Mối tương quan giữa biểu hiện động đất và các yếu- 123docz.net

Chương 3 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤN - KIẾN TẠO KHU VỰC NGHIÊN CỨU

3.4. Mối tương quan giữa biểu hiện động đất và các yếu tố kiến tạo

Trên bản đồ phân bố chấn tâm động đất ở lãnh thổ Việt Nam thời kỳ 1903- 1993 (hình.3.11) và các động đất ghi nhận được trong lịch sử cho thấy mối liên quan chắt chẽ giữa động đất với các đứt gãy sâu. Dưới đây sẽ trình bày những nét chính về mối tương quan giữa biểu hiện động đất và các yếu tố kiến tạo.

Miền Bắc Việt Nam là nơi có độ hoạt động động đất mạnh nhất trên toàn lãnh thổ. Phần lớn động đất đã xảy ra ở đây, với 3 trận động đất mạnh với magnitude đạt tới 6,6 - 6,7 độ richter đã quan sát thấy trong thế kỷ 20. Tất cả các chấn tiêu động đất đều nằm trong lớp vỏ Trái đất, ở độ sâu không quá 35 km.

Có nhiều cơ sở để cho rằng sự va chạm của mảng Ấn Độ và Âu Á đã gây ra sự biến dạng và kéo dài của các cấu trúc trên phần tây nam Trung Quốc, và chính sự va chạm này là nguồn gốc của phần lớn hoạt động kiến tạo cũng như địa chấn của phần phía bắc lãnh thổ Việt Nam .

Theo Nguyễn Đình Xuyên và nnk, chấn tâm các trận động đất có magnitude lớn hơn 4,5 xảy ra trên lãnh thổ Việt Nam không phân bố rải rác, mà tập trung thành từng đới hẹp trùng với một số đới phá huỷ kiến tạo. Các đới phá huỷ và đứt gẫy này đều có lịch sử phát triển lâu dài, trải qua nhiều giai đoạn địa chất khác nhau và đều hoạt động trong giai đoạn Tân kiến tạo và kiến tạo hiện đại. Nhiều đứt gãy trong số này đóng vai trò ngăn cách các cấu trúc địa chất chính trên lãnh thổ [05].

Tại đông bắc Bắc Bộ, động đất tập trung chủ yếu trong hai đứt gẫy sâu Cao Bằng-Tiên Yên và Đông Triều ngăn cách trũng Hà Nội với vùng uốn nếp duyên hải Bắc Bộ. Trận động đất Bắc Giang (năm 1961) có magnitude 5,3-5,9 có cơ cấu chấn tiêu dạng dịch chuyển trượt bằng trái đồng nhất với đứt gẫy Đông Triều.

Tại vùng sông Hồng, động đất tập trung trong đới đứt gẫy Sông Hồng-Sông Chảy, từng là các đứt gẫy sâu phân đới trong nhiều giai đoạn phát triển kiến tạo của lãnh thổ, hoạt động trong giai đoạn Tân kiến tạo. Có thể tin rằng những chuyển động trượt bằng phải dọc theo các đứt gẫy này đã gây ra những trận động đất lịch sử tại Hà nội vào những năm (1278, 1283) và các trận động đất ở Lục yên năm (1953) (M=4,7) và năm (1954) (M=5,4).

Ở khu vực tây bắc và vùng nghiên cứu, là nơi đã từng xảy ra các trận động đất mạnh nhất trên lãnh thổ nước ta và phân bố chủ yếu trên các hệ đứt gãy sâu phân đới như các đứt gãy Mường La-Bắc Yên, Phong Thổ, Sông Đà, Sơn La, Sông Mã, Pu Mây Tun, cũng như hệ đứt gãy phương kinh tuyến Lai Châu - Điên Biên và một số đứt gãy sâu chia cắt phức nếp lồi Sông Mã, đới Mường Tè, (Xem phần lịch sử hoạt động động đất mục 3.3.1).

Một đặc điểm đáng chú ý nữa của hoạt động động đất trên lãnh thổ miền bắc Việt Nam là sự thay đổi độ sâu chấn tiêu từ đới này sang đới khác, nhưng trong phạm vi từng đới thì độ sâu chấn tiêu ít thay đổi.

