2.2.3.1. Hoạt động đứt gãy
a. Đứt gãy Hà Lùng – Dương Huy:
Đây là đứt gãy lớn nhất trong vùng nghiên cứu, thuộc loại đứt gãy khu vực. Theo các nghiên cứu trước đây của Lê Đức Kính (1978) và Trần Văn Trị (1991) thì đứt gãy này nằm gần với đứt gãy Trung Lương, kéo dài theo phương á vĩ tuyến từ phía đông Hà Lùng qua xã Thống Nhất, Dương Huy, có dạng vòng cung thoải với lưng quay về hướng nam. Đây là đứt gãy trẻ nhất cắt qua vùng nghiên cứu. Đứt gãy kéo dài hang chục km và còn tiếp tục về hướng tây, đi qua phía nam của dãy Yên Tử. Trong Neogen, đứt gãy này hoạt động theo cơ chế thuận, cánh phía bắc được nâng cao, cánh phía nam được hạ thấp tương đối, ở đó có hố sụt vịnh Cuốc Bê được lấp đầy bởi trầm tích Neogen. Trong giai đọa Đệ tứ, đứt gãy này tiếp tục hoạt động theo cơ chế thuận, trong đới dập vỡ của nó được lấp đầy bởi trầm tích Pleistocene nguồn gốc aluvi-proluvi dầy 15 – 20m (ở thung lũng Dương Huy). Trên cánh nâng ở phía bắc đứt gãy còn sót di tích thác nước cổ, các mức hang cao 25 – 40m (ở Lưỡng Kỳ,
Trại Vân) hình thành do địa hình bị nâng vào Pleistocene, bị dòng chảy hiện đại cắt qua.
Đứt gãy này thể hiện khá rõ nét trên ảnh máy bay và vệ tinh, đọan từ bắc Đông Triều tới Cửa Ông. Nó cũng là ranh giới phía bắc của địa hào Hòn Gai, phân chia các trầm tích chứ than tuổi Triat ở phía nam với các đá cổ hơn ở phía bắc của nó. Các khảo sát thực địa dọc theo đứt gãy gặp phổ biến địa hình dạng giả tam giác, là một dạng địa hình điển hình thể hiện đứt gãy thuận đang hoạt động. Tuy nhiên, ở đây không có sự chênh lệch độ cao đáng kể và đột ngột ở hai cánh đứt gãy, mặt khác đứt gãy lại uốn cong nghiêng về phía bắc. Dọc theo đứt gãy này có một loạt cấu trúc nâng địa phương hiện đại. Các phân tích về cấu trúc và kiến tạo vật lý ở mỏ than Khe Tam, vùng Dương Huy, Đồng Mơ cũng chứng minh cho hoạt động muộn nhất của đứt gãy này lien quan với trường nén ép bắc nam. Với các đặc điểm nêu trên, chúng tôi cho rằng đứt gãy Hà Lùng – Dương Huy lúc đầu (vào Neogen) là đứt gãy thuận, về sau (kể từ Pleistocene) chuyển thành đứt gãy nghịch với mặt cắm hiện đại nghiêng về phía Bắc.
b. Đứt gãy nghịch Đèo bụt – Cẩm Phả:
Kéo dài từ Hồng Gai theo phương tây nam – đông bắc, qua Đèo Bụt tới Quang Hanh, nó chuyển hướng á vĩ tuyến đi qua Cẩm Phả - Cọc Sáu. Đứt gãy được thể hiện rất rõ trên bề mặt địa hình. Hoạt động của đứt gãy vào giai đoạn đệ tứ đã tạo ra đới dập vỡ và được lấp nhét bởi trầm tích Pleistocene, Holocene với bề dày tổng cộng không nhỏ hơn 15 m. Nghiên cứu kiến tạo vật lý ở thực địa cho thấy có sự dịch chuyển của đứt gãy này trong giai đoạn trước đó (giai đoạn Neogene). Ví dụ tại Đèo Bụt, dọc theo bề mặt đứt gãy lớn quan sát được rất rõ các vết xước kiến tạo nằm đè lên các vết xúoc trượt bằng phải có kích thước lớn hơn. Cjiều dài lien tục của đứt gãy Đèo Bụt – Cẩm Phả đạt hang chục km, góc cắm của đứt gãy gần như thẳng đứng. Đứt gãy này trùng với một đoạn của đứt gãy cổ giữ vai trò là ranh giới phía nam của địa hào Hòn Gai (Đứt gãy Nam).
c. Đứt gãy Cửa Ông:
Chỉ thể hiện một đoạn ngắn ở ranh giới phía đông của vùng nghiên cứu, song nó còn tiếp tục kéo dài ra ngoài tờ bản đồ. Đứt gãy có phương á kinh tuyến. Đây là đứt gãy tách dãn điển hình. Có thể quan sát thấy địa hình dạng tam giác dọc theo đứt gãy
này, phản ánh bề mặt đứt gãy thuận đang hoạt động. Các quá trình phong hóa chưa đủ thời gian để xóa nhòa hình dáng của bbề mặt đưta gãy. Dọc theo đứt gãy Cửa Ông không phát hiện được dấu tích của trầm tích Neogene, song đứt gãy giữ vai trò quan trọng trong việc phân chia đơn vị cấu trúc nâng tương đối lien tục trong Neogene – Đệ tứ phát triển ở cánh nâng phía tây của nó. Vì vậy đứt gãy Cửa Ông được coi là đã hoạt động theo cơ chế thuận – tách giãn trong suốt quá trình Neogene – Đệ tứ.
