Xác định cơ cấu chấn tiêu một số trận động đất miền bắc việt nam bằng số liệu địa chấn dải rộng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Hà Thị Giang XÁC ĐỊNH CƠ CẤU CHẤN TIÊU MỘT SỐ TRẬN ĐỘNG ĐẤT MIỀN BẮC VIỆT NAM BẰNG SỐ LIỆU ĐỊA CHẤN DẢI RỘNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2012 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Hà Thị Giang XÁC ĐỊNH CƠ CẤU CHẤN TIÊU MỘT SỐ TRẬN ĐỘNG ĐẤT MIỀN BẮC VIỆT NAM BẰNG SỐ LIỆU ĐỊA CHẤN DẢI RỘNG Chuyên ngành: Vật lý Địa cầu Mã Số : 60.44.15 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Lê Tử Sơn Hà Nội – 2012 MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG iii DANH MỤC HÌNH VẼ iv DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT viii MỞ ĐẦU…………………………………………………………………………… Chương - KHÁI NIỆM VỀ NGUỒN ĐỘNG ĐẤT VÀ TEN-XƠ MOMENT ĐỊA CHẤN 1.1 Khái niệm nguồn động đất 1.1.1 Lý thuyết nguồn địa chấn 1.1.2 Sự lan truyền sóng mơ hình phát xạ 1.1.3 Biễu diễn giải tích hình thái đứt gãy .9 1.2 Ten-xơ moment địa chấn 1.2.1 Các lực tương đương .9 1.2.2 Ten-xơ moment địa chấn 11 Chương - HÀM GREEN VÀ BÀI TOÁN NGHỊCH ĐẢO TEN-XƠ MOMENT 14 2.1 Khái niệm hàm Green 14 2.2 Bài toán nghịch đảo ten-xơ moment 18 2.3 Các phép phân tích ten-xơ moment 20 Chương - CÁC CHƯƠNG TRÌNH XÁC ĐỊNH CƠ CẤU CHẤN TIÊU ĐỘNG ĐẤT SỬ DỤNG SỐ LIỆU ĐỘNG ĐẤT ĐỊA PHƯƠNG 23 3.1 Chương trình FOCMEC (SEISAN 8.3 – 2010) 23 3.2 Chương trình nghịch đảo ten-xơ moment phần mềm INVRAD 23 3.3 Chương trình nghịch đảo ten-xơ moment phần mềm PINV 24 3.4 Chương trình nghịch đảo ten-xơ moment phần mềm ISOLA 24 3.4.1 Giới thiệu chương trình tính 24 3.4.2 Các bước tính toán 25 3.4.2.1 Chuẩn bị số liệu 25 i 3.4.2.2 Chọn mơ hình vỏ Trái Đất 25 3.4.2.3 Lựa chọn trạm sử dụng trình nghịch đảo 26 3.4.2.4 Lựa chọn băng ghi địa chấn trình nghịch đảo 27 3.4.2.5.Lựa chọn phương thức tính nguồn động đất từ nguồn giả định ban đầu 29 3.4.2.6.Tính tốn hàm Green nghịch đảo ten-xơ moment 30 Chương - KẾT QUẢ ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP NGHỊCH ĐẢO TEN-XƠ MOMENT CHO MỘT SỐ TRẬN ĐỘNG ĐẤT Ở KHU VỰC TÂY BẮC VIỆT NAM 32 4.1 Số liệu địa chấn 32 4.2 Các kết xác định cấu chấn tiêu 34 4.2.1 Trận động đất Mường La – Bắc Yên 34 4.2.1.1 Trận động đất chủ chấn ML 34 4.2.1.2 Trận động đất dư chấn thứ ML01 38 4.2.1.3 Trận động đất dư chấn thứ hai ML02 40 4.2.2 Trận động đất Quan Sơn – Thanh Hóa .45 4.2.3 Trận động đất huyện Sốp Cộp – Sơn La 48 4.3 Nhận xét kết 55 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 ii DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1: Mơ hình cấu trúc 1D lớp vỏ sử dụng tính tốn Bảng 4.1: Danh sách trận động đất dùng để xác định cấu chấn tiêu Bảng 4.2: Kết cấu chấn tiêu trận chủ chấn Bảng 4.3: Kết cấu chấn tiêu trận dư chấn ML01 Bảng 4.4: Kết tính tốn cấu chấn tiêu động đất Mường La – Bắc Yên (ML) hai dư chấn ML01, ML02 Bảng 4.5: Nghiệm cấu chấn tiêu động đất Quan Sơn – Thanh Hóa Bảng 4.6: Nghiệm cấu chấn tiêu động đất Sốp Cộp – Sơn La Bảng 4.7: Bảng so sánh kết cấu chấn tiêu tính tốn ISOLA động đất Sốp Cộp với USGS ISC Bảng 4.8: Kết tính tốn cấu chấn tiêu áp dụng chương trình ISOLA iii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sơ đồ biễu diễn mặt phẳng đứt gãy (Theo Kanamori Cipar, 1974 Phys Earth Planet Inter., 9,128-36) Hình 1.2 Các dạng đứt gãy (Eakins, 