Kết qua phân tích cho thấy rằng, tác động của chuyển động kiến tạo đứt gãy Điện Biên – Lai Châu đã làm phân dị độ cao của hai bên sƣờn thung lũng. Với hàng loạt các tuyến mặt cắt địa hình đƣợc xây dựng trên mơ hình DEM đã cho thấy đƣợc sự phân dị này (Hình 4.5,4.6,4.7).
Tại sƣờn tây, với cấu trúc địa hình phân dị theo phƣơng đơng – tây, địa hình nơi đây có đợ phân cắt ngang biến đổi từ 2 – 3 km, trong khi phân cắt sâu dao động
từ 200 – 300m (mặt cắt L-L’, M-M’), độ phân cắt sâu tăng dần về phía thung lũng (mặt cắt D-D’. F-F’)
Hình 4.6: Các mặt cắt địa hình khu vực Mƣờng Lay theo phƣơng kéo dài của thung lũng
Tại sƣờn đông, mật đợ phân cắt ngang (vng góc với phƣơng kéo dài của thung lũng) dày hơn, biến đổi từ 500 – 900m và phân cắt sâu dao động không lớn trong khoảng từ 100 – 200m. Đợ phân cắt khơng có sự phân dị lớn dọc theo các vị trí từ bắc tới nam. Mặt khác, tại sƣờn đông, dọc theo ven sƣờn thung lũng, đợ phân cắt địa hình khơng lớn (mặt cắt O-O’), đặc điểm này là do đặc tính dập vỡ của sƣờn không lớn, phần chính chỉ chịu ứng suất cắt, nên địa hình bị phân chia bởi hệ hệ mặt đứt gẫy song song với phƣơng của thung lũng, tạo nên địa hình khơng phân dị nhiều mà chỉ đặc trƣng bằng địa hình dớc và phẳng (hình 4.6).
Mợt mặt cắt dọc thung lũng phƣơng bắc-nam (theo mặt cắt N-N’), cho thấy độ dốc của thung lũng là tƣơng đối lớn, độ chênh cao lên đến 200m, giữa đáy của thung lũng đầu bắc và đầu nam. Đợ dớc trung bình đạt > 15O nghiêng về bắc. Theo mặt cắt N-N’ hình 3.10, cho thấy địa hình phân chia thành hai bậc rõ rệt. Bậc địa hình thấp nhất, ở trình cao khoảng 200m kéo dài tới 5 km, bậc điạ hình cao hơn, ở cao khoảng 300m, kéo dài tới 9km. độ chênh cao đạt 100m. Độ chênh cao này, tƣơng ứng với mợt sự hạ bậc khá đợt ngợt, có thể liên quan tới hoạt đợng đứt gẫy về sau. Với tổng chiều dài 17km, cho thấy động năng của dòng sẽ giảm khi nguồn nƣớc đổ về, và khi mực nƣớc dâng cao trên 215m, thì đợng năng dịng theo phƣơng của thung lũng sẽ giảm.
Một minh chứng khác ở mức đợ quy mơ khu vực đó là hệ thớng faceis kiến tạo dọc thung lũng. Hình thái sắc nét của hệ thống facies phản ánh cho quá trình biến dạng trẻ của địa hình, ở đó q trình sƣờn chƣa làm cho các facies này thay đổi hình thái và có thể dễ dàng nhận ra, đã tạo nên mợt cấu trúc hình học điển hình cho đứt gẫy Điện Biên – Lai Châu hoạt đợng kiến tạo hiện đại (hình 4.8). Toàn bợ hệ thớng facies đƣợc định hƣớng song song, nhìn tổng thể định hƣớng thành một đƣờng thẳng. Điều này còn phản ánh ranh giới của đới biến dạng chính nằm tại chân sƣờn của hệ thống facies này. Kết quả này cũng trùng hợp với ranh giới ́n khúc của dịng Nậm Lay.
