C. Các véctơ chuyển dịch đứng.
A. Các véctơ chuyển dịch mặt bằng.
Trong giai đoạn từ 2/2002 đến 2/2004, các điểm LEM1, HAM1 là các điểm ổn định vị trí mặt bằng, còn các điểm DON1, NGA1 và TAU2 không ổn định vị trí mặt bằng. Các thành phần của các vectơ chuyển dịch vị trí mặt bằng của các điểm này đ−ợc thể hiện ở bảng d−ới đây.
Tên điểm VX (m) Mvx (m) VY (m) Mvy (m) DON1 -0.00218 0.00040 0.00282 0.00031 NGA1 0.00268 0.00038 0.01076 0.00029 TAU2 0.00835 0.00039 -0.00788 0.00029
Sơ đồ chuyển dịch mặt bằng của các điểm DON1, NGA1 và TAU2 đ−ợc thể hiện ở d−ới đây.
NGA1
DON1
Các tham số biến dạng mặt bằng đ−ợc xác định theo ph−ơng pháp phân tích vi kiến tạo phân đối với các tam giác NGA1 – HAM1 – TAU2, NGA1 - DON1 - TAU2 và NGA1 - DON1 - LEM1 dựa trên các vectơ chuyển dịnh mặt bằng của các điểm DON1, NGA1 và TAU2.
X
Từ hình vẽ trên chúng ta thấy rằng trong giai đoạn 2/2002 đến 2/2004 cánh phải (theo h−ớng Tây Nam - Đông Bắc) của đứt gãy Lai Châu - Điện Biên có xu h−ớng vặn phải theo chiều kim đồng hồ (điểm HAM1 ổn định, cạnh NGA1 - TAU2 có xu h−ớng vặn phải). Xu h−ớng nêu trên ng−ợc với xu h−ớng xẩy ra trong giai đoạn 2/2002 - 2/2003. Nguyên nhân của điều trên có thể giải thích nh− sau: do hoạt động tân kiến tạo trên khu vực đứt gãy Lai Châu - Điện Biên xẩy ra việc tích luỹ lực tr−ờng ứng suất làm khu vực huyện Sìn Hồ đ−ợc nâng lên với tốc độ cao (1,2cm/1năm). Điều này làm cánh bên phải của đứt gãy Lai Châu - Điện Biên vặn trái theo chiều ng−ợc kim đồng hồ. Nh−ng đây chỉ là hiện t−ợng cục bộ, tạm thời. Do kết quả giải phóng năng l−ợng đ−ợc tích luỹ d−ới dạng hiện tuợng lũ quét xẩy ra ở xã Pa Ham (14/08/2002), khu vực huyện Sìn Hồ lại đ−ợc hạ xuống trỏ về trạng thái cân bằng bình th−ờng. Do đó xét về tổng quan, trong giai đoạn từ 2/2002 đến 2/2004 cánh phải của đứt gãy Lai Châu - Điện Biên vặn phải theo chiều kim đồng hồ.
10min =−6,07.10− min =−6,07.10− ε 10 max =2,27.10− ε TAU 2 ψ = 6,08.10-10Rad HAM 1 ψ NGA1
Trong tam giác DON1 - NGA1 - TAU2 chỉ có điểm DON1 nằm ở cách trái (theo h−ớng Tây Nam - Đông Bắc) của đứt gãy Lai Châu - Điện Biên. Trong giai đoạn từ 2/2002 đến 2/2004 tam giác này có xu h−ớng vặn trái theo chiều ng−ợc kim đồng hồ (các cạnh TAU 2 - NGA1 và DON1 - TAU2 có xu h−ớng vặn phải theo chiều kim đồng hồ, cạnh DON1 - NGA1 có xu h−ớng vặn trái ng−ợc chiều kim đồng hồ mạnh hơn, nên tam giá trên có xu h−ớng vặn trái với góc xoay ψ rất nhỏ bậc -11).
Trong tam giác DON1 - NGA1 - LEM1 chỉ có điểm NGA1 nằm ở cách phải (theo h−ớng Tây Nam - Đông Bắc) của đứt gãy Lai Châu - Điện Biên. Trong giai đoạn từ 2/2002 đến 2/2004 tam giác này có xu h−ớng vặn trái theo chiều ng−ợc kim đồng
10min =−2,50.10− min =−2,50.10− ε 10 max =3,97.10− ε TAU 2 ψ = -8,46.10-11Rad DON1 ψ NGA1 X 10 min =−1,41.10− ε 10 max =4,26.10− ε LEM1 ψ = -1,26.10-10Rad DON1 ψ NGA1 X
hồ (điểm LEM1 ổn định, còn cạnh DON1 - NGA1 có xu h−ớng vặn trái theo chiều ng−ợc kim đồng hồ).
