Đề bài
Phân biệt hiện tượng uốn nếp và hiện tượng đứt gãy.
- Hiện tượng uốn nếp
- Hiện tượng đứt gãy
Phương pháp giải - Xem chi tiết
Xem lại kiến thức tác động của nội lực - Xem chi tiết
Quảng cáo
Lời giải chi tiết
- Hiện tượng uốn nếp:
- Các lớp đá uốn thành nếp, nhưng tính chất liên tục của chúng không bị phá vỡ.
- Nguyên nhân: do tác động của lực nằm ngang.
- Diễn ra chậm, xảy ra ở vùng đá có độ dẻo cao.
- Kết quả là miền núi uốn nếp.
- Hiện tượng đứt gãy:
- Tại những vùng đá cứng, lớp đá bị gãy, đứt ra rồi chuyển dịch ngược hướng nhau.
- Nguyên nhân: do tác động của lực nằm ngang.
- Xảy ra ở vùng đá cứng.
- Kết quả tạo ra các địa hào, địa lũy, hẻm vực, thung lũng.
Loigiaihay.com
Bài báo giới thiệu một tổ hợp dấu hiệu sử dụng để nhận biết đứt gãy hoạt động ở miền Nam Việt Nam. Đã xác định được 17 đứt gãy có biểu hiện hoạt động rõ nét, trong số đó chỉ có 4 đứt gãy phát sinh động đất: A Lưới - Rào Quán - Quy Nhơn; Ba Tơ - Củng Sơn; Ba Tơ - Giá Vực - Bắc Hoàng Sa; Thuận Hải - Minh Hải. Trong công trình cũng đã tiến hành phân chia khu vực nghiên cứu ra 2 đới phát sinh động đất: Ba Tơ - Củng Sơn và Thuận Hải - Minh Hải với các đặc trưng khác nhau về trường địa vật lý, cấu trúc- kiến tạo và hoạt động động đất. Động đất cực đại có thể xảy ra trong mỗi đới đã được đánh giá theo phương pháp hàm phân bố cực trị Gumbel loại I cải tiến, cụ thể tại đới Ba Tơ - Củng Sơn với Mmax= 5,6 ± 0,3 và đới Thuận Hải - Minh Hải với Mmax= 5,7 ± 0,3 độ Richter.
MỞ ĐẦU
Phần lớn các trận động đất đã xảy ra trên lãnh thổ Việt Nam từ trước đến nay [theo ghi nhận của Viện Vật lý địa cầu và các trạm quốc tế] chỉ tập trung ở miền Bắc, nhưng chúng ta cũng không thể bỏ qua các nghiên cứu về hoạt động động đất ở miền Nam. Tại miền Nam, động đất xảy ra tuy không lớn [Ms < 5,5 độ Richter], nhưng vẫn đều đặn quan sát thấy hàng năm.
Phát hiện các đới phát sinh động đất trên cơ sở tài liệu địa chất - địa vật lý khác nhau, cùng với xác định động đất cực đại, là một nhiệm vụ có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao. Kết quả của hướng nghiên cứu sẽ trực tiếp phục vụ cho công tác dự báo động đất ở Việt Nam. Một số nhà địa chấn trong nước quan tâm đến vấn đề này và bước đầu đã cho những kết quả nhất định [10, 15]. Tuy vậy, các công trình nghiên cứu trước đây vẫn chưa được thực hiện một cách trọn vẹn và đầy đủ, vì các nghiên cứu đó dựa trên những quan điểm khác nhau, nên có sự phân chia các đới phát sinh động đất khác nhau. Để xác định các đới phát sinh động đất, tài liệu xác định các đứt gãy hoạt động và đứt gãy phát sinh động đất là không thể thiếu.
Với mục đích xem xét một cách tổng quan đặc trưng hoạt động động đất ở miền Nam Việt Nam, trong khuôn khổ công trình này, trước tiên chúng tôi đề cập tới việc xác định các đứt gãy hoạt động. Từ đó, trên cơ sở danh mục động đất được thiết lập một cách đầy đủ nhất, tiến hành phân chia các đới phát sinh động đất ở miền Nam Việt Nam theo quan điểm địa chấn kiến tạo. Phạm vi nghiên cứu của công trình là phần đất liền và dải ven biển miền Nam Việt Nam có tọa độ địa lý: 8o00’¸16o30’ vĩ độ Bắc, 104o00’ ¸ 111o00’ kinh độ Đông.
