Các quá trình và hiện tượng địa chất động lực là yếu tố quan trọng để đánh giá điều kiện ĐCCT lãnh thổ. Chúng gây ra nhiều trở ngại cho việc sử dụng và xây dựng công trình. Cho nên để thực hiện được mục tiêu, nhiệm vụ của công tác lập bản đồ ĐCCT cần phải chỉ ra quy luật, sự phân bố và mức độ phát triển của các quá trình và hiện tượng địa chất động lực. Từ đó đề ra các phương pháp, biện pháp ngăn ngừa và xử lý chúng trong quá tình thi công và sử dụng công trình.
Để nhằm đạt được những mục đích trên, trong khi tiến hành điều tra thực địa cần quan trắc và thu thập tài liệu để giải quyết những nhiệm vụ sau:
1 - Phát hiện những nơi xảy ra các quá trình địa chất động lực.
2 - Nghiên cứu các điều kiện tự nhiên ảnh hưởng đến sự phát triển của các quá trình đó.
3 - Vạch ra sự ảnh hưởng do hoạt động kinh tế của con người tới môi trường xung quanh.
4 - Nhận định mức độ và biểu hiện tác hại của những quá trình đó.
5 - Nghiên cứu đặc tính và biểu hiện của các quá trình địa chất và các yếu tố ảnh hưởng tới chúng.
3.2.4.1.Các quá trình nội sinh.
1 - Sự vận động của lớp vỏ trái đất
Xảy ra trong giai đoạn Neogen - Antropogen được thể hiện trên kiến trúc địa chất của nó và hình thái địa hình, gọi là những vận động kiến tạo mới hay tân kiến tạo. những vận động này có thể phân ra hai nhóm : Hiện đại và cổ.
Những vận động hiện đại có thể khảo sát trực tiếp bằng các phương pháp như: trắc địa, địa chấn, ĐCTV, địa vật lý và các phương pháp khác. Những vận động cổ hơn được nghiên cứu chủ yếu bằng phương pháp địa chất, địa mạo.
Sự vận động tân kiến tạo dẫn tới sự biến dạng vỏ trái đất và phá hủy thế nằm của đất đá. Chúng được biểu hiện dưới dạng uốn nếp đứt gãy, nứt nẻ. tùy thuộc vào cường độ vận động tạo nên các hình thái địa hình khác nhau.
Khi đo vẽ ĐCCT cần nghiên cứu những biểu hiện của vận động tân kiến tạo và chúng được biểu thi trên bản đồ bằng các đứt gãy “đang hoạt động” và đới hủy hoại chúng.
2 - Địa chấn.
Hiện tượng địa chấn có vai trò lớn đối với việc đánh giá điều kiện ĐCCT lãnh thổ lập bản đồ. Cường độ động đất được đánh giá theo 12 cấp. Trên bản đồ phân vùng địa chấn Việt nam đã phân chia các vùng có địa chấn và các chấn tâm động đất có từ cấp 6 đến cấp 8 do Viện vật lý địa cầu thuộc Trung tâm khoa học tự nhiên và công nghệ quốc gia thành lập. Ngoài ra, ở một số nơi có tiến hành nghiên cứu địa chấn chi tiết hơn phục vụ cho việc xây dựng các công trình lớn. Trong quá trình lập bản đồ ĐCCT phải chú ý thu thập và phân tích tài liệu địa chấn hiện có. Trong quá trình nội sinh, hoạt động núi lửa cũng đóng vai trò quan trọng, nhưng sự biểu hiện của nó bị hạn chế theo khu vực (nhất là nước ta). Nhiệm vụ chủ yếu trong lập bản đồ ĐCCT đối với hoạt động núi lửa là đánh giá khả năng tác động của phun trào tới lãnh thổ lập bản đồ và xác định sự phân bố của đất đá phun trào, cũng như thành phần và tính chất của chúng.
3.2.4.2. Các quá trình địa chất ngoại sinh
Trong quá trình lập bản đồ ĐCCT phải đi sâu nghiên cứu điều tra dưới đây. Tuy nhiên một số hiện tượng địa chất động lực xảy ra không phải chỉ do “ngoại sinh” mà còn có sự tác động tương hỗ lẫn nhau với “nội sinh” và “hoạt động xây dụng của con người”.