Từ kết quả phân tích hai tam giác DON1 - NGA1 - TAU2 và DON1 - NGA1 - LEM1 có thể thấy rằng trong giai đoạn từ 2/2002 đến 2/2004, cách trái của đứt gãy Lai Châu - Điện Biên có xu h−ớng vặn trái theo chiều ng−ợc kim đồng hồi, cách phải của đứt gãy Lai Châu - Điện Biên có xu h−ớng vặn phải theo chiều kim đồng hồ. Hai cánh của đứt gãy có xu h−ớng dãn xa nhau về hai phía.
Tốc độ chuyển dịch vị trí mặt bằng của điểm đ−ợc xác định thao công thức V = VX2 +VY2.
Khi đó chúng ta có thể kết luận rằng trong giai đọan từ 2/2002 đến 2/2004, điểm NGA1 chuyển dịnh vị trí mặt bằng với tốc độ 6 mm/1năm; điểm DON1 chuyển dịnh vị trí mặt bằng với tốc độ 2mm/1năm và điểm TAU2 chuyển dịnh vị trí mặt bằng với tốc độ 6 mm/1năm.
B. Các véc tơ chuyển dịch đứng.
Trong giai đoạn từ 2/2002 đến 2/2004 điểm NGA1 ổn định vị trí độ cao, còn các điểm LEM1, HAM1, DON1 và TAU2 không ổn định vị trí độ cao. Các thành phần của các vectơ chuyển dịch vị trí độ cao của các điểm này đ−ợc thể hiện ở bảng d−ới đây.
Tên điểm VH (m) Mvh (m) LEM1 -0.00836 0.00091 DON1 0.00931 0.00074 TAU2 -0.01502 0.00077 HAM1 0.00091 0.00109
Tốc độ nâng (trồi) lên của điểm DON1 là 4,5mm/1năm; tốc độ lún xuống của điểm LEM1 là -4mm/1năm và của điểm TAU2 là - 7,5mm/1 năm.
Hình ảnh bản đồ chuyển dịch đứng tỷ lệ 1:500.000 của khu vực đứt gãy Lai Châu-Điện Biên trong giai đoạn 2/2002 – 2/2004 đ−ợc thể hiện ở d−ới đây.
Các kết quả nghiên cứu chuyển dịch của vỏ trái đất trên đới đứt gãy Lai Châu - Điện Biên trong giai đoạn 2/2002 - 2/2004 là các thông tin quan trọng phục vụ cho các nhà địa chất nghiên cứu hoạt động kiến tạo và các tai biến địa chất trên khu vực đới đứt gãy này.
Ch−ơng 7. kết luận và kiến nghị.
$7.1. Kết luận.
Các kết quả nghiên cứu trong đề tài cho phép làm một số kết luận sau.
1. Về ph−ơng pháp luận và công nghệ.
1a. Việc sử dụng công nghệ GPS kết hợp với các dịch vụ của tổ chức IGS hoàn toàn đáp ứng đ−ợc các yêu cầu hiện đại của việc xác định chuyển dịch của vỏ trái đất trên phạm vi lớn. So với các ph−ơng pháp truyền thống, công nghệ GPS có những −u điểm nổi bật nh− phát triển nhanh mạng l−ới trắc địa trên phạm vi lớn, đo đạc trong mọi điều kiện thời tiết và không đòi hỏi sự thông h−ớng giữa các điểm.
1b. Các mạng l−ới địa động học phục vụ việc nghiên cứu chuyển dịch của vỏ trái đất đ−ợc xây dựng dựa trên các yêu cầu của các nhà khoa học địa chất. Việc phân tích các véc tơ chuyển dịch (ngang, đứng) đ−ợc thực hiện trên cơ sở phối hợp với các nhà địa chất để làm rõ các cơ chế gây ra sự chuyển dịch của vỏ trái đất dựa trên các kết quả nghiên cứu hoạt động kiến tạo của vỏ trái đất.
