Đặc điểm hoạt động kiến tạo các hệ thống đứt gãy khu vực thủy điện sông tranh 2 tỉnh quảng nam

MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG GIỚI THIỆU VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU VÀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Đặc điểm điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu 1.1.1 Đặc điểm địa hình, địa mạo 1.1.2 Đặc điểm khí hậu, thủy văn 1.1.3 Đặc điểm địa chất 1.2 Đặc điểm hồ chứa hoạt động đất khu vực hồ thủy điện Sông Tranh 13 2.2.1 Đặc điểm hồ chứa thủy điện Sông Tranh 13 1.2.2 Đặc điểm động đất khu vực hồ thủy điện Sông Tranh 14 CHƯƠNG CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21 2.1 Cách tiếp cận giải vấn đề nghiên cứu 21 2.2 Các phương pháp nghiên cứu 22 2.2.1 Phương pháp phân tích ảnh DEM Landsat ETM plus phần mềm Global Mapper ERMAPPER 22 2.2.2 Phương pháp khảo sát thực địa 24 2.2.3 Phương pháp phân tích biến dạng dòn 25 2.3.4 Phương pháp xác định trạng thái ứng suất kiến tạo Angelier 26 2.3.5 Phương pháp xác định tính chất lý đá 27 CHƯƠNG ĐẶC ĐIỂM HOẠT ĐỘNG KIẾN TẠO CÁC HỆ THỐNG ĐỨT GÃY KHU VỰC THỦY ĐIỆN SÔNG TRANH 2, TỈNH QUẢNG NAM 28 3.1 Đặc điểm hình học, động học hệ đứt gãy khu vực thủy điện Sông Tranh 28 3.1.1 Đặc điểm đứt gãy phương vĩ tuyến tây bắc-đông nam 30 3.1.2 Đặc điểm đứt gãy phương kinh tuyến đông bắc-tây nam 36 3.2 Đặc điểm ứng suất kiến tạo khu vực thủy điện Sông Tranh 38 3.3 Tiến hóa ứng suất kiến tạo mối quan hệ với lịch sử hoạt động đứt gãy khu vực thủy điện Sông Tranh 40 3.3.1 Tiến hóa ứng suất kiến tạo mối quan hệ với hoạt động đứt gãy khu vực thủy điện Sông Tranh 41 3.3.2 Đặc điểm hoạt động pha chuyển dịch hệ đứt gãy khu vực thủy điện Sông Tranh 48 3.4 Mối quan hệ hoạt động đứt gãy phát sinh động đất khu vực thủy điện Sông Tranh 54 KẾT LUẬN 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết mục tiêu đề tài Thủy điện sông Tranh tổ hợp cơng trình gồm hồ chứa nước nhà máy phát điện sông Tranh, tỉnh Quảng Nam Đây cơng trình thứ tổng số nhà máy thủy điện bậc thang thuộc hệ thống sông Thu Bồn-Vu Gia Đập ngăn nước cho hồ thủy điện xây dựng nhánh sông thượng lưu sông Thu Bồn, thuộc địa bàn huyện Bắc Trà My Theo thiết kế, nhà máy thủy điện Sông Tranh có cơng suất 190 MW gồm tổ máy, sản lượng điện trung bình hàng năm theo thiết kế 679,6 triệu KWh Thể tích hồ thủy điện 730 triệu m 3, với cao trình 175 m Cơng trình thủy điện Sông Tranh khởi công xây dựng từ đầu năm 2006 bắt đầu phát điện vào 19/12/2010 Theo tài liệu thống kê Viện Vật lý Địa cầu, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, trước xây dựng cơng trình thủy điện Sông Tranh 2, khu vực Bắc Trà My lân cận ghi nhận khoảng trận động đất có độ mạnh từ 2.1 đến 4.8 độ Richter Trong báo cáo thiết kế tiền khả thi thực năm 2003, Ban dự án Thủy điện sông Tranh dự báo độ lớn cực đại động đất khu vực lên tới 5,5 độ Richter Do đó, thân đập thiết kế có khả chịu