5. CẤU TRÚC LUẬN VĂN
2.2.3. Nhóm yếu tố địa chất
Khu vực lƣu vực hồ thủy điện Sơn La nằm trong vùng có đặc điểm địa chất, kiến tạo phân dị phức tạp. Do đó, vai trò của các yếu tố địa chất thạch học công trình, địa chất thuỷ văn và vỏ phong hoá tác động phát sinh trƣợt lở đất có mức độ khác nhau.
a. Vỏ phong hóa
Trên cơ sở phân tích tổng hợp tài liệu địa chất hiện có và các tài liệu phân tích giải đoán ảnh viễn thám cho thấy, trên lƣu vực hồ thuỷ điện Sơn La phân bố các thành tạo địa chất rất phong phú và đa dạng, gồm các thành tạo magma, trầm tích, biến chất,… Các thành tạo đá bị phong hóa mạnh mẽ, hình thành các kiểu vỏ khác nhau.
- Các thành tạo trầm tích, biến chất
Các thành tạo trầm tích, biến chất có tuổi từ Proterozoi, Paleozoi, Mezozoi, Kainozoi tới nay gồm: Hệ tầng Nậm Cô, Sông Mã, Pa Ham, Tây Chang, Nậm Pịa, Mó Tôm, Bản Cải, Sông Đà, Bắc Sơn, Cẩm Thuỷ, Yên Duyệt, Viên Nam, Tân Lạc, Đồng Giao, Nậm Thẳm, Mƣờng Trai, Suối Bàng, Tú Lệ, Nậm Pô, Bản Hát, Suối Bé, Ngòi Thia, Yên Châu và các thành tạo Neogen - Đệ tứ.
- Các thành tạo magma
Trong khu vực nghiên cứu, có mặt của nhiều khối đá xâm nhập có tuổi khác nhau, gồm các phức hệ Mƣờng Hum, Điện Biên, Bản Muồng, Phu Sa Phìn, Yên Sun, Bản Chiềng và phức hệ Pu Sam Cáp. Chúng lộ ra thành các khối dạng tròn, chiều dài từ vài chục mét đến 1500m, chiều rộng vài chục mét đến 700-800m.
- Các kiểu vỏ phong hóa
+ Thành tạo saprolit (Sa) là dạng phong hoá vật lý tạo cho đá gốc nứt vỡ, vụn thô. Dạng thành tạo này phân bố rải rác ở địa hình có độ cao từ 350 m trở lên ứng với các sƣờn núi dốc lớn hơn 400. Thành phần hoá học, khoáng vật chƣa thay đổi đáng kể.
+ Vỏ phong hoá sialit (SiAl) đƣợc hình thành trên các vùng núi thấp, trung bình và cao, đặc biệt là các di tích bề mặt san bằng, sƣờn lõm, thoải trên núi.
47
Thành phần khoáng vật của vỏ phong hoá sialit chủ yếu là kaolinit, hydromica. Ngoài ra còn có clorit, monmorilonit...
+ Vỏ phong hoá sialferit (SiAlFe) phát triển khá phổ biến trên các đá granit, ryolit, đá phiến, lục nguyên xen phun trào axit, đá phiến kết tinh thạch anh felspat. + Vỏ phong hoá ferosialit (FeSiAl) phát triển trên hầu hết các loại đá, và các dạng địa hình khác nhau, từ vùng gò đồi thấp, thoải đến vùng núi cao. Mặt cắt đầy đủ của vỏ phong hoá ferosialit trên các đá khác nhau gồm 5 đới rõ rệt, từ trên xuống: đới thổ nhƣỡng, đới sét loang lổ, đới sét sáng màu, saprolit, đá gốc.
+ Vỏ phong hoá alferit (AlFe) phát triển chủ yếu trên các đá bazan, chỉ thấy một diện nhỏ ở Điện Biên.