Hình 4.8: Hệ thớng faceis kiến tạo sƣờn tây thung lũng Mƣờng Lay A: ảnh vệ tinh; B: mơ hình hệ thớng faceis
Phân tích cấu trúc ở tỷ lê ̣ lớn có thể thấy khu vƣ̣c nghiên cƣ́u đƣợc phân chia ra làm 3 phần rõ rệt:
- Phần trung tâm là nơi đƣ́t gãy cắt qua làm phá hủy hoàn toàn đất đá và đƣơ ̣c trầm tích Đê ̣ tƣ́ phủ lên trên;
- Sƣờn phía tây đứt gãy là cá c trầm tích thuô ̣c hê ̣ tầng Lai Châu . Trải qua nhiều hoa ̣t đô ̣ng kiến ta ̣o ma ̣nh mẽ , thành phần vật chất của dải này khơng cịn giữ đƣơ ̣c hiê ̣n tra ̣ng ban đầu mà bi ̣ phá hủy nát vu ̣n, nhiều nơi bi ̣ xerisit hóa ma ̣nh.
- Sƣờn phía đôn g đƣ́t gãy là các trầm tích – phun trào của hê ̣ tầng Cẩm Thủy và trầm tích cacbonat thuộc hệ tầng Bản Páp . Với tác du ̣ng của hoa ̣t đô ̣ng kiến ta ̣o , phần đá vôi bi ̣ hoa hóa và đi ̣a hình xuất hiê ̣n nhƣ̃ng vách dớc đƣ́ng (nhƣ đã trình bày trên phần đi ̣a ma ̣o ). Các trầm tích – phun trào của hê ̣ tầng Cẩm Thủy bi ̣ phá hủy và phong hóa ma ̣nh. Trên sƣờn có lẫn cả thành phần cacbonat của đá vôi Bản Páp.
Hình 4.10: Đặc điểm cấu trúc biến dạng đi đôi với trƣợt bằng trái khu vực thung lũng Mƣờng Lay
Trên ảnh vệ tinh chúng ta cũng có thể thấy rõ đƣợc sự phá hủy của hai bên sƣờn đứt gãy. Sƣờn tây, với thành phần chủ yếu là trầm tích lục nguyên, bị phá hủy thành đới nát vụn, tạo điều kiện cho xâm thực và phong hóa mạnh hơn. Địa hình thƣờng thấp và mềm mại hơn sơ với sƣờn đông.
Ngƣợc lại, sƣờn đông với thành phần là đá cacbonat rắn chắc, hoạt động của đứt gãy tạo nên các vách rất dớc, địa hình cao hơn sƣờn tây và có dạng tuyến kéo dài theo phƣơng đứt gãy. Địa hình thƣờng trạm trổ phía trên đỉnh do q trình karst hóa.
Hình 4.11: Địa hình sƣờn tây mềm mại hơn và có nhiều hệ thống xâm thực Minh chứng về sự dịch chuyển trái còn đƣợc thể hiện qua các cấu trúc nhỏ thông qua phân tích cấu trúc thạch học của những mẫu thu thập đƣợc trong khu vực nghiên cứu.
Cấu trúc dạng đuôi ngựa của một bên đứt gãy và cấu trúc ́n nếp vị nhàu của cánh còn lại minh chứng cho sự chuyển dịch trái của đứt gãy.
Từ cấu trúc uốn nếp với mặt trục thẳng đứng đến cấu trúc pyrit biến dạng hình cá hay cấu trúc Crochon có mặt trục thẳng đứng đều minh chứng cho chuyển đợng trƣợt bằng trái (Hình 4.13).
Hình 4.13: Cấu trúc pyrit biến dạng hình cá, đi cùng với cánh của mợt cấu trúc ́n nếp có mặt trục thẳng đứng phát hiện trong đá trầm tích hệ tầng Lai Châu tại trung
Hình 4.14: Cấu trúc biến dạng crochon phát hiện trong đá trầm tích hệ tầng Lai Châu tại trung tâm thung lũng Mƣờng Lay minh chứng chuyển động trƣợt bằng trái
Biểu hiện trƣợt trái còn đƣợc thể hiện qua việc phân tích lát mỏng thạch học.
