Hình 3.6: Các đường cong HC có dạng lõm-chữ “S”
3.2. Phân tích chỉ số độ uốn khúc chân sườn núi (Smf)
Nhƣ đã đƣợc trình ày ở ph n phƣơng pháp nghiên c u, chỉ số độ uốn khúc trƣớc núi (Smf) đƣợc xác định theo công th c:
Smf = Lmf / Ls
Trong đ : Smf là độ uốn khúc trƣớc núi; Lmf là chi u dài của mặt trƣớc núi dọc
theo đƣờng ch n núi, nơi c sự thay đổi rõ rệt nhất của độ dốc; và Ls - là chi u dài theo đƣờng thẳng của mặt trƣớc núi.
Theo nhƣ cách tính này, thì việc kh nhất là làm sao xác định đƣợc chính xác chi u dài mặt trƣớc núi (Lmf). Ngày nay, nhờ sự phát triển của khoa học và kỹ thuật cùng với kinh nghiệm qua thực tiễn, việc xác định, tính tốn các thơng số trên đã đƣợc thực hiện tự động hoặc án tự động dựa trên các tài liệu số c độ ph n giải cao (mơ hình số độ cao - DEM) và các ph n m m GIS. Theo đ , Dax erger và các đồng nghiệp (2014) [30], đã ph n iệt mặt thung l ng và sƣờn ằng sự thay đổi của độ dốc; ở đ , mặt thung l ng sẽ c độ dốc i n thiên với giá trị lớn nhất là nhỏ hơn 12,5% (<11,25o). Áp dụng cách tính trên, trong luận văn này, học viên s dụng tài liệu DEM c độ ph n giải 30m và ph n m m ArcGIS 10.2, học viên đã xác định đƣợc vị trí và chi u dài của 70 mặt trƣớc núi của 70 lƣu vực để tính giá trị uốn khúc trƣớc núi (Smf)
Đối với chỉ số độ uốn khúc trƣớc núi (Smf), nhi u nghiên c u (Rockwell và nnk, 1985; Keller, 1986; Bull, 2007; El Hamdouni và nnk, 2008; Mahmood và nnk, 2012) [20, 24, 32, 37], chỉ ra rằng: khi giá trị Smf< 1,4 thể hiện cho khu vực c hoạt động ki n tạo hiện đại, khu vực c giá trị 1,4 <Smf< 3, c thể hiện của hoạt động ki n tạo hiện đại nhƣng ở m c độ y u hơn và khu vực c giá trị Smf>3 thƣờng thể hiện cho khu vực ổn định trong phạm vi khoảng 1km so với mặt x i m n hiện tại.
Theo k t quả trên (Bảng 3.2) thì giá trị độ uốn khúc trƣớc núi trong khu vực nằm trong khoảng từ 1.163 đ n 3.628. Để đánh giá m c độ hoạt động ki n tạo khác nhau dọc các ph n đoạn đ t gãy, học viên c ng ph n thành 5 cấp giá trị uốn khúc trƣớc núi với m c độ hoạt động ki n tạo giảm d n theo th tự l n lƣợt là: (1)- Smf<= 1.3; (2)- 1.3 < Smf<=1.5; (3)- 1.5 < Smf<= 1.8; (4)- 1.8 <Smf<=2.4 và (5)- Smf > 2.4.
Chỉ số Smf phản ánh sự cân bằng gi a q trình bào mịn, xâm thực của dịng chảy tạo lên dạng địa hình uốn lƣợn trƣớc núi và quá trình hoạt động ki n tạo thẳng đ ng hình thành lên dạng mặt trƣớc núi thẳng nổi bật. Nhƣng đi u này chỉ hợp lý khi độ kháng c t của thạch học thấp, kém b n v ng. Còn với n n thạch học c độ kháng c t cao, quá trình bào mịn, xâm thực xảy ra chậm thì chỉ số Smf nhỏ c ng chƣa ch c phản ánh đƣợc hoạt động ki n tạo hiện đại mà có thể là do cả tính bảo tồn hình thái địa
hình tốt trên n n đá v ng ch c. Do đ , học viên tích hợp chỉ số Smf và độ kháng c t của thạch học nhƣ ảng 3.2 và các m c hoạt động ki n tạo cho từng lƣu vực khi đã tích hợp nhƣ hình 3.8.