1c. Quy trình đo đạc GPS độ chính xác cao đ−ợc xây dựng trong khuôn khổ đề tài là chặt chẽ dựa trên việc phân tích các yếu tố ảnh h−ởng đến kết quả đo đạc GPS và đ−ợc trải nghiệm trên thực tế đo đạc mạng l−ới địa động học Lai Châu-Điện Biên trong 3 chu kỳ từ 2002 đến 2004.
1d. Các ph−ơng pháp xử lý dữ liệu đo GPS và xác định các véc tơ chuyển dịch (không gian, ngang, đứng) đ−ợc các thành viên đề tài phát triển có cơ sở khoa học chặt chẽ. Các ph−ơng pháp đ−ợc nghiên cứu bao gồm ph−ơng pháp xử lý dữ liệu đo GPS để tính toán các véc tơ Baseline; ph−ơng pháp tìm kiếm các véc tơ Baseline thô trong các ca đo; ph−ơng pháp phân tích véc tơ Baseline thành các véc tơ Baseline phẳng và hiệu độ cao trắc địa; ph−ơng pháp bình sai các mạng l−ới trắc địa tự do để nghiên cứu sự ổn định của các điểm trắc địa và xác định các véc tơ chuyển dịch (không gian, ngang, đứng) của khu vực nghiên cứu; ph−ơng pháp phân tích các véc tơ chuyển dịch ngang.
Việc xây dựng phần mềm ECME-GPS cùng mô đun GUST là sự đóng góp của nhóm nghiên cứu đề tài theo h−ớng phát triển công nghệ của Việt Nam.
1e. Việc xây dựng quy trình sử dụng phần mềm Bernese trong khuôn khổ đề tài này là một sản phẩm khoa học công nghệ của đề tài và là sự đóng góp của nhóm nghiên cứu trong việc khai thác phần mềm tiên tiến của Châu Âu.
2. Về chuyển dịch của vỏ trái đất trên khu vực đứt g∙y Lai Châu-Điện Biên trong giai đoạn 2/2002-2/2004. trong giai đoạn 2/2002-2/2004.
Các kết quả nghiên cứu, phân tích các véc tơ chuyển dịch ngang, đứng của đới đứt gãy Lai Châu-Điện Biên trong các giai đoạn2/2002-2/2003 và 2/2002-2/2004 cho phép mô tả hoạt động của đứt gãy Lai Châu-Điện Biên nh− sau:
2a. Đứt gãy Lai Châu-Điện Biên đ−ợc phân thành hai vùng với đ−ờng phân cách đi qua hai điểm LEM1 và HAM1 có ph−ơng vị bằng 54008’39”. Để phân tích tiếp theo gọi cánh phải của đứt gãy là phần nằm bên phải của đ−ờng dọc theo đứt gãy theo h−ớng Tây Nam-Đông Bắc, cánh trái - phần nằm bên trái đ−ờng nêu trên.
Trong giai đoạn từ 2/2002 đến 2/2003, cánh phải của đứt gãy bị nén ép mạnh theo h−ớng ph−ơng vị 300 và có xu h−ớng tr−ợt bằng trái. Phần nằm trên (phía Bắc) của đ−ờng phân cách có xu h−ớng nâng lên với tốc độ tăng dần từ 0cm (trên đ−ờng phân cách) lên phía Đông Bắc và đạt tốc độ nâng cao nhất ở điểm NGA1 (xã Tà Ngảo, huyện Sìn Hồ, tỉnh Lai Châu) là 1,2cm/1năm. Phần phía d−ới của đ−ờng phân cách có xu h−ớng lún mạnh giảm dần từ đ−ờng phân cách xuống phía Tây Nam và đạt tốc độ lún lớn nhất tại điểm TAU2 (xã Nà Tấu, huyện Điện Biên, tỉnh Điện Biên) là - 1,35cm/1năm.
Trong giai đoạn từ 2/2002 đến 2/2004, điểm NGA1 ổn định vị trí độ cao. Khu vực đứt gãy Lai Châu-Điện Biên phân 2 vùng rõ rệt: vùng phía trên của đ−ờng phân cách có xu h−ớng nâng dần lên và tốc độ nâng lớn nhất ở điểm DON1 (xã Nậm Hàng, huyện M−ờng Lay, tỉnh Điện Biên) là 4,5mm/1năm và vùng phía d−ới đ−ờng phân cách có xu h−ớng lún và tốc độ lún lớn nhất tại điểm TAU2 đạt giá trị -7,5mm/1năm. Cánh phải của đứt gãy có xu h−ớng nén ép mạnh theo h−ớng ph−ơng vị khoảng 1560 và tr−ợt bằng phải. Cánh trái của đứt gãy có xu h−ớng tách dãn mạnh theo h−ớng ph−ơng vị khoảng 3340-3410 và tr−ợt bằng trái.