Trên địa bàn vùng lƣu vực hồ thủy điện Sơn La, trong điều kiện khí hậu nhiệt đới ẩm, địa hình phân dị phức tạp, hoạt động phá huỷ đứt gẫy kiến tạo diễn ra mạnh mẽ và các thành tạo địa chất rất đa dạng, quá trình phong hoá và tích tụ trầm tích bở rời Đệ tứ phát triển mạnh mẽ. Các kiểu vỏ phong hoá gồm: ferosialt, saproit và Sialferit và đá vôi.
Kiểu vỏ phong hóa Ferosialit phân bố chủ yêu ở thị xã Lai châu tỉnh Lai châu và một phần nhỏ ở huyện Tuần Giáo. Thống kê cho thấy, trên vỏ phong hóa này có 171 khối trƣợt trên diện tích 5709 km2
. Quy mô của khối trƣợt chủ yếu thuộc loại nhỏ-trung bình. Điều này cho thấy, nơi có kiểu vỏ phong hoá này đã góp phần tạo năng lƣợng và sự chênh lệch về trọng lƣợng phát sinh trƣợt lở đất ở mức độ rất lớn.
Kiểu vỏ phong hóa Saproit phân bố chủ yêu dọc thung lũng Sông Đà trên địa bàn từ huyện Sìn Hồ đến huyện Tủa Chùa. Thống kê cho thấy, trên vỏ phong hóa này có 183 khối trƣợt trên diện tích 3748 km2. Quy mô của khối trƣợt chủ yếu thuộc loại trung bình. Điều này cho thấy, nơi có kiểu vỏ phong hoá này đã góp phần tạo năng lƣợng và sự chênh lệch về trọng lƣợng phát sinh trƣợt lở đất ở mức độ rất lớn.
Kiểu vỏ phong hóa Sialferit phân bố chủ yêu ở huyện Mùa Cang Chải, huyện Than Uyên và một phần nhỏ ở huyện Mƣờng La. Thống kê cho thấy, trên
48
vỏ phong hóa này có 38 khối trƣợt trên diện tích 1005 km2. Quy mô của khối trƣợt chủ yếu thuộc loại trung bình lớn. Điều này cho thấy, nơi có kiểu vỏ phong hoá này đã góp phần tạo năng lƣợng và sự chênh lệch về trọng lƣợng phát sinh trƣợt lở đất ở mức độ rất lớn.
Kiểu vỏ phong hóa đá vôi phân bố chủ yếu ở tỉnh Lai Châu. Thống kê cho thấy trên loại vỏ phong hóa này hầu nhƣ không xảy ra trƣợt lở đất.
Nhƣ vậy, yếu tố vỏ phong hoá (kiểu vỏ phong hoá) và trầm tích Đệ Tứ là yếu tố có vai trò thứ tiếp theo trong phát sinh trƣợt lở đất, bởi lẽ, vỏ phong hoá và trầm tích bở rời Đệ Tứ cung cấp nguồn vật liệu cho quá trình trƣợt lở ở lƣu vực Thủy điện Sơn La. Phân tích tổng hợp mối quan hệ giữa mức độ trƣợt lở với các kiểu vỏ phong hoá và trầm tích Đệ Tứ cho thấy, yếu tố này có vai trò nhất định và cho 5 điểm. Trầm tích Đệ tứ bở rời hỗn hợp (aluvi, proluvi, deluvi) ở khu vực này thƣờng có chiều dầy lớn (từ 15-20m) rất thuận lợi cho trƣợt lở phát triển, do đó, nó có mức độ trƣợt lở lớn nhất; tiếp đến là kiểu vỏ phong hoá sialferit (thƣờng có chiều dầy từ 15-20m) có mức độ trƣợt lở thấp hơn. Tiếp đến kiểu vỏ phong hoá ferosialit (chiều dầy thƣờng đạt từ 10-15m) và saproit (chiều dầy thƣờng từ 5- 10m) có mức độ trƣợt lở thấp hơn. Do vậy, điểm của các kiểu vỏ phong hoá và trầm tích Đệ Tứ tƣơng ứng nhƣ sau: ferosialit - 5, saproit - 3, alferit – 1 (bảng 2.5, hình 2.6).
