3.3. Xác định cấu trúc bên trong móng trước Kainozoi phần thềm lục địa Đông
3.3.2. Cấu trúc khối trong móng trước Kainozoi
Để xác định biên các khối cấu trúc chính trong móng trước Kainozoi trên thềm lục địa Đông Nam cũng như sự thay đổi về hình thái cấu trúc địa chất theo chiều sâu, nghiên cứu sinh đã thực hiện nhiều mức nâng trường khác nhau h = [10, 20, 25, 30, 35, 40] km. Tại mỗi mức h, giá trị λ1, λ2, hàm detΓ được xác định theo công thức (2.14,2.15,2.16, 2.17). Và đường đồng mức 0 của hàm detΓ tại mức nâng h nào đó sẽ phác họa được biên của nguồn dị thường tại một độ sâu tương ứng.Vì vây, với nhiều mức nâng khác nhau chúng ta sẽ có được tập hợp các đường đồng mức 0.Kết quả trên hình 3.24 biểu diễn các đường đồng mức 0 của hàm det tại các mức nâng, mỗi mức được biểu thị bằng một màu khác nhau.
Quan sát kết quả thu được dễ dàng nhận thấy: Đường đồng mức 0 của detΓ = λ1λ2 từ mức thấp đến cao đã phác họa được sơ bộ hình thái cấu trúc có qui mô từ nhỏ (mức 10, đường màu xanh) đến hình thái cấu trúc lớn và ổn định hơn (mức 40, đường màu đỏ) khá rõ nét. Nếu biểu diễn riêng các giá trị dương và giá trị âm của hàm det( ) thấy rằng, giá trị dương của hàm det( ) phản ánh các khối nâng(đánh số màu đen, hình 3.24), giá trị âm phản ánh các khối sụt (đánh số màu đỏ).
Trên sơ đồ khối cấu trúc (hình 3.24) chúng ta có thể thấy rõ được hình thái của bể Cửu Long được tạo bởi các nguồn từ 1 đến 8 và 12. Trong đó:
Trũng phân dị Bạc Liêu (12), trũng phân dị Cà Cối (1).
Trũng chính bể Cửu Long (6,7) đây là phần lún chìm chính của bể và chiếm phần lớn diện tích của bể.
90
Đới nâng Cửu Long (8), Sườn nghiêng Tây Bắc (4,5).
Hình thái của Trũng Đông Bạch Hổ (6.1), Trũng Tây Bạch Hổ (7.1) và đới phân dị Tây Nam (8.1) được thấy rõ ở mức nâng 10km. Ngoài ra, trên phạm vi bể Cửu Long, chúng ta còn bắt gặp 2 khối cấu trúc lõm (2 và 3) mà có một phần ăn sâu vào lục địa và một phần trên biển (trũng số 2 nằm trên phạm vi khu vực TP. Vũng Tàu và trũng số 3 trên phạm vi tỉnh Bình Thuận).
Hình 3.24. Các khối cấu trúc trên thềm lục địa Đông Nam Việt Nam
91
Khi quan sát ở mức 20km thì nguồn số 2 và 4 đã hòa vào thành một khối cấu trúc, nguồn 3 và 5 khi đó tạo thành một đới nghiêng hướng Tây Bắc – Đông nam.
Một vấn đề ngược lại ở mức nâng trường cao hơn cho khu Đông Nam này, tại mức nâng 60km, chúng ta bắt gặp sự nối liền giữa các khối (1, 6, 7) trên bể Cửu Long và sự nối liên tục giữa các khối (23,27,28,29) trên bể Nam Côn Sơn (hình 3.25). Điều này cho thấy, toàn bộ cấu trúc trên thềm Đông Nam tồn tại hai dải đới cấu trúc sụt lớn, đây có thể là các đới sụt nằm dưới vỏ Trái Đất. Nếu biểu diễn hàm Lamda1 thì chúng ta sẽ thu được 3 dải nâng tồn tại trên khu vực là dải 15 (dải nâng Côn Đảo), dải 11 (dải nâng trũng sâu Biển Đông), dải 36 (dải nâng Tư Chính) nối liền với dải 30 (dải nâng Đá Lát) tạo ra một dải nâng lớn ở phía Đông Nam khu vực.
