1.2.1. Giao thông
Hệ thống đƣờng giao thông trong khu vực nghiên cứu cũng khá phát triển. Nơi đây có một số tuyến quốc lộ chạy qua nhƣ Quốc lộ 14, chạy theo hƣớng Tây Bắc - Đông Nam, bắt đầu từ thị trấn Plei Kần huyện Ngọc Hồi qua thị trấn Đắk Tơ tới xã Hà Mịn huyện Đắk Hà. Ngồi ra cịn có các tuyến đƣờng khác nhƣ đƣờng Hồ Chí Minh (Quốc lộ 14C), Quốc lộ 40B.
Đƣờng tỉnh lộ trong khu vực cũng khá phát triển nhƣ tỉnh lộ 671, 672, 675. Giao thông trong khu vực ảnh hƣởng lớn đến sự phát triển kinh tế của cả vùng.
1.2.2. Dân cư, kinh tế, văn hóa - xã hội
Cƣ dân trong vùng có mật độ khá thƣa thớt gồm có ngƣời Kinh sinh sống chủ yếu ở trung tâm của các xã, thị trấn và ven các đƣờng Quốc lộ, tỉnh lộ còn lại là
ngƣời các dân tộc thiểu số khác nhƣ Cơ Tú, Xê Đăng, H'rê, Gia Rai, Ba Na, Brâu, Rơ Măm, sống rải rác trong các thung lũng hoặc trên sƣờn núi cao.
Tuy có tiềm năng lâm sản (bao gồm các loại gỗ, sâm và các đặc sản rừng khác), khoáng sản (vàng, sét gạch ngói, sét điatomit, bauxit) nhƣng kinh tế vùng còn chƣa phát triển. Cƣ dân ở đây sống chủ yếu bằng nghề nông, một vài nơi trồng cà phê, hồ tiêu nhƣng qui mơ trồng nhỏ. Ngồi những vùng trung tâm của huyện, thị trấn thì đời sống kinh tế, văn hóa của vùng cịn kém phát triển.
Chƣơng 2 - LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Lịch sử nghiên cứu dập vỡ kiến tạo và đứt gãy
2.1.1. Các vấn đề chung về dập vỡ kiến tạo
Dập vỡ kiến tạo là sản phẩm của quá trình hoạt động nội sinh thể hiện ở sự gãy vỡ, dập nát các thành tạo địa chất. Chúng đƣợc hình thành do sự di chuyển của các khối địa chất, do hoạt động đứt gãy, hoạt động động đất, hoạt động phun trào và xâm nhập. Đới dập vỡ kiến tạo đƣợc hiểu là các thể địa chất, nhƣ: đứt gãy, các đới trƣợt cắt, các đới dăm kết kiến tạo và các đới khe nứt tăng cao. Đa số các đới dập vỡ kiến tạo đƣợc sinh ra khi hoạt động phá hủy xảy ra, tức là trong mơi trƣờng biến dạng dịn. Do đó, dập vỡ kiến tạo là một trong những yếu tố quan trọng để đánh giá mức độ hoạt động đứt gãy, hoạt động kiến tạo chuyển dịch luận giải hoạt động đứt gãy Tân kiến tạo và kiến tạo đứt gãy hiện đại.
Đới dập vỡ kiến tạo trên địa hình đƣợc thể hiện là dải hoặc nhiều dải, một khu vực mà các thành tạo đất đá bị dập vỡ, cà nát. Đới đó có thể nằm trùng trong phạm vi của một đứt gãy, của một đới đứt gãy hay nơi giao cắt của nhiều dập vỡ kiến tạo.
Đới dập vỡ kiến tạo có khả năng chứa vì về mặt lý thuyết cũng nhƣ thực tế đới dập vỡ là đới thơng khí, nên khả năng tàng trữ nƣớc của chúng là rất lớn. Tuy nhiên, khả năng đó phụ thuộc rất nhiều vào vị trí của phân bố của các đới dập vỡ trên địa hình: trùng thung lũng hay trùng vào đới giao cắt của các đứt, các đới khe nứt tăng cao biệt lập. Và trữ lƣợng nƣớc chứa trong chúng phụ thuộc rất nhiều vào cấu trúc bên trong, đặc điểm thạch học, tính thấm, tính lƣu thơng và tính nhả nƣớc của chúng. Theo đánh giá chung của nhiều cơng trình nghiên cứu, tiềm năng nƣớc cũng nhƣ khối lƣợng nƣớc khai thác đƣợc từ các đới dập vỡ rất cao so với các thành tạo bên ngoài nếu nhƣ chúng phân bố ở vị trí địa hình thích hợp cho việc thu nƣớc. Đây là những tiền đề thực tế đáng tin cậy về khả năng có nƣớc của các đới dập vỡ.