Sau khi phân tích tổng hợp chỉ số Smf với m c độ kháng c t thạch học, m c độ hoạt động ki n tạo khu vực nghiên c u ph n lớn vẫn nằm trong ngƣỡng từ trung bình đ n y u (58 lƣu vực) chi m 82,8%, trong đ các lƣu vực với m c độ hoạt động ki n tạo trung bình chi m nhi u nhất (34,3%), các lƣu vực này đƣợc phân bố ở phía B c, trung tâm và một ph n phía Nam vùng nghiên c u, chúng nằm cả trên 2 cánh của đới cấu trúc. Khu vực thể hiện m c độ hoạt động ki n tạo mạnh và khá mạnh có quy mơ phân bố nhỏ hơn nhi u (17 lƣu vực, chi m xấp xỉ 22,6%) đƣợc phân bố chủ y u ở trung tâm và một ph n phía Nam vùng nghiên c u và tập trung các lƣu vực tƣơng đối đồng đ u qua đới cấu trúc. Nhƣ vậy, c ng nhƣ đối với chỉ số HI thì nhìn chung chỉ số Smf c ng thể hiện các lƣu vực có m c độ hoạt động ki n tạo tƣơng đối bình ổn, tuy nhiên các lƣu vực thể hiện m c độ hoạt động ki n tạo mạnh và khá mạnh có quy mơ lớn hơn đơi chút (chi m 8% đối với chỉ số HI so với 22,6% đối với chỉ số Smf).
3.3. Phân tích chỉ số về tính khơng đối xứng của bồn thu nước (AF)
Nhƣ đã trình ày ở ph n phƣơng pháp nghiên c u chỉ số bất đối x ng của bồn thu nƣớc (AF) đƣợc xác định theo công th c:
r l S S
AF
Theo đ , giá trị AF dao động từ 0.294 - 3.3401. Do AF 1 thì ồn thu nƣớc c tính ất đối x ng. Ngƣợc lại AF 1 thì ồn thu nƣớc đối x ng nên với các giá trị này học viên nh m gộp lại thành 5 nh m: (1) là nh m c giá trị 0.294 và 2.022 - 3.3401; (2) nh m giá trị từ 0.3408 - 0.5985 và 1.5471 - 1.9143; (3) nh m giá trị từ 0.6187 - 0.6941 và 1.3293 - 1.4982; (4) nh m giá trị 0.7241 - 0.8481 và 1.21 - 1.2978; (5) nh m giá trị từ 0.9008 - 1.1962.
Chỉ số AF thể hiện sự bất đối x ng của bồn thu nƣớc do độ nghiêng của bồn thu nƣớc khi hoạt động ki n tạo xảy ra. Nhƣ vậy, với n n thạch học v ng ch c, c độ kháng c t cao, quá trình xâm thực xảy ra chậm hơn thì gi nguyên đƣợc hình thái địa hình và dịng chảy chính của bồn thu nƣớc. Nhƣng với n n thạch học c độ kháng c t thấp, quá trình xâm thực xảy ra mạnh dẫn tới thay đổi dịng chảy chính và hai bên sƣờn của lƣu vực nên diện tích hai bên của bồn thu nƣớc bị thay đổi. Do đ , học viên tích hợp gi a chỉ số AF và độ kháng c t thạch học nhƣ ảng 3.3. Và các lƣu vực đƣợc phân bố trong khu vực nghiên c u nhƣ hình 3.10.