1987) Hình 1.3 Dao động sóng P mặt phẳng đứt gãy mặt phẳng phụ trợ (Theo S.Stein M Wysession, 2003) Hình 1.4 a) Hệ trục tọa độ đề định hướng đứt gãy b) Hệ trục tọa độ cầu định hướng đứt gãy c) Mẫu xạ sóng khối P mặt phẳng (x1x3) d) Mẫu xạ sóng khối S (Theo S.Stein M Wysession, 2003) Hình 1.5 Biên độ mẫu xạ sóng P sóng S mặt phẳng x1x3 (Theo S.Stein M Wysession, 2003) Hình 1.6 Các loại lực khối tương đương Trên lực đơn, ngẫu lực cuối cặp ngẫu lực (Theo S.Stein M Wysession, 2003) Hình 1.7 Chín thành phần ngẫu lực ten-xơ moment địa chấn Mỗi thành phần bao gồm hai cặp lực ngược chiều phân cách khoảng cách d (Theo S.Stein M Wysession, 2003) Hình 1.8 Mối quan hệ ten-xơ moment địa chấn dạng cấu chấn tiêu động đất Hàng nổ (trái) sụt (phải) Ba hàng nguồn cặp ngẫu lực Hai hàng cuối nguồn CLVD (Theo Dahlen Tromp (1998), với phép biến đổi ten-xơ moment hệ toạ độ theo véc tơ Bản quyền đại học Princeton) Hình 2.1 Lực tác dụng thể tích, ứng suất trường dịch chuyển bề mặt; trường dịch u chuyển điểm dạng hàm Green (theo Udías, 2002) Hình 2.2 Biểu diễn băng ghi địa chấn nhân chập yếu tố: hàm thời gian nguồn x(t); cấu trúc trái đất q(t); đáp ứng thiết bị i(t).(Theo Chung iv Kanamori, 1980 Phys Earth Planet Inter.,23,134-59, Bản quyền từ Elsevier Science) Hình 3.1 Hình vẽ mơ hình cấu trúc vận tốc sử dụng tính tốn Hình 3.2 Minh họa lựa chọn băng ghi địa chấn trạm Hà Giang (HGVB) q trình tính tốn chuyển băng ghi từ vận tốc sang dịch chuyển a) Băng ghi ban đầu chưa lọc chưa chuyển sang băng ghi dịch chuyển b) Băng ghi lọc chuyển từ vận tốc sang băng ghi dịch chuyển Hình 3.3 Hai phương thức tính nguồn sử dụng để tính tốn: 1) nguồn thay đổi theo độ sâu (hình bên trái); 2) nguồn thay đổi theo diện (hình bên phải) Hình 3.4 Sự tương quan băng ghi lý thuyết (đường màu đỏ) băng ghi thực tế (đường màu đen) bảy trạm trận động đất Bắc Yên 2009 Hình 3.5 Kết xác định cấu chấn tiêu theo phương pháp lựa chọn lưới Cơ cấu chấn tiêu màu đỏ kết cuối với hệ số tương quan cao Hình 4.1 Mạng lưới 25 trạm địa chấn dải rộng miền bắc Việt Nam (tam giác màu đen) Tọa độ chấn tâm trận động đất có ML3.0 từ 2005 đến 2011 (hình trịn màu vàng màu đỏ) Các trận động đất lớn dư chấn (ngôi màu đỏ) dùng để tính cấu chấn tiêu báo Hình 4.2 Minh họa băng sóng địa chấn ghi nhận 14 trạm trận động đất Bắc Yên (2009) Hình 4.3 Tọa độ chấn tâm động đất ML (ngôi màu đỏ) bảy trạm sử dụng trình nghịch đảo (tam giác màu đỏ) Hình 4.4 Sự tương quan băng ghi lý thuyết (đường màu đỏ) băng ghi thực tế (đường màu đen) trận động đất Mường La-Bắc Yên (ML) Hình 4.5 Kết xác định cấu chấn tiêu trận động đất Mường La-Bắc Yên (ML) theo phương pháp lựa chọn lưới (grid-search) Cơ cấu chấn tiêu màu đỏ kết cuối với hệ số tương quan cao Hình 4.6 Các tham số cấu chấn tiêu trận động đất Mường La-Bắc Yên tổng hợp bảng (phía phải) nghiệm cấu chấn tiêu vẽ (phía trái) v Hình 4.7 Sự tương quan băng ghi lý thuyết (đường màu đỏ) băng ghi thực tế (đường màu đen) trận dư chấn ML01 Hình 4.8 Kết xác định cấu chấn tiêu trận dư chấn ML01 theo phương pháp lựa chọn lưới (grid-search) Cơ cấu chấn tiêu màu đỏ kết cuối với hệ số tương quan cao Hình 4.9 Các tham số cấu chấn tiêu trận dư chấn ML01 tổng hợp bảng (phía phải) nghiệm vẽ (phía trái) Hình 4.10 Sự tương quan băng ghi lý thuyết (đường màu đỏ) băng ghi thực tế (đường màu đen) trận