- CÁC HỆ ĐỨT GÃY CHÍNH Ở MIỀN NAM VIỆT NAM
1. Phương pháp nghiên cứu
Để nghiên cứu đặc trưng hệ thống đứt gãy cùng các đặc trưng cấu trúc sâu vỏ Trái đất, chúng tôi đã tiến hành lựa chọn một tổ hợp các phương pháp phân tích trên hai nhóm tài liệu chính là:
- Phương pháp phân tích tài liệu địa vật lý
Phương pháp phân tích địa vật lý được sử dụng để phát hiện và nghiên cứu đặc trưng cấu trúc đứt gãy gồm có:
Hình 1. Sơ đồ đứt gãy chính và vị trí các đới phát sinh động đất ở miền Nam Việt Nam
Chú giải:
Tên đứt gãy
- Hệ đứt gãy Quy Nhơn - A Lưới - Thà Khẹt
1. Huế - Sơn Trà
2. Đà Nẵng - Nông Sơn
3. Đới Trà Bồng
4. Đứt gãy chính A Lưới - Rào Quán - Quy Nhơn
II. Hệ đứt gãy Kom Tum - Ba Tơ - Tri Tôn
5. Ba Tơ - Gia Vực
III. Hệ đứt gãy Hải Nam - Natura
6. Đứt gãy kinh độ 110
IV. Hệ đứt gãy Sông Ba - Nha Trang
7. Đứt gãy sông Ba
8. Đới Ba Tơ - Củng Sơn
9. Đứt gãy Nha Trang
- Hệ đứt gãy Tuy Hoà - Ốc Tai Voi
10. Đứt gãy Biên Hoà - Tuy Hoà
11. Đứt gãy Giá Ray - Vạn Giá
12. Đứt gãy Thuận Hải - Minh Hải
Đới phát sinh động đất
- Đới Ba Tơ - Củng Sơn;
II. Đới Thuận Hải - Minh Hải
VI. Hệ đứt gãy sông Pô Cô - Lộc Ninh - Thủ Dầu Một
13. Sông Pô Cô
14. Lộc Ninh - Thủ Dầu Một
VII. Hệ đứt gãy Sông Trà - Sông Hậu
15. Lộc Ninh - Hàm Tân
16. Sông Sài Gòn
17. Vàm Cỏ Đông
18. Mộc Hoá - Gò Công
19. Sông Cổ Chiên
20. Sông Hậu
21. Bạc Liêu - Rạch Giá
VIII. Hệ đứt gãy Ba Chùa
22. Cà Mau - Châu Đốc
IX. Hệ đứt gãy Sa Đéc - Phan Thiết
23. Sông Tiền
24. Phan Thiết
- Nhận biết đứt gãy theo tài liệu địa vật lý, địa chất.
- Biến đổi trường dị thường trọng lực: nâng trường lên nửa không gian phía trên; hạ trường xuống nửa không gian phía dưới.
- Tính đạo hàm bậc cao: phương pháp tính građien ngang; građien thẳng đứng; và građien chuẩn hóa toàn phần trường trọng lực.
- Bài toán mô hình trường trọng lực: mô hình đa giác nhiều cạnh; và mô hình lăng trụ tròn nằm ngang.
- Xác định góc cắm của đứt gãy: dựa vào dịch chuyển nằm ngang vị trí cực đại građien trường trọng lực ở mức 0 và độ cao h.
- Phương pháp phân tích tài liệu ảnh viễn thám, địa chất
Biểu hiện trên ảnh vệ tinh, các đứt gãy thường trùng với các lineament dưới dạng đường thẳng. Thông thường, các đứt gãy phát sinh và phát triển trong Kainozoi thể hiện rõ trên các loại ảnh. Đối với các đứt gãy cổ ẩn dưới trầm tích Kainozoi, có lúc được thể hiện bằng dải lineament nhỏ kéo dài liên tiếp theo phương nhất định. Ngoài ra, phương pháp phổ biến trong phát hiện đứt gãy là phân tích mật độ lineamen được luận giải từ ảnh vệ tinh. Các đới phá hủy kiến tạo lớn thường trùng với các đới dạng dải dị thường mật độ lineamen được tính toán trên các cửa sổ khác nhau. Theo tài liệu địa chất, dấu hiệu cơ bản của các đứt gãy phá hủy là sự tồn tại các dịch chuyển nhìn thấy của đất đá hay của các dạng địa hình, ranh giới tiếp xúc của các thể địa chất khác nhau. Các thể địa chất, địa mạo [có thể là thể tường, mạch, lớp, hệ tầng và các tổ hợp thạch kiến tạo, bề mặt san bằng kiến tạo, dãy núi, khối núi, thung lũng] thường bị mất đi đột ngột, hoặc dịch chuyển khi đi qua đứt gãy. Các thung lũng sông thẳng, kéo dài hàng trăm, hàng nghìn cây số thường trùng với đứt gãy lớn.
Hiệu quả và chi tiết về tổ hợp các phương pháp trên đã được trình bày trong nhiều công trình nghiên cứu trước đây của chúng tôi [6, 12]. Sử dụng tổ hợp phương pháp trên với nguồn tài liệu địa vật lý [4, 8]; những bộ, tờ bản đồ địa chất, địa mạo tỷ lệ khác nhau do Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam xuất bản; ảnh viễn thám Landsat thời kỳ 1989 - 1993, chúng tôi đã xây dựng được sơ đồ đẳng sâu bề dày vỏ Trái đất [mặt Moho] cùng sơ đồ hệ đứt gãy chính ở miền Nam Việt Nam.
2. Hệ đứt gãy chính
Trên cơ sở phân tích tài liệu trọng lực, từ, kiến tạo, địa chất và các nghiên cứu của chúng tôi trước đây [13] đã phân chia thạch quyển lãnh thổ Việt Nam và kế cận ra làm 3 vi mảng, ranh giới giữa chúng là các đứt gãy sâu cấp 2 của thạch quyển [cấp 1 Việt Nam]: Sông Hồng, Hải Nam - Natuna và Ba Chùa [Three Pagodas]. Đó là các vi mảng: Nam Trung Hoa - Đông Bắc Việt Nam - Borneo; Shan - Inđosinia; và Malaysia - Sumatra. Như vậy, phần lớn diện tích thuộc phạm vi nghiên cứu trong công trình này thuộc vi mảng Shan - Inđosinia. Các đơn vị cấu trúc thuộc vi mảng Shan - Inđosinia có biểu hiện của miền vỏ lục địa [Trường Sơn; Kon Tum; Đà Lạt; Nam Việt Nam] và miền vỏ chuyển tiếp [Natuna; Nam Côn Sơn; Côn Sơn; Cửu Long; Phú Quốc]. Ranh giới phân chia các vi mảng, mảnh, đới [khối] cấu trúc vỏ Trái đất là các đứt gãy có cấp độ khác nhau, được phân loại dựa theo vai trò của chúng trong phát triển kiến tạo khu vực.