1 - Sự dịch chuyển của đất đá trên sườn dốc
Sự dịch chuyển của đất đá từ phần cao của sườn dốc và tích tụ ở chân sườn dốc. Trong quá trình đo vẽ địa chất công trình cần khảo sát, kiểm tra quy luật phân bố, kích thước, mô tả khu vực phát triển và mức độ hoạt động của hiện tượng đổ, lở đất đá. Lưu ý đặc tính của đất đá ở sườn dốc và đất đá bị phá hủy do quá trình đổ, lở. Khi mô tả cấu trúc địa chất của chúng cần xác định nguồn gốc, tuổi và thành phần thạch học đất đá cấu tạo nên sườn dốc, điều kiện thế nằm, địa hình sườn dốc, xác định độ bền, độ phong hóa và độ nứt nẻ của đất đá. Các khu vực đổ lở cần được ghi chép cẩn thận trong nhật ký đo vẽ và thể hiện trên bản đồ bằng các ký hiệu theo tỷ lệ hay phi tỷ lệ.
b - Trượt
Trượt là sự dịch chuyển những khối đất đá đã mất ổn định về phía dưới sườn dốc, mái dốc do ảnh hưởng của trọng lực, áp lực thủy động, lực địa chấn hoặc một số lực khác. Hiện tượng trượt phá hủy sườn dốc và mái dốc, biến đổi địa hình khu vực, cấu trúc địa chất là hiện tượng địa chất nguy hiểm và luôn luôn quan hệ trực tiếp với sự hoạt động của con người trên sườn dốc và mái dốc. Cho nên cần phải chú ý trong quá trình nghiên cứu chúng phục vụ quy hoạch và đánh giá sự ổn định của các công trình khác nhau.
Trong quá trình đo vẽ ĐCCT khi nghiên cứu trượt cần giải quyết các nhiệm vụ sau:
- Phát hiện sự phân bố trượt trên khu vực lập bản đồ.
- Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến trượt (khí tượng thủy văn, địa hình, cấu trúc địa chất, nước dưới đất, động đất, tác động của con người…)
- Phân loại trượt (cục bộ hay khu vực)
- Xác định tuổi trượt (cổ hay hiện đại). Trượt cổ có thân trượt lớn, dạng tai vòng, địa hình dạng đồi, dải đồi. Trượt hiện đại có kích thước nhỏ, nhiều khi phát triển trên thân trượt cổ. Xác định bằng tính độ bền, độ phong hóa, nứt nẻ của đất đá.
Những biểu hiện trượt hoặc khu vực phân bố trượt sẽ được biểu hiện bằng ký hiệu điểm hoặc khoanh ranh giới trên bản đồ ĐCCT.
Tác động cơ học, hóa học và sinh hóa của nước mặt lên đất đá dẫn tới sự phá hủy chúng, rồi mang đi và tích tụ các vật liệu, tạo nên hình thái địa hình mặt đất. Hoạt động phá hủy của nước mặt do các yếu tố thủy văn, địa chất, địa mạo và các yếu tố khác.
a - Xói mòn:
Khi lập bản đồ ĐCCT nghiên cứu 3 dạng xói mòn: Rửa trôi nguồn gốc, thành tạo mương xói và xói mòn ở sông suối.
Rửa trôi sườn dốc: Sự rửa trôi sườn dốc thổ nhưỡng và các sản phẩm phong hóa đất đá có thể xảy ra với cường độ khác nhau tùy vào độ dốc và hình thái sườn dốc, cấu trúc địa chất của chúng, lớp phủ thổ nhưỡng và thực vật, điều kiện khí hậu và trước hết vào lượng mưa và đặc tính của mưa. Khi lập bản đồ ĐCCT cần nghiên cứu tuổi và độ dốc của sườn dốc cũng như chiều dày của trầm tích eluvi, deluvi, vạch ra những khu rửa trôi đất đá và thổ nhưỡng xảy ra mạnh, nguyên nhân của chúng (độ dốc sườn lớn, sự có mặt của đất đá dễ hòa tan, sự phá hủy lớp phủ, sự khai khẩn đất đai không đúng đắn…)
Mương xói: Những rãnh nhỏ và hố xói trên sườn dốc thường phát triển tương đối nhanh tạo thành mương xói. Hình dạng mương xói trước hết phụ thuộc vào giai đoạn phát triển, thành phần và tính bền của đất đá. Tốc độ phát triển mương xói hầu như quyết định bởi tính dễ rửa trôi của đất đá (khi các điều kiện thủy văn và ĐCTV tương đương nhau). Khi lập bản đồ ĐCCT cần vạch ra chiều dài và chiều rộng của mương xói ở các đoạn khác nhau của nó, chiều cao và độ dốc của bờ, hình dạng mương xói trên bình đồ và mặt cắt, các loại đất đá bị mương xói cắt qua, xác định tốc độ phát triển (m/năm) hoặc tần số mạng mương xói (diện tích mương xói trên 1km2
).
