BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN XUÂN NAM ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT ĐỆ TỨ, ĐỊA MẠO – KIẾN TẠO HIỆN ĐẠI VÙNG THUNG LŨNG SÔNG ĐÀ ĐOẠN TỪ HÒA BÌNH ĐẾN VIỆT TRÌ VÀ MỐI LIÊN QUAN VỚI TAI BIẾN ĐỊA CHẤT Ngành: Địa chất học Mã số: 62.44.02.01 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT HÀ NỘI – 2015 Công trình được hoàn thành tại Bộ môn Địa chất, Khoa Địa chất, Trường Đại học Mỏ - Địa chất NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. PGS.TS. Hạ Văn Hải Trường Đại học Mỏ-Địa chất 2. PGS.TS. Trần Tân Văn Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản Phản biện 1: PGS.TSKH Nguyễn Địch Dỹ Phản biện 2: GS.TSKH Đặng Văn Bát Phản biện 3: TS Uông Đình Khanh Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp Trường họp tại trường Đại học Mỏ - Địa chất phường Đức Thắng – Bắc Từ Liêm – Hà Nội Vào hồi………giờ, ngày……..tháng…….năm 2015 Có thể tìm hiểu luận án tại Thư viện Quốc gia, Hà Nội hoặc thư viện trường Đại học Mỏ - Địa chất. 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài luận án Vùng nghiên cứu là vùng chuyển tiếp giữa vùng núi tây bắc với đồng bằng Hà Nội, có ý nghĩa hết sức quan trọng đối với sự phát triển kinh tế - xã hội. Đây cũng là nơi có nhiều công trình kinh tế, văn hóa trọng điểm quốc gia, có thể bị tác động mạnh do các tai biến địa chất. Việc nghiên cứu tai biến địa chất có thể được tiếp cận theo nhiều hướng khác nhau, song nhận thấy rõ rằng các tai biến địa chất liên quan chặt chẽ với điều kiện địa mạo, chế độ hoạt động kiến tạo hiện đại và chúng chính là một đối tượng của địa chất Đệ tứ, do vậy việc nghiên cứu địa chất Đệ tứ, địa mạo - kiến tạo hiện đại là hướng tiếp cận đúng đắn, hiệu quả nhằm xác định nguyên nhân, dự báo xu hướng giảm thiểu thiệt hại do các tai biến địa chất gây ra. 2. Mục đích nghiên cứu của luận án Mục đích nghiên cứu của luận án là làm sáng tỏ đặc điểm địa chất Đệ tứ, đặc điểm địa mạo-kiến tạo hiện đại vùng thung lũng sông Đà đoạn từ Hòa Bình đến Việt Trì. Phân tích mối liên quan của địa chất Đệ tứ, địa mạo, kiến tạo hiện đại với tai biến địa chất, đề xuất các biện pháp giảm thiểu. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án Đối tượng nghiên cứu của luận án là các thành tạo địa chất Đệ tứ, địa hình-địa mạo, hoạt động kiến tạo hiện đại và tai biến địa chất. Phạm vi nghiên cứu là thung lũng sông Đà đoạn từ Hòa Bình đến Việt Trì. 4. Nội dung nghiên cứu của luận án 2 - Nghiên cứu đặc điểm trầm tích Đệ tứ về nguồn gốc, tuổi. - Nghiên cứu đặc điểm địa mạo - Nghiên cứu hoạt động kiến tạo hiện đại - Nghiên cứu tai biến địa chất và mối liên quan của chúng với đặc điểm địa chất Đệ tứ, địa mạo - kiến tạo hiện đại, đề xuất các biện pháp giảm thiểu. 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án - Ý nghĩa khoa học Nghiên cứu quy luật phân bố trầm tích Đệ tứ, làm cơ sở luận giải các quá trình địa chất xảy ra trong giai đoạn Đệ tứ theo thuyết “Hiện tại là chìa khoá để hiểu quá khứ”. Lập lại lịch sử hình thành thung lũng hạ lưu sông Đà và hoạt động kiến tạo liên quan. Nghiên cứu địa mạo-kiến tạo (tectonic geomorphology), góp phần phát triển phương pháp nghiên cứu hoạt động kiến tạo hiện đại ở Việt Nam. - Ý nghĩa thực tiễn Kết quả nghiên cứu lý giải nguyên nhân gây nên tai biến địa chất và đề xuất các biện pháp phòng tránh, giảm thiểu hậu quả của chúng trong phạm vi thung lũng sông tương đối hoàn chỉnh. 