2.1.2. Lịch sử nghiên cứu địa chất- kiến tạo, địa chất thủy văn
Nhƣ trên đã nêu dập vỡ kiến tạo là sản phẩm của hoạt động kiến tạo, hoạt động nội sinh và sinh ra chủ yếu trong mơi trƣờng biến dạng dịn. Do đó lịch sử nghiên cứu đối tƣợng này cũng chính là nghiên cứu kiến tạo đứt gãy.
Lịch sử nghiên cứu đứt gãy và kiến tạo đứt gãy trong khu vực nghiên cứu đã đƣợc thể hiện sơ lƣợc trong một số cơng trình nghiên cứu sau đây của ngƣời Pháp nhƣ: Chuyên khảo “Đông Dƣơng thuộc Pháp, cấu trúc địa chất, các đá, các mỏ và mối liên quan có thể của chúng với kiến tạo” của Fromaget. Đây là công trình nghiên cứu tổng hợp có giá trị lớn về địa chất Đơng Dƣơng, trong đó có vùng Bắc Tây Nguyên.
Bản đồ địa chất Đông Dƣơng tỷ lệ 1: 2 000 000 của Fromaget J. tái bản năm 1954
Các tờ bản đồ địa chất tỷ lệ 1 : 500 000 do Saurin E., Fontaine H. bổ sung đƣợc Nha địa dƣ Đà Lạt lần lƣợt tái bản trong những năm 1962 - 1964, trong đó có những tờ có diện tích trùm lên khu vực Tây Nguyên nhƣ đã kể trên.
Bản đồ địa chất Campuchia, Lào và Việt Nam tỷ lệ 1 : 2 000 000 tái bản lần thứ 3 năm 1971 do Fontaine bổ sung cho phần lãnh thổ từ vĩ tuyến 17 vào nam.
Sau năm 1975, khi đất nƣớc ta hoàn tồn thống nhất thì một loạt cơng trình của các nhà địa chất nƣớc ta ra đời. Đó là các tờ bản đồ:
Bản đồ địa chất ở tỷ lệ 1 : 500 000 toàn miền nam Việt Nam do Nguyễn Xuân Bao chủ biên.
Bản đồ địa chất Việt Nam tỷ lệ 1 : 500 000 (Trần Đức Lƣơng và Nguyễn Xuân Bao đồng chủ biên) với một chú giải địa tầng và magma chi tiết hơn hẳn các tờ bản đồ xuất bản trƣớc đó
Vùng nghiên cứu cịn đƣợc thể hiện ít nhiều trong các cơng trình: Nguyễn Cẩn (1983, 1985), Hoàng Anh Khiển, Phạm Huy Long (1984), Lê Duy Bách, Ngô Gia Thắng (1982, 1990, 1992), Nguyễn Trọng Yêm (1991, 1996, 2005), Văn Đức Chƣơng (1996), Lê Nhƣ Lai (1983), Lê Duy Bách, Ngô Gia Thắng (1982, 1990, 1992), Đặng Văn Bát (1991), Nguyễn Xuân Đạo (1988), Nguyễn Xuân Tùng, Trần
Văn Trị (1992), Phùng Văn Phách và nnk., 1996; Ngô Gia Thắng (1997), Phạm Văn Hùng (2002), Vũ Văn Vĩnh (2000), Văn Đức Chƣơng, 2001, Trần văn Trị, Vũ khúc, 2009. Cao Đình Triều, Phạm Huy Long (2002), Nguyễn Đình Xuyên và nnk (2003, 2004), Vũ Văn Vĩnh (1996), Phạm Văn Hùng (1998, 2000, 2001, 2002), Trần văn Thắng (1996, 2004), Lê Triều Việt (2005), Phan Đông Pha (2011),…
Nguyễn Trọng Yêm (1991) đã nghiên cứu hoàn cảnh địa động lực tân kiến tạo miền Nam Trung Bộ chỉ ra rằng: lãnh thổ Nam Trung Bộ trong thời ký kainozoi muộn đƣợc đặc trƣng bởi hoàn cảnh địa động lực tách giãn thể hiện qua sự hoạt động mạnh mẽ của núi lửa và sự phát triển rộng rãi của các kiến trúc kiến tạo tách giãn. Nguồn gốc của sự tách giãn này một mặt là do nén ép nằm ngang phƣơng á kinh tuyến, một phần là do chuyển động từ từ của khối Indoxini về phía tây gây nên.