Bể Nam Côn Sơn (nguồn 23 làm trung tâm) và nhiều nguồn khối nằm ở phía Tây Nam bể, các nguồn này được xác định là bán địa hào Sông Hậu (20), nhô Sông Hậu (21,22), bán địa hào Đồng Nai (23.3),…Địa hào Sông Hậu (20) có hướng gần như á kinh tuyến với việc mở rộng ở phía Nam và thu hẹp về phía Bắc. Khu vực lân cận bể Nam Côn Sơn còn có bể Tư Chính-Vũng Mây (28), địa hào Vũng Mây (29), đới nâng Đá Lát (30), đới nâng Tư Chính-Phúc Nguyên (11),... Ngoài ra, còn nhiều biên của các nguồn dị thường địa phương được xác định tại mức nâng trường thấp.
Trên khu vực tồn tại hai đảo chính là Côn Đảo và đảo Phú Quý. Trong đó, Côn Đảo được xác định nằm trên biên của nguồn 15 (màu đen) và đảo Phú Quý được xác định nằm trên biên của nguồn 7 (màu đỏ), hai nguồn này là nghịch nhau.
Cấu trúc móng trên thềm Đông Nam là ổn định ở mức 30, 35 và 40 (tương ứng có đường đồng mức 0 của hàm detΓ ít thay đổi). Trong khi đó, trên khu vực bể Sông Hồng thì đường đồng mức 0 của hàm detΓ ít thay đổi ở mức nâng trường cao hơn là 40,50 và 60. Sở dĩ có điều này là do lớp phủ trầm tích Kainozoi trên khu vực bể Sông Hồng là dày hơn lớp phủ trầm tích Kainozoi trên thềm Đông Nam. Như vậy, với hai khu vực đã được áp dụng, bằng việc kết hợp phương pháp CGGT với phương pháp nâng trường chúng ta hoàn toàn có thể phác họa được biên của các khối cấu trúc nằm trong móng trước Kainozoi bằng việc lựa chọn các mức nâng trường mà tại đó đường đồng mức 0 của hàm detΓ ít thay đổi.
92
Để tìm hiểu thêm về mỗi liên hệ giữa các đường đồng mức 0 của các hàm λ1, λ2 hay hàm detΓ với sự phân bố mật độ, nghiên cứu sinh thực hiên hai cách sau:
Thứ nhất: Thực hiện nâng trường đối với trường quan sát (chưa bóc lớp dị thường) ở nhiều mức khác nhau h=[10,20,30,40,50,60] km, xác định giá trị của hàm λ2 tại các mức nâng trường. Biểu diễn các đường đồng mức 0 của hàm λ2 trên nền phân bố mật độ (hình 3.25a).
Thứ hai: Thực hiện nâng trường đối với phần trường sau khi đã bóc lớp trầm tích, xác định giá trị hàm λ2 tại các mức nâng trường. Biểu diễn các đường đồng mức 0 trên nền phân bố mật độ (hình 3.25b).
Hình 3.25 a). Phân bố mật độ và đường đông mức 0 của hàm λ2 tại các mức nâng trường (thực hiện cho trường tổng).
b).Phân bố mật độ và đường đông mức 0 của hàm λ2 tại các mức nâng trường (thực hiện cho trường sau khi đã loại bỏ trường trầm tích)
Nhận xét
- Các khối cấu trúc chính trong móng trước Kainozoi trên thềm lục địa Đông Nam đã được chỉ ra khá chi tiết và đầy đủ ở mức nâng trường 10 và 20km. Ở mức nâng trường cao hơn, chúng ta sẽ bắt gặp các khối cấu trúc nằm sâu trong móng, và ở mức 60 đã cho thấy trên khu vực thềm Đông Nam tồn tại 2 dải sụt và 3 đới nâng
93
lớn. Hai dải sụt được xác định nằm gần như song song với nhau, chạy theo hướng Tây Nam-Đông Bắc.
- Đường đồng mức 0 của hàm λ2 thu được trong khu vực đã phác họa được hình thái biên của các nguồn sụt chính, ở đây là hình thái của các bể Cửu Long và bể Nam Côn Sơn,...
- Có thể sử dụng đường đồng mức 0 của hàm λ2 để phác họa nhanh sự phân bố của các khối mật độ móng trước Kainozoi có σ > 2.67 g/cm3. Hơn nữa, đường đồng mức 0 được xác định trong hai trường hợp bóc lớp trầm tích và không bóc lớp trầm tích có hình dạng khá tương đồng.
3.3.3. Hệ thống đứt gãy trong móng trước Kainozoi.
Để xác định vị trí và ước tính độ sâu đến biên của nguồn nằm trong móng trước Kainozoi nghiên cứu sinh đã chọn mức nâng trường 20Km để tính toán.