Bảng 2.5: Thống kê trượt lở và điểm số theo kiểu vỏ phong hoá và trầm tích Đệ Tứ ở lưu vực hồ thủy điện Sơn La
Kiểu vỏ phong hóa Số điểm trƣợt lở Diện tích (km2) Hệ số trƣợt lở Điểm số Ferosialit 171 5709 0.029 3 Saproit 183 3748 0.048 7 Sialferit 38 1005 0.037 5 Đá vôi 0 707 0 1
49
Hình 2.6: Bản đồ nguy cơ trượt lở đất theo yêu tố vỏ phong hóa
b. Địa chất thạch học
Đặc điểm địa chất thạch học trên lƣu vực hồ thủy điện Sơ La rất phức tạp, đƣợc phân chia theo các nhóm đất đá khác nhau.
Loạt thạch học đá biến chất magma phân bố rộng rãi trên lƣu vực hồ thủy điện Sơn La gồm các hệ tầng Xa Lam Cô, Dắc Lô, Sông Re, Tắc Pỏ, Khâm Đức,
50
Đắc Long. Thành phần thạch học bao gồm các đá gneis biotit, gneis biotit-granat- corđierit-silimanit, đá phiến thạch anh-biotit-plagioclas-hypersthen, gneis hai pyroxen, gneis biotit-silimanit-corđierit-granat, gneis biotit-granat, đá phiến thạch anh-biotit-silimanit. Loạt thạch học này có độ cứng trung bình-nửa cứng, dễ bị phá huỷ bởi các quá trình động lực nội-ngoại sinh phân bố chủ yếu ở phía Tây thung lũng Sông Đà. Theo kết quả thống kê, trên các loạt thạch học biến chất này phân bố 108 khối trƣợt trên diện tích 1717 km2. Quy mô của khối trƣợt chủ yếu thuộc loại nhỏ-trung bình. Nhƣ vậy, nơi phân bố loạt thạch học biến chất này đã tác động phát sinh trƣợt lở đất ở mức độ lớn.
Magma axit phân bố chủ yếu ở Huyện Phong Thổ, Huyện Mƣờng Tè. Theo thống kê trên loại vỏ phong hóa này có 61 khối trƣợt lở đất trên diện tích 2017 km2. Quy mô của khối trƣợt chủ yếu thuộc loại trung bình. Nhƣ vậy, nơi phân bố loạt thạch học trầm tích biến chất này đã tác động phát sinh trƣợt lở đất ở mức độ trung. Tiếp đến là trầm tích Ba zơ- tập trung chủ yếu ở phía Tây lƣu vực sông Đà. Quy mô của khối trƣợt chủ yêu thuộc loại Trung bình. Nhƣ vậy, nơi phân bố Magma axit và Magma Ba zơ này đã tác động phát sinh trƣợt lở đất ở mức độ trung bình
Loạt thạch học đá trầm tích, trầm tích gắn kết phân bố rộng rãi ở các lƣu vực hồ thủy điện Sơn La có Thành phần thạch học bao gồm các đá phiến, cát kết, bột kết. Loạt thạch học này thuộc loại cứng. Tuy nhiên, khi bị tác động của các quá trình động lực nội-ngoại sinh, phân bố chủ yếu của loạt thạch học này chủ yếu ở phía Đông lƣu vực Sông Đà. Theo kết quả thống kê, trên các loạt thạch học trầm tích biến chất này phân bố 204 khối trƣợt trên diện tích 2273 km2. Quy mô của khối trƣợt chủ yếu thuộc loại trung bình lớn. Nhƣ vậy, nơi phân bố loạt thạch học trầm tích biến chất này đã tác động phát sinh trƣợt lở đất ở mức độ lớn.
Loạt trầm tích bở ròi và đá vôi phân bố chủ yếu dọc thung lũng sông Đà trải dài từ huyện Phong Thổ đến huyện Tuần Giáo. Trên loạt trầm tích này hầu nhƣ không xảy ra hiện tƣợng trƣợt lở đất.
51
Nhƣ vậy, yếu tố địa chất thạch học công trình thể hiện ở độ cứng, độ bền chắc của các nhóm đất đá trong đánh giá TLĐ. Phân tích vai trò của yếu tố này trong trƣợt lở có thể cho 3 điểm. Trên các trầm tích gắn kết TLĐ xảy ra mạnh nhất. Trƣợt lở đất xảy ra yếu hơn trên các thành tạo biến chất, đá magma axit, magma ba zơ rồi đến đá trầm tích bở rời, đá vôi. Điểm của các nhóm đá này tƣơng ứng là 9, 7, 5, 3 và 1 ( bảng 2.6, hình 2.7)
Bảng 2.6: Thống kê trượt lở và điểm số theo kiểu vỏ phong hoá và trầm tích Đệ Tứ ở lưu vực hồ thủy điện Sơn La
Nhóm đất đá Số điểm trƣợt lở Diện tích (km2) Hệ số trƣợt lở Điểm số Biến chất 108 1717 0.062 7 Magma acit 61 2017 0.030 5 Magma bazơ 11 448 0.024 3 Trầm tích gắn kết 204 2273 0.089 9 Đá vôi 0 1461 0 1 Trầm tích bở rời 8 3219 0.002 1
52
Hình 2.7: Bản đồ nguy cơ trượt lở đất theo yếu tố địa chất thạch học
c. Địa chất thủy văn
Đặc điểm địa chất thuỷ văn khu vực nghiên cứu thể hiện ở các "dạng tồn tại của nƣớc dƣới đất". Theo nguyên tắc này, căn cứ vào khả năng chứa nƣớc các thành tạo địa chất đƣợc chia ra hai dạng chủ yếu là: các tầng chứa nƣớc (aquifers) và các tầng không chứa nƣớc (non aquifers).
53
Trên lƣu vực hồ thủy điện Sơn La, tầng giầu nƣớc là các tầng chứa nƣớc lỗ hổng, tồn tại trong các trầm tích bở rời Đệ tứ (apd). Các tầng chứa nƣớc lỗ hổng thƣờng là môi trƣờng chứa nƣớc liên tục, khá đồng nhất và các thông số địa chất thủy văn ít biến đổi trong không gian. Tầng này phân bố dọc các đồng bằng thung lũng sông Đà. Tại khu vực nghiên cứu, tầng chứa nƣớc khá phong phú, chiều dày tầng chứa nƣớc từ 10 - 20m. Nguồn cung cấp chủ yếu là nƣớc mƣa và nƣớc mặt. Miền thoát là hệ thống dòng chảy chia cắt địa hình và một phần thấm qua cửa sổ địa chất thuỷ văn cung cấp cho các tầng dƣới. Đây là tầng chứa nƣớc có ý nghĩa quan trọng để khai thác nƣớc ngầm tại khu vực nghiên cứu. Theo kết quả thống kê, trên tầng giầu nƣớc này phân bố 56 khối trƣợt trên diện tích 1836 km2
. Quy mô của khối trƣợt chủ yếu thuộc loại trung bình. Nhƣ vậy, nơi phân bố tầng giầu nƣớc này đã tác động phát sinh trƣợt lở đất ở mức độ trung bình.
Các tầng chứa nƣớc khe nứt là các tầng chứa nƣớc trung bình, nƣớc đƣợc chứa và vận động trong các khe nứt, kẽ hổng. Dạng tồn tại này của nƣớc dƣới đất gặp trong các thành tạo đá liên kết cứng bị nứt nẻ, trong các đới phá hủy kiến tạo Sông Đà Vì. Các tầng chứa nƣớc thuộc dạng tồn tại này có đặc điểm chung là không đồng nhất. Mức độ chứa nƣớc cũng nhƣ các thông số địa chất thủy văn của chúng thƣờng thay đổi mạnh theo không gian, phân bố chủ yếu ở phía Tây Nam lƣu vực sông Đà trải dài từ Huyện Sìn Hồ đến Thuận Châu. Theo kết quả thống kê, trên tầng chứa nƣớc trung bình này phân bố 6 khối trƣợt trên diện tích 85 km2. Quy mô của khối trƣợt chủ yếu thuộc loại trung bình lớn. Nhƣ vậy, nơi phân bố tầng chứa nƣớc này đã tác động phát sinh trƣợt lở đất ở mức độ lớn.
Tầng nghèo nƣớc phân bố phổ biến ở một số nơi lộ các thành tạo magma xâm nhập và đá phiến. Các thành tạo địa chất nghèo nƣớc có thể gặp ở cả hai thể: đá chƣa liên kết cứng và đá có liên kết cứng. Trong đá chƣa liên kết cứng, thƣờng gặp dạng thạch học nhƣ sét, sét pha. Trong đá liên kết cứng, thƣờng gặp ở các dạng thạch học nhƣ bột kết, sét kết, đá phiến (biến chất), các đá magma xâm nhập. Theo kết quả thống kê, trên tầng nghèo nƣớc này phân bố 286 khối trƣợt trên diện
54
tích 7707 km2. Quy mô của khối trƣợt chủ yếu thuộc loại trung bình lớn. Nhƣ vậy, nơi phân bố tầng chứa nƣớc này đã tác động phát sinh trƣợt lở đất ở mức độ lớn.
Tầng rất nghèo nƣớc phân bố phổ biến ở khu vực này. Các thành tạo địa chất rất nghèo nƣớc có thể gặp ở cả các đá trầm tích: bột kết, sét kết; biến chất: đá phiến và các đá magma xâm nhập. Theo kết quả thống kê, trên tầng rất nghèo nƣớc này phân bố 26 khối trƣợt trên diện tích 868 km2. Quy mô của khối trƣợt chủ yếu thuộc loại rất nhỏ. Nhƣ vậy, nơi phân bố tầng rất nghèo nƣớc này đã tác động phát sinh TLĐ ở mức nhỏ.
Tầng không chứa nƣớc (cách nƣớc) phân bố ở một số khu vực thuộc lƣu vực hồ thủy điện Sơn La. Các thành tạo địa chất không chứa nƣớc có thể gặp ở cả các đá trầm tích: bột kết, sét kết; biến chất: đá phiến và các đá magma xâm nhập. Theo kết quả thống kê, trên tầng không chứa nƣớc này phân bố 18 khối trƣợt trên diện tích 589 km2. Quy mô của khối trƣợt chủ yếu thuộc loại trung bình. Nhƣ vậy, nơi phân bố tầng không chứa nƣớc này đã tác động phát sinh trƣợt lở đất ở mức độ trung bình.
Nhƣ vậy, vai trò của yếu tố địa chất thuỷ văn trong phát sinh TLĐ thể hiện ở mức độ chứa nƣớc. Tuy nhiên, đối với quá trình TLĐ ở khu vực lƣu vực hồ thủy điện Sơn La, mối quan hệ giữa mức độ trƣợt lở với mức độ chứa nƣớc ngầm không rõ ràng. Mức độ trƣợt lở lớn nhất nằm trong đới chứa nƣớc trung bình; tiếp theo là đới nghèo nƣớc, không chứa nƣớc, giầu nƣớc, rất nghèo nƣớc. Do vậy, đánh giá mối quan hệ giữa mức độ trƣợt lở với mức độ chứa nƣớc cho yếu tố này 3 điểm. Điểm của các cấp độ chứa nƣớc trung bình, nghèo nƣớc, không chứa nƣớc, giầu nƣớc, rất nghèo nƣớc tƣơng ứng là 9, 7, 5, 3 và 1 (bảng 2.7, hình 3.8).
Bảng 2.7: Thống kê trượt lở và điểm số theo mức độ chứa nước ngầm của đất đá ở lưu vực hồ thủy điện Sơn La
Độ chứa nƣớc Số điểm trƣợt lở Diện tích (km2) Hệ số trƣợt lở Điểm số Giầu nƣớc (qh) 56 1836 0.030 3 Chứa nƣớc trung bình (qp) 6 85 0.070 9 Nghèo nƣớc (bz) 286 7707 0.037 7 Rất nghèo nƣớc (bc) 26 868 0.029 1 Không chứa nƣớc (xn) 18 589 0.031 5
55
Hình 2.8: Bản đồ nguy cơ trượt lở đất theo yếu tố địa chất thủy văn