương tác động vào bờ Việt Nam Các vùng nguồn động đất-sóng thần đáng ý là: Bắc Biển Đông, Tây Biển Đông, Cửu Long-Nam Côn Sơn Palawan Một trận động đất để gây đợt sóng thần đủ mạnh phải hội tụ điều kiện: có magnitude lớn, độ sâu chấn tiêu nơng có cấu chấn tiêu dạng chờm nghịch thuận Động đất khu vực Biển Đơng hầu hết có độ sâu chấn tiêu nơng tập trung dải hẹp giới hạn chiều sâu Chấn tâm động đất ghi nhận thể tính phân đới, thường khơng phân bố rải rác, mà tập trung chủ yếu dọc đới phá hủy - đứt gãy kiến tạo cung núi lửa hoạt động Trên khu vực Biển Đông Việt Nam vùng lân cận, hoạt động kiến tạo trẻ tồn vùng biển Bắc Bộ, Trung Bộ Nam Bộ khu vực khác bắc, trung tâm, nam đông Biển Đông với cường độ hoạt động khác Ở vùng biển Việt Nam hoạt động kiến tạo trẻ xảy với quy mô cục (Chương 1) Các kết đánh giá động đất phương pháp địa chấn kiến tạo [18] dựa tảng đồ phân bố đứt gãy trẻ Biển Đông Việt Nam cho thấy động đất 106 cực đại khu vực bể Sơng Hồng, Phú Khánh Cửu Long-Nam Cơn Sơn có magnitude 6,3, 6,2 6,4 Do cho vùng nguồn dù có phát sinh động đất khơng có khả gây sóng thần mạnh để lại hậu nghiêm trọng cho Việt Nam Tổng hợp đặc điểm kiến tạo trẻ, biến dạng trường ứng suất kiến tạo đại khu vực Biển Đông Việt Nam cho thấy chế độ biến dạng - ứng suất chủ yếu thuận lợi cho hoạt động đứt gãy trượt vùng nguồn Bắc Biển Đông, Tây Biển Đông Cửu Long-Nam Côn Sơn Do đó, khảng định chế độ biến dạng - ứng suất khu vực Biển Đông Việt Nam khơng thuận lợi cho phát sinh sóng thần Sự có mặt hoạt động núi lửa đại vùng nguồn Cửu Long-Nam Cơn Sơn làm tăng nguy sóng thần vùng nguồn Với việc phát xu biến dạng tách giãn chủ đạo phía nam Biển Đơng khẳng định: khơng tồn hoạt động hút chìm TB đảo Palawan-Borneo giai đoạn Từ nhận định: động đất có Nam Biển Đơng (vùng nguồn Palawan) tuân theo chế đứt gãy thuận trượt Do đó, sóng thần xảy Nam Biển Đông động đất chế thuận, magnitude trận động đất thường không vượt (theo danh mục CMT), nên khơng có khả phát sinh sóng thần gây hậu nghiêm trọng Như vậy, vùng nguồn khảng định tương đối chắn độ nguy hiểm động đất- sóng thần liên quan tới hoạt động hút chìm rìa đơng Biển Đơng (các vùng nguồn Tây Đài Loan, máng hút chìm Manila Bắc, Manila Trung Manila Nam), hai vùng nguồn liên quan tới hoạt động kiến tạo nội khối cần quan tâm nghiên cứu độ nguy hiểm động đất – sóng thần vùng nguồn Cửu Long – Cơn Sơn vùng nguồn Palawan Vùng nguồn Cửu Long – Nam Côn Sơn đặc trưng chế độ ứng suất-biến dạng theo chế đứt gãy trượt vùng nguồn Palawan đặc trưng chế độ ứng suất- biến dạng đặc trưng cho đứt gãy thuận nên cho vùng nguồn có nguy hiểm động đất độ nguy hiểm sóng thần khơng cao 107 KẾT LUẬN Từ kết nghiên cứu rút số kết luận sau đây: 1- Biến dạng kiến tạo đại khu vực Biển Đông Việt Nam xác định theo số liệu GPS có vận tốc nhỏ 10 nano-strain/năm, nằm khoảng trung gian giá trị biến dạng đặc trưng cho khu vực hoạt động mặt kiến tạo (>10 nano-strain/năm) khu vực lục địa ổn định (