Trường trọng lực thu được tại mức nâng này vừa tránh được tín hiệu nhiễu do các bước sóng ngắn gây ra vừa phản ánh được phần nào hình thái cấu trúc móng. Để tiện cho việc so sánh, tại mức nâng này hàm ED và HGA được xác định cùng với giá trị cực đại của chúng. Vị trí các biên của nguồn được xác định theo các điểm cực đại hàm ED (công thức 2.24) và các điểm cực đại hàm HGA (để so sánh). Các đứt gãy được xác định là đường nối các điểm cực đại có dạng dải cùng với vectơ gradient của đạo hàm thẳng đứng bậc 2 hàm Gzz kéo dài chạy dọc theo các cực đại, còn các khối thường được biểu thị bằng các dải vectơ khép kín hoặc gần như khép kín quay vào phần trung tâm của khối đối với dị thường dương (nếp lồi) hoặc quay ra ngoài vùng tâm khối với dị thường âm (nếp lõm). Độ sâu đến biên của nguồn được xác định bằng phương pháp giải chập Euler kết hợp với phương pháp trượt cửa sổ, với tâm cửa sổ là các cực đại hàm ED. Các tham số về kích thước cửa sổ và chỉ số cấu trúc được lựa chọn như phần mô hình cụ thể: kích thước cửa sổ ở đây được chọn là 14 điểm số liệu, và chỉ số cấu trúc gán được lựa chọn là Δn=0.05. Kết quả thu được biểu diễn trên hình 3.26. Trong đó, vị trí các chấm màu (trừ chấm màu đen) thể hiện vị trí của biên nguồn được xác định bởi các điểm cực đại hàm ED và các màu khác nhau biểu diễn độ sâu tồn tại của biên nguồn, riêng chấm màu đen thể
94
hiện cho vị trí các điểm cực đại của hàm HGA.Ban đầu có thể thấy, không chỉ về số lượng điểm cực đại được xác định bởi hàm ED là nhiều hơn so với lượng điểm cực đại được xác định bởi hàm HGA, mà vị trí các điểm cực đại ED cũng có phần lệch đi so với vị trí các điểm cực đại HGA.
Khu vực thềm lục địa Đông Nam tồn tại nhiều cấu trúc phức tạp như các trũng, địa hào, đới nâng,… Hình thái các cấu trúc nàycũng có thể được xác định bởi hàm đạo hàm thẳng đứng bậc 2 Gzz. Cụ thể, các khu vực có giá trị Gzz âm và có vector gradient ngang của hàm Gzz tại các điểm cực đại hướng ra ngoài tâm nguồn được xác định là các địa hào hay trũng, còn các đới nâng được thể hiện bằng các khu vực có Gzz dương và có vector gradient của hàm Gzz tại các điểm cực đại hướng vào tâm nguồn. Kết quả phân tích ban đầu hàm Gzz đã chỉ ra được các đới cấu trúc lớn trên khu vực khá rõ nét, đầy đủ (hình 3.26) như: đới nâng Côn sơn, nâng Đông sơn, nhô Sông Hậu, nâng Dừa, nâng Tư chính, địa hào Mãng cầu, bán địa hào Sông hậu, các nhánh của địa hào trung tâm (DHTT),...
Các đứt gãy chính trên khu vực như: đứt gãy Sông Hậu (số 2), sông Đồng Nai, Mãng Cấu,..có thể được xác định bởi nhiều nguồn tài liệu thì ở đây, các đứt gãy này đều được xác định rất chi tiết không chỉ về vị trí, mà còn cả về độ sâu của chúng cũng được xác định (đường màu trắng).
Đứt gãy Sông Hậu được xác định là một chuỗi các điểm cực đại hàm ED chạy dài từ vĩ độ 6 dọc theo bờ tây của đới nhô Sông Hậu tiếp là bờ tây của đới nâng Côn Sơn và kết thúc ở phía Nam đảo Phú Quý, dải vector gradient ngang cực đại của hàm Gzz có hướng chủ đạo theo hướng Tây-Đông ở phần phía Nam đứt gãy và có hướng Tây Bắc-Đông Nam ở phần bắc đứt gãy. Dọc theo đứt gãy này, chúng ta có thể bắt gặp phần lớn các điểm có độ sâu trên 10km, thậm chí trên 20km ở vĩ độ 70N và 9.50N,…
Đứt gãy Mãng Cầu (số 6) chạy gần như song song với đứt gãy Sông Hậu, nhưng ở phía Đông của bể Nam Côn Sơn, bắt đầu từ vĩ độ 6.5 chạy dọc sườn Tây đới nâng Dừa, và phía Đông của địa hào trung tâm bể Nam Côn Sơn, rồi chạy dọc theo nhánh Bắc địa hào trung tâm lên phía nam bể Phú Khánh,...Có khá nhiều đứt
95
gãy chưa được vạch ra bởi (Trần Tuấn Dũng, 2014[10] (đường màu đỏ)) như: đứt gãy nằm giữa đứt gãy Sông Hậu và Mãng Cầu, đứt gãy này xuất phát từ địa hào trung tâm bể Nam Côn Sơn chạy dọc theo phía Đông đới nâng Côn Sơn, phía Tây nhánh bắc địa hào trung tâm bể Nam Côn Sơn và kết thúc ở đảo Phú Quý. Đứt gãy này tồn tại và được Hoàng Đình Tiến, 2012 [36] thể hiện trong mặt cắt số 03 nhưng có nhiều tác giả chưa vạch ra đứt gãy này ở dạng sơ đồ, hay bản đồ (Trần Tuấn Dũng, 2013[10], Trần Nghi, 2010[22]).