Như vậy, có thể kết luận rằng biểu hiện động đất ở Việt Nam nói chung và trong khu vực nghiên cứu nói riêng có tính phân đới và liên quan khá chặt chẽ với các đới phá huỷ và các đứt gãy sâu hoạt động. Mối liên quan phát sinh động đất và đứt gãy là một quy luật chung của hoạt động động đất, đã được chứng minh rõ ràng trong các công trình nghiên cứu động đất Việt Nam và trên thế giới. Sự tồn tại đứt gãy sâu hoạt động là điều kiện cần của khả năng phát sinh động đất. Điều kiện này đã được chứng minh cho khu vực nghiên cứu và được sử dụng để xác định vùng phát sinh động đất trong khu vực này.

Nhận xét chung: Qua quá trình nghiên cứu các đặc điểm địa chấn - kiến tạo khu vực nghiên cứu và lân cận ta có thể rút ra một số nhận xét chính như sau:

Khu vực nghiên cứu và vùng lân cận (bán kính 200x200km từ vị trí dự kiến xây đập) có thể chia thành 5 đới cấu trúc kiến tạo: Đới Rift Sông Đà, đới trũng núi lửa Tú Lệ, đới cung đảo Sầm Nưa – Phu Hoạt, đới Sông Mã và đới vỏ lục địa được biến cải trong Kainozoi; 3 trũng địa hào có tuổi từ Neogen - Đệ tứ: trũng Thanh Hoá, trũng Hoà Bình và trũng Sông Hồng và 2 đới đứt gãy lớn chạy qua là đới đứt gãy Sơn La và đới đứt gãy Sông Mã.

Trong khu vực nghiên cứu (phạm vi bán kính 20x20km từ vị trí dự kiến xây đập) có thể chia làm 3 khối kiến trúc Tân kiến tạo, được phân cách bởi 2 đứt gãy lớn Sông Mã và Sơn La; xác định được 5 chấn đoạn đứt gãy có khả năng sinh chấn với cơ thức trượt bằng phải được gọi theo thứ tự từ TS1 đến TS5 và chúng sẽ được sử dụng để đánh giá địa chấn kiến tạo ở chương tiếp theo.

Lịch sử hoạt động địa chấn cho thấy đấy là khu vực có hoạt động động đất mạnh nhất ở nước ta. Các trận động đất lớn xảy ra có mối liên quan mật thiết và phân bố chủ yếu quanh cách đứt gãy lớn. Độ sâu chấn tiêu phổ biến là khoảng 10- 20km, sâu nhất không vượt quá 30km.

Chương 4

KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ ĐỊA CHẤN KIẾN TẠO VÙNG ĐẬP THUỶ ĐIỆN TRUNG SƠN – THANH HOÁ

3.1. Kết quả đánh giá động đất cực đại

Chúng tôi đã tính động đất cực đại theo các phương pháp khác nhau dựa vào chiều dài đứt gãy, diện tích đứt gãy và moment động đất, trong phương pháp moment động đất, biên độ chuyển dịch cực đại là một ẩn số, tuy nhiên nó có thể tính được bằng phương pháp xấp xỉ liên tiếp, rút ra theo công thức tính biên độ chuyển dịch cực đại của Well – Coppersmit, 1994 khi biết động đất cực đại. Động đất cực đại được lấy trung bình trọng số theo các phương pháp khác nhau cộng với sai số. Chúng tôi chọn hệ số 1 với phương pháp dựa trên chiều dài đứt gãy, hệ số 2 với phương pháp dựa trên diện đứt gãy và hệ số 3 với phương pháp dựa trên mặt và chuyển dịch đứt gãy hay còn gọi là phương pháp moment động đất. Phương pháp moment động đất chiếm 50% tỉ trọng của các phương pháp do mang ý nghĩa vật lý cao nhất. Quá trình tính toán là quá trình lặp. Bước khởi đầu ước lượng biên độ chuyển dịch cực đại dựa trên kết quả đánh giá động đất cực đại bằng các phương pháp khác nhau để xác định moment động đất, sau khi lấy trung bình trọng số và sai số chuẩn lại suy ra biên độ chuyển dịch nhờ công thức của Well – Copersmith. Ở bước thứ hai cho phép xác định động đất cực đại bằng phương pháp moment động đất và cứ thế lặp lại cho tới khi kết quả ổn định.