chấn động độ Richter [2] Sau hoàn thành xây dựng đập thủy điện cho tích nước đến cao trình thiết kế, từ ngày 03/11/2011 đến nay, có hàng trăm trận động đất Viện Vật lý Địa cầu ghi nhận xảy khu vực xung quanh khu vực hồ chứa thủy điện Sông Tranh Động đất xảy với tần xuất cao khoảng thời gian năm đầu hồ thủy điện bắt đầu tích nước (năm 2012) có xu hướng giảm dần tần suất xuất độ mạnh Trận động đất mạnh (4,7 độ Richter) ghi nhận khu vực Bắc Trà My xảy vào ngày 15/11/2012 kèm theo nhiều tiếng nổ lớn, gây ảnh hưởng bán kính 50km chí đến thành phố Đà Nẵng huyện Trà Bồng, Sơn Hà, Tây Trà, tỉnh Quảng Ngãi Động đất xảy liên tiếp khu vực hồ thủy điện Sông Tranh kể từ hồ thủy điện tích nước khơng gây thiệt hại nhiều tài sản, song lại gây tâm lý lo sợ cho người dân sinh sống huyện Bắc Trà My, tỉnh Quảng Nam vùng lân cận Từ năm 2013 đến nay, động đất tiếp tục xảy khu vực độ mạnh không độ Richter có xu hướng giảm dần Động đất xảy liên quan tới cơng trình thủy điện Sơng Tranh vấn đề an tồn đập thủy điện trở thành vấn đề mang tính thời thời gian dài nước Tuy vậy, đến nghiên cứu đặc điểm cấu trúc-kiến tạo đặc điểm địa chấn khu vực Bắc Trà My chưa có nhiều Xuất phát từ lý trên, hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Văn Vượng, học viên lựa chọn đề tài: “Đặc điểm hoạt động kiến tạo hệ thống đứt gãy khu vực thủy điện Sông Tranh 2, tỉnh Quảng Nam” Đề tài nhằm giải mục tiêu sau đây: - Làm rõ đặc điểm phân bố mạng đứt gãy khu vực thủy điện Sông Tranh - Làm rõ tính chất chuyển dịch giai đoạn hoạt động đứt gãy khu vực hồ thủy điện Sơng Tranh Từ làm sở xác định mối quan hệ hoạt động đứt gãy phát sinh động đất khu vực nghiên cứu Phạm vi nội dung nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu: vùng nghiên cứu luận văn giới hạn bán kính khoảng 20-30km tính từ thân đập thủy điện Sông Tranh Nội dung nghiên cứu: - Xác định đặc điểm hình học, động học đứt gãy - Nghiên cứu đặc điểm biến dạng quy mơ khác nhau, tính tốn khơi phục trạng thái cổ ứng suất, tách pha chuyển động kiến tạo, từ xác định giai đoạn hoạt động đứt gãy - Xác định mối quan hệ hoạt động đứt gãy phát sinh động đất khu vực nghiên cứu Cơ sở tài liệu luận văn - Các tài liệu khảo sát, thu thập thực địa kết phân tích, nghiên cứu học viên từ năm 2013 đến - Kết thực Hợp đồng nghiên cứu khoa học số 02/2013/HĐ-TV PGS.TS Nguyễn Văn Vượng chủ trì thực hiện, thuộc Chương trình “Tăng cường lực chuyển giao công nghệ phục vụ giảm thiểu địa tai biến Việt Nam bối cảnh biến đổi khí hậu”, SRV-10/0026 - Kết thực đề tài nhánh đề tài Độc lập cấp Nhà nước mã số ĐTĐL 2012-G/57 “Nghiên cứu tác động địa chấn kiến tạo đến ổn định cơng trình thủy điện Sơng Tranh 2, khu vực Bắc Trà My, tỉnh Quảng Nam” TS Lê Huy Minh, Viện Vật lý Địa cầu, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam làm chủ nhiệm - Các tài liệu cơng bố: cơng trình nghiên cứu ngồi nước có liên quan đến vùng nghiên