Hình 3.10: Sơ đồ phân cấp giá trị Af cho các lưu vực của khu vực nghiên cứu
Sau khi tính tốn tổng hợp giá trị Af cho các lƣu vực đồng thời với ảnh hƣởng kháng c t thạch học, khu vực nghiên c u nhìn chung đa ph n có ch độ hoạt động ki n tạo bình ổn, đi u đ thể hiện qua đa số các lƣu vực đ u phản ánh m c độ hoạt động ki n tạo ở m c trung ình đ n thấp (chi m tận 89,3%), trong đ các lƣu vực biểu hiện m c độ hoạt động ki n tạo trung bình và khá y u chi m đ n 68%. Các lƣu vực này
đƣợc phân bố h u kh p vùng nghiên c u và tập trung nhi u nhất tại trung tâm, phía B c và một ph n khá rộng v phía Nam. Các lƣu vực phản ánh m c độ hoạt động ki n tạo mạnh và khá mạnh chỉ chi m 10,6% tổng số các lƣu vực (8 lƣu vực) có quy mơ nhỏ và tập trung chủ y u ở phía Nam g n trung tâm và một ph n ít phía B c, chúng đƣợc phân bố nhi u hơn ên cánh ĐB đới cấu trúc. Nhƣ vậy, n u so sánh với tính tốn 2 chỉ số HI và Smf ở trên thì k t quả tính tốn Af c ng cho thấy sự bình ổn v hoạt động ki n tạo trong vùng nghiên c u, tuy nhiên chúng g n sát k t quả với chỉ số HI hơn thể hiện qua các lƣu vực có m c độ hoạt động ki n tạo mạnh và khá mạnh có quy mơ tƣơng đối nhỏ (8% và 10,6%).
3.4. Phân tích tỉ số giữa độ rộng đáy và chiều cao thung lũng (Vf)
Để tính tỉ số gi a độ rộng đáy và chi u cao thung l ng (Vf), học viên s dụng công cụ 3D Analyst của ph n m m ArcGIS. Giá trị Vf c ng đƣợc tính cho từng lƣu vực từ tập hợp các giá trị với khoảng cách đ u là 1000 m. K t quả đƣợc thể hiện nhƣ trên các ảng 3.4. Theo đ , giá trị Vf nhỏ nhất là 0.1239 (thuộc lƣu vực 18) và giá trị lớn nhất đạt 93.143 (thuộc lƣu vực 29). Trên cơ sở đ học viên c ng ph n thành 5 cấp giá trị để đánh giá m c độ hoạt động ki n tạo (giảm d n) nhƣ đƣợc thể hiện trên hình 3.11; cụ thể, m c hoạt động mạnh nhất là cấp (1) với giá trị Vf từ 0.1239 - 0.5; rồi đ n m c (2) với Vf = 0.5 - 1.0; ti p đ n là m c trung ình (3) với Vf = 1.0 - 1.6; m c y u (4) với Vf = 1.6 - 5.0 và rất y u với Vf > 5.0 - 93.143.
Chỉ số Vf thể hiện hình dạng của mặt c t ngang thung l ng. Với chỉ số Vf thấp thể hiện thung l ng c dạng ch “V” thì hoạt động ki n tạo ở đ y mạnh. Với chỉ số Vf cao thể hiện thung l ng c dạng ch “U” thì hoạt động ki n tạo y u. Nhƣng với n n thạch học c độ kháng c t cao, quá trình bào mịn, xâm thực xảy ra chậm thì chỉ số Vf nhỏ c ng chƣa ch c phản ánh đƣợc hoạt động ki n tạo hiện đại mà có thể là do tính bảo tồn hình thái địa hình tốt trên n n đá v ng ch c. Vì vậy, học viên tích hợp gi a chỉ số Vf và độ kháng c t thạch học nhƣ ảng 3.4. Và thể hiện sự phân bố m c độ hoạt động của các lƣu vực trong khu vực nghiên c u nhƣ hình 3.11.