dư chấn thứ hai (ML02) Hình 4.11 Kết xác định cấu chấn tiêu trận dư chấn thứ hai (ML02) theo phương pháp lựa chọn lưới (grid-search) Cơ cấu chấn tiêu màu đỏ kết cuối với hệ số tương quan cao Hình 4.12 Các tham số cấu chấn tiêu trận dư chấn thứ hai (ML02) tổng hợp bảng (phía phải) nghiệm vẽ (phía trái) Hình 4.13 Bản đồ biểu diễn cấu chấn tiêu trận động đất Mường La Bắc Yên (ML) hai dư chấn (ML01, ML02) Hình 4.14 Bản đồ đường đẳng chấn trận động đất Mường La – Bắc Yên 2009 (đường màu xanh) Hình tròn màu vàng chấn tâm động đất dư chấn Hình 4.15 Sự tương quan băng ghi lý thuyết (đường màu đỏ) băng ghi thực tế (đường màu đen) trận động đất Quan Sơn-Thanh Hóa Hình 4.16 Kết xác định cấu chấn tiêu trận động đất Quan Sơn – Thanh Hóa (TH) theo phương pháp lựa chọn lưới (grid-search) Cơ cấu chấn tiêu màu đỏ kết cuối với hệ số tương quan cao Hình 4.17 Các tham số cấu chấn tiêu trận động đất Quan Sơn – Thanh Hóa (TH) tổng hợp bảng (phía phải) nghiệm vẽ phía trái Hình 4.18 Bản đồ đường đẳng chấn trận động đất Quan Sơn – Thanh Hóa 2010 (đường màu xanh) Ngơi màu đỏ chấn tâm động đất vi Hình 4.19 Sự tương quan băng ghi lý thuyết (đường màu đỏ) băng ghi thực tế (đường màu đen) trận động đất Sốp Cộp – Sơn La Hình 4.20 Kết xác định cấu chấn tiêu trận động đất Sốp Cộp – Sơn La theo phương pháp lựa chọn lưới (grid-search) Cơ cấu chấn tiêu màu đỏ kết cuối với hệ số tương quan cao Hình 4.21 Các tham số cấu chấn tiêu trận động đất Sốp Cộp – Sơn La tổng hợp bảng (phía phải) nghiệm vẽ (phía trái) Hình 4.22 Bản đồ đường đẳng chấn trận động đất Sốp Cộp – Sơn La năm 2010 (đường màu xanh) Hình trịn màu vàng chấn tâm động đất dư chấn Hình 4.23 Cơ cấu chấn tiêu trận động đất Sốp Cộp – Sơn la (màu đen) so sánh với cấu chấn tiêu công bố USGS (màu xanh) ISC (màu đỏ) Hình 4.24 Bản đồ cấu chấn tiêu ba trận động đất (màu xanh) hai dư chấn (màu đỏ) khu vực Tây bắc Việt Nam năm 2009 2010 vii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT CCCT : Cơ cấu chấn tiêu CLVD : Compensated linear vector dipole (Lưỡng cực véc-tơ tuyến tính bù) DC : Double – Couple (Ngẫu lực kép) GMT : Greenwich Mean Time (giờ trung bình Greenwich) MSK : Thang đo Cường độ động đất (Medvedev Sponheuer Karnik) M : Magnitude (Độ lớn động đất) ML : Local magnitude (Độ lớn động đất địa phương) viii Kết lựa chọn lưới (grid-search) cho thấy, cấu chấn tiêu màu đỏ giá trị cuối tìm sau trình nghịch đảo Các giá trị cụ thể nghiệm cấu chấn tiêu màu đỏ tìm thể hình 4.17 bên phải với tham số như: đường phương (strike), góc dốc (dip) góc trượt (slip) Bảng 4.5 đưa tham số nghiệm cấu chấn tiêu trận động đất Quan Sơn – Thanh Hóa Bảng 4.5: Nghiệm cấu chấn tiêu động đất Quan Sơn – Thanh Hóa Số ID trạm Vĩ độ Kinh độ sử [0] [0] Độ sâu [km] NP1 DC CLVD [%] [%] NP2 Mw Strike Dip Slip Strike Dip Slip dụng TH 20.217 104.937 7.0 63.6 36.4 3.7 304 82 162 36 72 08 Cơ cấu chấn tiêu động đất Quan sơn – Thanh hóa xảy theo chế trượt Trục ứng suất nén ép theo hướng Bắc – Nam, tách giãn theo hướng Đơng – Tây Góc dốc lớn cắm hướng bắc góc 82 so với mặt phẳng nằm ngang Kết tính tốn nghịch đảo ten-xơ moment kết hợp với kết điều tra thực địa ảnh hưởng động đất tác động lên bề mặt Dựa vào kết điều tra thực địa xây dựng đồ đường đẳng chấn cho trận động đất Quan Sơn – Thanh Hóa, sau chúng tơi so sánh hai kết với Quá trình điều tra