- Các đứt gãy cấp 2 thạch quyển [cấp 1 Việt Nam]
Là những đứt gãy nội mảng thạch quyển, đóng vai trò phân chia vi mảng, mảnh. Chiều dài của đứt gãy có thể là hàng trăm hoặc hàng ngàn km và có độ sâu ảnh hưởng xuyên cắt thạch quyển [60 - 130 km] với bề rộng phá huỷ lớn. Sinh kèm hệ đứt gãy này là các đứt gãy cấp 3, 4 có mức độ ảnh hưởng nhỏ hơn. Thuộc đứt gãy cấp 2 ở đây là các hệ đứt gãy: [7] Hải Nam - Natuna và [8] Ba Chùa [trong phạm vi nghiên cứu, đứt gãy Cà Mau - Châu Đốc chỉ là đứt gãy sinh kèm chứ không phải là đứt gãy chính của hệ Ba Chùa].
- Các đứt gãy cấp 3 thạch quyển [cấp 2 Việt Nam]
Các đứt gãy cấp 3 thạch quyển đã đóng vai trò phân chia mảnh, đới [khối] cấu trúc vỏ Trái đất trong phạm vi nghiên cứu. Chiều dài phát triển của chúng thường bị khống chế hơn [chỉ hàng trăm km] và có độ sâu ảnh hưởng xuyên cắt vỏ Trái đất [có thể 50 - 70 km hoặc nhỏ hơn], thường gồm đứt gãy chính và các đới đứt gãy nhỏ sinh kèm. Thuộc nhóm này, trong phạm vi nghiên cứu có 7 hệ đứt gãy là: [1] Hệ đứt gãy Quy Nhơn - A Lưới - Thà Khẹt; [2] Hệ đứt gãy Sông Ba - Nha Trang; [3] Hệ đứt gãy Sông Tiền - Sông Hậu; [4] Hệ đứt gãy Kon Tum - Ba Tơ - Tri Tôn; [5] Hệ đứt gãy Tuy Hòa - Ốc Tai Voi; [6] Hệ đứt gãy Sông Pô Cô - Lộc Ninh - Thủ Dầu Một; [9] Hệ đứt gãy Sa Đéc - Phan Thiết; 7 hệ đứt gãy cấp 3 này hoạt động mạnh vào hai giai đoạn Kainozoi sớm và Mesozoi muộn, nhiều đứt gãy có biểu hiện hoạt động sớm hơn và kế thừa các đứt gãy cấp 1, 2 hoạt động trong các giai đoạn trước Kainozoi.
Qua phân tích, ta thấy các đứt gãy ở miền Nam Việt Nam có 4 phương phát triển chính là tây bắc - đông nam, đông bắc - tây nam, kinh tuyến và á vĩ tuyến. Vị trí của các hệ, đới đứt gãy nêu trên được thể hiện ở Hình 1.
3. Biểu hiện hoạt động của các đới đứt gãy
- Một số nguyên lý cơ bản trong việc xác định các đứt gãy hoạt động
Chúng ta không thể áp dụng một cách máy móc các tiêu chí xác định đứt gãy hoạt động như một số nước trên thế giới đã làm do thiếu nhiều tài liệu [14]. Nhằm khắc phục điều đó và đáp ứng tối đa các tiêu chí mang tính thông lệ của quốc tế vào điều kiện thực tế ở Việt Nam, chúng tôi đưa ra một số dấu hiệu quy định việc xác lập các đứt gãy đang hoạt động như sau [6, 14] [ký hiệu các dấu hiệu này trùng với ký hiệu sử dụng trong Bảng 1]:
1/ Các đứt gãy thể hiện rõ trên địa hình hiện đại [tuyến các vách địa hình hoặc dãy các vách kéo theo một tuyến, hoặc tuyến thung lũng thẳng kéo dài hoặc các dòng chảy kéo theo một tuyến] [DH1]: Rất rõ: ++; Rõ: +; Kém rõ: -.
2/ Thể hiện rõ trên ảnh vệ tinh là lineamen kéo dài liên tục trên một chiều dài lớn hoặc tuyến các lineamen ngắn [đứt đoạn] xuyên qua các cấu trúc khác nhau [DH2]: Rất rõ, liên tục: ++; Rõ: +; Không liên tục và mờ: -.
3/ Biến đổi các yếu tố địa hình, địa mạo: chuyển đột ngột của địa hình [núi sang thung lũng vv...]; thay đổi đột ngột hướng dòng chảy sông suối, hướng kéo dài các dãy, sống núi; dịch chuyển dòng chảy [các suối, khe bậc thấp 1, 2 theo cùng một hướng]; cắt, dịch chuyển hoặc phá huỷ các bậc thềm, nón phóng vật, các sống núi, dãy núi; dãy các vai núi, các bậc địa hình biến đổi đột ngột độ dốc sườn [DH3]: Rất rõ: ++; Rõ: +; Không rõ: -.
4/ Biểu hiện của hoạt động động đất [DH4]: Mạnh [Ms = 6,0 ¸ 6,9]: +; Trung bình [Ms = 5,0 ¸5,9]: ; Thấp [Ms = 4,0 ¸ 4,9]: +; Yếu [nhỏ hơn 4,0 hoặc không có]: -.
5/ Kiểm soát các thung lũng, trũng tích tụ trầm tích Đệ tứ, trầm tích hiện đại [DH5]: ++; Kiểm soát và làm biến vị các trũng Kainozoi: +; Không kiểm soát: -.
6/ Hoạt động núi lửa Đệ tam và hiện đại: Hiện đại [DH6]: [Hoạt động mạnh: ; Vừa: + và Có hoạt động: ]; Neogen: +; Không hoạt động: -.