Nhưng để kết quả tính toán đảm bảo độ tin cậy cao thì dữ liệu đầu vào: vị trí, chiều dài, góc cắm và tính chất đứt gãy phải thật chính xác. Trong luận văn này, để xác định các yếu tố trên, chúng tôi đã phối hợp sử dụng các phương pháp viễn thám (sử dụng ảnh vệ tinh Landsat), công nghệ GIS, mô hình số địa hình, (hình.2.1),(hình2.2), (hình.2.3)quan sát địa chất, địa mạo trên thực địa và bản đồ địa hình tỷ lệ 1:50.000. Kết quả chúng tôi đã xác định được 5 đoạn đứt gãy hoạt động chính và được đặt tên TS1; TS2; TS3; TS4 và TS5. (hình 4.1).

Hình 4.1. Sơ đồ phân bố các đứt gãy có khả năng sinh chấn trong khu vực Trong bảng kết quả tính toán, dòng đầu chúng tôi ghi những kết quả đầu vào của chu trình tính toán cuối cùng theo thứ tự từ trái sang phải chiều dài đứt gãy, độ sâu chấn tiêu, góc cắm đứt gãy, biên độ chuyển dịch cực đại của đứt gãy và tính chất chuyển dịch (bảng 4.1). Ví dụ tại bảng kết quả tính toán động đất cực đại cho đứt gãy Trung Sơn 3, (bảng 4.2c) chiều dài ta đo trực tiếp trên bản đồ, độ sâu ước lượng theo các trận động đất lịch sử và theo chiều dài đứt gãy, góc cắm ta lấy 90o do các đứt gãy là trượt bằng, biên độ chuyển dịch cực đại 0.328 m là kết quả tính toán từ nhiều chu trình lặp trước (đầu tiên ta cho một giá trị giả định sau đó tiến hành tính toán theo các mô hình thực nghiệm khác nhau và cho lặp nhiều lần đến khi đạt được một kết quả khá ổn định). Tính chất chuyển dịch thể hiện bằng số 2 có nghĩa là trượt bằng (qui ước đứt gãy thuận là số 1, trượt bằng là số 2, đứt gãy nghịch là số 3).

Bảng 4.1. Các thông số đầu vào và kết quả tính toán động đất cực đại khu vực thuỷ điện Trung Sơn – Thanh Hoá

Tên đứt gãy

Chiều dài (km)

Độ sâu chấn tiêu (km)

Góc cắm Biên độ cực đại (m)

Tính chất Magnitude cực đại

TS 1 15.800 10 90 0.250 Trượt

bằng

6.323

TS 2 13,100 10 90 0.200 Trượt

bằng

6.235

TS3 10,96 10 90 0.328 Trượt

bằng

6.153

TS4 9,483 10 90 1.265 Trượt

bằng

6.195

TS5 11,98 10 90 0.150 Trượt

bằng

6.086

Bảng 4.2. Kết quả tính Magnitude cực đại do các đứt gãy sinh ra

BẢNG 4.2a. KẾT QUẢ TÍNH MAGNITUDE CỰC ĐẠI GÂY RA DO ĐỨT GÃY TS1 MAGNITUDE CUC DAI, BIEN DO VA TOC DO CHUYEN DICH

Chieu dai(km) Do sau(km) Goc cam Chuyen dich(m) Tinh chat 15.800 10.000 70.000 .250 2.000 Magnitude theo Slemmons,1982 cho ch/ dai dut gay: 6.312 Magnitude theo Well-coppersmith cho ch/ dai dut gay: 6.502 Magnitude theo Well-coppersmith cho mat dut gay: 6.223 Magnitude theo Wyss, 1979 cho mat dut gay: 6.349 Magnitude theo Woodward-clyde,1983 cho mat d-gay: 6.266 Magnitude theo moment dong dat, Hanks- Kanamori: 6.016 Chuyen dich (m) du doan theo Slemmons, 1982: .150 Toc do(mm) du doan theo Woodward-clyde, 1983: .175 Chuyen dich cuc dai(m) theo Well-Coppersmith,1994: .240 Chuyen dich trung binh (m) theo Well-Coppersmith,1994 : .191

GIA TRI TRUNG BINH THEO TRONG SO