thực địa thực tuyến khảo sát với 36 điểm điều tra, điểm điều tra thu thập thông tin động đất với nhiều người dân khác Sau có thơng tin ảnh hưởng động đất điểm điều tra chúng tơi tiến hành phân tích, đánh giá độ xác thực thông tin này, bước quan trọng cho phép sàng lọc, lựa chọn thông tin động đất nhiều người dân điểm điều tra thành thông tin xác, rõ ràng đọng kết nối với thang cường độ cụ thể thang cường độ MSK-64 Kết điều tra đánh giá xây dựng đồ đường đẳng chấn minh họa hình 4.18 đây: 47 Hình 4.18 Bản đồ đường đẳng chấn trận động đất Quan Sơn – Thanh Hóa 2010 (đường màu xanh) Ngơi màu đỏ chấn tâm động đất Trận động đất xảy khu vực đồi núi, giáp với biên giới Việt –Lào gây khó khăn trình điều tra thực địa Bản đồ đường đẳng chấn hình 4.18 trận động đất Quan Sơn – Thanh hóa khơng phản ánh tính đầy đủ số liệu điều tra xung quanh chấn tâm động đất cách hoàn thiện Tuy nhiên, số liệu điều tra phần gần chấn tâm (vòng tròn màu xanh nhỏ nhất) có trục đường đẳng chấn chạy theo hướng Tây Bắc – Đông Nam trùng với hướng đứt gãy tính theo phương pháp nghịch đảo ten-xơ moment Như vậy, kết nghịch đảo ten-xơ moment lần khớp với kết điều tra thực địa Cơ cấu chấn tiêu trận động đất Quan Sơn - Thanh Hóa xảy theo chế trượt bằng, có ứng suất nén ép theo phương Bắc - Nam tách giãn theo hướng Đơng - Tây Góc dốc lớn cắm hướng bắc góc 82 so với mặt phẳng nằm ngang Kết phù hợp với đặc điểm kiến tạo khu vực Tây Bắc Việt Nam 4.2.3 Trận động đất huyện Sốp Cộp – Sơn La 48 Các thông số ban đầu trận động đất đưa cụ thể bảng 4.1 (SL) Trận động đất xảy ngày 30 tháng 12 năm 2010 lúc 18 50 phút (GMT) vị trí tọa độ: 20.826 độ vĩ Bắc, 103.485 độ kinh Đông, độ sâu 15km, độ lớn Magnitude ML=4.8 Tọa độ chấn tâm nằm huyện Sốp Cộp giáp biên giới Việt – Lào, trạm ghi động đất phân bố phía so với chấn tâm, điều gây khó khăn q trình tính tốn Trong q trình phân tích, lựa chọn số liệu để đưa vào chương trình tính tốn, chúng tơi lựa chọn sử dụng số liệu bốn trạm (DBVB, MLVB, SPVB, HGVB) để thực trình nghịch đảo ten-xơ moment Hình 4.19 Sự tương quan băng ghi lý thuyết (đường màu đỏ) băng ghi thực tế (đường màu đen) trận động đất Sốp Cộp – Sơn La Hình 4.19 miêu tả kết băng sóng lý thuyết thu sau q trình nghịch đảo so sánh với băng sóng thực tế Kết cho thấy rõ, ba trạm DBVB, MLVB, HGVB đưa khớp tốt băng lý thuyết băng thực tế Còn trạm SPVB hai thành phần nằm ngang E N có khớp tốt băng ghi lý thuyết thu băng ghi thực tế Tuy nhiên, thành phần thẳng đứng Z băng ghi lý thuyết thu băng ghi thực tế khơng khớp hồn tồn Điều trạm Sapa xa chấn tâm sóng thu trạm bị ảnh hưởng nhiều nhiễu đường truyền dẫn đến trình tính tốn 49 nghịch đảo có sai số Kết nghịch đảo ten-xơ moment đưa hàm tương quan cao 70% (hình 4.20) Hình 4.20 Kết xác định cấu chấn tiêu trận động đất Sốp Cộp – Sơn La theo phương pháp lựa chọn lưới (grid-search) Cơ cấu chấn tiêu màu đỏ kết cuối với hệ số tương quan cao Hình 4.21 Các tham số cấu chấn tiêu trận động đất Sốp Cộp – Sơn La tổng hợp bảng (phía phải) nghiệm cấu chấn tiêu vẽ (phía trái) 50 Kết lựa chọn lưới (grid-search) hình 4.20 cho thấy, cấu chấn tiêu màu đỏ giá trị cuối tìm sau trình nghịch đảo Các giá trị cụ thể nghiệm cấu chấn tiêu tìm thể hình 4.21 bên phải với tham số như: đường phương (strike), góc dốc (dip) góc trượt (slip) Bảng 4.6 tổng hợp tham số nghiệm cấu