Nh− vậy trong giai đoạn 2/2002-2/2004, 2 cánh của đứt gãy có xu h−ớng dãn xa nhau ra theo vị trí mặt bằng.
2 Điểm có tốc độ chuyển dịch vị trí mặt bằng lớn nhất 6 mm/1năm là các điểm NGA1 và TAU2.
2b. Việc nâng lên đột ngột của điểm NGA1 trong giai đoạn 2/2002-2/2003 có thể giải thích dựa trên giả thuyết sau. Do hoạt động kiến tạo mạnh trên khu vực đứt gãy Lai Châu-Điện Biên, nên các lớp vật chất bên trong lòng Quả đất trên khu vực này xô đẩy nhau và tạo nên sự nâng tạm thời của khu vực thuộc phạm vi xã Tà Ngảo, huyện
Sìn Hồ. Hiện t−ợng này làm thay đổi tr−ờng ứng xuất của các lớp đất bên trong lòng Quả đất.
Kết hợp với m−a lớn, việc cân bằng lại tr−ờng ứng suất gây ra trận lũ quét rất lớn dọc theo đ−ờng phân cách đi qua bản PaHam, xã PaHam, huyện M−ờng Lay, tỉnh Lai Châu vào 2h đêm ngày 14/8/2002. khu vực huyện M−ờng Lay thuộc trung tâm m−a của Việt Nam và thuộc vùng cực động của động đất mạnh.
Sau khi cân bằng lại tr−ờng ứng xuất điểm NGA1 lại bị lún xuống theo theo độ cao đến vị trí cân bằng trong giai đoạn 2/2003-2/2004.
Hiện t−ợng nêu trên cho những thông tin rất quí báu để nghiên cứu dự báo hiện t−ợng lũ quét dựa trên kết quả xác định chuyển dịch của vỏ trái đất bằng ph−ơng pháp trắc địa.
2c. Việc trồi lên liên tục của phần phía trên đ−ờng phân cách (theo h−ớng Tây Nam-Đông Bắc của đứt gãy) có khả năng gây ra do sự tích luỹ liên tục năng l−ợng đàn hồi bên trong lòng Quả đất ở khu vực này. Kết quả của việc giải phóng năng l−ợng đ−ợc tích luỹ là các trận động đất th−ờng xuyên xẩy ra tại khu vực nêu trên. Ví dụ vào lúc 2h05m15s sáng ngày 30/12/2002 đã xẩy ra trận động đất c−ờng độ 4,2 độ Rích Te với tâm động đất cách thị xã Điện Biên Phủ 12km về phía Tây.
$7.2. Kiến nghị.
1. Việc nghiên cứu chuyển dịch vỏ trái đất bằng ph−ơng pháp trắc địa cho phép nhận đ−ợc các thông tin quí báu phục vụ việc dự báo động đất, lũ quét v...v., chọn vị trí xây dựng các công trình lớn nh− đập thuỷ điện, lắp đặt các đ−ờng ống dẫn dầu v...v, và nghiên cứu hoạt động kiến tạo của vỏ Quả đất.
2. Để nghiên cứu dự báo các tai biến địa chất nh− động đất, lũ quét v...v, cần tiến hành xây dựng mạng l−ới địa động học trên khu vực rộng và đo đạc liên tục theo các mùa trong năm.
3. Trên cơ sở phối hợp giữa hai lĩnh vực địa chất và trắc địa cần xây dựng dự án tổng thể nghiên cứu hoạt động của các đứt gãy đang hoạt động mạnh ở Việt Nam.
Tài liệu tham khảo
1. Пеллинен Л. П. Высшая геодезия(теорет ическая геодезия). М.:Недра, 1978.
2. МашимовМ. М. Уравниваниегеодезическихсетей. М.:Недра, 1979.
3. Berrino G. Absolute gravimetry and gradiometry on active volcanoes of southern Italy. Bolletino di geofisica. Teorica ed applicata 37. N0 146, 131-144. 1995.
4. Allis R. G., Hunt T. M. Analysis of exploitation-induced gravity changes at Wairakei Geothermal Field. Geophysics, 51, N0 8, 1647-1660. 1986.
