Trong vùng nghiên cứu nói riêng và bể trầm tích Sơng Hồng nói chung có các hệ thống đứt gãy chính mang tính khu vực, kéo dài từ trong đất liền ra đến tận vịnh Bắc Bộ. Đây là các đứt gãy cổ và tái hoạt động nhiều lần trong thời kỳ Cenozoi, thường có
ích thước lớn cả về chiều dài lẫn biên độ dịch chuyển, phát triển sâu trong móng chính vì vậy chúng đóng vai trị quan trọng trong tiến trình phát triển địa chất của bể.
3.2.1. Phân chia đứt gãy theo phương phát triển
Do bị ảnh hưởng bởi hai đới cấu trúc có phương Tây Bắc - Đơng Nam và đới cấu trúc có phương Đơng Bắc - Tây Nam nên ở khu vực nghiên cứu sẽ có những hệ thống đứt gãy sau: hệ thống đứt gãy phương Tây Bắc – Đông Nam, hệ thống đứt gãy phương Đông Bắc – Tây Nam, hệ thống đứt gãy á vĩ tuyến, hệ thống đứt gãy á kinh tuyến.
a. Hệ thống đứt gãy phương Tây Bắc – Đông Nam
Đứt gãy phương Tây Bắc – Đông Nam hầu hết là những đứt gãy lớn về chiều dài cũng như biên độ dịch chuyển. Tuổi thành tạo chúng hiện nay vẫn còn là vấn đề đang được tranh cãi. Tuy nhiên có thể khẳng định là chúng là những đứt gãy trượt bằng hoạt động mạnh trong Cenozoi theo phương thẳng đứng. Những đứt gãy phương Tây Bắc – Đơng Nam này đóng vai trị rất quan trọng trong tiến trình phát triển địa chất của bể Sông Hồng.
Trong phạm vi khu vực nghiên cứu, hệ thống đứt gãy phương Tây Bắc- Đông Nam là hệ thống đứt gãy khống chế hình thái cấu trúc của lơ 102 và nửa phía tây lơ 106, các đứt gãy điển hình của hệ thống đứt gãy này gồm:
Đứt gãy Sông Chảy
Đứt gãy Sông Chảy được xem là một nhánh chủ yếu của hệ thống biến dạng Ailaoshan – Calimantan. Đứt gãy này éo dài theo hướng Tây Bắc – Đông Nam từ biên giới Việt Trung qua vùng trũng Hà Nội vươn ra vịnh Bắc Bộ. Trong phạm vi khu vực nghiên cứu thì đứt gãy Sơng Chảy phát triển ở phần phía Tây của lơ 102, phát triển theo hướng Tây Bắc- Đông Nam (3300- 1500), cắm về hướng Đông Bắc (600), cự ly dịch chuyển thẳng đứng trong móng trước Cenozoi khoảng 3200m, còn cự ly dịch
gãy thuận trượt bằng trái xảy ra trong Oligocen và Miocen (có thể có pha nghịch đảo tuổi N11 nhưng nhỏ). Đứt gãy này đóng vai trị là ranh giới giữa đới Sơng Chảy và đới Sông Hồng.
Đứt gãy Vĩnh Ninh
Đứt gãy Vĩnh Ninh là một nhánh của đứt gãy Sông Chảy, được tách ra từ khu vực Tuyên Quang éo dài qua trũng Hà Nội. Trong phạm vi khu vực nghiên cứu, phần kéo dài của đứt gãy Vĩnh Ninh ra tới trung tâm lô 102, phát triển theo hướng Tây Bắc- Đông Nam (323-1430
), cắm về hướng Tây Nam (65 - 800), cự ly dịch chuyển thẳng đứng trong móng trước Cenozoi khoảng 18 m, là đứt gãy nghịch trong Miocen muộn, là ranh giới của trũng Trung tâm và trũng Đông Quan (pha nghịch đảo xảy ra mạnh mẽ hơn pha thuận trong thời kỳ E2- N11).
Theo Phan Trọng Thịnh, đứt gãy Vĩnh Ninh là điển hình của đứt gãy đổi pha, hoạt động tách giãn từ Miocen sớm sang nén ép ở Miocen muộn. Như vậy, các cấu tạo xiết ép trong trầm tích Miocen liên quan đến sự hoạt động của đứt gãy Vĩnh Ninh.
Đứt gãy Sông Lô
Đứt gãy Sông Lô cũng là một nhánh chính của đới biến dạng Ailaoshan – Calimantan, phát triển bên cánh Đông Bắc của vùng trũng Hà Nội. Trong phạm vi khu vực nghiên cứu, đứt gãy Sông Lô, phát triển ở trung tâm lơ 102, phía Đơng Bắc của trũng Đơng Quan, phía Tây Nam mũi nhơ Tràng Kênh, mở rộng về phía Tây Nam của Lơ 106, phía Tây Nam của địa hào Thủy Nguyên, phương éo dài là Tây Bắc- Đông Nam (335- 3170), hướng cắm về phía Tây Nam với góc cắm khoảng 70 – 800. Cự ly dịch chuyển thẳng đứng trong móng trước Cenozoi từ mũi nhơ Tràng Kênh đến trũng Đông Quan hoảng 2 m, đến trung tâm địa hào Thủy Nguyên và trũng trung tâm là 22 m. Đứt gãy này phân chia trũng Đông Quan và mũi nhô Tràng Kênh, địa hào Thủy Nguyên và trũng trung tâm. Hoạt động của đứt gãy thuận trượt bằng trái trong
thời kỳ E2-E3- N11, nghịch đảo vào cuối N11. Pha thuận trượt bằng trái xảy ra mạnh mẽ hơn pha nghịch đảo, do vậy chúng ta có thể quan sát thấy các đứt gãy thuận.