chấn tiêu trận động đất Sốp Cộp – Sơn La Bảng 4.6: Nghiệm cấu chấn tiêu động đất Sốp Cộp – Sơn La Số trạm ID sử Vĩ độ [] Kinh độ [] dụng SL Độ sâu [km] 20.871 103.445 17 NP1 DC CLVD [%] [%] 27.7 72.3 NP2 Mw 4.4 Strike Dip Slip 313 177 224 74 Strike Dip Slip 87 16 Kết bảng 4.6 cho thấy cấu chấn tiêu động đất Sốp Cộp – Sơn La xảy theo chế trượt Trục ứng suất nén ép theo hướng Bắc – Nam, tách giãn theo hướng Đông – Tây Theo hoạt động kiến tạo khu vực, mặt phẳng đứt gãy (NP1) chạy dọc theo hướng Tây Bắc – Đơng Nam Góc dốc lớn cắm hướng đơng bắc góc 740 so với mặt phẳng nằm ngang Trận động đất có Magnitude lớn, cấu chấn tiêu thể rõ đặc trưng kiến tạo khu vực Cơ cấu chấn tiêu trận động đất quan tổ chức khác giới tính tốn đánh giá Chúng tơi so sánh kết tính tốn nghịch đảo ten-xơ moment luận văn với tổ chức khác Mặt khác, đánh giá lại kết với đồ đường đẳng chấn xây dựng từ kết điều tra thực địa Quá trình điều tra thực địa tiến hành chia làm tuyến khảo sát với 30 điểm điều tra Trận động đất xảy khu vực giáp biên giới Việt - Lào q trình điều tra thực địa khó khăn Số liệu điều tra thực địa thực điểm có dân cư sinh sống, số vùng khác quanh chấn tâm không thu thông tin điều tra Do số lượng điều tra khơng đầy đủ nên khó đánh giá toàn ảnh hưởng trận động đất mặt đất việc xây dựng đồ đường 51 đẳng chấn chưa đầy đủ, hoàn thiện Kết điều tra tổng hợp, đánh giá xây dựng đồ đường đẳng chấn minh họa hình 4.22 đây: Hình 4.22 Bản đồ đường đẳng chấn trận động đất Sốp Cộp – Sơn La năm 2010 (đường màu xanh) Hình trịn màu vàng chấn tâm động đất dư chấn Với kết điều tra minh họa hình 4.22 nhận thấy rằng, trận động đất Sốp Cộp gây rung động mặt đất khu vực rộng lớn Các hình trịn màu vang dư chấn trận động đất Sốp Cộp chúng tơi thu Do số lượng dư chấn nên không phản ánh rõ rệt hướng phân bố nhiên thấy phân bố trận dư chấn nằm dọc theo hướng Tây Bắc – Đông Nam Mặt khác, dựa vào đồ đường đẳng chấn chưa thể biết trục ứng suất 52 khu vực có trường ứng suất nén ép hay khu vực có ứng suất tách giãn Tuy nhiên, so sánh kết tính tốn cấu chấn tiêu trận động đất theo phương pháp ISOLA với kết cấu chấn tiêu công bố hai tổ chức USGS (U.S.Geological Survey) ISC (International Seismological Centre) cụ thể trình bày bảng 4.7 Bảng 4.7: Bảng so sánh kết cấu chấn tiêu tính tốn ISOLA động đất Sốp Cộp với USGS ISC NP1 Số trạm sử dụng Strike Dip ID Slip Strike Dip Slip Độ sâu [km] NP2 Magnitude [Mw] SL 313 74 177 224 87 16 17 4.4 SL (USGS) 11 298 68 170 211 81 22 15 4.7 SL (ISC) 13 303 72 178 213 88 18 22.2 4.8 Hình 4.23 Cơ cấu chấn tiêu trận động đất Sốp Cộp – Sơn la (màu đen) so sánh với cấu chấn tiêu công bố USGS (màu xanh) ISC (màu đỏ) 53 Nhìn bảng 4.7 nhận thấy rằng, kết tính tốn cấu chấn tiêu cho trận động đất Sốp Cộp –Sơn La chương trình nghịch đảo ten-xơ moment phù hợp với kết công bố USGS ISC Các tham số phân bố độ sâu, góc phương vị, góc dốc góc trượt có kết tương đồng Các giá trị strike, dip, slip lệch kết từ 5-100 Phân bố độ sâu ba kết đưa trận động đất xảy độ sâu sâu, thay đổi khoảng từ 15 – 22km Theo kết điều tra thực địa đánh giá ảnh hưởng động đất lên bề mặt đưa nhận định độ sâu trận động đất sâu Nhìn vào hình 4.23 thấy rõ rằng, nghiệm cấu chấn tiêu thu sau áp dụng phương pháp nghịch đảo ten-xơ moment cho trận động đất Sốp Cộp – Sơn La với hai kết công bố USGS ISC giống