6. Cơ sở tài liệu của luận án Luận án được xây dựng trên cơ sở tài liệu do chính NCS thu thập, khảo sát thực địa nghiên cứu địa chất, địa mạo, kiến tạo và tai biến địa chất từ năm 2010 đến nay. Bên cạnh đó trong quá trình làm luận án, NCS tham gia đề tài “ Nghiên cứu tai biến địa chất ở vùng Ba Vì, Hòa Bình ” do PGS.TS. Hạ Văn Hải làm chủ biên, đề tài “Nghiên cứu, đánh giá kiến tạo hiện đại và vai trò của nó đối với các tai biến thiên nhiên… ” do PGS.TS. Trần 3 Thanh Hải làm chủ biên. Các đề tài này liên quan trực tiếp đến hướng nghiên cứu của NCS. Ngoài ra NCS thu thập và phân tích một khối lượng lớn tài liệu địa chất, địa mạo các tỷ lệ, tham khảo nhiều bài báo được công bố trên các tạp chí trong và ngoài nước. 7. Các luận điểm bảo vệ - Luận điểm 1: Thung lũng hạ lưu sông Đà, đoạn từ Hòa Bình đến Việt Trì được hình thành từ Pleistocen đến nay và chia làm 03 đoạn có chế độ hoạt động kiến tạo khác nhau. - Luận điểm 2: Hoạt động kiến tạo hiện đại vùng thung lũng hạ lưu sông Đà từ Hòa Bình đến Việt Trì thể hiện rõ trên địa hình qua 17 bề mặt địa hình thuộc 5 nhóm nguồn gốc và chia thành 03 loại: mạnh, trung bình, yếu thông qua 05 chỉ số địa mạo-kiến tạo. 8. Điểm mới của luận án - Thung lũng hạ lưu sông Đà từ Hòa Bình tới Việt Trì được chia ra làm 3 đoạn có chế độ hoạt động kiến tạo khác nhau. - Hoạt động kiến tạo hiện đại thung lũng sông Đà đoạn từ Hòa Bình đến Việt Trì được đánh giá định lượng thông qua chỉ số địa mạo-kiến tạo. - Hoạt động kiến tạo hiện đại là nguyên nhân chính liên quan đến hiện tượng sụt đất ở phường Đồng Tiến (Hòa Bình), xã Phong Vân (Ba Vì), và xã Tân Đức (Việt Trì). 9. Bố cục của luận án Luận án dài 134 trang có 64 hình minh họa và được bố cục thành 5 chương chưa kể phần mở đầu và kết luận Chương 1. Tổng quan về vùng nghiên cứu 4 Chương 2. Phương pháp luận và phương pháp nghiên cứu Chương 3. Đặc điểm địa chất Đệ tứ vùng thung lũng sông Đà đoạn từ Hòa Bình đến Việt Trì. Chương 4. Đặc điểm địa mạo -kiến tạo hiện đại vùng thung lũng sông đà đoạn từ Hòa Bình đến Việt Trì. Chương 5. Tai biến địa chất và mối liên quan với địa chất Đệ tứ, địa mạo- kiến tạo hiện đại. Chương 1 . TỔNG QUAN VỀ VÙNG NGHIÊN CỨU 1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên Vùng nghiên cứu nằm ở phía Tây thủ đô Hà Nội, phần chính là thung lũng sông Đà đoạn từ Hòa Bình đến Việt Trì. Phạm vi nghiên cứu được lựa chọn mở rộng về phía bắc tạo nên một khung nghiên cứu hình chữ nhật có tọa độ VN 2000 được xác định từ 1050 10’ đến 1050 27’ kinh độ Đông và 200 46’ đến 210 26’ vĩ độ Bắc. Hình 1. Phạm vi vùng nghiên cứu 5 1.2. Lịch sử nghiên cứu NCS tìm hiểu lịch sử nghiên cứu theo 04 trọng tâm là địa chất chung, địa chất Đệ tứ, hoạt động kiến tạo và các nhận định về lịch sử hình thành thung lũng hạ lưu sông Đà. Theo đó lịch sử nghiên cứu địa chất từ trước năm 1975 đã đề cập tương đối chi tiết một loạt các vấn đề địa chất như địa tầng, magma, kiến tạo, đã làm sáng tỏ lịch sử phát triển địa chất khu vực. Sau năm 1975 một loạt các tờ bản đồ địa chất tỷ lệ 1:50.000 được thành lập, vùng nghiên cứu liên quan đến 6 tờ bản đồ địa chất được thành lập từ giai đoạn 1984 đến 1994. Trầm tích Đệ tứ khu vực hạ lưu sông Đà mới được nghiên cứu từ năm 1973 trở lại đây, các nghiên cứu chủ yếu phục vụ cho công tác lập bản đồ địa chất và thăm dò khoáng sản. Việc nghiên cứu trầm tích Đệ tứ trong bối cảnh thung lũng hạ lưu sông Đà nhằm tìm hiểu về lịch sử hình thành và hoạt động kiến tạo liên quan chưa được thực hiện. Các nghiên cứu về hoạt động tân kiến tạo và kiến tạo hiện đại cho thấy một số hệ thống đứt gãy tái hoạt động là hệ thống đứt gãy phương TB-ĐN, ĐB-TN và á kinh tuyến. Biểu hiện nâng, hạ địa hình được phản ánh qua các nghiên cứu địa mạo ở mức độ định tính. Việc nghiên cứu định lượng chưa được thực hiện. Vấn đề còn bỏ ngỏ này là cơ hội để NCS tìm cách giải quyết. Tổng hợp các nhận định trước đây về sự hình thành của thung lũng hạ lưu sông Đà, NCS thấy có hai luồng quan điểm: thứ nhất cho rằng thung lũng hạ lưu sông Đà hình thành trong giai đoạn Pliocen-Đệ tứ (5 triệu năm), thứ hai cho rằng thung 6 lũng hạ lưu sông Đà hình thành trong giai đoạn Pleistocen . Vậy sông Đà đoạn từ Hòa Bình đến Việt Trì hình thành từ thời gian nào là câu hỏi cần