+ Thuộc về đứt gãy nhỏ hơn có một loạt hệ thống đứt gãy phương á kinh tuyến (Mông Dương), phương TB-ĐN (đứt gãy Đồng Ho – Hoành Bồ), phương TN-ĐB (đứt gãy Chân Đèo – Làng Khánh), phương á vĩ tuyến (đứt gãy Tài Phèng – Ngã Hai) có chiều dài 5 – 7 km. Các đứt gãy này có đặc điểm chung là chúng có dáng dấp của đứt gãy thuận, tách giãn, hình thành vào cuối Pleistocene muộn (có thể vào đầu Holocene) và cắt qua các trầm tích có tuổi từ Pleistocene muộn trở về trước. Hoạt động của đứt gãy này cùng với sự tái hoạt động của các đứt gãy hình thành trước đó tác động lên các trầm tích Neogene làm cho các lớp đá thường bị nghiêng 10 – 15o và bị dập vỡ mạnh (gặp ở Việt Hưng, Đồng Ho ..), đôi khi còn thấy cả di tích mặt đứt gãy tạo thành vách còn tồn tại rõ (gặp ở Lê Lợi, Thống Nhất). Sự hoạt động của các hệ thống đứt gãy nhỏ đãdẫn đến sự phân chia và thu nhỏ bình đồ cấu trúc tân kiến tạo hình thành ở giai đoạn Neogene – Pleistocene muộn, đồng thời tạo điều kiện cho các hồ lục địa ăn thong với biển.
+ Một số đứt gãy được giả định đang hoạt động: đó là đứt gãy song song với đứt gãy Đèo Bụt – Cẩm Phả và cách 3 km về phía ĐN. Đứt gãy này chạy dọc theo đới ven bờ, phương TN-ĐB. Hướng cắm không xác định. Dự báo hướng chuyển dịch của đứt gãy này giống như là đứt gãy ở Đèo Bụt – Cẩm Phả (chuyển dịch trượt bằng trái trong hiện tại). Ngoài ra còn có một đứt gãy giả định trẻ, thuận, nằm trùng với cửa sông Diễm Vọng.
2.2.3.2. Trạng thái ứng xuất hiện đại
Sử dụng phương pháp đáng giá do Phan Trọng Trịnh (1989, 1990, 1993) đề xuất và kết hợp với việc đo chọn lọc các vết xước kiến tạo trên tầng đất phong hóa đã xác lập được trạng thái ứng suất của một số địa diểm khác nhau trong vùng nghiên cứu.
Tại khu vực Hà Lầm trạng thái ứng suất hiện đại là nén ép với trục σ3 gần thẳng đứng, góc cắm của trục ứng suất ccực đại nhỏ hơn 20o. Phương vị của trục ứng suất σ1 (ứng suất cực đại) thay đổi từ 0 – 30o và từ 150 – 180o.
Trạng thái ứng suất trượt bằng quan sát thấy dọc đứt gãy Đèo Bụt – Cẩm Phả. Ở đây có thể quan sát thấy hai trạng thái ứng suất trượt bằng trái ngược nhau. Pha kiến tạo trước mạnh về cường độ, có trục σ1 (ứng suất cực đại) có hướng á vĩ tuyến, trục σ3 (ứng suất cực tiểu) có hướng á kinh tuyến. Pha kiến tạo này lien quan với dịch trượt bằng phải của đứt gãy Đèo Bụt – Cẩm Phả. Trong khi đó pha kiến tạo muộn hơn có trục ứng suất cực đại σ1 gần với phương á kinh tuyến, trục ứng suất trung gian gần thẳng đứng, còn trục σ3 có phương á vĩ tuyến. Trạng thái ứng suất hiện đại đã chứng tỏ đứt gãy Đèo Bụt – Cẩm Phả chuyển dịch trong giai đoạn hiện đại như một đứt gãy trượt bằng trái.
Đáng chú ý, dọc theo tuyến Cửa Ông – Mông Dương, trạng thái ứng suất cực đại là tách giãn với trục ứng suất cực tiểu σ3 gần nằm ngang, phương vị thay đổi từ 70 – 95o. Trạng thái ứng suất này hoàn toàn phù hợp với đới đứt gãy thuận Cửa Ông đã được mô tả ở trên.
Nhận xét chung là trạng thái ứng suất nén hiện đại các trục ứng suất cực đại σ1 hầu như nằm ngang, phương á kinh tuyến, trục ứng suất σ3 gần thẳng đứng có thể quan sát thấy ở hầu hết diện tích nghiên cứu. Chỉ có ở rìa phía đông vùng nghiên cứu và rìa đông vịnh Cuốc Bê có trạng thái ứng suất hiện đại là tách giãn với trục ứng suất σ3 có phương á vĩ tuyến. Ngoài ra, dọc một số đứt gãy còn gặp trạng thái ứng suất là trượt bằng với sự đổi vị trí của các trục ứng suất σ1 và σ3.