cứu Cấu trúc luận văn Kết nghiên cứu trình bày luận văn tốt nghiệp sau: MỞ ĐẦU CHƯƠNG GIỚI THIỆU VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU VÀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Đặc điểm điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu 1.1.1 Đặc điểm địa hình, địa mạo 1.1.2 Đặc điểm khí hậu, thủy văn 1.1.3 Đặc điểm địa chất 1.2 Đặc điểm hồ chứa hoạt động đất khu vực hồ thủy điện Sông Tranh 2.2.1 Đặc điểm hồ chứa thủy điện Sông Tranh 1.2.2 Đặc điểm động đất khu vực hồ thủy điện Sông Tranh CHƯƠNG CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Cách tiếp cận giải vấn đề nghiên cứu 2.2 Các phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Phương pháp phân tích ảnh DEM Landsat ETM plus phần mềm Global Mapper ERMAPPER 2.2.2 Phương pháp khảo sát thực địa 2.2.3 Phương pháp phân tích biến dạng dịn 2.3.4 Phương pháp xác định trạng thái ứng suất kiến tạo Angelier 2.3.5 Phương pháp xác định tính chất lý đá CHƯƠNG ĐẶC ĐIỂM HOẠT ĐỘNG KIẾN TẠO CÁC HỆ THỐNG ĐỨT GÃY KHU VỰC THỦY ĐIỆN SÔNG TRANH 2, TỈNH QUẢNG NAM 3.1 Đặc điểm hình học, động học hệ đứt gãy khu vực thủy điện Sông Tranh 3.1.1 Đặc điểm đứt gãy phương vĩ tuyến tây bắc-đông nam 3.1.2 Đặc điểm đứt gãy phương kinh tuyến đông bắc-tây nam 3.2 Đặc điểm ứng suất kiến tạo khu vực thủy điện Sông Tranh 3.3 Tiến hóa ứng suất kiến tạo mối quan hệ với lịch sử hoạt động đứt gãy khu vực thủy điện Sơng Tranh 3.3.1 Tiến hóa ứng suất kiến tạo mối quan hệ với hoạt động đứt gãy khu vực thủy điện Sông Tranh 3.3.2 Đặc điểm hoạt động pha chuyển dịch hệ đứt gãy khu vực thủy điện Sông Tranh 3.4 Mối quan hệ hoạt động đứt gãy phát sinh động đất khu vực thủy điện Sông Tranh KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO CHƯƠNG GIỚI THIỆU VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU VÀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Đặc điểm điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu Phạm vi vùng nghiên cứu luận văn giới hạn bán kính khoảng 20-30km tính từ thân đập thủy điện Sơng Tranh 2, chiếm phần lớn địa bàn huyện Bắc Trà My, phần phía nam huyện Tiên Phước phần nhỏ phía bắc huyện Nam Trà My, tỉnh Quảng Nam (hình 1) Hồ thủy điện Sơng Tranh nằm nhánh sơng Tranh có phương đơng-tây, cách thị trấn Trà My, huyện Bắc Trà My khoảng 9km phía tây Đập hồ thủy điện Sơng Tranh nằm tọa độ: 15019’49” vĩ độ bắc 108008’55” kinh độ đơng Hình 1: Sơ đồ vị trí khu vực nghiên cứu 1.1.1 Đặc điểm địa hình, địa mạo Tỉnh Quảng Nam có địa hình nghiêng dần từ Tây sang Đông với kiểu cảnh quan rõ rệt kiểu núi cao phía Tây, kiểu trung du dải đồng hẹp ven biển Địa hình có phân dị mạnh theo độ cao Vùng đồi núi phía tây chiếm 70% diện tích tự nhiên tỉnh với nhiều núi cao 2.000m núi Lum Heo cao 2.045m, núi Tion cao 2.032m, núi Gole - Lang cao 1.855m (thuộc huyện Phước Sơn) núi Ngọc Linh cao 2.598m đỉnh núi cao dãy Trường Sơn, nằm ranh giới tỉnh Quảng