Hình 3.26. Các điểm cực đạicủa hàm HGA và ED tại mức nâng 20km
96
Kết quả phân tích và đối sánh với mặt cắt tuyến 06 [36], (được ký hiệu là NCS_T06 trong luận án này) (hình 3.27) cho thấy vị trí của các đứt gãy chính có trên khu vực đều được chỉ ra rất rõ nét bởi cả trên mặt cắt và trên diện như: Đứt gãy Sông Hậu (số 2), đứt gãy Đồng Nai (4,5), đứt gãy Mãng Cầu (6), đứt gãy Hồng (7) và đứt gãy Tư Chính (9). Trên mặt cắt chỉ cho biết được vị trí của các đứt gãy này, tuy nhiên theo diện, có thể thấy được các đứt gãy này vẫn còn tiếp tục phát triển sâu hơn. Cụ thể, kết quả về độ sâu biên của nguồn ghi nhận được độ sâu của đứt gãy Sông Hậu có thể trên 15km, đứt gãy Mãng Cầu có thể xuyên trong khoảng 8-10km, đứt gãy Tư Chính có thể trên 10km. Riêng đứt gãy số 8 được ghi nhận là chỉ tồn tại trên bề mặt nóc móng trước Kainozoi trong khoảng 6-8km
Hình 3.27.Vị trí tuyến NCS_T06 và mặt cắt đã minh giải tuyến NCS_T06 [36].
97 Nhận xét:
- Nhìn chung, kết quả thu được các đứt gãy trong móng trước Kainozoi trên khu vực thềm lục địa Đông Nam đều có độ sâu tồn tại trên 6km, phân bố chủ yếu từ 8-15km, thậm chí có nguồn có độ sâu tồn tại trên 30km (hình 3.26).
- Các kết quả này không chỉ phù hợp với các kết quả nghiên cứu khác về vị trí các đứt gãy khi thực hiện việc so sánh trên một số mặt cắt sâu, đặc biệt là dọc theo mặt cắt NCS_T06 còn cho thấy được sự cắm sâu của đứt gãy Sông Hậu.
3.3.4. Hệ phương pháp xác định cấu trúc bên trong móng trước Kainozoi
Có thể nhận thấy, cả ba phương pháp được áp dụng vào nghiên cứu cấu trúc móng trước Kainozoi trên thềm lục địa Đông Nam là hoàn toàn độc lập. Mỗi phương pháp cho ta một thông tin về móng trước Kainozoi bao gồm: cấu trúc khối, phân bố mật độ, biên của nguồn và độ sâu đến biên của nguồn. Một lần nữa, để nghiên cứu về mối liên hệ giữa sự phân bố mật độ với vị trí, độ sâu đến các biên của nguồn dị thường, nghiên cứu sinh thực hiện chồng chập các thông tin này trên cùng một sơ đồ (hình 3.28). Trong đó, vị trí các chấm màu khác nhau cho biết vị trí biên của các nguồn dị thường được xác định bởi các điểm cực đại hàm ED, còn màu khác nhau thể hiện các độ sâu khác nhau, và được đặt trên nền phân bố mật độ (hình 3.28) và đặt trên nền gradient ngang của phân bố mật độ (hình 3.29). Quan sát 2 sơ đồ ta có thể nhận thấy:
- Vị trí biên của nguồn dị thường được xác định bởi các điểm cực đại hàm ED gần như bao được biên của các khối mật độ lớn. Nếu kết hợp với hướng của vector gradient ngang của đạo hàm thẳng đứng bậc 2 (hàm Gzz) có thể thấy hướng các vector này hướng ra ngoài tại biên các khối (hoặc dải) có mật độ lớn (phần lớn trên 2.7 g/cm3): bán địa hào Sông Hậu, bán địa hào Đồng Nai, trũng Trung tâm bể Cửu Long, trũng Đông Bạch Hổ, nhánh Đông địa hào Trung tâm, địa hào Vũng Mây,…
và hướng vào trong khi khối (hoặc dải) mật độ nhỏ (chủ yếu dưới 2.7 g/cm3): nâng trung tâm bể Cửu Long, nhô Sông Hậu, nâng Đá Lát, nâng Tư Chính – Phúc Nguyên, đới nâng Côn Sơn và đặc biệt là khu vực trũng sâu Biển Đông,...