7/ Nguồn nước nóng hoặc nước khoáng nguồn sâu [DH7]: Mạnh, tập trung: ++; Rời rạc: +; Không có -.
8/ Các hiện tượng trượt, sạt lở tự nhiên, nứt đất [DH8]: Mạnh, tập trung: ++; Rời rạc: +; không có: - .
9/ Kết quả đo đạc [trắc địa, đo lặp thuỷ chuẩn, GPS, đo biến dạng, đo Eman] nếu có, biến dạng tân kiến tạo - hiện đại tương đối [DH9].
Bảng 1. Biểu hiện hoạt động của các đới đứt gãy ở miền Nam Việt Nam
Sè TT
Ký hiÖu
Tªn ®íi ®øt g·y
Biểu hiện hoạt động
Mức độ hoạt động
§Þa h×nh DH1
Ảnh vÖ tinh DH2
Địa mạo DH3
§éng ®Êt [Ms] DH4
KS thung lòng DH5
Nói löa DH6
Níc nãng DH7
S¹t lë DH8
C§ hiÖn ®¹i DH9
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
1. HÖ ®øt g·y Quy Nh¬n - A Líi - Thµ KhÑt
1
1
HuÕ - S¬n Trµ
+ +
+ +
+ +
+
+ +
-
+
+
+ +
2
2
§µ N½ng - N«ng S¬n
+ +
+ +
+ +
-
+ +
-
-
+
+
3
3
Trµ Bång
+ +
+ +
+
-
+
-
+
++
4
4
A Líi - Rµo Qu¸n - Quy Nh¬n
+ +
+ +
+ +
++
+ +
-
+ +
+
+++
2. HÖ ®øt g·y S«ng Ba - Nha Trang
5
7
S«ng Ba
+ +
+ +
+ +
-
+
+?
+ +
+ +
+ +
6
8
Ba T¬ - Cñng S¬n
+ +
+ +
+ +
++
+
-
+ +
+ +
+ ++
7
9
Nha Trang
+ +
+ +
+ +
+
+ +
-
+
+
+ +
3. HÖ ®øt g·y S«ng TiÒn - S«ng HËu
8
15
Léc Ninh - Hµm T©n
+
+
+
-
-
-
+
+
9
16
S«ng Sµi Gßn
+
+
+
-
+
-
+
10
17
Vµm Cá §«ng
+
+
+
+
+
-
++
11
18
Méc Ho¸ - Gß C«ng
+
+
+
-
+
-
+
12
19
S«ng Cæ Chiªn
+
+
+
+
+
-
++
13
20
S«ng HËu
+ +
+ +
+
+
-
-
+
++
14
21
B¹c Liªu - R¹ch Gi¸
+
+
+
-
+
-
+
4. HÖ ®øt g·y Kon Tum - Ba T¬ - Tri T«n
15
5
Ba T¬ - Giá Vùc - B¾c Hoµng Sa
+ +
+ +
+ +
+++
+
-
+
+
+ ++
5. HÖ ®øt g·y Tuy Hßa - èc Tai Voi
16
10
Biªn Hoµ - Tuy Hoµ
+ +
+ +
+ +
+
+ +
-
+
+ +
+ +
17
11
Gia Ray - V¹n Gi·
+ +
+ +
+ +
+
+ +
-
+
+ +
+ +
18
12
ThuËn H¶i - Minh H¶i
++
-
+ ++
6. HÖ ®øt g·y S«ng P« C« - Léc Ninh - Thñ DÇu Mét
19
13
S«ng P« C«
+ +
+ +
+
-
+
+
+ +
+ +
+ +
20
14
Léc Ninh - Thñ DÇu Mét
+ +
+ +
+ +
-
+ +
-
+ +
+
+ +
7. HÖ ®øt g·y H¶i Nam - Natuna
21
6
Kinh ®é 1100
++
+
+
+
+
-
++
8. HÖ ®øt g·y Ba Chùa
22
22
Cµ Mau - Ch©u §èc
+
-
-
+
9. HÖ ®øt g·y Sa §Ðc - Phan ThiÕt
23
23
S«ng TiÒn
+
+
+
-
+
-
+
+
+
24
24
Phan ThiÕt
+
++
+
-
+
-
+
+
++
Chú thích: 1/ Cột 1: Số thứ tự của đứt gãy theo thống kê của bảng;
2/ Cột 2: Ký hiệu của đứt gãy dùng để tra cứu trên hình vẽ;
3/ Cột 3: Tên đứt gãy;
4/ Từ cột 4 đến 13 là các tiêu chí nhận dạng, đánh giá đứt gãy hoạt động.
10/ Cuối cùng là tổng hợp đánh giá mức độ hoạt động của đứt gãy với các mức: Rất rõ: +; Rõ: ; Có biểu hiện: +; Không biểu hiện: -
- Đới đứt gãy hoạt động chủ yếu
Với các tiêu chí trên, các đứt gãy hoạt động trong phạm vi nghiên cứu được thiết lập và trình bày trong Bảng 1. Bước đầu đánh giá đặc trưng hoạt động của đứt gãy khu vực nghiên cứu cho phép rút ra một số nhận định sau:
1/ Các đới đứt gãy được thống kê trong Bảng 1 là những đứt gãy có biểu hiện hoạt động trong Kainozoi muộn, có cả những đứt gãy phát sinh và phát triển trong các giai đoạn trước Kainozoi muộn, song hoạt động trở lại với mức độ khác nhau. Hiện tại, nhiều đứt gãy trong số đứt gãy đó đang có dấu hiệu hoạt động tích cực.