Nam tỉnh Kon Tum Thị trấn Trà My, huyện Bắc Trà My thung lũng hẹp núi, thuộc đới phá hủy đứt gãy Trà Bồng phương vĩ tuyến Khu vực thị trấn Trà My bao bọc dải núi cao thuộc dãy Trường Sơn phía tây tây nam, dải núi thấp phía bắc vùng đồng thuộc vùng hạ lưu sông Thu Bồn-Vu Gia sơng Trà Bồng phía đơng bắc 1.1.2 Đặc điểm khí hậu, thủy văn Đặc điểm khí hậu Quảng Nam có mùa mùa mưa mùa khơ Khí hậu chịu ảnh hưởng mùa đơng lạnh miền Bắc Nhiệt độ trung bình năm khu vực 25,6oC Mùa đông, nhiệt độ vùng đồng xuống 12 oC nhiệt độ vùng núi chí cịn thấp Độ ẩm trung bình khơng khí đạt 84% Lượng mưa trung bình năm vùng 2000-2500mm Mùa mưa thường kéo dài từ tháng 10 đến tháng 12, mùa khô kéo dài từ tháng đến tháng 8, tháng tháng tháng chuyển tiếp với đặc trưng thời tiết hay nhiễu loạn nhiều mưa Mưa phân bố không theo không gian, mưa miền núi nhiều đồng Vùng Tây Bắc thuộc lưu vực sông Bung (các huyện Đông Giang, Tây Giang Nam Giang) có lượng mưa thấp vùng đồi núi Tây Nam thuộc lưu vực sông Thu Bồn (các huyện Nam Trà My, Bắc Trà My, Tiên Phước Hiệp Đức) có lượng mưa lớn vùng Huyện Bắc Trà My trung tâm mưa lớn Việt Nam với lượng mưa trung bình năm 4,000mm Mưa lớn thường tập trung thời gian ngắn (khoảng tháng mùa mưa) địa hình hẹp, dốc tạo điều kiện thuận lợi cho lũ sông lên nhanh Kể từ năm 1976, địa bàn tỉnh Quảng Nam có hai trạm khí tượng quan trắc đầy đủ yếu tố khí tượng trạm Tam Kỳ trạm Trà My Các yếu tố khí tượng vùng núi phía Tây tỉnh Quảng Nam có vùng nghiên cứu tính tốn từ thơng số trạm khí tượng Trà My đặt thị trấn Trà My, huyện Bắc Trà My Giá trị trung bình yếu thời tiết vùng nghiên cứu theo tài liệu quan trắc trạm Trà My, đại diện cho vùng núi phía Tây tỉnh trình bày bảng Bảng 1: Giá trị trung bình yếu tố thời tiết vùng nghiên cứu Tháng 10 11 12 Năm Cao kỉ lục, °C 32.8 36.4 37.9 40.5 38.9 38.7 37.9 39.7 36.7 34.1 32.4 31.9 40,5 Trung bình cao, °C 24.9 26.9 30.2 32.9 33.6 33.5 33.7 33.5 31.4 28.6 25.9 23.6 29,9 Trung bình ngày, °C 20.7 21.9 24.1 26.0 26.7 27.1 26.9 26.9 25.7 24.3 22.5 20.5 24,4 Trung bình thấp, °C 18.3 19.1 20.5 22.2 23.1 23.5 23.2 23.2 22.8 22.0 20.6 18.8 21,4 Thấp kỉ lục, °C 11.8 13.0 12.9 18.2 19.9 20.2 20.8 20.2 19.0 15.1 14.1 10.4 10,4 Lượng mưa (mm) 133.0 67.4 190.0 109.0 301.0 244.0 166.0 174.0 386.0 982.0 1038.0 502.0 4.292,4 Độ ẩm, % 89 87.0 84.0 83 85 84.0 84.0 84 88.0 88.0 93.0 93.0 86,8 Số ngày mưa TB 16 12 12 20 17 16 16 20 23 24 23 208 Số nắng trung bình hàng tháng 78.0 136.0 190.0 194.0 210.0 244.0 207.0 199.0 158.0 121.0 75.0 59.0 1.871 Nguồn: http://lucci-vietnam.info/ TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Văn Trang nnk (1997), Bản đồ Địa chất Khoáng sản Việt Nam, tỷ lệ 1:200.000 tờ Hội An tờ Quảng Ngãi, Tổng cục Địa chất Khoáng sản Việt Nam, Hà Nội Viện Vật lý Địa cầu (2003), Báo cáo đánh giá độ nguy hiểm động đất khu vực cơng trình thủy điện Sơng Tranh (phục vụ lập cáo cáo nghiên