5. Юркина М. И., Серебрякова Л. И. О некоторых задачах геодинамики. М.: ЦНИИГАИК, 1997. 6. Певнев А. К., Место геодезии в проблеме прогноза землетрясений. М.: ЦНИИГАИК, 1997. 7. КафтанВ. И. Подьёмыземнойповерхности исейсмическаяактивность. М.: ЦНИИГАИК, 1997.
8. Hudnut K. W., Shen Z., Murray M., Mc Clusky S., King R., Herring T., HagerB., Feng Y., Fang P., Donnellan A., Block Y. Co-seismic displacements of the 1994 Northridge, California, Earthquake. Bulletin of the seismological Society of America, 86 (1B). S19-S36, 1996.
9. Wesley Parks. Using GPS to detect vertical movement along a leveling line in imperial valley, California. J. surveying and land information system. Vol. 61, N0 3, 2001, pp. 177-191.
10. Duong Chi Cong and Kurt L. Feigl. Geodetic Measurement of horizontal strain across the Red River fault near Thac Bac, Vietnam, 1963-1994. Journal of Geodesy, 73, 298-310, 1999.
11. Proceedings of the second workshop on regional geodetic network. Hochiminh city, Vietnam, July 12th – 13th 1999.
12. Черамисин В. Ф., Косенко В. Е., Звонарь В. Д. идр. Состояние и перспективы создания геодезических и навигационных систем. Геодезия и Картография. №11, 1993, с. 12-17. 13. ГлушковВ. В., НасредниновК. К., Пугачев Г. В.,КосенкоВ. Е. Гео-ик 2 – космическая геодезическая система России третьего поколения. М.: ЦНИИГАИК, 1997.
14. Nerem R. S., Lerch F. J., Marshall J. A. and ete. Gravity model development for TOPEX/POCEIDON joint gravity models 1 and 2. Journ. Geophys. Res. – 1994 – V. 99, N0 12, p. 421-447.
15. Argentiero P. D., Schmid P. E., Vonbun F. O. Result of GEOS-3/ATS-6 satellite – to – saltelline tracking. Journ. Geophys. Res. – 1979 – V. 84, N0 8, p. 3921- 3925.
16. Ruth E. Neilan, Angelyn Moore. Intẻnational GPS service tutorial. Overview of history,organization and resources. GPS’ 99 symposium. Tsukuba, Japan,
17. Vũ Nghiễm và nhk. Tóm tắt báo cáo tổng kết đề tài 48-02-07-09 “ Nghiên cứu chuyển động của vỏ trái đất ở những vùng có hình thành khe nứt bằng ph−ơng pháp trắc địa. Cục đo đạc và bản đồ Nhà n−ớc. Hà Nội-1988.
18. Trần Đình Lữ. Động đất, chuyển động kiến tạo và chuyển dịch thẳng đứng vỏ trái đất lãnh thổ miền Bắc. Tạp chí Trắc địa – bản đồ,1989,20-22, Cục đo đạc và bản đồ Nhà n−ớc.
19. Trần Đình Tô, D−ơng Chí Công, Nguyễn Đình Tú. Những kết quả đầu tiên nghiên cứu chuyển động thẳng đứng trũng Sông Hồng. Địa chất tài nguyên. Viện địa chất. Nxb KHKT,1991,36-40.
20. Trần Đình Tô, D−ơng Chí Công. ứng dụng kỹ thuật GPS vào nghiên cứu hoạt động đứt gãy Sông Hồng. Đặc san Khoa học và công nghệ địa chính,12/1997,43- 46.
21. Trần Văn Thắng, Văn Đức Ch−ng. Chuyển dịch ngang vỏ trái đất đới Sông Hồng Plioxen-đệ tứ. Địa chất tài nguyên, tập 1. Viện địa chất. Nxb KHKT,1996,33-46.
22. Vy Quốc Hải. Về bản đồ gradien theo không gian hai chiều của vận tốc chuyển dịch đứng vỏ trái đất. Địa chất tài nguyên, tập 2. Viện địa chất. Nxb KHKT,1996,323-329.
23. D−ơng Chí Công. Nghiên cứu đánh giá chuyển động ngang đứt gãy Sông Hồng bằng ph−ơng pháp xử lý hỗn hợp số liệu trắc địa mặt đất và trắc địa vệ tinh. Luận