Phân tích, tính tốn chỉ số Vf k t hợp với đánh giá ảnh hƣởng m c độ kháng c t thạch học khu vực cho ra k t quả vùng nghiên c u c m c độ hoạt động ki n tạo ình ổn hơn ở phía b c và trung t m, thuộc v cánh ĐB đới cấu trúc và c m c độ hoạt động ki n tạo mạnh tƣơng đối ở trung t m cánh TN đới cấu trúc và một ph n phía Nam khu vực nghiên c u. Các lƣu vực iểu hiện m c độ hoạt động ki n tạo khá y u và y u chi m đ n 56% (42 lƣu vực), c 20 lƣu vực thể hiện m c độ hoạt động ki n tạo trung ình (26,7%) và chỉ c 13 lƣu vực thể hiện m c độ hoạt động ki n tạo khá mạnh và mạnh (17,3%). Tuy nhiên, khác với 3 chỉ số đƣợc ph n tích ở trên, chỉ số Vf tuy c ng đƣa ra nhận định đa ph n các lƣu vực đ u c cơ ch ki n tạo tƣơng đối ình ổn
song các lƣu vực c iểu hiện hoạt động mạnh và khá mạnh lại mang tính định hƣớng, ph n cụm khá g n g i với nhau ch không lẻ tẻ và rải rác, th hai các lƣu vực thể hiện hoạt động ki n tạo y u (17 lƣu vực, 22,6%) c ng đƣợc ph n ố khá tuy n tính đồng nhất theo cánh ĐB của đới cấu trúc.
Hình 3.11: Sơ đồ phân cấp giá trị Vf cho các lưu vực của khu vực nghiên cứu
3.5. Phân tích chỉ số hình dạng bồn thu nước (Bs)
Trong khu vực nghiên c u chỉ số Bs đƣợc tính tốn cho 75 lƣu vực dựa trên mơ hình DEM, đƣợc tính tốn bằng ph n m m Arcgis 10.2. K t quả tính tốn giá trị Bs dao động từ 0.51 (lƣu vực 43) đ n 4.97 (lƣu vực 66) (bảng 3.5). Theo đ , học viên đã ph n cấp m c độ hoạt động ki n tạo làm 5 nhóm: nhóm 1 - hoạt động ki n tạo mạnh tƣơng ng với giá trị Bs từ 2.81 - 4.97, nhóm 2 - hoạt động ki n tạo khá mạnh tƣơng ng với giá trị Bs từ 2.32 - 2.78, nhóm 3 - hoạt động ki n tạo trung bình tƣơng ng với Bs từ 1.93 - 2.3, nhóm 4 - hoạt động ki n tạo khá y u với Bs từ 1.43 - 1.89 và nhóm 5 - hoạt động ki n tạo y u với Bs từ 0.51 - 1.4.
Chỉ số Bs thể hiện hình dạng của lƣu vực, với các lƣu vực sông càng hẹp và thuôn dài theo phƣơng khe n t thì ch ng tỏ vận động ki n tạo chỉ mới diễn ra, còn các lƣu vực tròn và mở rộng ch ng tỏ vận động ki n tạo cổ và thời gian bình ổn lâu dài hơn. Nhƣng với độ kháng c t của thạch học cao, q trình xâm thực, bào mịn xảy ra chậm thì hình dạng của lƣu vực vẫn đƣợc gi nguyên. Nên chƣa phản ánh đƣợc hoạt động ki n tạo hiện đại mà có thể là do tính bảo tồn hình thái địa hình tốt trên n n đá v ng ch c. Vì vậy, học viên tích hợp chỉ số Bs và độ kháng c t của thạch học nhƣ bảng 3.5 (Hình 3.12)
Hình 3.12: Sơ đồ phân cấp giá trị Bs cho các lưu vực của khu vực nghiên cứu
Sau tính tốn giá trị Bs và đánh giá tổng hợp chúng với m c độ kháng c t thạch học trên từng lƣu vực, k t quả khu vực nghiên c u nhìn chung có ch độ hoạt động ki n tạo tƣơng đối bình ổn, các lƣu vực thể hiện m c độ hoạt động từ trung ình đ n y u chi m 78,7% (59 lƣu vực), đƣợc phân bố rộng h u kh p vùng nghiên c u và tập trung nhi u hơn v ên cánh ĐB đới cấu trúc. Các lƣu vực thể hiện m c độ hoạt động
ki n tạo mạnh và khá mạnh chỉ chi m 21,3% (16 lƣu vực) tập trung ở trung tâm, một ph n rất nhỏ phía B c và phía Nam khu vực nghiên c u. Nhƣ vậy, k t quả tính tốn chỉ số Bs lại có ph n khá sát với chỉ số Smf v quy mô các lƣu vực phản ánh hoạt động ki n tạo mạnh và khá mạnh (21,3%, 16 lƣu vực của chỉ số Bs so với 22,6%, 17 lƣu vực của chỉ số Smf)
3.6. Đánh giá mức độ hoạt động Tân kiến tạo của đới đứt gãy Phong Thổ - Than Uyên theo chỉ số IRAT
Từ k t quả tính và đƣợc ph n cấp theo m c độ nhạy cảm với hoạt động ki n tạo hiện đại của 5 chỉ số địa mạo-ki n tạo và tích hợp độ kháng c t của thạch học cho từng chỉ số cơ ản trên, học viên tích hợp theo phƣơng pháp của Mahmood và Gloaguen., (2012) [37] và Kothyari và nnk (2016) [27] thực hiện và đƣợc gọi là chỉ số kiến tạo
hoạt động tương đối (index of relative active tectonics -IRAT).