2/ Đới đứt gãy biểu hiện hoạt động rõ nét ở miền Nam Việt Nam bao gồm: Huế - Sơn Trà, Trà Bồng, A Lưới - Rào Quán - Quy Nhơn, Sông Ba, Ba Tơ - Củng Sơn, Nha Trang, Vàm Cỏ Đông, Sông Cổ Chiên, Sông Hậu, Ba Tơ - Giá Vực - Bắc Hoàng Sa, Biên Hoà - Tuy Hoà, Giá Ray - Vạn Giã, Thuận Hải - Minh Hải, Sông Pô Cô, Lộc Ninh - Thủ Dầu Một, Kinh độ 110, Phan Thiết.
3/ Đới đứt gãy phát sinh động đất là những đứt gãy hoạt động, dọc theo chúng quan sát thấy nhiều trận động đất đã xảy ra với cấp độ Ms ³ 4,0 độ Richter, trong phạm vi nghiên cứu này gồm: A Lưới - Rào Quán - Quy Nhơn; Ba Tơ - Củng Sơn; Ba Tơ - Giá Vực - Bắc Hoàng Sa; Thuận Hải - Minh Hải. Hầu hết các đứt gãy phát sinh động đất từ chấn cấp 4,0 độ Richter trở lên đều có biểu hiện rõ nét trên các dấu hiệu địa chất khác như: hoạt động nước khoáng nóng tích cực, trượt lở đất và khống chế thung lũng trẻ. Đồng thời mức độ hoạt động động đất dọc theo các đới đứt gãy phát sinh cũng có dấu hiệu không đồng nhất, biểu hiện phân chia các đoạn đứt gãy trên cùng một đới với đặc trưng hoạt động khác nhau khá rõ nét. Điều này cho phép chúng ta định hướng phân vùng tai biến trên cơ sở phân chia đứt đoạn hoạt động đối với từng nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể.
4/ Rất nhiều đứt gãy [Bảng 1] được xác định là có biểu hiện hoạt động theo các chỉ thị nhận biết khác, song trên thực tế không quan sát thấy có biểu hiện xuất hiện động đất trong thời gian qua, nên chúng được xếp vào nhóm đứt gãy không phát sinh động đất.
Các kết luận trên đây là cơ sở căn bản phục vụ cho việc nhận biết các đới phát sinh động đất ở miền Nam Việt Nam.
II. ĐẶC TRƯNG HOẠT ĐỘNG VÀ PHÂN CHIA VÙNG NGUỒN PHÁT SINH ĐỘNG ĐẤT
Công trình nghiên cứu đã sử dụng danh mục động đất lãnh thổ Việt Nam đầy đủ nhất được thiết lập đến hết năm 2003, dựa trên cơ sở các nguồn tài liệu sau đây:
1/ Danh mục động đất của Viện Vật lý địa cầu;
2/ Danh mục động đất bổ sung, cập nhật từ công bố của ISC [Trung tâm Địa chấn quốc tế];
3/ Danh mục động đất bổ sung, cập nhật từ công bố của NOAA [Mỹ];
4/ Danh mục động đất bổ sung, cập nhật từ công bố của NEIC [Mỹ].
1. Hoạt động động đất
Trong phạm vi miền Nam Việt Nam, việc nghiên cứu đặc trưng hoạt động động đất thông qua các quy luật phân bố độ sâu chấn tiêu cũng như tần suất xảy ra động đất cho thấy có biểu hiện hoạt động khá rõ nét. Từ trước đến năm 2003, trong toàn phạm vi nghiên cứu ghi nhận đã xảy ra 57 trận động đất có chấn cấp [magnitude] Ms > 3,0 độ Richter. Thống kê cho thấy độ sâu chấn tiêu các trận động đất đã xảy ra phần lớn tập trung từ 10 đến 18 km, hoàn toàn nằm trong lớp vỏ Trái đất. Theo thời gian, động đất ở đây xảy ra thường xuyên tuy chấn cấp không lớn, nhưng vào các năm 1935-1936, 1960-1966 và 1989-1991, nhiều trận động đất đã được ghi nhận. Tuy vậy, chúng ta vẫn nhận thấy có sự khác biệt khá rõ nét của hoạt động động đất giữa hai đới Ba Tơ - Củng Sơn và Thuận Hải - Minh Hải [xem Hình 2]. Tại đới Ba Tơ - Củng Sơn, độ sâu chấn tiêu các trận động đất đã xảy ra chỉ từ 12 đến 18 km. Trong đới, vào các năm 1935 và 1963-1964 đã ghi nhận được nhiều trận động đất xảy ra [xem Hình 2a,b]. Còn tại đới Thuận Hải - Minh Hải, độ sâu chấn tiêu các trận động đất không chỉ tập trung ở 12-18 km mà còn thấy những trận có chấn tiêu chỉ nằm ở độ sâu 3-9 km. Trong khoảng thời gian 1960-1972, động đất trong đới này hoạt động mạnh [xem Hình 2c,d]. Động đất ở miền Nam Việt Nam tuy không nhiều, nhưng chúng ta vẫn cần phải chú ý, vì ở đây chúng vẫn xảy ra.
2. Phân chia các vùng nguồn phát sinh động đất
Thông thường, các đới phát sinh động đất mạnh phải có sự khác nhau rõ rệt về đặc trưng cấu trúc - kiến tạo, hoạt động địa động lực hiện đại, đứt gãy hoạt động và đứt gãy sinh chấn, đặc biệt là khác nhau về hoạt động động đất. Dưới đây sẽ lần lượt xem xét các đặc trưng kiến tạo, trường địa vật lý và mối liên hệ giữa chúng với hoạt động động đất ở miền Nam Việt Nam.