Theo Vũ Đức Chính, Phùng Văn Phách (2 2) thì đới đứt gãy Sơng Lơ hoạt động theo hai pha:
- Pha sớm gắn liền với sự hình thành trũng trầm đọng các trầm tích Oligocen, trũng có iểu pull – apart thành tạo do trượt bằng trái. Nhưng dịch chuyển trượt bằng trái tiếp tục khơng chỉ làm các trầm tích có tuổi Oligocen bị nghiêng thoải về phía Tây Nam mà cịn làm xuất hiện trong chúng nhiều đứt gãy nhỏ và khe nứt.
- Pha muộn được lấp đầy bởi trầm tích Đệ Tứ và vẫn còn kiến trúc pull – apart nhưng do trượt bằng phải.
Những đứt gãy khác
Trong phạm vi khu vực nghiên cứu còn gặp rất nhiều đứt gãy nhỏ hơn phát triển theo phương Tây Bắc – Đông Nam như đứt gãy Kiến Thụy, đứt gãy Tiên Lãng và một số đứt gãy khác
- Đứt gãy phát triển ở phần phía Nam của nâng Chí Linh, phía Bắc của địa hào Thủy Nguyên, phát triển theo hướng Tây Bắc – Đơng Nam (326-3000), nghiêng dần về phía Tây Nam, cự ly dịch chuyển thẳng đứng trong móng trước Cenozoi là 25 m. Đứt gãy này bắt đầu ở phần trên của nâng Chí Linh và cũng ết thúc ở phần cuối của đới nâng này. Hoạt động đứt gãy thuận trượt bằng trái trong E2 - E3.
- Đứt gãy gặp ở phần phía Bắc của đới nâng Tiên Lãng, phát triển theo hướng Tây Bắc – Đông Nam (3170), nghiêng về phía Tây Bắc, cự li dịch chuyển thẳng đứng của móng trước Cenozoi đạt 47 m. Đứt gãy này ngăn cách giữa địa hào Kiến An với đới nâng Tiên Lãng, là đứt gãy thuận trượt bằng trái trong thời kỳ E2- E3
- Đứt gãy phát triển ở phần Bắc của địa hào Kiến An, là phần kéo dài của đứt gãy Hải Dương, phát triển theo hướng Tây Bắc – Đông Nam (3170), nghiêng dần về phía Tây Bắc, cự ly dịch chuyển thẳng đứng trong móng trước Cenozoi đạt 47 m, là đứt
gãy thuận trượt bằng trái trong Oligocen và Miocen. Đứt gãy này phân tách thềm Hải Phòng với địa hào Kiến An và đới Sông Hồng. Đứt gãy này tái hoạt động trong Miocen.
b. Hệ thống đứt gãy phương Đông Bắc – Tây Nam
Hệ thống đứt gãy phương Đông Bắc – Tây Nam cùng phương với hệ uốn nếp Caledoni kéo dài từ Tây Lôi Châu sang địa phận Việt Nam với chiều dài phát triển tương đối lớn từ hàng chục đến vài chục m và biên độ dịch chuyển từ 300-800m. Hầu hết các đứt gãy của hệ thống này tập trung chủ yếu ở phần phía Đơng lơ 1 6, 1 7 của bể sông Hồng và phần Tây Nam bể trầm tích Lơi Châu. Đây là các đứt gãy chờm nghịch, được hình thành vào cuối giai đoạn tạo rift (Oligocen - Miocen sớm) do pha nén ép kiến tạo địa phương trong hu vực gây nên. Cũng chính pha nén ép này một số cấu tạo nghịch đảo kiến tạo như dạng cấu tạo 107-PA-1X đã xuất hiện. Các đứt gãy này có cường độ hoạt động giảm dần vào cuối Oligocen và ngừng hoạt động hoàn toàn vào
Đứt gãy (đứt gãy bắc Bạch Long Vĩ) ở phần Đông Bắc các lô 102 & 106, kéo dài theo hướng Đông Bắc – Tây Nam (40- 670
), nghiêng dần về phía Đơng Nam, cự ly dịch chuyển thẳng đứng trong móng trước Cenozoi đạt 900m ở phía Đơng Bắc giữa phần Đông Bắc địa hào Bạch Long Vĩ và đới nâng Quảng Ninh và đạt 2300m ở phần Nam của địa hào Cẩm Phả và đới nâng Quang Ninh. Đứt gãy này hoạt động trong suốt giai đoạn Oligocen và Miocen dưới. Chúng phân tách địa hào Cẩm Phả và phần Đông Bắc của trũng Bạch Long Vĩ với đới nâng Quảng Ninh (I)
Đứt gãy ở phần Đông của đới nâng Bạch Long Vĩ, éo dài theo phương Đông Bắc – Tây Nam (460), nghiêng dần về phía Đơng Nam, cự ly dịch chuyển thẳng đứng của móng trước Cenozoi đạt 2 m. Đứt gãy này phân tách đới nâng Bạch Long Vĩ với phần phía Nam của trũng Bạch Long Vĩ, tái hoạt động chủ yếu trong Miocen.