Áp dụng vào khu vực nghiên c u, s dụng các ph n m m GIS học viên đã tính và đánh giá đƣợc giá trị IRAT cho từng lƣu vực nhánh của các hệ thống sông nhƣ đƣợc thể hiện ở ảng 3.6 và tổng hợp cho toàn ộ khu vực nghiên c u nhƣ đƣợc thể hiện ở hình 3.13.
Theo k t quả tính tốn và phân cấp trên, học viên đã x y dựng đƣợc sơ đồ phân cấp m c độ hoạt động ki n tạo của 75 lƣu vực trong khu vực nghiên c u, tƣơng ng với 5 m c độ hoạt động: mạnh, khá mạnh, trung bình, khá y u và y u (hình 3.13).
Hình 3.13: Sơ đồ phân bố chỉ số kiến tạo hoạt động tương đối khu vực nghiên cứu
Hình 3.14: Biểu đồ thống kê phân cấp kiến tạo hoạt động tương đối KVNC
Theo nhƣ k t quả trên thì hoạt động ki n tạo mạnh chi m 1% so với toàn bộ lƣu vực trong khu vực nghiên c u (lƣu vực 46) thuộc các khu vực phía Đơng Nam xã
Thân Thuộc, Phía T y Nam xã Trung Đồng của huyện Tân Uyên. Lƣu vực 46 có hoạt động ki n tạo mạnh bởi hình dạng địa hình thn, dài và song song với dịng chảy chính (chỉ số Bs cao). Thêm n a, với dòng chảy nhỏ và hẹp dẫn tới độ rộng của đáy lƣu vực nhỏ (chỉ số Vf nhỏ). Và cuối cùng là b mặt trƣớc núi của lƣu vực khá thẳng (chỉ số Smf nhỏ). Nhƣ vậy, với dạng địa hình nhƣ trên thì 5 chỉ số đƣợc tính tốn của lƣu vực 46 thì đã có đ n 3 chỉ số thể hiện hoạt động ki n tạo mạnh, 1 chỉ số thể hiện hoạt động khá mạnh, và 1 chỉ số thể hiện hoạt động khá y u.
Hoạt động ki n tạo khá mạnh chi m 5% so với toàn bộ lƣu vực khu vực nghiên c u (gồm các lƣu vực: 55, 58, 64, 66) thuộc các khu vực phía B c và phía Tây Nam xã Nậm C n của huyện Tân Uyên, phía Nam xã Khún Há của huyện Tam Đƣờng. Các lƣu vực này có hoạt động ki n tạo khá mạnh do dạng địa hình có dịng chảy chính nhỏ và hẹp, độ rộng của đáy thung l ng hẹp của lƣu vực 55 và 64 (chỉ số Vf nhỏ). Lƣu vực 66 với dạng địa hình thn, dài và song song với dịng chảy chính (chỉ số Bs cao).