cứu khả thi), Hà Nội Vũ Văn Tích, Hồng Thị Thụy (2007), Tuổi đồng vị Ar-Ar đá granit pegmatit đới trượt cắt Trà Bồng -Hưng Nhượng ý nghĩa luận giải nhiệt kiến tạo khu vực, Tạp chí Địa chất, loạt A, số 300, 5-6/2007 Tiếng Anh An Yin (2010), Cenozoic tectonic evolution of Asia: A preliminary synthesis, Tectonophysics 488, PP 293-325 Claude Lepvrier, Henri Maluski, Nguyen Van Vuong, Delphine Roques, Valerica Axente, Claude Rangin (1997), Indosinian NW-trending shear zones within the Truong Son belt (Vietnam) 40Ar/39Ar Triassic ages and Cretaceous to Cenozoic overprints, Tectonophysics, V283, Issues 1-4, 30, PP 105-127 Claude Lepvrier, Nguyen Van Vuong, Henri Maluski, Phan Truong Thi, Tich Van Vu (2008), Indosinian tectonics in Vietnam, Comptes Rendus Geoscience, V340, Issues 2–3, PP 94-111 Franỗoise Roger, Henri Maluski, Andrộ Leyreloup, Claude Lepvrier, Phan Truong Thi (2007), U–Pb dating of high temperature metamorphic episodes in the Kon Tum Massif (Vietnam), Journal of Asian Earth Sciences, V30, Issues 3–4, 15, PP 565-572 58 G Zeilinger, J P Burga, N Chaudhryb, H Dawoodc, S Hussain (2000), Fault systems and Paleo-stress tensors in the Indus Suture Zone (NW Pakistan), Journal of Asian Earth Sciences 18 (2000), PP 547-559 Hai Thanh Tran, Khin Zaw, Jacqueline A, Halpin, Takayuki Manaka, Sebastien Meffre, Chun-Kit Lai, Youjin Lee, Hai Van Le, Sang Dinh (2014), The Tam Ky-Phuoc Son Shear Zone in central Vietnam: Tectonic and metallogenic implications, Gondwana Research, V26, PP 144-164 10 Harsh K Gupta (2012), A review of recent studies of triggered earthquakes by artificial water reservoirs with special emphasis on earthquakes in Koyna, India, Earth-Science Reviews 58 (2002), PP 279–310 11 Henri Maluski, Claude Lepvrier, André Leyreloup, Vu Van Tich, Phan Truong Thi (2005), 40Ar–39Ar geochronology of the charnockites and granulites of the Kan Nack complex, Kon Tum Massif, Vietnam, Journal of Asian Earth Sciences, V25, PP 653-677 12 J M Dupin, W Sassi, J Angelier (1993), Homogeneous stress hypothesis and actual fault slip: a distinct element analysis, Journal of Structural Geology, Vol, 15, No, 8, PP 1033-1043 13 Lepvrier C, H Maluski, Vu Van Tich, A Leyreloup, Phan Truong Thi, Nguyen Van Vuong (2004), The Early Triassic Indosinian orogeny in Vietnam (Truong Son Belt and Kontum Massif): implications for the geodynamic evolution of Indochina, Tectonophysics, 393, Issues 1-4, PP 87-118 14 Mark Tingay, Chris Morley, Rosalind King, Richard Hillis, David Coblentz, Robert Hall (2010), Present-day stress field of Southeast Asia, Tectonophysics, V482, PP 92-104 15 Nakano N, Yasuhito Osanai, Masaaki Owada, Tran Ngoc Nam, Punya Charusiri, Keo Khamphavong (2013), Tectonic evolution of high-grade 59 metamorphic terranes in central Vietnam: Constraints from large-scale monazite geochronology, Journal of Asian Earth Sciences, V73, PP 