Điều khẳng định rằng, thuật tốn chúng tơi áp dụng lần thành công Với việc áp dụng chương trình ISOLA để tính tốn cấu chấn tiêu cho ba trận động đất hai dư chấn có cấp độ mạnh xảy năm 2009 2010 đưa bảng tổng hợp kết thông số cấu chấn tiêu trận động đất (bảng 4.8) đồ thể toàn cấu chấn tiêu trận động đất tính tốn luận văn (hình 4.24) Bảng 4.8: Kết tính tốn cấu chấn tiêu áp dụng chương trình ISOLA Số ID trạm Vĩ độ Kinh độ sử [0] [0 ] Độ sâu [km] DC CLVD [%] [%] NP1 NP2 Strike Dip Slip Strike Dip Slip Mw dụng ML 21.316 104.176 5.0 99.9 0.1 3.6 302 80 178 213 88 10 ML01 21.309 104.163 5.0 83.6 16.4 3.5 303 84 -177 213 87 -6 ML02 21.315 104.164 5.0 57.6 42.4 2.9 298 80 -177 208 87 -10 TH 20.217 104.937 7.0 63.6 36.4 3.7 304 82 162 36 72 08 SL 20.871 103.445 17 27.7 72.3 4.4 313 74 177 224 87 16 54 Hình 4.24 Bản đồ cấu chấn tiêu ba trận động đất (màu xanh) hai dư chấn (màu đỏ) khu vực Tây bắc Việt Nam năm 2009 2010 4.3 Nhận xét kết Có nhiều phương pháp xác định cấu nguồn giới thiệu chương ba Đối với phương pháp phân bố dấu sóng biên độ sóng (FOCMEC, INVAR, PINV) địi hỏi phải có nhiều số liệu quan sát xung quanh chấn tâm số liệu phải ghi nhận pha sóng rõ rệt Hơn nữa, động đất phần lớn lại xảy khu vực phía Tây Bắc nơi mà hệ thống trạm bao quanh chấn tâm Bởi vậy, chương trình khó áp dụng điều kiện có trạm quan sát động đất lại yếu nước ta Trong phương pháp ten-xơ moment địa chấn có đầu vào băng ghi địa chấn dải rộng không xác định cấu nguồn mà xác định đặc trưng quan trọng động đất như: Moment địa chấn M0 Magnitude moment Mw Kết tính tốn cấu chấn tiêu cho ba trận động đất hai trận dư chấn khu vực Tây bắc Việt Nam phương pháp nghịch đảo ten-xơ moment thu 55 kết phù hợp với đặc điểm kiến tạo khu vực Kết sau nghịch đảo cho tất trận động đất đưa khớp cao băng ghi lý thuyết băng ghi thực tế Sự khớp thể thông qua giá trị hàm tương quan cao Sự phù hợp băng ghi lý thuyết băng ghi thực tế lên đến 70 - 80% (hình 4.5, 4.8, 4.11, 4.16, 4.20) Hơn nữa, kết tính tốn kiểm chứng lại thơng qua kết điều tra thực địa ảnh hưởng trận động đất bề mặt, so sánh với kết công bố tổ chức địa chấn tiếng giới Sự phù hợp kết tính tốn phương pháp nghịch đảo ten-xơ moment với kết khác lần khẳng định thuật tốn chúng tơi áp dụng thành công Tất cấu chấn tiêu tính tốn luận văn có trạng thái ứng suất kiểu trượt Các bề mặt ứng suất tiếp tuyến cực đại có góc dốc lớn với δ thay đổi khoảng từ 700-850 Trường ứng suất nép ép theo hướng Bắc - Nam, tách dãn theo hướng Đông –Tây phù hợp với đặc điểm kiến tạo khu vực miền bắc Việt Nam (hình 4.24) 56 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: Phần lớn trận động đất xảy khu vực Tây Bắc Việt Nam lân cận thời gian 2005 – 2012 với lượng trung bình yếu (M =  4.5) Trong thoả thuận hợp tác khoa học với nước Nhật Bản, Đài Loan, chúng tơi có số liệu địa chấn dải rộng đầy đủ, chất lượng tốt khu vực Tây Bắc lân cận cho phép thực nghiên cứu chi tiết cấu nguồn phát sinh động đất Trong trình thực luận văn ”Xác định cấu chấn tiêu số trận động đất khu vực miền Bắc Việt Nam số liệu địa chấn dải rộng” giúp hiểu rõ nắm bắt tốt số vấn đề lý thuyết nguồn động đất sau: Hiểu rõ khái niệm nguồn gây động đất, hình thái nguồn phát sinh động đất Tìm hiểu lý thuyết lan truyền sóng mơ hình xạ sóng địa chấn, mơ hình lực khối tương đương ten-xơ moment địa