lý giải. 1.3. Đặc điểm địa chất trước Đệ tứ Sơ đồ địa chất được thành lập từ việc kết nối 6 tờ bản đồ địa chất 1: 50.000, nhằm nghiên cứu cấu trúc nền nơi các trầm tích Đệ tứ phủ lên. Trên sơ đồ thể hiện 27 phân vị địa tầng, 05 phức hệ magma và 04 hệ thống đứt gãy. Phần bờ trái sông Đà phân bố chủ yếu là các đá có tuổi cổ từ giai đoạn tiền Cambri đến Devon, các đá cổ được nâng lên đến độ cao hàng ngàn mét chứng tỏ hoạt động nâng đã rất mạnh mẽ làm bóc mòn hết các đá trẻ. Phần bờ phải sông Đà chủ yếu là các đá trẻ từ giai đoạn Trias đến Đệ tứ, hai đỉnh cao nhất ở phần này là núi Ba Vì và núi Viên Nam đều cấu tạo bởi các đá phun trào tuổi Trias chứng tỏ hoạt động phun trào rất mạnh mẽ. Theo quan niệm của các nhà địa chất trước đây thì sông Đà trong vùng nghiên cứu chính là ranh giới giữa đới Fanxipan và đới Ninh Bình, cả hai đới này đều là đới nâng. Đới sụt hạ tồn tại ở phía bắc vùng nghiên cứu với trầm tích trẻ phủ trực tiếp trên các đá gốc có tuổi cổ (Ar). Sự phân bố các địa tầng địa chất cho thấy hoạt động kiến tạo đã xảy ra rất mạnh mẽ trong quá khứ tạo nên địa hình như chúng ta thấy ngày nay. Chương 2. PHƯƠNG PHÁP LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Phương pháp luận Cơ sở lý luận của luận án là đứng trên quan điểm của địa mạo học truyền thống cũng như hiện đại xem địa hình như 7 những sự vật có phát sinh, phát triển theo logic tiến hóa và là kết quả của tác động tương hỗ của quá trình nội sinh với các quá trình ngoại sinh, khi các quá trình nội sinh thắng thế tức là hoạt động kiến tạo mạnh dẫn tới địa hình bị phân dị. Các yếu tố độ cao địa hình, độ dốc và hình dạng địa hình do đó là yếu tố quan trọng để xác định hoạt động kiến tạo. Dựa trên cơ sở này NCS làm bài toán ngược, nghĩa là thông qua các dấu hiệu địa mạo để suy ra đặc điểm của hoạt động kiến tạo, cụ thể hơn NCS dùng phương pháp trắc lượng hình thái để đánh giá các chỉ tiêu hoạt động kiến tạo hiện đại. Giai đoạn hoạt động tân kiến tạo ở Việt Nam được đa số các nhà địa mạo, địa chất chấp nhận là thời gian từ Oligocen đến Đệ tứ. Như vậy kiến tạo hiện đại (10.000 năm) là một phần của tân kiến tạo. Đối với nghiên cứu thung lũng sông, việc xác định hoạt động kiến tạo cần phải nghiên cứu trong bối cảnh hoạt động tân kiến tạo và kiến tạo hiện đại. 2.2. Phương pháp nghiên cứu 2.2.1. Nhóm phương pháp địa chất -Phương pháp thành lập sơ đồ địa chất, địa chất Đệ tứ, phương pháp cổ sinh, phương pháp phân tích tuổi tuyệt đối 2.2.2. Nhóm các phương pháp địa mạo - Phương pháp thành lập bản đồ địa mạo, phương pháp trắc lượng hình thái, phương pháp viễn thám 2.2.3.Các phương pháp khác - Phương pháp thành lập sơ đồ tai biến địa chất, phương pháp địa hóa, phương pháp trắc địa 8 Hình 2.1.Một số hình ảnh khảo sát thực địa trong vùng nghiên cứu: A-phát hiện thềm bậc II bên bờ trái sông Đà; B-lấy mẫu cuội và mẫu bào tử phấn hoa; C-xác định đo đạc phương đứt gãy; D,E- Khảo sát mặt trượt đứt gãy á kinh tuyến tại Hòa Bình; F-Khảo sát điểm sụt đất tại Phong Vân-Ba Vì. Hình 2.2. Minh họa một số yếu tố phụ trợ dùng trong trích xuất bề mặt địa hình; A-Ảnh vệ tinh; B-Mô hình DEM; C-Phân khoảng độ dốc; D-Phân khoảng độ cao; E-Khoảng độ dốc >35o; F-Thành tạo địa chất; G-Vùng đệm sông suối; H-Vùng đệm đứt gãy; I-Bề mặt cong địa hình. 9 Chương 3. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT ĐỆ TỨ VÙNG THUNG LŨNG SÔNG ĐÀ ĐOẠN TỪ HÒA BÌNH ĐẾN VIỆT TRÌ 3.1. Nguồn gốc-tuổi trầm tích Đệ tứ Các trầm tích Đệ tứ được xâu chuỗi từ các kết quả nghiên cứu trước đây, có kiểm tra thực địa đối sánh với những trầm tích mới phát hiện. Phân tích bổ sung một số mẫu bào tử phấn hoa, C14 nhằm chính xác hóa các trầm tích Đệ tứ. Sơ đồ địa chất Đệ tứ, cột địa tầng được thành lập trên cơ sở nguồn gốc, tuổi. Hình 3.1. Cột địa tầng địa chất vùng cứu Đệ tứ nghiên 10 3.1.1. Trầm tích sông – tuổi Pleistocen sớm (aQ11) Trầm tích (aQ11) hệ tầng Đức Phong. Thành phần chủ yếu gồm cuội, sỏi đa khoáng, hạt mịn dần lên phía trên cột địa tầng (hình 3.1). Bề dày < 35m. 3.1.2. Trầm tích sông-lũ tuổi Pleistocen giữa-muộn phần sớm (ap Q12-3a) Trầm tích (apQ12-3a) hệ tầng Hà Nội (hình 3.1). Thành phần gồm cuội, cuội tảng, sỏi, sạn, cát, sét. Ở khu vực Hòa Bình qua 07 lỗ khoan cho thấy trầm tích (apQ12-3a) có bề dày trung bình 25 m. Tại khu vực Thanh Thủy, Thuần Mỹ qua 12 lỗ khoan cho thấy trầm tích sông-lũ tuổi Pleistocen giữa muộn có bề dày trung bình 20m. 3.1.3. Trầm tích sông tuổi Pleistocen muộn phần muộn Trầm tích sông (aQ13b) hệ tầng Vĩnh Phúc (hình 3.1). Thành phần gồm cuội đa khoáng có độ mài tròn tốt, xen lẫn với sét, bột màu loang lổ nâu đỏ. Bề dày < 30m. 3.1.4. Trầm tích tuổi Holocen sớm-giữa(Q21-2) -Trầm tích nguồn gốc hồ-đầm lầy Trầm tích hồ - đầm lầy (lbQ21-2) thuộc hệ tầng Hải Hưng (hình 3.1). Đặc điểm dễ nhận biết là có than bùn, sét chứa mùn thực vật màu xám đen, đôi chỗ lẫn di tích thực vật, có chứa di tích tảo nước ngọt: Eunotia, Hantzschia, Navicula.., các dạng bào tử phấn hoa: Polypodiaseae, Gleichenia, Lygodium, Lythocarpus, Pinus, Quercus, Liliaceae... môi trường đầm hồ nước ngọt. Bề dày 62m tại trũng Hòa Bình. Trũng này liên quan với hệ thống đứt gãy á kinh tuyến rìa đông và tây Hòa Bình. Đoạn 2 thể hiện hoạt động nâng cao địa hình với chiều dày trầm tích Đệ tứ mỏng, lòng sông cắt xẻ trực tiếp vào đá gốc. Đoạn 3 liên quan đến vận động sụt hạ biểu hiện với chiều dày trầm tích Đệ tứ đến 98m (LK.9), đoạn này chịu ảnh hưởng của hệ thống đứt gãy tây bắc-đông nam, đông bắc-tây nam và á kinh tuyến. 16 Chương 4. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA MẠO - KIẾN TẠO HIỆN ĐẠI 4.1. Đặc điểm địa mạo vùng nghiên cứu Bản đồ địa mạo vùng thung lũng sông Đà đoạn từ Hòa Bình đến Việt Trì được thành lập dựa trên nguyên tắc “nguồn gốc”. Theo nguyên tắc này địa hình được chia thành các bề mặt, nằm ngang, hơi nghiêng, hoặc lượn sóng, tuy nhiên có cùng nguồn gốc thành tạo. Kỹ thuật GIS-Viễn thám được áp dụng để trợ giúp thành lập bản đồ địa mạo, trong đó một số bề mặt được chồng ghép trích xuất, kết hợp với tài liệu tổng hợp từ các kết quả nghiên cứu trước và tài liệu thực địa, NCS thành lập 17 bề mặt địa hình thuộc 5 nhóm nguồn gốc: 1-Địa hình do hoạt động của đứt gãy; 2- Địa hình do hoạt động bóc mòn; 3- Địa hình karst; 4- Địa hình do hoạt động của dòng chảy; 5-Địa hình do hoạt động nhân sinh. Các bề mặt trong các nhóm nguồn gốc kể trên đều gián tiếp phản ánh hoạt động kiến tạo hiện đại. 4.2. Đặc điểm hoạt động kiến tạo hiện đại 4.2.1. Các biểu hiện hoạt động kiến tạo hiện đại Hoạt động kiến tạo hiện đại của vùng nghiên cứu rất phong phú biểu hiện qua : 1-động đất; 2-xuất lộ nước khoáng nóng; 3đứt gãy hoạt động; 4-hoạt động nâng, hạ địa hình; 5-dịch chuyển theo tài liệu GPS. 4.2.2.Hoạt động kiến tạo hiện đại qua các chỉ số địa mạo. NCS tiếp cận một phương pháp nghiên cứu mới là tính toán các chỉ số địa mạo tương quan với hoạt động kiến tạo, cụ thể áp dụng 5 chỉ số địa mạo là chỉ số AF, SL, Bs, Smf, và Vf để tính toán hoạt động kiến tạo tương quan. NCS chia lưu vực sông Đà đoạn từ Hòa Bình đến Việt Trì thành 47 lưu vực phụ để tính 17 toán chỉ số kiến tạo cho từng lưu vực phụ. Kết quả tính toán chỉ số kiến tạo dao động từ 1,4 đến 2,6 và được chia làm 3 loại: hoạt động kiến tạo mạnh có giá trị từ 1.4 – 1.6; hoạt động kiến tạo trung bình có giá trị từ 1.6-2; hoạt động kiến tạo yếu có giá trị 2.0-2.6. . Hình 4.1. Sơ đồ phân vùng hoạt động kiến tạo hiện đại thung lũng hạ lưu sông Đà đoạn từ Hòa Bình đến Việt Trì 18 4.3. Lịch sử hình thành thung lũng hạ lưu sông Đà Phía bắc diện tích nghiên cứu tồn tại một dải trầm tích sông có tuổi Pliocen (N2) kéo theo phương TB-ĐN, sông Đà cắt qua dải trầm tích này tại Trung