Ngoài ra, ở khu vực này cịn có những cơng trình nghiên cứu đứt gẫy đang hoạt động bằng các phƣơng pháp địa hoá, địa nhiệt của Trần Văn Dƣơng, Trần Trọng Huệ (1996). Trong những năm qua đã có các cơng trình nghiên cứu chuyên đề về hoạt động phun trào bazan Kainozoi muộn, dấu ấn biểu hiện hoạt động Tân kiến tạo khu vực nhƣ Nguyễn Xuân Hãn, Phạm Tích Xn (1991, 1996), Phạm Tích Xn, Nguyễn Hồng, Cung Thƣợng Chí và những ngƣời khác (1998), ... Hoạt động phun trào bazan Kainozoi Việt Nam nói chung và khu vực Tây Nguyên nói riêng đƣợc coi là gắn liền với chế độ tách giãn ở pha muộn của các hoạt động Tân kiến tạo khu vực.
Nhìn chung, về địa mạo, về cấu trúc kiến tạo, đứt gãy và địa động lực vùng tây Nguyên nói chung trong đó có vùng nghiên cứu đã đƣợc quan tâm. Song đi vào chi tiết thì vị trí của các đứt gãy, quy mơ phát triển của chúng cịn chƣa rõ ràng. Hơn nữa, các đới dập vỡ kiến tạo và tính chất của chúng là đối tƣợng chính của đề tài và mối liên quan của chúng với khả năng chứa nƣớc dƣới đất chƣa đƣợc nghiên cứu.
- Báo cáo tổng kết đề tài “Tài nguyên nƣớc dƣới đất Tây Nguyên” (Nguyễn Thƣợng Hùng chủ biên, 1998) thuộc chƣơng trình 48 - C (1984 - 1988).
- Chuyên khảo về nƣớc dƣới đất khu vực Tây Nguyên của Ngô Tuấn Tú, Võ Công Nghiệp, Đặng Hữu Ơn, Quách Văn Đơn năm 1999.
- Báo cáo kết quả điều tra nguồn nƣớc dƣới đất vùng núi bắc Trung Bộ và Tây Nguyên do Đặng Đức Long (2001).
Từ năm 2000 đến nay, các nghiên cứu vẫn đang đƣợc các nhà khoa học đƣơng đại tiếp nối bằng các cơng trình nghiên cứu tổng hợp về tài nguyên NDĐ Tây Nguyên do PGS.TS Đoàn Văn Cánh làm chủ nhiệm. Đó là các đề tài: Đề tài KHCN trọng điểm cấp Nhà Nƣớc mã số KC.48.05 (2003-2005); đề tài độc lập cấp Nhà Nƣớc mã số ĐTĐL.2007G/44 (2007 - 2009).
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu
Để hoàn thành mục tiêu đã đặt ra, đề tài đã sử dụng tổ hợp nhiều phƣơng pháp nghiên cứu. Các phƣơng pháp này tỏ ra rất hiệu quả và đƣợc nêu chi tiết nhƣ sau:
2.2.1. Phương pháp phân tích ảnh viễn thám, ảnh DEM, bản đồ Phân tích ảnh viễn thám, ảnh DEM Phân tích ảnh viễn thám, ảnh DEM
Phƣơng pháp phân tích ảnh viễn thám là phƣơng pháp nghiên cứu hiện đại, nghiên cứu những nét đặc trƣng của địa hình bề mặt Trái đất để phát hiện các cấu trúc tuyến tính hay các cấu trúc gần thẳng tuyến trên địa hình. Các cấu trúc tuyến tính này thƣờng có quan hệ nguồn gốc với các đới dập vỡ kiến tạo trong lớp vỏ Trái đất. Kết quả giải đoán ảnh viễn thám sẽ cho ra sơ đồ photolineament hay lineament, các đối tƣợng này thƣờng phản ánh các đới đứt gãy hay đới dập vỡ. Việc giải đoán ảnh viễn thám phụ thuộc rất nhiều vào đặc điểm và tính phân cắt địa hình, đặc điểm địa chất, đặc điểm lớp phủ thực vật và chất lƣợng ảnh viễn thám.