Xói mòn ở sông suối là sự bào xói lòng hay mở rộng các thung lũng, rửa xói bờ sông suối. Ở vùng núi, sự xói mòn sông phát triển hơn ở vùng đồng bằng, mạnh nhất tại bờ các thác nước hay khi mực nước sông dâng cao và tăng tốc độ dòng chảy.
Khi đo vẽ ĐCCT cần vạch ra:
+ Thành phần và trạng thái đất đá, độ kháng rửa xói tương đối của chúng.
+ Hình dạng và độ dốc bờ, vị trí xảy ra xói rửa
+ Chiều cao, trạng thái bề mặt của các bậc xói trong các loại đất đá khác nhau.
+ Tốc độ xói rửa của bờ.
Những dấu hiệu trên được ghi chép đầy đủ trong nhật ký, phản ánh trên bản đồ ĐCCT bằng ký hiệu quy ước và trong báo cáo thuyết minh.
b - Dòng lũ bùn đá
Là dòng chảy tạm thời xảy ra đột ngột ở miền núi, gồm nước và vật liệu cứng của dòng bùn đá mà có thể phân chia ra bùn và bùn đá., đồng thời phát hiện tính quy luật phân bố và hình thành dòng bùn đá. Những lộ trình cần điều tra dòng bùn đá cần bố trí sao cho đi qua tất cả các vùng ảnh hưởng và có mương xói phát sinh ra chúng. Khi mô tả nón phóng vật cần xét đến tính liên tục và sự hình thành chúng. Để xác định tốc độ và lưu lượng dòng bùn đá cần nhận biết kích thước lớn nhất của vật liệu và sự phân bố của chúng ở các khu vục. Ngoài ra còn phải xác định mức nước lớn nhất của dòng bùn đá theo các dấu vết còn lại.
Tài liệu trên cần được ghi chép, phân tích tổng hợp và đưa vào báo cáo, biểu thị trên bản đồ ĐCCT bằng ký hiệu quy ước.
c - Mài mòn, xói lở và tích tụ của bờ biển
Công tác nghiên cứu quá trình mài mòn, tích tụ bờ biển nhằm phát hiện đặc điểm địa chất, địa mạo, thủy văn và vai trò của chúng trong việc làm biến đổi đường bờ.
Bờ biển có thể chia ra những cấp sau:
- Bờ tích tụ yếu được đặc trưng bởi sự nghiêng thoải với sự tích tụ nhiều dạng khác nhau.
- Bờ biển tích tụ thường là những bãi tắm rộng
- Bờ mài mòn có độ sâu lớn, có nơi lộ đá gốc, không có các bãi tắm hoặc chỉ có trên các khu vực riêng lẻ.
- Bờ tích tụ mài mòn (loại hỗn hợp) là sự luân phiên giữa quá trình mài mòn và tích tụ.
- Bờ vững chắc mà trên đó đã xây dựng những công trình chống mài mòn hay chống trượt.
Trong lập bản đồ ĐCCT việc phân cấp trên thực hiện bằng khảo sát trực tiếp mắt thường hoặc bằng phương pháp giải đoán ảnh, máy bay. Để xác định định lượng quá trình mài mòn và tích tụ phải xác định cường độ vận chuyển vật liệu của dòng chảy ven bờ. Dựa vào tài liệu thu thập, điều tra thực địa kết hợp với giải đoán ảnh máy bay đánh giá được sự vận chuyển vật liệu của dòng chảy. Ngoài ra căn cứ vào tài liệu khí tượng, thủy văn thành lập được các đặc trưng chế độ sóng biển dưới dạng đồ thị, biểu bảng…Trong quá trình lập bản đồ cần tiến hành các dạng công tác sau:
+ Mô tả đường bờ biển trên khu vực khảo sát (dốc đứng, thoải…) + Mô tả các hiện tượng trượt, lở bờ.
Những kết quả điều tra, khảo sát trên được ghi chép cẩn thận và biểu thị trên bản đồ ĐCCT bằng các ký hiệu quy ước phi tỷ lệ như đề cập trong báo cáo.
3 - Các quá trình liên quan đến sự hoạt động của nước dưới đất
a - Karst
Khi đá vôi, đá dolomit, đá phấn, đá mac no, thạch cao, muối mỏ bị nước mặt và nước dưới đất hòa tan và rửa lũa, trên mặt đất hình thành những phễu, hố sụt hay những dạng khác của địa hình, còn ở bên trong là những khoảng trống, khe rãnh và hang đủ kiểu. Người ta gọi tất cả những loại hình trên mặt và dưới đất như vậy là karst.