- Đặc trưng cấu trúc kiến tạo
Trong phạm vi nghiên cứu, có thể nhận thấy cấu trúc kiến tạo chia thành hai đới rất rõ nét. Đó là đới Ba Tơ - Củng Sơn ở phía bắc và đới Thuận Hải - Minh Hải ở phía nam [xem Hình 1].
Theo Lê Duy Bách [9], đới Ba Tơ - Củng Sơn gồm các đới cấu trúc Kan Nack, Ngọc Linh và Sông Ba. Trong đới, khối nhô Kon Tum có vị trí đặc biệt về mặt kiến tạo; nó quan trọng không chỉ ở Việt Nam mà cả trong phạm vi Đông Nam Á, vì vậy nhiều công trình đã nghiên cứu rất chi tiết [9, 16...]. Phần nhân của đới là phức hệ đá cổ có tuổi Archei. Các đá tuổi Proterozoi sớm-giữa nằm bất chỉnh hợp trên móng cổ, hình thành đai vỏ lục địa Ngọc Linh - Kon Tum. Trên bình đồ kiến trúc hiện đại, khối nhô Kon Tum thể hiện rõ rệt là một khối nâng vòm - khối tảng tân kiến tạo phân dị mạnh. Biên độ nâng tân kiến tạo [chưa kể mức độ bóc mòn] đạt trung bình trên 1000 m, cực đại trên 2500 m [12].
Đới Thuận Hải - Minh Hải gồm các đới cấu trúc chính Đà Lạt, Bản Đôn, Mê Kông [trũng đồng bằng Cửu Long] và Hà Tiên. Ngoài ra còn các cấu trúc nhỏ là Srê Pốc, Đắc Klin [8, 9]. Hoạt động magma Mesozoi muộn trong phạm vi đới cấu trúc Đà Lạt phát triển khá mạnh mẽ, gồm hai kiểu nguồn gốc: kiểu magma cung rìa lục địa tích cực và kiểu magma tách giãn trên cung; chúng xuyên lên các trầm tích lục nguyên tuổi Jura sớm-giữa, trên các đá núi lửa [17]. Về phía nam, trũng đồng bằng Cửu Long là một kiến trúc sụt võng nội lục tuổi Kainozoi, nằm đè trên móng uốn nếp đa nguồn [8]. Trũng hoạt động mạnh vào Kainozoi với các thành tạo trầm tích lục địa tuổi khác nhau. Trên cùng là các thành tạo trầm tích trẻ Pleistocen - Holocen phủ rộng rãi trên bề mặt của trũng. Với các bản chất kiến tạo trên, trũng đồng bằng Cửu Long là kiểu trũng tách giãn trên lục địa. Nằm ở cực nam của đới Thuận Hải - Minh Hải là đới cấu trúc Hà Tiên. Phức hệ thạch động lực cổ nhất trong đới cấu trúc này có tuổi Đevon. Tiếp đến là các thành tạo trầm tích carbonat, biến tướng là các trầm tích lục nguyên - carbonat hình thành trong Permi. Sang Kainozoi, cùng thời kỳ hoạt động tách giãn tạo thành trũng Cửu Long ngoài khơi, trong đới hình thành các bồn trũng nội lục quy mô nhỏ lấp đầy bởi các trầm tích Neogen và Đệ tứ [8].
- Đặc trưng trường địa vật lý và bề dày vỏ Trái đất
Theo tài liệu đã có [5, 11], giá trị trường dị thường trọng lực Bouguer [
Hình 2. Đặc trưng hoạt động động đất có Ms ³ 3,0 độ Richter tại 2 đới Ba Tơ - Củng Sơn và Thuận Hải - Minh Hải
Chú giải: a- Phân bố độ sâu chấn tiêu ở đới Ba Tơ - Củng Sơn, b- Tần suất xuất hiện động đất ở đới Ba Tơ - Củng Sơn, c- Phân bố độ sâu chấn tiêu ở đới Thuận Hải - Minh Hải, d- Tần suất xuất hiện động đất ở đới Thuận Hải - Minh Hải
Tại đới Ba Tơ - Củng Sơn, phần lớn trường dị thường trọng lực Bouguer [] với các đường đẳng trị tạo thành các dị thường âm cục bộ khép kín [-30 ¸ -70 mGal] trên phông chung [-10 ¸ -20 mGal]. Sát biển, phần phía Đông của đới là dải dị thường dương nhỏ [0¸20 mGal]. Trường dị thường từ hàng không [] tương tự trường trọng lực với các đường đẳng trị tạo thành chuỗi dị thường âm cục bộ [-60 ¸ -200 nT] là phổ biến. Xen kẽ là các dị thường dương cục bộ không lớn [0¸60 nT], tạo thành dải nhỏ nối nhau phương đông-tây. Bề dày vỏ Trái đất chúng tôi nhận được qua minh giải bài toán mô hình trường trọng lực [đa giác nhiều cạnh và lăng trụ tròn nằm ngang]. Nhằm giảm bớt tính đa nghiệm của các bài toán trên, mô hình tiên nghiệm được xây dựng dựa trên các tài liệu biến đổi trường địa vật lý, tài liệu lỗ khoan ..., theo đó, độ sâu mặt Moho trong đới biến đổi có dạng nâng ở phía đông sát biển cỡ 28 km, sang phía tây của đới lại chìm sâu cỡ 36¸38 km.