Các Lineament hay các cấu trúc dạng tuyến trên tƣ liệu viễn thám thƣờng thể hiện dƣới dạng đƣờng. Các yếu tố ảnh dạng tuyến gồm có photolineament (PL) hoặc lineament (L) hoặc đặc trƣng dạng tuyến (Linear features). Có thể định nghĩa khái quát chúng là các yếu tố đồng dấu hiệu ảnh thể hiện trên ảnh dƣới dạng đƣờng
thẳng, đoạn thẳng hoặc gần nhƣ thẳng hoặc các đoạn thẳng ngắn sắp xếp theo một đƣờng thẳng.
Các photolineament đƣợc giải đoán bằng mắt thƣờng theo hai cách: luận giải đơn ảnh và luận giải lập thể trên tất cả các ảnh viễn thám.
Các các dấu hiệu để giải đoán nhƣ sau:
- Các dải dị thƣờng tôn ảnh đen, xám sẫm, xám trắng dạng tuyến, thể hiện các tôn ảnh khác với phông chung trên tồn bộ tấm ảnh. Đơi khi, các lineament đƣợc phát hiện theo dị thƣờng tơn ảnh ngắt qng, hay giữa 2 diện tích có tơn ảnh khác nhau. Các lineament còn đƣợc phát hiện dựa vào dị thƣờng tôn ảnh gây ra bởi mức độ chứa nƣớc cao hay thảm thực vật phát triển mạnh hơn, hay mạng lƣới khe nứt dày đặc hơn hay tính dập vỡ cà nát của đất đá mạnh hơn. Đây là dấu hiệu trực quan nhất để phát hiện các lineament.
- Các dải dị thƣờng màu dạng tuyến cơ bản. Đó là các màu xanh, đỏ, lơ, tím, vàng, hồng và sắc màu tƣơng ứng trên nền (phông) của các màu khác. Nhiều khi lineament đƣợc phân biệt và vạch theo dị thƣờng màu ngắt quãng hay giữa độ đậm nhạt nhƣ: màu đỏ thẫm và đỏ nhạt.
- Cấp xám. Đây là dấu hiệu định lƣợng để xác định các photolineament sau khi đƣa mật độ quang học vào xử lý số theo 16 cấp. Việc giải đoán lineament giống nhƣ giải đốn tơn ảnh. Kết quả thu đƣợc là bản đồ cấp xám hay kastograma và dựa theo cấp xám, nhuộm màu mà chúng (các lineament) đƣợc giải đoán.
- Hoa văn và kiến trúc ảnh là dấu hiệu định tính quan trọng trong giải đốn ảnh địa chất nói chung và giải đốn photolineament nói riêng. Hoa văn ảnh là kiểu sắp xếp và kích thƣớc các yếu tố ảnh theo một quy luật nhất định tùy thuộc vào tính chất của đối tƣợng thể hiện dƣới một dạng trƣờng ngẫu nhiên của mật độ quang học. Trên ảnh có thể phân biệt đƣợc các dạng hoa văn sau: vơ định hình, chấm mịn, chấm thô, loang lổ, dạng vảy, dạng dải, gợn sóng, song song, răng lƣợc, ơ mạng, dạng khảm và một số dạng đặc biệt của mạng lƣới sông suối (dạng cành cây, dạng cánh gà, dạng ô mạng, các dải thực vật ƣa ẩm…)
Phân tích bản đồ địa hình, mạng lưới thủy văn
- Theo mạng lƣới thủy văn (sông suối và các cấp sông suối thẳng tắp theo dạng tuyến). Đây là dấu hiệu gián tiếp quan trọng để xác định photolineament. Đó là các đoạn sơng thẳng kéo dài; các suối cạn, các chỗ mở rộng, thu hẹp thung lũng kéo dài hay chỗ gấp khúc đột ngột của chúng. Hay sự bố trí song song, ô mạng, dạng cành cây của mạng lƣới thủy văn (Hình 2.1). Ngồi ra, các lineament cịn đƣợc xác định dựa vào sự thay đổi có hệ thống của các cấp sông suối, sự phân nhánh có quy luật các vị trí xuất lộ nƣớc ngầm theo tuyến.