Hà, như vậy chắc hẳn sông Đà phải có sau giai đoạn Pliocen. Nghiên cứu trầm tích nguồn gốc sông trong phạm vi thung lũng hạ lưu sông Đà từ Hòa Bình đến Việt Trì. Trên bề mặt và dưới đáy lỗ khoan tồn tại trầm tích sông cổ nhất có tuổi Pleistocen sớm. Từ đây NCS rút ra nhận định lòng sông Đà đã qua đây vào khoảng thời gian Pleistoxen sớm, hay thung lũng hạ lưu sông Đà hoàn chỉnh (có bề mặt đỉnh, bề mặt sườn, bề mặt đáy) mới hình thành vào giai đoạn Pleistocen sớm đến nay Vậy trước giai đoạn Đệ tứ sông Đà chảy đi đâu? Quan sát trên ảnh vệ tinh có thể thấy di vết một đới trũng thấp kéo dài theo hướng TB-ĐN. Ngô Thường San (1965), Hà Toàn Dũng, (1970) gọi là “đới địa vực cổ sông Đà”, chắc hẳn sông Đà đã chảy trong phạm vi đới này vì còn tồn tại trầm tích Neogen ở Thuận Châu (Sơn La), Mai Châu (Hòa Bình) và Nho Quan (Ninh Bình). Tại sao sông Đà lại đổi dòng chảy về phía bắc ở Hòa Bình? Theo nghiên cứu của NCS là do bởi các đới kiến tạo cổ tái hoạt động trong tân kiến tạo. Đới Panxipan nâng mạnh ở phía tây, đới sông Hồng sụt hạ ở phía bắc, đới kiến tạo Ninh Bình nâng ở phía đông và đông nam. Chắc hẳn hoạt động nâng của đới Ninh Bình đã chặn dòng sông Đà làm sông Đà từ từ đổi hướng và chảy vào khu vực Hòa Bình. Tại đây có hệ thống đứt gãy á kinh tuyến tạo thành đới trũng và sông Đà theo đó chảy lên phía bắc. 19 Chương 5. MỐI LIÊN QUAN CỦA TAI BIẾN ĐỊA CHẤT VỚI ĐỊA CHẤT ĐỆ TỨ, ĐỊA MẠO-KIẾN TẠO HIỆN ĐẠI 5.1. Hiện trạng tai biến địa chất Trong khu vực nghiên cứu có các tai biến nội sinh, ngoại sinh và hỗn hợp, một số tai biến địa chất phổ biến như nứt, sụt đất, xói lở bờ sông, xảy ra lặp đi lặp lại tại cùng một vị trí qua nhiều năm đang gây ra những thiệt hại đáng kể. Hình 5.1. Một số hình ảnh tai biến địa chất trong khu vực nghiên cứu: A-Nứt vỡ qua đường bê tông đổ tường nhà dân ở Tân Đức; B-Nứt đổ nhà dân ở Đồng Tiến; C-trượt lở khối; DCác hố sụt dạng tuyến ở Phong Vân; E-Xói lở bờ trái suối Ngòi Lạt phải di dời dân. 20 5.2. Mối liên quan của tai biến địa chất với địa chất Đệ tứ, địa mạo-kiến tạo hiện đại Vùng thung lũng hạ lưu sông Đà bao gồm bề mặt đỉnh, bề mặt sườn và bề mặt đáy thung lũng có thể khái quát trong hai vùng là vùng bóc mòn và vùng tích tụ. Vùng bóc mòn được tiếp cận nghiên cứu bằng các phân tích địa mạo. Vùng tích tụ nghiên cứu bằng phân tích địa chất Đệ tứ. Các phân tích này đều hướng tới việc xác định hoạt động kiến tạo hiện đại mà gián tiếp hoặc trực tiếp gây ra các tai biến địa chất. Trên thực tế hoạt động kiến tạo hiện đại luôn gắn liền với tai biến địa chất. Bản thân một số tai biến địa chất như động đất, đứt gãy hoạt động là hoạt động kiến tạo hiện đại. Do vậy chúng có mối liên quan mật thiết với nhau. 5.3. Một số biện pháp phòng tránh giảm thiểu tai biến địa chất Tai biến địa chất liên quan tới hoạt động kiến tạo hiện đại. Tuy nhiên hoạt động kiến tạo hiện đại thường không được chú ý bởi những con số chuyển động rất nhỏ chỉ một vài mm/năm, những chuyển động âm thầm ấy không dễ dàng nhận thấy chỉ đến khi xảy ra một số hiện tượng địa chất bất thường mới được chú ý. Các yếu tố động lực ngoại sinh như hoạt động của gió, bão, của nước chảy trên mặt, dễ dàng nhận thấy hơn và người ta thường quy về nguyên nhân do những tác động tức thời và do vậy các giải pháp đưa ra thường cục bộ theo kiểu hỏng đâu sửa đấy và “mất bò mới lo làm chuồng”. Đối với luận án nghiên cứu, ngoài việc xác định nguyên nhân sâu xa gây nên TBĐC, NCS muốn đi xa hơn với nghiên 21 cứu TBĐC trong phạm vi thung lũng sông bao gồm bề mặt đỉnh, bề mặt sườn và bề mặt đáy thung lũng, nhằm giải quyết không chỉ riêng một hiện tượng cục bộ. Xác định như vậy nên việc giảm thiểu TBĐC được đề xuất tiến hành từ bề mặt đỉnh, bề mặt sườn và tiến xuống đáy thung lũng. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kết luận 1) “Hiện tại là chìa khoá để hiểu quá khứ”. Dựa vào dấu vết của trầm tích sông cho thấy đoạn sông Đà từ Hòa Bình đến Việt Tri mới hình thành từ Pleistocen đến nay. Hình thái và sự phân bố trầm tích Đệ tứ đoạn sông này cho phép phân chia thành 3 đoạn thể hiện chế độ hoạt động kiến tạo hiện đại khác nhau: đoạn 1 liên quan đến vận động sụt hạ hiện đại tạo sụt trũng dạng địa hào Hòa Bình; đoạn 2 liên quan đến hoạt động nâng kiến tạo, cả hai đoạn này bị chi phối bởi hệ thống đứt gãy á kinh tuyến; đoạn 3 liên quan đến vận động sụt hạ kiến tạo bị chi phối chủ yếu bởi đứt gãy hoạt động hiện đại phương TB-ĐN và ĐB-TN. 2) Nghiên cứu địa mạo-kiến tạo hiện đại bằng phân tích các bề mặt đồng nguồn gốc. Theo đó các dạng địa hình được nghiên cứu thông qua nguồn gốc tạo nên chúng, thể hiện qua 5 nhóm nguồn gốc phản ánh gián tiếp hoạt động kiến tạo hiện đại. Kết hợp phân tích định lượng các lưu vực phụ trong một lưu vực chính là hạ lưu sông Đà với 05 chỉ số địa mạo tương quan với hoạt động kiến tạo hiện đại: chỉ số (AF) phản ánh mức độ 22 nghiêng kiến tạo, chỉ số (Smf ) phản ánh đứt gãy hoạt động ở chân sườn núi, chỉ số SL phản ánh mức độ nâng cao tạo bậc ở trên sườn địa hình; chỉ số Vf phản ánh tỷ số độ rộng với độ cao ;chỉ số Bs phản ánh mức độ xâm thực sâu và hình dạng lưu vực, các chỉ số này đều gián tiếp thể hiện hoạt động kiến tạo với hiện tượng nâng cao địa hình. Kết hợp các chỉ số địa mạo, NCS tính toán được chỉ số hoạt động kiến tạo tương quan. Chỉ số này dao động từ 1,4 đến 2,6 và được chia thành 3 khoảng giá trị với loại 1 có giá trị từ 1.4 – 1.6, biểu hiện hoạt động kiến tạo mạnh ; loại 2 với khoảng giá trị từ 1.6 -2, biểu hiện hoạt động kiến tạo trung bình; loại 3 với giá trị 2.0 -2.6 thể hiện hoạt động kiến tạo yếu. Từ các khoảng giá trị phân chia, NCS thành lập sơ đồ phân vùng mức độ mạnh, trung bình, yếu để đánh giá hoạt động kiến tạo hiện đại cho 47 lưu vực trong vùng nghiên cứu. 3) Địa hình vùng nghiên cứu là núi và đồng bằng, bị chi phối bởi hai quá trình địa mạo chủ đạo, thứ nhất là “nâng cao-bóc mòn” và thứ hai là “sụt lún-tích tụ”. Chỉ số kiến tạo phản ánh tốt quá trình thứ nhất, quá trình thứ hai được giải quyết bởi nghiên cứu trầm tích Đệ tứ trong mối tương quan với hoạt động kiến tạo hiện đại. Sự kết hợp giữa nghiên cứu hoạt động kiến tạo thông qua các trầm tích Đệ tứ và hoạt động kiến tạo thể hiện trên địa hình (bề mặt đỉnh, bề mặt sườn) cho phép thành lập sơ đồ kiến tạo hiện đại vùng thung lũng hạ lưu sông Đà đoạn từ Hòa Bình đến Việt Trì. Các biểu hiện hoạt động kiến tạo hiện đại trong vùng nghiên cứu rất đa dạng. Các trầm tích Đệ tứ cùng tuổi bị chia cắt và phân bố ở các vị trí khác nhau. Sự xuất lộ nhiều điểm nước 23 khoáng nóng tiềm ẩn một nguồn địa nhiệt dưới sâu được thoát lên do sự dập vỡ, nứt nẻ đá gốc. Các đứt gãy hoạt động cùng vận động nâng, hạ, các chấn tâm động đất, sự dịch chuyển khối xác định bởi số liệu đo GPS. Các diện mạo trên địa hình như đường sống núi gấp khúc, các vách bóc mòn, facet tam giác, rãnh xói, mương xói, trượt đất, lở đá, nứt đất gián tiếp phản ánh hoạt động kiến tạo hiện đại. 4) Một số loại tai biến địa chất đáng quan tâm trong vùng nghiên cứu là nứt -sụt đất, xói lở bờ sông. Nguyên nhân gây nên các tai biến địa chất có thể do các yếu tố vật lý và cơ học của đất như biến dạng thấm, xói ngầm, bục đất, cát chảy, hay do hoạt động của con người, của sinh vật. Tuy nhiên xâu chuỗi các kết quả nghiên cứu thấy rằng hiện tượng nứt, sụt đất tại đồi Ông Tượng và phường Đồng Tiến, thị xã Hòa Bình; xã Phong Vân, Ba Vì; xã Tân Đức, Việt Trì ; xã Minh Đạo, Việt Trì rất giống nhau về hình thái, xảy ra trên quy mô lớn, lặp đi lặp lại tại cùng một vị trí trong thời gian dài, do vậy đưa đến nhận định về nguyên nhân chính là do hoạt động kiến tạo hiện đại, biểu hiện rõ nét là hoạt động của đới đứt gãy á kinh tuyến tại Hòa