Hình 4.15: Micro-pullapart trong đá trầm tích phân phiến Lai Châu, minh chứng cho một pha dịch trƣợt trái trong điều kiện biến dạng dòn tại sƣờn tây của lũng
4.1.3. Minh chứng về thạch cấu trúc
Nhƣ trình bày trong chƣơng phƣơng pháp, đă ̣c trƣng tha ̣ch cấu trúc có ý nghĩa quan tro ̣ng trong viê ̣c dƣ̣ báo nguy cơ trƣợt lở, đă ̣c biê ̣t ở khu vƣ̣c bi ̣ dâ ̣p vỡ cao. Tính chất này gắn liền với góc ma sát trong của từng loại đá . Trong phần này trình bày các đá chính có mặt trong khu vực ngiên cứu . Các sớ liệu đƣợc thảo luận mang tính đại diện cho mợt sớ nhóm đá trong khu vực.
a. Nhóm đất, đá cacbonat
Nhóm đá nguồn gớc trầm tích Cacbonat chủ ́u là đá vôi cacbonat và mợt sớ bị biến chất hoa hóa. Trong khu vƣ̣c nghiên cƣ́u , hê ̣ tầng Bản páp (D1-2bp) bị karst
hóa bề m ặt mạnh mẽ , xuất hiê ̣n nhiều hố su ̣t , phễu karst, hang karst, tuy nhiên đá vẫn còn nguyên khối . Đá bi ̣ nƣ́t nẻ khối do các hoạt động kiến tạo lâu dài, do các trƣờng lực nén ép hoặc do đặc tính phân lớp của đá vôi. Đá vẫn cịn tƣơng đới tƣơi nên chất lƣợng khối đá khá tốt, độ bền từ cao đến rất cao. Đây là đá vơi có đặc tính kỹ thuật tƣơng đới tớt, mẫu có tuổi địa chất D1-2bp. Đợ bền nói chung của các đá
này đều khá cao, hệ sớ bền vững khơ gió f = 7,7-13,3, cƣờng độ kháng nén đơn trục khơ gió từ cao đến rất cao n = 785,2 – 1718,0 kG/cm2, lực dính kết cũng rất lớn, c = 145 – 300kG/cm2, đá rất chặt sít, độ lỗ rống nhỏ n = 0,4-2,1 %.
Đối với đá vôi , tính chất hút nƣớc của đá yếu , tính trƣơng nở và ngấm nƣớc hầu nhƣ không có . Nhƣ vâ ̣y, tính chất gắn kết của loại đá này là khá tốt , tuy nhiên cần chú ý đến nhƣ̃ng hang karst ngầm có khả năng gây sâ ̣p hang hoă ̣c đổ đá .
Sản phẩm phong hóa của đá vơi hệ tầng Bản Páp là các hạt vụn thô , rờ i ra ̣c đƣơ ̣c thành ta ̣o do quá trình các đá vôi bi ̣ nghiền vu ̣n dƣới tác du ̣ng ma ̣nh mẽ của hoạt động kiến tạo khu vực.
Phân tích các chỉ tiêu cơ lý của đất , sản phẩm phong hóa của đá vơi hệ tầng Bản Páp (D1-3 bp) bao gồm các đất vu ̣n thô , rời trong khu vƣ̣c này cho thấy chúng chƣ́a nhiều sa ̣n dăm và bơ ̣t nghiền vu ̣n . Đất có khả năng giữ nƣớc trung bình, đợ chặt sít trung bình, khới lƣợng thể tích tự nhiên của chúng dao đợng ở mức trung bình (g/cm3) đến 1,80(g/cm3); hệ số rỗng trung bình eo = 0,992. Do đất
chứa nhiều dăm sạn nên sức kháng cắt của đất trong điều kiện bão hịa nƣớc khá cao, góc ma sát trong dao đợng từ 19o15’ đến 32o36’.
b. Nhóm đất, đá trầm tích lu ̣c nguyên
Nhóm đá trầm tích lục nguyên trong khu vực ng hiên cƣ́u thuô ̣c hê ̣ tầng Lai Châu (T2-3 lc) có thành phần chủ ́u là cát bợ kết , sét bột kết , dăm sạn kết . Đất đá tḥc các hệ tầng trong nhóm trầm tích lục nguyên-lục địa thƣờng bị phong hóa khá mạnh mẽ và nứt nẻ theo mặt lớp, bên cạnh đó các q trình hoạt đợng kiến tạo lâu dài cũng làm cho đá bị uốn nếp và dập vỡ tạo điều kiện cho hoạt động phong hoa càng mạnh mẽ hơn. Những điều này làm cho chất lƣợng khới đá tḥc nhóm này thƣờng khơng cao, đợ bền của đá thƣờng yếu, trừ một số đá dăm sạn kết, cát kết ngun khới có các chỉ tiêu lực học cao hơn.