Hình 2.1: Mạng lƣới sơng suối do đứt gãy địa chất tạo nên
- Các yếu tố địa hình: vách núi dựng đứng, các facet kiến tạo, các bậc địa hình, các vách thềm sơng, thềm biển các hố sụt cáctơ kéo dài, các dải đầm hồ dạng tuyến (Hình 2.2).
Hình 2.2: Địa hình, sơng suối ảnh hƣởng bởi đứt gãy địa chất
- Các ranh giới địa chất trong các miền có khí hậu nóng ẩm và ở nơi lớp thực vật mỏng có thể nhận biết đƣợc nhờ sự khác nhau tông màu (xám) của các khối kề liền hay phạm vi phân bố thạch học.
a b c
- Các cấu trúc tuyến tính kiểu đứt gãy gây nên bởi sự dập vỡ kiến tạo khống chế đặc tính bóc mịn của đá. Đó là các thung lũng hay sự sắp xếp dãy của đồi.
- Các dải, thảm thực vật tự nhiên có mật độ, tơng màu khác nhau đƣợc hình thành do sự tồn tại độ ẩm cao (liên quan với nƣớc ngầm), phân bố theo dạng tuyến trên ảnh hàng không (máy bay) (chụp từ độ cao dƣới 15 km) cũng là dấu hiệu trực quan để xác định lineament (Hình 2.3). Còn trên ảnh vũ trụ các dấu hiệu này bị bóc trụi nên khơng sử dụng chúng để giải đốn lineament đƣợc.
Hình 2.3: Yếu tố thực vật tại nơi có đứt gãy địa chất
- Ngồi ra một số dấu hiệu nhƣ bóng đổ (shadow), các kênh (bands) và hiệu ứng lập thể (stereoeffect) cũng đƣợc sử dụng để giải đoán.
Các cấu trúc vịng: gồm các cấu trúc đƣợc hình thành do hoạt động phun trào núi lửa. Đó là các nón (họng núi lửa dƣơng) và các họng (miệng) núi lửa âm; các khối nâng, khối sụt tân kiến tạo địa phƣơng.
Kết quả giải đoán là sơ đồ lineament kiến tạo (các lineament có nguồn gốc phi kiến tạo (không phải bản chất kiến tạo) bị loại trừ: đƣờng xá, các đƣờng ống dẫn nƣớc, dẫn dầu, các dải sơn văn thẳng…). Đây là các yếu tố dạng tuyến phản ánh bản chất là các đới phá hủy dập vỡ hoặc gần gũi với đứt gãy kiến tạo với quy mô, phƣơng vị và mật độ phân bố khác nhau trong khu vực nghiên cứu.
a
b
c
2.2.2. Phương pháp kiến tạo vật lý
Phương pháp khôi phục trạng thái ứng suất dựa vào cặp khe nứt cộng ứng (phương pháp của M. V. Gzovski, 1975)
Đây là phƣơng pháp khôi phục lại trƣờng ứng suất kiến tạo trên cơ sở đã xác định đƣợc cặp khe nứt cộng ứng. Cơ sở lý luận của phƣơng pháp này là: Trong vật thể đồng nhất, khi bị ngoại lực tác động, sẽ xuất hiện hai đới tập trung ứng suất tiếp cực đại (max) tạo với phƣơng lực tác động một góc khoảng 450. Các khe nứt cắt xuất hiện để giải tỏa ứng suất trùng hoặc gần trùng với các mặt ứng suất tiếp cực đại và tạo thành các cặp cộng ứng phát triển khá rộng rãi trên các vật thể địa chất. Giao tuyến của các cặp nứt cộng ứng là phƣơng vị của ứng suất trung gian 2. Các ứng
suất pháp cực tiểu 1 (nén cực đại) và ứng suất pháp cực đại 3 (giãn cực đại) sẽ là các đƣờng phân giác của các góc tạo bởi hai mặt nứt cộng ứng, trong đó 1 sẽ nằm trong hai phần tƣ khơng gian nén ép (đi vào) cịn 3 sẽ nằm trong hai phần tƣ đi ra. Các trục 1 ,2 ,3 có quan hệ gần vng góc với nhau. Thơng thƣờng trong điều kiện phá huỷ các đá kết cấu rắn chắc thì trục 1 sẽ là đƣờng phân giác của góc nhọn,