Bình, tổ hợp giao nhau giữa các đứt gãy TB-ĐN, ĐB-TN và á kinh tuyến tại Việt Trì. 2.Kiến nghị Kết quả nghiên cứu hình thành hướng nghiên cứu tiếp theo là hoàn thiện phương pháp nghiên cứu hoạt động kiến tạo hiện đại thông qua việc tính toán chỉ số địa mạo-kiến tạo. Cần phải thử nghiệm tính toán 21 chỉ số địa mạo để rút ra những chỉ số phản ánh hoạt động kiến tạo rõ nét nhất. 24 Hiện nay có nhiều phương pháp xác định tuổi tuyệt đối của trầm tích Đệ tứ cho kết quả chính xác như phương pháp OSL, SL, ESR cần được áp dụng vào vùng nghiên cứu. Các bề mặt san bằng đã được xác định phải được chính xác hóa bằng các tài liệu phân tích tuổi trầm tích còn sót lại trên các bề mặt san bằng đó. Liên hệ giữa các bề mặt san bằng cho phép tính toán tốc độ nâng địa hình trong những giai đoạn khác nhau của giai đoạn tân kiến tạo cũng như kiến tạo hiện đại. NCS nhận thấy phương pháp địa mạo - kiến tạo (Tectonic geomorphology) nên áp dụng rộng rãi ở Việt Nam. Phương pháp này cho phép chúng ta nghiên cứu hoạt động kiến tạo hiện đại thông qua các yếu tố địa mạo một cách định lượng, chính xác và khách quan hơn cách làm truyền thống trước đây chủ yếu chỉ dựa vào quan sát, lập luận định tính. 25 DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ 1. Lê Cảnh Tuân, Vũ Thanh Tâm, Nguyễn Xuân Nam (2006), “Nghiên cứu tai biến địa chất trên cơ sở ứng dụng mô hình và GIS (lấy vùng Đồng Đăng-Lạng Sơn làm ví dụ)”, Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất, (16/10), tr 42-46. 2. Lê Cảnh Tuân, Nguyễn Xuân Nam (2007), “Hoạt động tân kiến tạo và hiện trạng xói lở - bồi tụ trong thung lũng sông Kỳ Cùng (đoạn thành phố Lạng Sơn)”, Tạp chí Địa chất loạt A (298), tr 34-40. 3. Lê Cảnh Tuân, Nguyễn Linh Ngọc, Đặng Văn Bào, Nguyễn Xuân Nam (2008), “Bản chất của mô hình SINMAP và yêu cầu của nó khi áp dụng vào thực tế (lấy ví dụ ở thung lũng sông Kỳ Cùng- Lạng Sơn)”, Tạp chí các Khoa học về Trái đất, (30), tr 65-72. 4. Nguyễn Xuân Nam, Hạ Văn Hải, Nguyễn Đại Trung, (2010) “Geomorphic feature of Thuan Chau, Son La region and Geological hazard - Flash Flood ”, Tạp chí địa chất, loạt B (35-36), tr 9-21. 5. Nguyễn Xuân Nam, Hạ Văn Hải, Hạ Quang Hưng (2011), “Đặc điểm tai biến địa chất dọc sông Đà đoạn từ Hòa Bình đến Việt Trì liên quan đến hoạt động kiến tạo hiện đại”, Tạp chí địa chất, loạt A (325), tr 1-14. 6. Nguyễn Xuân Nam, Trần Tân Văn, Hạ Văn Hải (2014), “Kết quả nghiên cứu địa mạo-kiến tạo thung lũng sông Đà đoạn từ Hòa Bình đến Việt Trì và mối liên quan với tai biến địa chất”. Tuyển tập báo cáo Hội nghị Khoa học lần thứ 21, Đại học Mỏ-Địa chất, tr 32-44. 7. Nguyễn Xuân Nam, Trần Tân Văn, Hạ Văn Hải (2015), “Phân tích địa mạo trên các thành tạo địa chất tại thung lũng hạ lưu sông đà”, Tạp chí địa chất , loạt A (349), tr 5464. Hà Nội. [...]... (2011), Đặc điểm tai biến địa chất dọc sông Đà đoạn từ Hòa Bình đến Việt Trì liên quan đến hoạt động kiến tạo hiện đại , Tạp chí địa chất, loạt A (325), tr 1-14 6 Nguyễn Xuân Nam, Trần Tân Văn, Hạ Văn Hải (2014), “Kết quả nghiên cứu địa mạo- kiến tạo thung lũng sông Đà đoạn từ Hòa Bình đến Việt Trì và mối liên quan với tai biến địa chất Tuyển tập báo cáo Hội nghị Khoa học lần thứ 21, Đại học Mỏ -Địa chất, ... hoạt động kiến tạo hiện đại mà gián tiếp hoặc trực tiếp gây ra các tai biến địa chất Trên thực tế hoạt động kiến tạo hiện đại luôn gắn liền với tai biến địa chất Bản thân một số tai biến địa chất như động đất, đứt gãy hoạt động là hoạt động kiến tạo hiện đại Do vậy chúng có mối liên quan mật thiết với nhau 5.3 Một số biện pháp phòng tránh giảm thiểu tai biến địa chất Tai biến địa chất liên quan tới... Lạt phải di dời dân 20 5.2 Mối liên quan của tai biến địa chất với địa chất Đệ tứ, địa mạo- kiến tạo hiện đại Vùng thung lũng hạ lưu sông Đà bao gồm bề mặt đỉnh, bề mặt sườn và bề mặt đáy thung lũng có thể khái quát trong hai vùng là vùng bóc mòn và vùng tích tụ Vùng bóc mòn được tiếp cận nghiên cứu bằng các phân tích địa mạo Vùng tích tụ nghiên cứu bằng phân tích địa chất Đệ tứ Các phân tích này đều... cao địa hình với chiều dày trầm tích Đệ tứ mỏng, lòng sông cắt xẻ trực tiếp vào đá gốc Đoạn 3 liên quan đến vận động sụt hạ biểu hiện với chiều dày trầm tích Đệ tứ đến 98m (LK.9), đoạn này chịu ảnh hưởng của hệ thống đứt gãy tây bắc-đông nam, đông bắc-tây nam và á kinh tuyến 16 Chương 4 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA MẠO - KIẾN TẠO HIỆN ĐẠI 4.1 Đặc điểm địa mạo vùng nghiên cứu Bản đồ địa mạo vùng thung lũng sông Đà đoạn. .. 5 MỐI LIÊN QUAN CỦA TAI BIẾN ĐỊA CHẤT VỚI ĐỊA CHẤT ĐỆ TỨ, ĐỊA MẠO-KIẾN TẠO HIỆN ĐẠI 5.1 Hiện trạng tai biến địa chất Trong khu vực nghiên cứu có các tai biến nội sinh, ngoại sinh và hỗn hợp, một số tai biến địa chất phổ biến như nứt, sụt đất, xói lở bờ sông, xảy ra lặp đi lặp lại tại cùng một vị trí qua nhiều năm đang gây ra những thiệt hại đáng kể Hình 5.1 Một số hình ảnh tai biến địa chất trong khu... Bình đến Việt Trì thành 3 đoạn, (hình 3.2) thành lập 14 mặt cắt ngang và 01 mặt cắt dọc sông Đà, để phân tích từng đoạn sông Kết quả cho thấy các đoạn sông liên quan đến chế độ hoạt động kiến tạo hiện đại khác nhau: đoạn 1 bị sụt hạ kiến tạo với tích tụ trầm tích Đệ tứ có chiều dày > 62m tại trũng Hòa Bình Trũng này liên quan với hệ thống đứt gãy á kinh tuyến rìa đông và tây Hòa Bình Đoạn 2 thể hiện. .. liên quan đến vận động sụt hạ hiện đại tạo sụt trũng dạng địa hào Hòa Bình; đoạn 2 liên quan đến hoạt động nâng kiến tạo, cả hai đoạn này bị chi phối bởi hệ thống đứt gãy á kinh tuyến; đoạn 3 liên quan đến vận động sụt hạ kiến tạo bị chi phối chủ yếu bởi đứt gãy hoạt động hiện đại phương TB-ĐN và ĐB-TN 2) Nghiên cứu địa mạo- kiến tạo hiện đại bằng phân tích các bề mặt đồng nguồn gốc Theo đó các dạng địa. .. từ bề mặt đỉnh, bề mặt sườn và tiến xuống đáy thung lũng KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1 Kết luận 1) Hiện tại là chìa khoá để hiểu quá khứ” Dựa vào dấu vết của trầm tích sông cho thấy đoạn sông Đà từ Hòa Bình đến Việt Tri mới hình thành từ Pleistocen đến nay Hình thái và sự phân bố trầm tích Đệ tứ đoạn sông này cho phép phân chia thành 3 đoạn thể hiện chế độ hoạt động kiến tạo hiện đại khác nhau: đoạn 1 liên. .. chỉ số địa mạo là chỉ số AF, SL, Bs, Smf, và Vf để tính toán hoạt động kiến tạo tương quan NCS chia lưu vực sông Đà đoạn từ Hòa Bình đến Việt Trì thành 47 lưu vực phụ để tính 17 toán chỉ số kiến tạo cho từng lưu vực phụ Kết quả tính toán chỉ số kiến tạo dao động từ 1,4 đến 2,6 và được chia làm 3 loại: hoạt động kiến tạo mạnh có giá trị từ 1.4 – 1.6; hoạt động kiến tạo trung bình có giá trị từ 1.6-2;...9 Chương 3 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT ĐỆ TỨ VÙNG THUNG LŨNG SÔNG ĐÀ ĐOẠN TỪ HÒA BÌNH ĐẾN VIỆT TRÌ 3.1 Nguồn gốc-tuổi trầm tích Đệ tứ Các trầm tích Đệ tứ được xâu chuỗi từ các kết quả nghiên cứu trước đây, có kiểm tra thực địa đối sánh với những trầm tích mới phát hiện Phân tích bổ sung một số mẫu bào tử phấn hoa, C14 nhằm chính xác hóa các trầm tích Đệ tứ Sơ đồ địa chất Đệ tứ, cột địa tầng được thành ... Đặc điểm địa chất Đệ tứ vùng thung lũng sông Đà đoạn từ Hòa Bình đến Việt Trì Chương Đặc điểm địa mạo -kiến tạo đại vùng thung lũng sông đà đoạn từ Hòa Bình đến Việt Trì Chương Tai biến địa chất. .. >35o; F-Thành tạo địa chất; G -Vùng đệm sông suối; H -Vùng đệm đứt gãy; I-Bề mặt cong địa hình 9 Chương ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT ĐỆ TỨ VÙNG THUNG LŨNG SÔNG ĐÀ ĐOẠN TỪ HÒA BÌNH ĐẾN VIỆT TRÌ 3.1 Nguồn... địa chất gây Mục đích nghiên cứu luận án Mục đích nghiên cứu luận án làm sáng tỏ đặc điểm địa chất Đệ tứ, đặc điểm địa mạo-kiến tạo đại vùng thung lũng sông Đà đoạn từ Hòa Bình đến Việt Trì Phân