chấn Từ biểu diễn trường dịch chuyển sóng dạng ten-xơ moment địa chấn Nghiên cứu lý thuyết hàm Green toán nghịch đảo ten-xơ moment để xác định cấu nguồn động đất Tìm hiểu thuật tốn, chương trình xác định cấu chấn tiêu dựa tập số liệu động đất địa phương áp dụng thành công Việt Nam Lựa chọn, phân tích xử lý số liệu để áp dụng trình xác định cấu chấn tiêu động đất Việt Nam Áp dụng chương trình nghịch đảo ten-xơ moment phần mềm ISOLA tính tốn cấu chấn tiêu cho ba trận động đất hai trận dư chấn có cường độ mạnh xảy hai năm 2009 2010 khu vực Tây bắc Việt Nam Phân tích kết thu sau trình nghịch đảo ten-xơ moment, đồng thời kết thu sau tính tốn so sánh với kết công bố tổ chức nước Hơn nữa, cấu chấn tiêu trận động đất 57 đánh giá lại kết hợp với đồ đường đẳng chấn trận động đất tiến hành điều tra thực địa Kết mô cấu nguồn động đất dựa theo thuật tốn chương trình ISOLA Efthimios Sokos Jiri Zahradnik phát triển năm 2009 phù hợp với khung kiến tạo trường ứng suất vùng động đất mạnh lãnh thổ Các trạng thái ứng suất thuộc loại trượt với trục ứng suất nén ép theo hướng Bắc –Nam tách giãn theo hướng Đông – Tây Kết phù hợp với đặc điểm kiến tạo khu vực miền Bắc Việt Nam Kiến nghị: Việc xác định xác vị trí động đất chế hoạt động nguồn gây động đất vấn đề cần thiết cấp bách lĩnh vực địa chấn học Đây tốn khó vấn đề tranh luận nhiều nhà khoa học Giải tốn xác định xác chi tiết cấu nguồn động đất xây dựng đồ trường ứng suất khu vực xảy động đất Trường ứng suất thể rõ khu vực trạng thái nén ép, khu vực trạng thái tách giãn Để từ nghiên cứu dự báo xu hướng hoạt động động đất tương lai Bởi vậy, cần có đầu tư nghiên cứu khoa học thỏa đáng để xác định xác cấu nguồn phát sinh động đất khu vực Tây bắc Việt Nam lân cận 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Quốc Cường (2008), Simultaneous determination thickness and velocity structure of layered velocity model of red river using genetic algorithm method, Luận văn thạc sỹ khoa học, Trường đại học quốc gia Đài Loan (National Taiwan University) Hà Thị Giang, Đinh Quốc Văn nnk (2011), Nghiên cứu trận động đất cảm nhận thấy Việt Nam thời kỳ 2005-2010, Đề tài cấp sở 2011, Viện Vật lý Địa cầu -Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam Nguyễn Văn Lương (1996), ”Những kết xác định cấu chấn tiêu theo phương pháp mơ hình trường chấn động Việt Nam”, Tạp chí Các KH Trái đất, T.18(3), 145-152 Nguyễn Lê Minh (2007), Sử dụng phương pháp moment tenxơ để nghiên cứu cấu chấn tiêu động đất Việt Nam, Luận văn thạc sỹ khoa học, Trường đại học Khoa học tự nhiên Lê Tử Sơn (2000), ”Cơ cấu chấn tiêu động đất Tạ Khoa, Lai Châu Mường Luân vùng Tây bắc Việt Nam”, Tạp chí KH Trái đất, T.22(4), 355-360 Lê Tử Sơn (2008), Nghiên cứu quy luật suy giảm sóng địa chấn mặt cắt vận tốc nhằm nâng cao độ tin cậy dự báo thiên tai địa chất, Báo cáo tổng kết đề tài cấp Bộ Khoa học Trần Thị Mỹ Thành, Nguyễn Lê Minh (2009), ”Xác định cấu chấn tiêu động đất từ băng ghi động đất trạm ba thành phần”, Tạp chí KH Trái đất, T.31(1), 30-34 Nguyễn Ngọc Thủy (1999), ”Cơ cấu chấn tiêu động đất Tạ Khoa Sông Đà đới động đất Sơng Đà”, Tạp chí KH Trái đất, T.21(3), 214-219 Cao Đình Triều, Ngơ Gia Thắng, Mai Xn Bách, Phạm Nam Hưng, Bùi Anh Nam (2010), “Động đất Bắc Yên động đất Mai Sơn ngày 26 tháng 11 năm 2009”, Tạp chí Địa chất, A(320), tr 