Trong hê ̣ tầng Lai Châu , nhƣ̃ng đá cát bơ ̣t kết , sét kết có chứa kết hạch sát và oxit sắt thƣờng có đô ̣ bền thấp, hệ số bền vững khơ gió khá thấp f = 1,3 – 4,0 và khi bão hòa fbh = 1,1-3,2, cƣờng độ kháng nén cũng thấp n = 42,8 – 451,9 kG/cm2 (trƣờng hợp khơ gió) và n-bh = 31,6 – 389,0 kG/cm2 . Trong khi đó, tính hút nƣớc của đá phụ thuộc vào thành phần vật chất của đá. Các đá sét bột kết thƣờng hút nƣớc mạnh cịn các đá cát bợt kết thì hút nƣớc kém hơn. Cịn với các đá dăm – sạn kết, cát bộ kết chúng thƣờng bị phong hóa vừa phải , mơ ̣t sớ vẫn còn giƣ̃ đƣợc đă ̣c tính ban đầu của chúng. Với các đá này có đô ̣ bền khá cao , hệ sớ bền vững khơ gió f = 5,6 – 10,2 và bị giảm không lớn khi bão hịa fbh = 5,2-9,9, cƣờng đợ kháng nén khơ gió khá cao n = 486,4 – 1185,6 kG/cm2, khi bão hòa là n = 425,3-1130,3 kG/cm2, lực dính kết cũng tƣơng đối cao C = 88,0 – 208,0 kG/cm2. Các tính chất vật lý của đá trong phụ nhóm cũng thể hiện tính khá bền vững của chúng, đặc biệt tính hút nƣớc và trƣơng nở của đá khá thấp.
Đối với đất là sản phẩm phong hóa của loại trầm tích này gồm các sản phẩm phong hóa hoàn toàn tƣ̀ đá gốc, sản phẩm sƣờn tích và trầm tích dập vụn.
- Vớ i các sản phẩm phong hóa hoàn toàn tƣ̀ đá gốc thƣờng là đất sét, sét pha, cát pha chứa sạn, cát thô. Mức độ cố kết của các đất này tƣơng đối tốt và đất khá
chặt sít, hệ sớ rỗng eo khi bão hịa nƣớc xấp xỉ 1.0; mức đợ thay đổi trung bình đợ ẩm tự nhiên của đất khi bão hòa nƣớc đạt tới >40% và mức đợ thay đổi trung bình đó đới với khới lƣợng thể tích là khoảng 5%, khới lƣợng thể tích tự nhiên trung bình của đất trong nhóm__ 1,76 (g/cm3). Sức kháng cắt của đất đƣợc đánh giá trong điều kiện bão hòa nƣớc. Khi đó, lực dính C của chúng nhìn chung ở mức trung bình đến khá cao cmax = 67,8 kPa, góc ma sát trong trung bình của đất cao,
__
= 25o. Nhƣ vậy, các mẫu đất phong hóa loại này có mức đợ nhạy cảm cao đới với nƣớc. Khi bị bão hịa, nhìn chung các tính chất của chúng bị giảm đáng kể, tuy nhiên, mợt sớ mẫu đất có vẫn thể hiện cƣờng đợ và dộ bền khá cao trong điều kiện đất bị bão hịa.