Trường địa vật lý tại đới Thuận Hải - Minh Hải lại có phần khác biệt đới trên. Ở phần phía bắc của đới xuất hiện các dị thường âm dạng dải [-30 ¸ 0 mGal], phương tây bắc - đông nam . Phần còn lại của đới tại vùng trũng Cửu Long là các dị thường dương [0¸20 mGal]. Trường dị thường từ hàng không [] trong đới cho thấy, dọc đứt gãy phương tây bắc - đông nam là các dị thường từ âm lớn cỡ vài trăm nT xen kẽ các dị thường dương [0¸200 nT]. Về phía tây của đới lại chủ yếu là các dị thường âm nhỏ [-20 ¸ -60 nT]. Trong đới, mặt Moho ở trũng đồng bằng Cửu Long nâng cao chỉ 24¸30 km, phần phía bắc của đới sâu hơn cũng chỉ đến 32-34 km.
Sự khác nhau giữa các đới kể trên cho phép phân chia diện tích nghiên cứu thành 2 đới phát sinh động đất mạnh. Cơ sở phân chia các đới phát sinh động đất mạnh chúng tôi đã sử dụng trước hết là sự khác nhau về đặc trưng cấu trúc - kiến tạo của các đới. Tiếp đến là sự khác nhau giữa các đới về trường địa vật lý, cấu trúc sâu vỏ Trái đất, cùng hệ thống đứt gãy trong mỗi đới. Đặc biệt là trong mỗi đới phải có các đứt gãy đang hoạt động và có khả năng phát sinh động đất.
III. ĐÁNH GIÁ ĐỘNG ĐẤT CỰC ĐẠI
Có nhiều phương pháp đã được sử dụng ở Việt Nam và trên thế giới để đánh giá động đất cực đại tại một vùng nguồn phát sinh động đất [6, 10, 15]. Trong bài báo này, chúng tôi sẽ xác định động đất cực đại bằng phương pháp hàm phân bố cực trị của Gumbel.
1. Cơ sở và lý thuyết các hàm phân bố cực trị của Gumbel
Cơ sở và lý thuyết các hàm phân bố cực trị của Gumbel đã được trình bày trong nhiều công trình nghiên cứu ở Việt Nam và thế giới [5, 6, 9].
Nếu ta coi X là các biến ngẫu nhiên có hàm phân bố là F[X]
F[X] = P{X £ x} [1]
thì xác suất để cho x là lớn nhất trong n mẫu độc lập từ cùng phân bố F[X] sẽ là:
G[x] = P{ X1 £ x, X2 £ x,..., Xn £ x } = Fn [x] [2]
và đó chính là hàm phân bố của các cực trị. Nếu như ta biết được hàm phân bố ban đầu F[X] thì sẽ rất đơn giản để nhận được chính xác phân bố của các cực trị. Nhưng thông thường ta không biết được hàm phân bố ban đầu, nên cần phải xem đến dạng đường tiệm cận của sự phân bố các cực trị. Khi áp dụng lý thuyết phân bố cực trị Gumbel vào trong động đất luôn phải tuân thủ 2 giả thiết, đó là [7]:
- Các cực trị quan sát được trong một khoảng thời gian cho trước độc lập đối với nhau.
- Các điều kiện đã xảy ra trong quá khứ vẫn có thể xảy ra trong tương lai.
Gumbel [7] đã xây dựng được 3 loại hàm phân bố tiệm cận các cực trị, trong đó hàm phân bố cực trị loại I có dạng:
ở đây: u- đặc trưng các cực trị, b- hàm cường độ cực trị [extremal intensity function]; u và b là các tham số cần xác định.
Các giá trị G[x] đối với các cực trị x khác nhau được tính như sau. Người ta chia chuỗi thời gian thành N khoảng bằng nhau và lấy các giá trị x lớn nhất trong mỗi khoảng đó. Trong địa chấn, nếu cực trị tính theo chấn cấp thì đó là các chấn cấp lớn nhất trong mỗi khoảng. Tiếp đến là xếp các cực trị mới nhận được theo thứ tự tăng dần: x1 < x2 < x3 0; v > u > 0 [6]
với
ở đây: v- giới hạn trên của chấn cấp các động đất xảy ra, còn b và u là các tham số của hàm phân bố.
Để ước lượng các tham số b, u và v, sử dụng khai triển chuỗi Taylor [15]. Từ công thức [6], lấy logarit tự nhiên hai lần ở cả 2 vế của phương trình, ta nhận được:
Sử dụng khai triển Taylor cho công thức [8], ta chỉ lấy số hạng đầu tiên, các số hạng tiếp theo với đạo hàm bậc cao được bỏ qua. Kết quả nhận được :
trong đó:
Các giá trị ước đoán ban đầu
[a]
[b]
H×nh 3. §å thÞ biÓu diÔn x¸c suÊt c¸c cùc trÞ ®éng ®Êt quan s¸t [dÊu +] vµ tÝnh theo hµm Gumbel lo¹i I c¶i tiÕn [®êng liÒn nÐt] cho c¸c ®íi:
a- Ba T¬ - Cñng S¬n, b- ThuËn H¶i - Minh H¶i
3. Kết quả xác định chấn cấp động đất cực đại [Mmax]
Dựa vào danh mục động đất đã xảy ra trong từng đới phát sinh động đất từ trước đến năm 2003, các giá trị chấn cấp lớn nhất trong mỗi khoảng thời gian được xác định và xếp theo thứ tự tăng dần như đã trình bày ở mục 1. Sử dụng bài toán hàm phân bố cực trị Gumbel loại I cải tiến, qua các bước chạy chương trình với các phép lặp tính toán, thông số b, u và v được ước lượng cũng như giá trị
Bảng 2. Kết quả ước lượng thông số theo hàm phân bố cực trị Gumbel loại I cải tiến
Đới nghiên cứu
Giá trị thông số tính toán được
Chấn cấp lớn nhất đã quan sát [
b
U
V =
Ba Tơ - Củng Sơn
0,796
2,198
5,58
5,3
Thuận Hải - Minh Hải
0,630
2,327
5,69
5,3
IV. KẾT LUẬN
Các kết quả đã trình bày trong bài báo cho phép rút ra một số kết luận sau:
- Phạm vi nghiên cứu của công trình thuộc vi mảng Shan - Inđosinia gồm 24 đứt gãy thuộc 9 hệ đứt gãy chính, là các đứt gãy cấp 2 và cấp 3 thạch quyển [tương ứng cấp 1 và 2 của Việt Nam]. Các đứt gãy này đóng vai trò phân chia vi mảng, mảnh của thạch quyển hay phân chia đới [khối] cấu trúc vỏ Trái đất.