241-252, Hà Nội 59 10 Phan Thị Kim Văn (2005), ” Nghiên cứu chế nguồn động đất phương pháp giải tốn ngược Moment Tensor”, Tạp chí địa chất, T.9(290) 11 Trang web U.S Geological Survey (USGS): http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eqarchives/fm/neic_flb2_rmt.php 12 Trang web International Seismological centre on-line bulletin (ISC): http://www.isc.ac.uk/cgi-bin/web-db4?event_id=15902243&out_format=IMS1.0&request=COMPREHENSIVE Tiếng Anh 13 Aki K., and Richards P.G., (1980), Quantitative Seismology, Theory and Methods, Volume San Francisco, W H Freemen and Company 14 Barnett, D M and Freund L.B., (1975), “An estimate of strike-slip fault friction stress and fault depth from surface displacement data”, Bull Seism Soc Am.Vol 65, pp 1259 -1266 15 Burridge R., and Knopoff L., (1964), “Body force equivalents for seismic dislocations”, Bulletine of the Seismological Society of America, Vol 54, No 6, pp 1875 – 1888 16 Burridge R., Lapwood E R., and Knopoff L., (1964),” First motions from seismic sources near a free surface”, Bulletine of the Seismological Society of America, Vol 54, No 6, pp 1889 – 1913 17 Dziewonski A M., Chou T.A., and Woodhouse J.H., (1981),”Determination of earthquake source parameters from waveform data for studies of global and regional seismicity”, Journal of Geophysical Research, Vol 86, N0.B4, pp 2825-2852 18 Efthimios N S., Jiri Zahradnik, (2008), “ISOLA a Fortran code and a Matlab GUI to perform multiple – point sources inversion of seismic data”, Computers & Geosciences Vol.34, pp 967–977 19 Efthimios N S., Jiri Zahradnik, (2009), “A Matlab GUI for use with ISOLA fortran codes”, ISOLA_manual 60 20 Fojtíková L., Vavryčuk V., Cipciar A., Madarás J., (2010), “Focal mechanisms of micro-earthquakes in the Dobrá Voda seismoactive area in the Malé Karpaty Mts (Little Carpathians), Slovakia”, Tectonophysics 492, pp 213– 229 21 Helmberger D.V., (1983), Theory and application of synthetic seismograms (in Earthquake: Observation, Theory and Interpretation), pp 174-222 22 Stein S., Wysession M., (2003), An introduction to seismology, earthquakes, and earth structure, pp 215-273 23 Udías A., (2002), Theoretical Seismology, An Introduction (in International Handbook of Earthquake and Engineering Seismology by Lee W H K., et al., 2002), pp 81-103 24 Vincent S C., (2004), A Draft Primer on Focal Mechanism Solutions for Geologists, Baylor University 25 Zahradnik J., Sokos E., Tselentis G.A., and Martakis N., (2008), “Non-doublecouple mechanism of moderate earthquakes near Zakynthos, Greece, April 2006, explanation in terms of complexity”, Geophysical Prospecting, Vol 56, pp 341–356 61 ... moment để xác định cấu chấn tiêu số trận động đất xảy khu vực Tây Bắc Việt Nam hai năm 2009 2010 Luận văn ? ?Xác định cấu chấn tiêu số trận động đất miền Bắc Việt Nam số liệu địa chấn dải rộng? ?? phần... trận động đất dùng để xác định cấu chấn tiêu Bảng 4.2: Kết cấu chấn tiêu trận chủ chấn Bảng 4.3: Kết cấu chấn tiêu trận dư chấn ML01 Bảng 4.4: Kết tính tốn cấu chấn tiêu động đất Mường La – Bắc. .. KHOA HỌC TỰ NHIÊN Hà Thị Giang XÁC ĐỊNH CƠ CẤU CHẤN TIÊU MỘT SỐ TRẬN ĐỘNG ĐẤT MIỀN BẮC VIỆT NAM BẰNG SỐ LIỆU ĐỊA CHẤN DẢI RỘNG Chuyên ngành: Vật lý Địa cầu Mã Số : 60.44.15 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA