Đặc điểm phát triển địa hình trong mối liên quan với địa động lực hiện đại đới đứt gãy Sông Hồng

VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

VIỆN ĐỊA CHẤT

NGÔ VĂN LIÊM

ĐẶC ĐIỂM PHÁT TRIỂN ĐỊA HÌNH

TRONG MỐI LIÊN QUAN VỚI ĐỊA ĐỘNG LỰC HIỆN ĐẠI

ĐỚI ĐỨT GÃY SÔNG HỒNG

LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT

HÀ NỘI - 2011

VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

VIỆN ĐỊA CHẤT

NGÔ VĂN LIÊM

ĐẶC ĐIỂM PHÁT TRIỂN ĐỊA HÌNH

TRONG MỐI LIÊN QUAN VỚI ĐỊA ĐỘNG LỰC HIỆN ĐẠI

ĐỚI ĐỨT GÃY SÔNG HỒNG

Chuyên ngành: Địa mạo và cổ địa lý

Mã số: 62.44.72.01

LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

1. PGS.TS. Phan Trọng Trịnh

2. TS. Vy Quốc Hải

HÀ NỘI - 2011

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số

liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được công bố trong

bất cứ công trình nào khác.

Tác giả luận án

Ngô Văn Liêm

LỜI CẢM ƠN

Luận án được hoàn thành tại Phòng Địa động lực - Viên Địa chất, dưới

sự hướng dẫn của PGS.TS. Phan Trọng Trịnh và TS. Vy Quốc Hải. NCS xin

bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc sự hướng dẫn sát sao và tận tình của các thầy trong

suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận án. Ngoài ra, NCS còn nhận

được sự quan tâm giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi của Lãnh đạo Viện

Địa chất, của Phòng Địa động lực; sự góp ý, trao đổi của các nhà khoa học

trong và ngoài Viện Địa chất; sự động viên, khích lệ của bạn bè và người

thân; sự hỗ trợ của đề tài Cơ bản, mã số 105.06.36.09. NCS trân trọng cảm ơn

những sự giúp đỡ quý báu này.

Hà Nội, tháng 6 năm 2011

NCS. Ngô Văn Liêm

MỤC LỤC

Trang

CÁC THUẬT NGỮ, KÍ HIỆU VIẾT TẮT iv

DANH MỤC HÌNH v

DANH MỤC BẢNG viii

DANH MỤC ẢNH viii

MỞ ĐẦU 1

1. Tính cấp thiết của luận án 1

2. Mục tiêu của luận án 2

3. Nhiệm vụ của luận án 2

4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

5. Những điểm mới của luận án 3

6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 4

7. Cơ sở tài liệu 4

8. Cấu trúc của luận án 5

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU

6

1.1. MỘT SỐ KHÁI NIỆM LIÊN QUAN 6

1.1.1. Địa động lực hiện đại 6

1.1.2. Kiến tạo trẻ 7

1.2. KHÁI QUÁT VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 7

1.2.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước 8

1.2.2. Tình hình nghiên cứu trong nước 11

1.3. CƠ SỞ PHƯƠNG PHÁP LUẬN CỦA VIỆC NGHIÊN CỨU MỐI

TƯƠNG QUAN GIỮA SỰ PHÁT TRIỂN ĐỊA HÌNH VÀ ĐỊA ĐỘNG

LỰC HIỆN ĐẠI

18

1.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21

1.4.1. Các phương pháp địa chất, địa mạo truyền thống 21

1.4.2. Phương pháp viễn thám và GIS 25

1.4.3. Nhóm phương pháp trắc địa 26

1.4.4. Các phương pháp phân tích cổ động đất 27

i

1.4.5. Các phương pháp đánh giá địa chấn kiến tạo và gia tốc rung

động

27

1.4.6. Các phương pháp mô phỏng, mô hình 31

CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA MẠO ĐỚI ĐỨT GÃY SÔNG HỒNG 32

2.1. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ ĐỊA HÌNH VÀ CÁC NHÂN TỐ THÀNH

TẠO

32

2.1.1. Đặc trưng địa chất - kiến tạo trước Pliocen khu vực nghiên cứu

và khu vực lân cận

32

2.1.2. Đặc trưng địa hình khu vực 34

2.1.3. Khái quát đặc điểm khí hậu 35

2.2. ĐẶC ĐIỂM TRẮC LƯỢNG HÌNH THÁI ĐỊA HÌNH 36

2.2.1. Đặc điểm phân bậc địa hình 36

2.2.2. Đặc điểm chia cắt sâu 38

2.2.3. Đặc điểm chia cắt ngang 41

2.2.4. Đặc điểm độ dốc 42

2.3. ĐẶC ĐIỂM KIẾN TRÚC HÌNH THÁI 43

2.3.1. Nhóm kiến trúc hình thái nâng kiến tạo 43

2.3.2. Nhóm kiến trúc hình thái hạ tương đối và sụt lún Tân kiến tạo 50

2.4. ĐẶC ĐIỂM CÁC KIỂU NGUỒN GỐC ĐỊA HÌNH 57

2.4.1. Nhóm địa hình có nguồn gốc kiến tạo và kiến trúc bóc mòn 58

2.4.2. Nhóm địa hình bóc mòn tổng hợp 58

2.4.3. Nhóm địa hình karst 64

2.4.4. Địa hình do dòng chảy 65

2.5. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN ĐỊA HÌNH 69

2.5.1. Khái quát sự phát triển kiến tạo và địa hình trước Pliocen 69

2.5.2. Lịch sử phát triển địa hình khu vực và vùng lân cận từ Pliocen

tới nay

72

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 75

CHƯƠNG 3: KIẾN TẠO TRẺ VÀ ĐỊA ĐỘNG LỰC HIỆN ĐẠI ĐỚI

ĐỨT GÃY SÔNG HỒNG

76

3.1. ĐẶC ĐIỂM KIẾN TẠO TRẺ 76

ii

3.1.1. Các dấu hiệu hoạt động trẻ từ Pliocen –Hiện đại 76

3.1.2. Biên độ và tốc độ chuyển dịch thẳng đứng từ Pliocen tới nay 79

3.1.3. Đặc điểm chuyển dịch trượt bằng trẻ 82

3.2. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA ĐỘNG LỰC HIỆN ĐẠI 96

3.2.1. Đặc điểm hoạt động địa chấn 96

3.2.2. Chuyển động kiến tạo hiện đại dọc đới ĐGSH 102

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 115

CHƯƠNG 4: MỐI LIÊN QUAN GIỮA ĐẶC ĐIỂM PHÁT TRIỂN

ĐỊA HÌNH VỚI ĐỊA ĐỘNG LỰC HIỆN ĐẠI VÀ TAI BIẾN ĐỘNG

ĐẤT ĐỚI ĐGSH

116

4.1. SỰ THỂ HIỆN CỦA CHUYỂN ĐỘNG THEO PHƯƠNG THẲNG

ĐỨNG TRÊN ĐỊA HÌNH

116

4.1.1. Sự thể hiện của các chuyển động nâng trẻ trên địa hình 116

4.1.2. Sự thể hiện của các chuyển động hạ lún tương đối 120

4.2. MỐI LIÊN QUAN GIỮA ĐỊA HÌNH VÀ SỰ CHUYỂN DỊCH NGANG 121

4.3. MỐI QUAN HỆ GIỮA CHUYỂN ĐỘNG THEO CHIỂU THẲNG ĐỨNG

VÀ TRƯỢT BẰNG DỌC ĐỚI ĐỨT GÃY SÔNG HỒNG

132

4.4. MỐI TƯƠNG QUAN GIỮA SỰ PHÁT TRIỂN ĐỊA HÌNH VÀ ĐẶC

TRƯNG ĐỊA CHẤN KHU VỰC

135

4.4.1. Kết quả đánh giá động đất cực đại 137

4.4.2. Đánh giá gia tốc rung động cực đại 140

4.4.3. Mô hình hóa quá trình biến dạng và biến đổi ứng suất Coulomb

khi xảy ra động đất cực đại

141

KẾT LUẬN CHƯƠNG 4 144

KẾT LUẬN 145

TÀI LIỆU THAM KHẢO 147

PHỤ LỤC 157

Phụ lục 3.1: Kết quả tính tính toán chuyển dịch tuyệt đối dạng đầy đủ từ

hai chu kỳ đo GPS năm 2000 và 2010 bằng phần mềm Bernese 5.0

157

Phụ lục 3.2: Kết quả tính tính toán chuyển dịch tương đối khu vực đới

ĐGSH với sự cố định của điểm NAM0 bằng phần mềm Bernese 5.0

159

Phụ lục 4.1 : Bảng kết quả tính gia tốc rung động gây ra do đứt gãy SC2 160

iii

CÁC THUẬT NGỮ, KÍ HIỆU VIẾT TẮT

BMSB Bề mặt san bằng

CCN Chia cắt ngang

CCS Chia cắt sâu

DEM Digital Elevation Model (Mô hình số độ cao)

DNCV Dãy núi Con Voi

ĐGSH Đứt gãy Sông Hồng

ĐGSC Đứt gãy Sông Chảy

ĐB Đông bắc

GEODYSSEA Geodynamics of South and South-East Asia (Địa động

lực Nam và Đông Nam Á)

GIS Geographic Informations System (Hệ thông tin địa lý)

GPS Global Positioning System (Hệ định vị toàn cầu)

KTHT Kiến trúc hình thái

ITRF (IGS) Khung tọa độ Trái đất quốc tế

NCS Nghiên cứu sinh

nnk Nhiều người khác

SC Sông Chảy

SH Sông Hồng

TB-ĐN Tây Bắc-Đông Nam

THCBM Tập hợp các bề mặt

TKT Tân kiến tạo

TN Tây nam

tr.n Triệu năm

iv

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Sơ đồ vị trí khu vực nghiên cứu

Hình 1.2: Dữ liệu đầu vào, đầu ra và mục đích xã hội của việc nghiên cứu sự phát

triển địa hình và địa động lực hiện đại

Hình 2.1: (a)- Sơ đồ địa chất khu vực nghiên cứu; (b,c,d)- Chú giải tương ứng

Hình 2.2: Sơ đồ phân cấp độ cao và vị trí các tuyến mặt cắt địa hình

(Khu vực đới ĐGSH đoạn Lào Cai – Việt Trì)

Hình 2.3: Mặt cắt trùng hợp thể hiện các BMSB khu vực nghiên cứu

Hình 2.4: Sơ đồ chia cắt sâu đới ĐGSH khu vực Lào Cai-Việt Trì và vùng lân cận

Hình 2.5: Sơ đồ chia cắt ngang đới ĐGSH khu vực Lào Cai-Việt Trì và vùng lân

cận

Hình 2.6: Sơ đồ độ dốc đới ĐGSH khu vực Lào Cai-Việt Trì và vùng lân cận

Hình 2.7: Sơ đồ kiến trúc hình thái đới ĐGSH khu vực Lào Cai-Việt Trì và vùng

lân cận

Hình 2.8: Sơ đồ địa mạo trũng Lào Cai và vùng lân cận

Hình 2.9: Sơ đồ địa mạo khu vực trũng Bảo Hà và vùng lân cận

Hình 2.10: Sơ đồ địa mạo khu vực trũng Yên Bái và vùng lân cận

Hình 2.11: Sơ đồ địa mạo khu vực trũng Bảo Yên và vùng lân cận

Hình 2.12: (a) Sơ đồ địa mạo đới ĐGSH khu vực Lào Cai đến Phú Thọ và vùng lân

cận; (b) Chú giải tương ứng

Hình 2.13: Các dạng địa hình thềm khu vực xã Báo Đáp

Hình 3.1: Sơ đồ phân bố đứt gãy trẻ khu vực từ Việt Trì đến Lào Cai.

Hình 3.2: Đoạn đứt gãy trẻ - Sông Hồng 2 (Ảnh vệ tinh Landsat TM được chồng

trên mô hình số độ cao)

Hình 3.3: Đứt gãy đang hoạt động vùng Văn Yên – Trấn Yên (Quan sát từ ảnh vệ

tinh SPOT)

Hình 3.4: Đứt gãy trẻ khu vực TP.Lào Cai (Ảnh vệ tinh Landsat TM)

Hình 3.5: Mô hình số độ cao thể hiện các nhánh đứt gãy trẻ khu vực TP. Yên Bái

Hình 3.6: Đứt gãy trẻ (SC1) khu vực Lục Yên đến ĐN Phố Ràng (Ảnh vệ tinh Spot

được lồng trên DEM )

Hình 3.7: Vị trí đứt gãy trẻ (SC2) trên ảnh vệ tinh Landsat ETM+

Hình 3.8: Chuyển dịch theo dấu hiệu địa chất và địa mạo lớn hơn 5km dọc ĐGSH

Hình 3.9: Biên độ dịch chuyển theo phân tích các sông suối nhánh của ĐGSC khu

vực Lục Yên, Yên Bái đến Phố Ràng, Lào Cai

Hình 3.10: Mặt cắt trong trầm tích Neogen - Đệ tứ và đoán giải cấu trúc từ ảnh (điểm

v

khảo sát thuộc thôn An Lạc - Bắc Cường - TP Lào Cai)

Hình 3.11: Sơ đồ phân bố chấn tâm động đất miền Bắc Việt Nam và lân cận

Hình 3.12: Sơ đồ véc tơ tốc độ chuyển dịch tuyệt đối trong khung tham chiếu toàn

cầu IGS_05 của các điểm đo dọc đới ĐGSH, theo kết quả đo lặp ~10 năm

của hai chu kỳ đo 2000 và 2010

Hình 3.13: Sơ đồ đối sánh các véc tơ chuyển dịch tuyệt đối của luận án với kết quả

của đề tài trọng điểm cấp nhà nước mã số KC.09.11/06-10 [146] và nhiệm

vụ bổ sung mã số KC.09.11BS/06-10 [142]

Hình 3.14: Sơ đồ chi tiết đối sánh véc tơ tốc độ chuyển dịch tuyệt đối của luận án với

kết quả trong đề tài trọng điểm cấp nhà nước mã số KC.09.11/06-10 [146]

và KC.09.11BS/06-10 [142]

Hình 3.15: Sơ đồ tốc độ chuyển dịch tương đối của các điểm đo dọc đới ĐGSH với

phương án cố định của điểm NAM0, theo kết quả đo lặp ~10 năm của hai

chu kỳ đo 2000 và 2010

Hình 4.1: Mạng lưới sông tỏa tia thể hiện khối nâng địa phương (DNCV)

Hình 4.2: Bản đồ địa hình (1:50.000) được chồng trên mô hình số độ cao thể hiện

“thung lũng xuyên thủng” cắt qua bậc địa hình cao 150m, được cấu tạo

bởi các đá trầm tích Neogen dưới các góc nhìn khác nhau ( A-Nhìn từ

hướng TN lên ĐB; B- Nhìn từ hướng ĐB về TN).

Hình 4.3: Các dạng địa hình thềm sông khu vực cầu Bảo Hà, thông qua giải đoán

ảnh vệ tinh được chồng lên mô hình số độ cao (DEM)

Hình 4.4: Mạng lưới sông suối hướng tâm thể hiện sự hạ lún tương đối của địa hình

khu vực trũng Nghĩa Lộ

Hình 4.5: Sơ đồ thể hiện sự chuyển dịch ngang của địa hình thông qua biến vị sông

suối và sự chuyển dịch ngang đồng thời với sự nâng lên của địa hình dẫn

tới sự cướp dòng của suối dọc đứt gãy SH 3 (khu vực Yên Hợp- Xuân Ái￾Hoàng Thắng-Báo Đáp).

Hình 4.6: Chi tiết đoạn biến vị của địa hình dọc đứt gãy nhánh bờ phải sông Hồng

khu vực thôn Tân Xuân, Yên Hợp, Văn Yên, Yên Bái. Vị trí nghiên cứu

xem trên Hình 4.9. (A-Địa hình hiện tại; B- Khôi phục lại địa hình cổ

trước khi bị chuyển dịch).

Hình 4.7a: Địa hình hiện tại khu vực thôn Tân Xuân, xã Yên Hợp, Văn Yên, Yên Bái

(Đứt gãy cắt qua ranh giới giữa thềm bậc III và bậc II và làm biến vị địa

hình thềm III, ~142m). Vị trí xem trên Hình 4.9a.

Hình 4.7b: Địa hình cổ được khôi phục lại bằng phép dịch chuyển địa hình ngược

chiều chuyển dịch của đứt gãy khu vực thôn Tân Xuân, xã Yên Hợp, Văn

Yên, Yên Bái. Vị trí xem trên Hình 4.9b.

Hình 4.8a: Địa hình hiện tại khu vực thôn Tân Xuân, xã Yên Hợp, Văn Yên, Yên Bái

(Đứt gãy cắt qua ranh giới giữa thềm bậc III và bậc II và làm biến vị địa

hình thềm III, ~142m). Vị trí xem trên Hình 4.9a.

vi

Hình 4.8b: Địa hình cổ được khôi phục lại bằng phép dịch chuyển địa hình ngược

chiều chuyển dịch của đứt gãy khu vực thôn Yên Viễn, xã Xuân Ai, Văn

Yên, Yên Bái. Vị trí xem trên Hình 4.9b.

Hình 4.9a: Sự bất chỉnh hợp của địa hình thềm bậc III và thềm II ở hiện tại, khu vực

xã Yên Hợp và Xuân Ai, huyện Văn Yên, tỉnh Yên Bái

Hình 4.9b: Khôi phục lại địa hình cổ trước giai đoạn Pleistocen giữa bị đứt gãy làm

chuyển dịch bằng phải một đoạn ~142m, khu vực xã Yên Hợp và Xuân

Ai, huyện Văn Yên, tỉnh Yên Bái

Hình 4.9c: Đường địa hình cổ (giai đoạn trước Pleistocen giữa) và địa hình hiện tại

khu vực xã Yên Hợp và Xuân Ai, huyện Văn Yên, tỉnh Yên Bái

Hình 4.10: Biến vị của các suối nhánh, nơi có đứt gãy Pliocen-Hiện đại cắt qua

(khu vực Mậu Đông-Mậu A)

Hình 4.11: Biến vị của các suối nhánh và trầm tích trẻ, nơi có đứt gãy SC1 cắt qua

khu vực các xã thuộc huyện Bảo Yên, tỉnh Yên Bái

Hình 4.12: Biến vị của suối Ban Song Ho tại khu vực Bản Qua, Bát Xát

Hình 4.13: Mối quan hệ giữa nâng kiến tạo khu vực và trượt bằng dọc đới ĐGSH

Hình 4.14: Mô hình biến đổi ứng suất COULOMB trên bề mặt địa hình khi xảy ra

động đất cực đại ở các chấn đoạn đứt gãy hoạt động chính dọc sông Hồng

khu vực từ Lào Cai-Việt Trì. (Mũi tên chỉ vị trí thân đập Thác Bà).

Hình 4.15: Mô hình biến đổi ứng suất COULOMB ở độ sâu 10km khi xảy ra động

đất cực đại ở các chấn đoạn đứt gãy hoạt động chính dọc sông Hồng khu

vực từ Lào Cai-Việt Trì (Mũi tên chỉ vị trí thân đập Thác Bà)

Hình 4.16: Mô hình hóa các véc tơ biến dạng trên bề mặt địa hình khi xảy ra động

đất cực đại ở các chấn đoạn đứt gãy hoạt động chính dọc sông Hồng khu

vực từ Lào Cai-Việt Trì (Mũi tên chỉ vị trí thân đập Thác Bà)

Hình 4.17: Mô hình hóa các véc tơ biến dạng ở độ sâu 10km khi xảy ra động đất cực

đại ở các chấn đoạn đứt gãy hoạt động chính dọc sông Hồng khu vực từ

Lào Cai-Việt Trì (Mũi tên chỉ vị trí thân đập Thác Bà)

vii

DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.1: Kết quả tính tính toán chuyển dịch tuyệt đối dạng rút gọn từ hai chu kỳ đo

năm 2000 và 2010

Bảng 3.2: Kết quả tính tính toán chuyển dịch tuyệt đối chu kỳ đo năm 2000 và 2010

Bảng 3.3: Kết quả tính tính toán chuyển dịch tương đối khu vực đới ĐGSH với

phương án cố định của điểm NAM0 (chu kỳ 2000-2010)

Bảng 4.1: Các thông số đầu vào và kết quả tính động đất cực đại của đới Sông Hồng

(Lào Cai – Việt Trì).

Bảng 4.2: Kết quả tính động đất cực đại có thể xảy ra ở vùng đứt gãy SH3

Bảng 4.3: Kết quả tính động đất cực đại có thể xảy ra ở vùng đứt gãy SC 2

Bảng 4.4: Các giá trị gia tốc tại thân đập Thác Bà do các đứt gãy hoạt động gây ra

DANH MỤC ẢNH

Ảnh 2.1: Vết xước kiến tạo (trượt bằng phải) trong lớp trầm tích Neogen (Khu

vực cầu yên Bái)

Ảnh 2.2: Trầm tích Neogen ở khu vực xã Việt Tiến - Bảo Yên (cạnh Quốc lộ 70)

Ảnh 2.3: Trầm tích Neogen ở khu vực Phố Ràng

Ảnh 2.4: Bãi bồi thấp thuộc sông Chảy, khu vực cầu Bảo Nhai

Ảnh 2.5: Bãi bồi cao khu vực TP. Lào Cai

Ảnh 2.6: Bề mặt bãi bồi cao khu vực xã Bảo Nhai

Ảnh 3.1: Thung lũng hình chữ “V”, vùng Khánh Hoà- An Lạc - Lục Yên, Yên

Bái

Ảnh 3.2: a- Đới trượt cắt trẻ (Shear) phát triển trong các thành tạo Neogen và vỏ

phong hoá của chúng, rộng 1,8 - 2m; b- vật liệu sét bị ép phiến song

song với đới và mặt trượt của đới (vị trí quan sát đông nam TP. Lao

Cai 6 km)

Ảnh 4.1: Đứt gãy làm dịch chuyển trầm tích Đệ tứ tại suối nhánh cách Trịnh

Tường (Bát Xát) 3km về phía tây bắc, với biên độ xác định > 150m

Ảnh 4.2: Mặt trượt và vết xước kiến tạo (trượt bằng phải) trong lớp vỏ phong

hóa (Khu vực trường Cao đẳng Sư phạm Lào Cai)

viii

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của luận án

Đới đứt gãy Sông Hồng (ĐGSH) kéo dài hơn 1000km từ Tây Tạng tới Biển

Đông. Khu vực này đóng vai trò quan trọng trong bình đồ kiến tạo khu vực Châu Á

và được coi là ranh giới phân chia khối lục địa Nam Trung Hoa và khối Đông

Dương. Đây là khu vực được sự quan tâm nghiên cứu của nhiều nhà khoa học trong

và ngoài nước. Tuy nhiên, các nghiên cứu mới chủ yếu tập trung về cấu trúc địa

chất và kiến tạo mà chưa quan tâm nhiều đến vai trò và ý nghĩa địa mạo của chúng.

Các nghiên cứu còn thiếu hoặc chưa quan tâm đúng mức đến việc liên kết giữa địa

mạo, địa chất, kiến tạo trẻ và địa động lực hiện đại với việc sử dụng các công cụ

mới như phân tích viễn thám, mô hình số địa hình 3 chiều; thiếu các mô hình liên

kết giữa hình học đứt gãy, chuyển dịch và phân bố ứng suất. Mặt khác, vẫn đang tồn

tại nhiều tranh luận sổi nổi về cơ chế chuyển dịch kiến tạo và phát triển địa hình

[42], [43], [61], [60], [122], [125], [93], [13]; về cơ chế trồi lộ hay cơ chế nâng [89],

[3, 6]; về đặc điểm địa nhiệt với phát triển địa hình [148], [6],…

Các nghiên cứu về giai đoạn từ Pliocen - Hiện đại còn nhiều điểm chưa

thống nhất và thiếu các minh chứng đủ sức thuyết phục về hoạt động nâng và phát

triển trượt bằng phải của địa hình. Ví như biên độ và tốc độ dịch trượt phải theo các

tài liệu địa mạo, địa chất dọc theo đứt gãy là rất khác nhau, từ ~5km đến trên 40km,

tương ứng với tốc độ trong khoảng từ ~1mm/năm đến 1cm/năm [2, 76, 99, 111,

155, 156]. Đặc biệt, về chuyển động hiện đại dọc đới ĐGSH vẫn còn nhiều điểm

chưa thống nhất giữa các nghiên cứu. Có nghiên cứu đánh giá tốc độ trượt bằng

phải dọc đới ĐGSH là 8.9 ± 4.5mm/năm [92], nghiên cứu khác cho kết quả trong

khoảng 1-5mm/năm [35], có thể không vượt quá 2mm/năm [133-135] hoặc đánh

giá hoạt động không đáng kể ở hiện tại [115]. Vậy tốc độ chuyển động hiện tại thực

tế là bao nhiêu, điều này cần thiết tiếp tục bổ sung và hoàn thiện các nghiên cứu có

tính định lượng chính xác cao bằng công nghệ GPS.

Phần lớn các nghiên cứu về hoạt động kiến tạo trẻ và kiến tạo hiện đại dọc

đới ĐGSH đều cho rằng đới này vẫn tiếp tục hoạt động hoặc hoạt động gần đây. Vì

vậy khả năng xảy ra các trận động đất là rất có thể. Vậy nếu trong tương lai, khu

vực dọc đới đứt gãy này xảy ra động đất thì cường độ mạnh nhất (có thể) là bao

nhiêu (?). Sự biến đổi ứng suất và biến dạng trên bề mặt địa hình như thế nào (?).

Động đất ảnh hưởng đến các khu vực xung quanh ra sao, đặc biệt liên quan tới các

đô thị lớn dọc đới đứt gãy này như TP. Lào Cai, Yên Bái, Việt Trì,…

1

Do vậy, việc nghiên cứu đặc điểm phát triển địa hình trong mối tương quan

với địa động lực hiện đại khu vực là cần thiết và cấp bách nhằm bổ sung và hỗ trợ

tương hỗ lẫn nhau. Nghiên cứu đặc điểm phát triển địa hình cho phép xác định tốc

độ biến dạng địa hình trong khoảng thời gian dài nhưng độ chính xác lại hạn chế.

Còn nghiên cứu, định lượng các chuyển dịch kiến tạo hiện đại cho kết quả có độ

chính xác cao nhưng khoảng thời gian lại không đủ lớn. Như vậy, nghiên cứu đặc

điểm phát triển địa hình được bổ sung và kiểm chứng bởi các kết quả nghiên cứu về

địa động lực hiện đại. Ngược lại, các kết quả về địa động lực hiện đại được soi sáng

bởi các kết quả về sự phát triển địa hình trong khoảng thời gian dài. Từ đó cho phép

đánh giá, dự báo một cách chính xác hơn về sự phát triển địa hình và các quá trình

địa động lực hiện đại cũng như các hệ quả của chúng (đặc biệt là tai biến động đất)

trong tương lai.

Các vấn đề nêu trên là lý do để NCS chọn đề tài: “Đặc điểm phát triển địa

hình trong mối liên quan với địa động lực hiện đại đới đứt gãy Sông Hồng”.

2. Mục tiêu của luận án

Làm sáng tỏ mối liên quan giữa đặc điểm phát triển địa hình với kiến tạo trẻ

và địa động lực hiện đại đới đứt gãy Sông Hồng từ Pliocen đến nay.

3. Nhiệm vụ của luận án

- Nghiên cứu đặc điểm địa mạo đới đứt gãy Sông Hồng.

- Nghiên cứu đặc điểm đặc điểm kiến tạo trẻ và địa động lực nội sinh từ

Pliocen tới nay.

- Phân tích mối quan hệ giữa đặc điểm địa hình hiện tại với chế độ địa động

lực từ Pliocen tới nay và tai biến động đất liên quan.

4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: Là các dạng địa hình được hình thành hoặc bị biến

dạng bởi các quá trình địa động lực nội sinh từ Pliocen đến nay.

Phạm vi nghiên cứu:

- Phạm vi về thời gian: Nghiên cứu giới hạn phạm vi thời gian từ Pliocen

(N2) đến nay.

- Phạm vi không gian: Khu vực nghiên cứu là một phần của đới ĐGSH trong

phạm vi từ Lào Cai tới Việt Trì, kéo dài khoảng 250km và bề rộng khoảng 100km

2

với dải trung tâm là thung lũng sông Hồng, trong giới hạn kinh tuyến 1030

13’ đến

1050

43’ và vĩ tuyến từ 210

12’ đến 220

52’ (Hình 1.1).

Hình 1.1: Sơ đồ vị trí khu vực nghiên cứu

5. Những điểm mới của luận án

- Xác định được 3 giai đoạn phát triển của địa hình trong khoảng từ Pliocen

tới nay với xu thế tăng dần của chuyển động thẳng đứng và giảm dần của chuyển

động ngang. Tốc độ chuyển động thẳng đứng (nâng) từ ~0.12 ÷ ~0.3mm/năm trong

Pliocen đến ~0.7 ÷ ~1.2mm/năm trong Đệ tứ muộn; tốc độ chuyển động ngang

giảm từ ~1.8mm/năm trong giai đoạn Pleistocen sớm - giữa đến dưới 1mm/năm ở

hiện tại.

- Chuyển động thẳng đứng tạo ra 9 bề mặt địa hình; chuyển động ngang tạo

ra các chấn đoạn đứt gãy, trong đó xác định được vị trí và kích thước của 5 chấn

đoạn đứt gãy hoạt động chính có khả năng gây động đất cực đại với magnitude từ

6.3 đến 7.0 độ Richter.

3