- Theo 9 dấu hiệu quy định xác lập các đứt gãy hoạt động, tại miền Nam Việt Nam có 17 đứt gãy biểu hiện hoạt động rõ nét, trong số đó chỉ có 4 đứt gãy phát sinh động đất: A Lưới - Rào Quán - Quy Nhơn; Ba Tơ - Củng Sơn; Ba Tơ - Giá Vực - Bắc Hoàng Sa; Thuận Hải - Minh Hải.
- Hai đới phát sinh động đất là Ba Tơ - Củng Sơn và Thuận Hải - Minh Hải được phân chia trên cơ sở kiến tạo địa chấn.
- Động đất cực đại trong công trình nghiên cứu được xác định theo hàm phân bố cực trị Gumbel loại I cải tiến. Theo đó, đới Ba Tơ - Củng Sơn có
Lời cảm ơn: Công trình này là một phần kết quả của Đề tài Nghiên cứu cơ bản mã số 730305, do Hội đồng Khoa học tự nhiên tài trợ. Các tác giả xin cảm ơn.
VĂN LIỆU
1. Cao Đình Triều, Nguyễn Danh Soạn, 1998. Hệ thống đứt gãy chính lãnh thổ Việt Nam trên cơ sở phân tích kết hợp tài liệu trọng lực, từ và ảnh vệ tinh. TC Địa chất, A/247: 17-27, Hà Nội.
2. Cao Đình Triều, Phạm Huy Long, 2002. Kiến tạo đứt gãy lãnh thổ Việt Nam. Nxb Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, 208 tr.
3. Cao Đình Triều, Đặng Thanh Hải, Mai Xuân Bách, Ngô Gia Thắng, 2003. Các đới đứt gãy hoạt động ở phần phía Bắc lãnh thổ Việt Nam. TC Địa chất, A/279: 8-19. Hà Nội .
4. Chen Pei-shan and Lin Pang-hui, 1973. An application of theory of extreme values to moderate and long-interval earthquake prediction. Acta Geophys.,16 : 6-24.
5. Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam, 1995. Bản đồ dị thường trọng lực toàn quốc tỷ lệ 1:500.000. Lưu trữ Địa chất, Hà Nội.
6. Đặng Thanh Hải, 2003. Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc sâu vỏ Trái đất và phân vùng địa chấn kiến tạo miền Bắc Việt Nam, Luận án Tiến sĩ Vật lý, Thư viện Quốc gia, Hà Nội, 170 tr.
7. Gumbel E. J., 1958. Statistics of extremes. Columbia Univ. Press
8. Lê Duy Bách, Trịnh Dánh, Vũ Khúc. Bùi Minh Tâm. Đoàn Nhật Trưởng, 2000. Cấu trúc kiến tạo Tây Nam Bộ. Địa chất và Khoáng sản, 7: 69-76, Viện NC Địa chất và Khoáng sản, Hà Nội.
9. Lê Duy Bách, Ngô Gia Thắng, 2003. Kiến trúc kiến tạo Bắc Trung bộ. TC Các khoa học về Trái đất, 25/1: 66-72, Hà Nội.
10. Lê Tử Sơn, 1997. Độ nguy hiểm động đất khu vực miền Nam Trung Bộ. TC Các Khoa học về Trái đất, 19/4: 256-263, Hà Nội.
11. Liên đoàn Vật lý địa chất, 1985. Bản đồ dị thường từ hàng không thành phần DTa tỷ lệ 1:500.000. Lưu trữ Địa chất, Hà Nội.
12. Ngô Gia Thắng, 1992. Các loại hình kiến trúc tân kiến tạo lãnh thổ Việt Nam và các miền kế cận. TC Các Khoa học về Trái đất, 14/2: 33-51, Hà Nội.
13. Nguyễn Đình Xuyên [Chủ biên], 1996. Cơ sở dữ liệu cho các giải pháp giảm nhẹ hậu quả động đất ở Việt Nam. Báo cáo tổng kết Đề tài độc lập cấp Nhà nước mã số KT-ĐL 92-07, 3 tập. Lưu trữ Viện Vật lý địa cầu, Hà Nội.
14. Nguyễn Đình Xuyên [Chủ biên], 2004. Nghiên cứu dự báo động đất và dao động nền ở Việt Nam. Báo cáo tổng kết Đề tài độc lập cấp Nhà nước, Lưu trữ Viện Vật lý địa cầu, Hà Nội.
15. So Gu Kim, 1983. On the estimation of parameters in the statistical prediction of earthquakes. J. Phys. Earth, 31: 251-264.
16. Vũ Như Hùng, Trịnh Văn Long, Huỳnh Thị Minh Hằng, 2004. Các kiểu magma rìa lục địa tích cực tuổi Mesozoi muộn đới Đà Lạt. TT Báo cáo HTKH nghiên cứu cơ bản trong lĩnh vực các KHTĐ phục vụ phát triển bền vững kinh tế xã hội khu vực Nam Bộ. Tp Hồ Chí Minh, tr.145-153.