98
Hình 3.28. Các điểm biên nguồn và phân bố mật độ trong móng trước Kainozoi
99
- Nếu thực hiện tính Gradient ngang của giá trị mật độ móng trước Kainozoi thì có thể thấy nó khá trùng khớp với vị trí các điểm cực đại được xác định bởi hàm ED. Hơn nữa, các giá trị cực đại của gradient ngang mật độ tỷ lệ thuận với giá trị độ sâu xác định được bằng phương pháp giải chập Euler số liệu tín hiệu giải tích theo hướng có nghĩa là: Tại các điểm có giá trị độ sâu lớn tương ứng với gradient ngang mật độ lớn và ngược lại (hình 3.29). Điều này chứng tỏ hàm ED có sự phù hợp nào đó với hàm gradient ngang của giá trị mật độ móng trước Kainozoi
Hình 3.29. Các điểm nguồn và Gradient phân bố mật độ
100
Các điểm độ sâu (hình 3.28c) cho thấy nguồn phân bố chủ yếu ở khoảng 7km đến 15 km. Sự phân bố các điểm biên của nguồn cùng với vector gradient của đạo hàm bậc 2 phần lớn có dạng dải không khép kín (các đứt gãy) hoặc có khép kín nhưng có bán kính rất lớn (khối tảng lớn). Qua đối sánh vị trí biên nguồn với các kết quả về phân bố hệ thống đứt gãy của một số tác giả [3,7,11,12,19,30,31,..] có thể thấy vị trí các biên nguồn này phản ánh rõ hệ thống đứt gãy chính có trên khu vực như: đứt gãy Sông Hậu, sông Đồng Nai, đứt gãy Mãng Cầu,…Vị trí và độ sâu các đứt gãy được phản ánh khá rõ rệt khi đối sánh kết quả thu được trên khu vực có các mặt cắt đã được minh giải bởi [36].
3.3.5. Nhận xét chung
Trên cơ sở các kết quả thu được trên khu vực thềm lục địa Đông Nam Việt Nam có thể rút ra một số kết luận như sau:
- Theo phương nằm ngang (theo diện), giá trị mật độ móng trước Kainozoi khu vực thềm lục địa Đông Nam có giá trị dao động mạnh từ 2.64 đến 3.0 g/cm3.
Sự phân bố mật độ cho thấy nó phản ánh khá rõ hình thái của các bể trầm tích nằm trong khu vực: Đường đồng mức mật độ σ=2.7 g/cm3 gần như là đường bao toàn bộ chu vi của bể trầm tích Cửu Long, trong khi đó với bể Nam Côn Sơn thì đó là đường đồng mức σ=2.76g/cm 3. Mật độ móng đạt giá trị cực đại tại vị trí trung tâm của bể: với bể Cửu long, giá trị cực đại đó là σmax=2.76 g/cm3 còn với bể Nam Côn Sơn thì σmax =3.0 g/cm3
- Các khối cấu trúc chính trong móng trước Kainozoi trên thềm lục địa Đông Nam được chỉ ra khá chi tiết và đầy đủ ở mức nâng trường 10, 20 và 30km. Ở mức nâng trường 60km cho thấy trên khu vực thềm Đông Nam tồn tại 2 dải sụt và 3 đới nâng lớn. Hai dải sụt được xác định nằm gần như song song với nhau, chạy theo hướng Tây Nam-Đông Bắc. Đường đồng mức 0 của hàm λ2 thu được trong khu vực đã phác họa được hình thái biên của các nguồn sụt chính, ở đây là hình thái của các bể Cửu Long và bể Nam Côn Sơn,...
- Trên khu vực nghiên cứu, vị trí biên của nguồn dị thường được chỉ ra bởi các giá trị cực đại hàm ED ở mức độ phân giải tốt hơn so với khi xác định bằng phương