520-539 16 Nam Tran Ngoc, Yuji Sano, Kentaro Terada, Mitsuhiro Toriumi, Phan Van Quynh, Le Tien Dung (2001), First SHRIMP U–Pb zircon dating of granulites from the Kontum massif (Vietnam) and tectonothermal implications, Journal of Asian Earth Sciences, V19, Issues 1–2, PP 77-84 17 Nuretdin Kaymakci (2006), Kinematic development and paleostress analysis of the Denizli Basin (Western Turkey): implications of spatial variation of relative paleostress magnitudes and orientations, Journal of Asian Earth Sciences 27 (2006), PP 207–222 18 Olivier Lacombe (2012), Do fault slip data inversions actually yield “paleostresses” that can be compared with contemporary stresses? A critical discussion, Comptes Rendus Geoscience, 344 (2012), PP 159–173 19 OYO Corporation (2013), Research, Detailed Review of Geological Condition, Geodynamics and Geological Activities in Song Tranh Hydropower Area (Bac Tra My District, Quang Nam Province), No 01/2013/SACQI-OYO, Final Report 20 Pradeep Talwani (1997), On the Nature of Reservoir-induced Seismicity, Pure Apply Geophysics, 150 (1997), PP 473–492 21 Rangin C, P Huchon, X Le Pichon, H Bellon, C Lepvrier, D Roques, Nguyen Dinh Hoe, Phan Van Quynh (1995), Cenozoic deformation of central and south Vietnam, Tectonophysics, V251, Issues 1-4, 15, PP 179-196 22 Sandy Steacy (2005), Introduction to special section: Stress transfer, earthquake triggering, and time-dependent seismic hazard, Journal of Geophysical Research, Vol 110, b05s01 23 Vu Van Tich, Andrey Leyreloup, Henry Maluski, Claude Lepvrier, Chinh-hua Lo, Nguyen Van Vuong (2013), Metamorphic evolution of pelitic–semipelitic 60 granulites in the Kon Tum massif (south-central Vietnam), Journal of Geodynamics, V69, PP 148–164 24 Vũ Văn Tích, Henri Maluski, Nguyễn Văn Vượng (2007), Ar-Ar age of metamorphic and mylonitic rocks in northern part of Kon Tum massif: Evidence for the Indosinian movement along shear zone between Kon Tum masif and Truong Son belt, VNU Journal of science, Earth Sciences 23, PP 253-264 25 Wang Qingchen, Zhang Zhongpei & Lin Wei (2004), Late Tertiary faults and their paleostress along the boundary between the Kuqa Basin and the Tianshan Mountains, Chinese Science Bulletin 2004, Vol, 49 No 4, PP 374381 61 ... suất kiến tạo mối quan hệ với hoạt động đứt gãy khu vực thủy điện Sông Tranh 3.3 .2 Đặc điểm hoạt động pha chuyển dịch hệ đứt gãy khu vực thủy điện Sông Tranh 3.4 Mối quan hệ hoạt động đứt gãy phát... chứa hoạt động đất khu vực hồ thủy điện Sông Tranh 2. 2.1 Đặc điểm hồ chứa thủy điện Sông Tranh 1 .2. 2 Đặc điểm động đất khu vực hồ thủy điện Sông Tranh CHƯƠNG CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2. 1 Cách... ? ?Đặc điểm hoạt động kiến tạo hệ thống đứt gãy khu vực thủy điện Sông Tranh 2, tỉnh Quảng Nam? ?? Đề tài nhằm giải mục tiêu sau đây: - Làm rõ đặc điểm phân bố mạng đứt gãy khu vực thủy điện Sông Tranh