Karst phát sinh ở những vùng phân bố đá bị hòa tan trong nước, nên phân biệt karst cacbonat, karst sunfat và karst clorua (karst muối). Karst ảnh hưởng trực tiếp tới sự thay đổi kiến trúc và trạng thái đất đá trong sự hình thành địa hình và chế độ thủy văn. Dựa vào các kiến trúc địa mạo chia Karst ra thành các loại hình sau:
- Xói mòn ở các thung lũng sông cổ và hiện đại, trong đó sự hoạt động của nó liên quan mật thiết đến mực nước mặt và nước dưới đất
- Karst trên mặt gồm các đường phân thủy. Chúng được phát triển theo khe nứt sinh đá và khe nứt do phong hóa đá.
- Karst miền nâng kiến tạo có tính quy luật và sự phân bố liên quan đến mức độ nứt nẻ kiến tạo.
- Karst của các đứt gãy kiến tạo.
- Xói mòn kiến tạo là các thung lũng sông cắt qua các đới đứt gãy kiến tạo.
- Karts sụt lún kiến tạo cổ (loại chôn vùi)
- Karst ở đới tiếp xúc giữa đá hòa tan và đá không hòa tan.
- Karst đang hình thành và sự hoạt động của nó phụ thuộc vào sự thay đổi điều kiện thế nằm và sự dao động của mực nước dưới đất, sự tác động của con người (xây hồ chứa, khai thác khoáng sản…)
Sự có mặt của karst ở khu vực nào đó bao giờ cũng làm cho ta nghi ngại về mức độ ổn định của công trình. Cho nên khi lập bản đồ ĐCCT, việc nghiên cứu karst có ý nghĩa lớn đối với việc đánh giá điều kiện ĐCCT lãnh thổ lập bản đồ.
Trong quá trình lập bản đồ, khi nghiên cứu đặc điểm thạch học đất đá cần chú ý đến thành phần đất đá bị karst hóa và sự có mặt trong chúng các tạp chất (cát, sét, chất hữu cơ…) với đặc trưng chiều dày, kiến trúc, sự phân lớp, thể bao của chúng, hệ thống khe nứt, nguồn gốc nứt nẻ, hình thái và quy luật phân bố của chúng. Tính chất và thành phần vật chất lấp nhét sẽ cho ta hình dung được sự vận động của nước dưới đất và sự phát triển của quá trình karst.
Sự ổn định của lãnh thổ phát triển karst được đánh giá theo số lượng trung bình hàng năm của các hố sụt karst trên 1km2. Trong đó, n là hố sụt thành tạo trên diện tích F trong khoảng thời gian t (năm), hay theo mức độ thiệt hại trung bình của lãnh thổ do các hố sụt karst gây ra (%năm) theo công thức:
Trong đó, ∑f là tổng diện tích các hố sụt trên diện tích F (km2) trong khoảng thời gian t (năm).
Việc xác định Pk hay Pp chỉ nên tiến hành tại những vùng phát triển karst sunfat và clorua. Đối với vùng đá cacbonat, karst phát triển với tốc độ rất chậm, nên đánh giá mức độ ổn định Karst của lãnh thổ theo số lượng trung bình các hố sụt trong 1 năm trên diện tích 1 km2 (ký hiệu P):
Không ổn định P = 0,1 - 1,0 Kém ổn định P = 0,05 - 0,1
Hơi kém ổn định P = 0,01 - 0,05 Tương đối ổn định P < 0,01.
b - Xói ngầm
Xói ngầm là quá trình moi chuyển những hạt nhỏ trong đất hòn mảnh (cát, cuội, sỏi…) ra khỏi hố đất hay ra khỏi chất lấp nhét trong khe nứt và hốc Karst.
Sự phát triển xói ngầm đặc trưng cho tác dụng phá hoại do thấm, sự ổn định của đất đá hoặc chất lấp nhét trong các khe nứt và hốc karst. Xói ngầm phát triển tương đối chậm (hàng năm, chục năm) nhưng phổ biến rộng rãi trong tự nhiên và biểu hiện đa dạng, thường phá vỡ sự làm việc bình thường của các công trình thoát nước ngầm, hệ thống lọc của công trình thu gom nước, các ống lọc ngược làm tính thấm nước của công trình giảm hay không làm việc. Xói ngầm phát triển chủ yếu trong đất có hệ số không đồng nhất về thành phần hạt đất (Kk) lớn hơn 20 và gradian thủy lực (I) lớn hơn 5:
d60 - đường kính hạt đất mà lượng chứa các cỡ hạt nhỏ hơn nó chiếm 60%.
d10 - đường kính hạt đất mà lượng chứa các cỡ hạt nhỏ hơn nó chiếm