Hình 4.16: Nhóm đất đƣợc hình thành tƣ̀ quá trình phong hóa và phá hủy kiến tạo của trầm tích lục nguyên hệ tầng Lai Châu (T2-3 lc)
- Vớ i sản phẩm sƣờn tích gồm đất sét, sét pha, cát pha chứa sạn sỏi, cát thô là các sản phẩm của hệ tầng Lai Châu . Đặc tính cơ lý đất của sản p hẩm này nhƣ sau : đợ ẩm tự nhiên của đất khi bão hịa nƣớc khá cao, đạt tới >44% và mức độ thay đổi trung bình đó đới với khới lƣợng thể tích là khoảng >6 %, khối lƣợng thể tích tự
Sản phẩm phong hóa từ đá gớc
Trầm tích dâ ̣p vụn
nhiên trung bình của đất trong nhóm thấp hơn,__ 1,68 (g/cm3). Sức kháng cắt của đất đƣợc đánh giá trong điều kiện bão hịa nƣớc. Khi đó, lực dính C của chúng nhìn chung ở mức trung bình đến thấp cmax = 15,6 kPa, góc ma sát trong trung bình của đất cao, __ = 29o. Nhƣ vậy, các mẫu đất phong hóa loại này có mức đợ nhạy cảm cao đối với nƣớc. Khi bị bão hịa, nhìn chung các tính chất của chúng bị giảm đáng kể, tuy nhiên, mợt sớ mẫu đất có vẫn thể hiện cƣờng đợ và độ bền khá cao trong điều kiện đất bị bão hịa .
- Nhóm trầm tích dập vụn là sản phẩm của q trình phong hóa chƣa triệt để và các q trình nén ép của hoạt động kiến tạo . Đất loại này khá rời rạc và cố kết yếu do thiếu vật liệu gắn kết, hệ số rỗng eo khi bão hịa nƣớc khá thấp. Mức đợ thay đổi trung bình đợ ẩm tự nhiên của đất khi bão hòa nƣớc rất cao, đạt trên 100%, khối lƣợng thể tích tự nhiên của đất ở mức trung bình, 1,65 (g/cm3). Sức kháng cắt của đất trong điều kiện bão hịa nƣớc khơng lớn và chủ ́u đƣợc thể thơng qua góc ma sát trong ( = 36o31’). Lực dính C của của đất rất nhỏ thấp c = 6,26 kPa [14]. Các mẫu đất dập vụn loại này có mức đợ nhạy cảm cao đới với nƣớc. Khi bị bão hịa, nhìn chung các tính chất của chúng bị giảm mạnh. Đặc biệt, lực dính kết bão hòa của đất rất thấp sẽ là tiền đề để nguy cơ trƣợt lở sƣờn-vách dốc xảy ra trong điều kiện mƣa kéo dài.
d. Nhóm đất, đá trầm tích – phun trào
Trong khu vƣ̣c nghiên cƣ́u , đá trầm tích – phun trào thuô ̣c hê ̣ tầng Cẩm Thủy (P3 ct) sẫm màu. Do quá trình hoa ̣t đô ̣ng kiến ta ̣o ma ̣nh mẽ và lâu dài , kết hợp với q trình phong hóa vật lý đã làm cho kết cấu của đá giảm đi . Kết quả thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý đã chỉ ra rằng các đá tḥc nhóm Magma phun trào này do bị các hoạt đợng phong hóa mạnh mẽ nên chúng trở nên khá yếu. Độ bền của các đá này thấp, hệ sớ bền vững khơ gió f = 2,8- 3,5, khi bị bão hòa nƣớc chúng càng thấp hơn, fbh = 2,3-3,3; cƣờng đợ kháng nén đơn trục khơ gió cũng thấp n = 151,9
– 228,9 kG/cm2, khi bão hòa nƣớc n bh = 111,7-206,1 kG/cm2; lực dính kết nhỏ C = 33,5-45,5 kG/cm2; đá có đợ chặt sít trung bình đến lớn, đợ lỗ rớng n = 4-13,9% .
Các sản phẩm phong hóa trên sƣờn là các đất khá khô , khả năng ngậm nƣớc cao; mức độ cố kết khá tốt, đất giàu thành phần sét nhƣng cũng chứa sạn hoặc cát thơ, góc ma sát trong và lực dính C của chúng thƣờng tƣơng đối cao.
- Các sản phẩm phong hóa từ đá gớc bazan gờm: sét, sét pha chứa sạn, cát thô