CAO ĐÌNH TRIỀU, ĐẶNG THANH HẢI, MAI XUÂN BÁCH, NGÔ GIA THẮNG(Viện Vật lý Địa cầu, 2 Viện Khoa học Vật liệu Trung tâm KHTN & CNQG, Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội)

Tóm tắt: Trong khuôn khổ bài báo này các tác giả đã đa ra một tổ hợp dấu hiệu nhận biết đứt gãy hoạt động phần phía bắc lãnh thổ Việt Nam. Trên cơ sở kết quả đạt đợc (thể hiện trên bản đồ 1/500 000) có thể rút ra một số kết luận sau:

1/ Đứt gãy phát sinh động đất chính của vùng nghiên cứu gồm: Bắc Ninh - Mông Dơng, Vĩnh Ninh, Sông Chảy, Sông Hồng, Mù Căng Chải, Sơn La, Sìn Hồ, Mai Châu - Tam Điệp, Tuần Giáo - Mờng ảng, Sông Mã, Điện Biên - Sầm Na, Mờng Tè, Sông Cả, Rào Nậy, Lai Châu - Điện Biên, Mai Châu - Mờng Lát, Na Mèo - Na Khoang, Thuận Châu - Phù Yên và Dốc Cun - Mỹ Đức. Trong số đó đứt gãy Sơn La và Điện Biên - Sầm Na có biểu hiện hoạt động động đất mạnh hơn cả (Ms = 6,0 - 6,9).

2/ Có biểu hiện phân chia các đoạn đứt gãy trên cùng một đới với đặc trng hoạt động động đất khác nhau. Rất nhiều đứt gãy đợc 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 nào trong thời gian qua.

I. Mở ĐầU

Xác định các đứt gãy hoạt động là việc làm có ý nghĩa đặc biệt quan trọng về mặt lý luận và thực tiễn trong công tác nghiên cứu tai biến địa chất (động đất, núi lửa, sạt lở ...). Kiến tạo đứt gãy lãnh thổ Việt Nam đợc các nhà địa chất, kiến tạo trong nớc và nớc ngoài quan tâm đến rất sớm, song song với việc thành lập các bản đồ địa chất có tỷ lệ khác nhau. Nhiều công trình có ý nghĩa trong lĩnh vực nghiên cứu này đã đợc công bố [1,4-10,13]. Song nhìn chung cha có một công trình tổng thể nào đề cập một cách toàn diện về đứt gãy hoạt động ở lãnh thổ Việt Nam trên cơ sở một hệ quan điểm và phơng pháp luận nhất quán.

Nhằm phục vụ công tác nghiên cứu dự báo động đất lãnh thổ Việt Nam, đặc biệt là phần phía Bắc, nơi có biểu hiện hoạt động động đất mạnh, trong khuôn khổ bài báo này chúng tôi đề cập tới một số kết quả bớc đầu luận về đứt gãy hoạt động trên phạm

vi phần phía bắc lãnh thổ Việt Nam. Kết quả nghiên cứu đợc thể hiện trên bản đồ tỷ lệ 1/ 500 000.

Tài liệu đợc sử dụng trong bài báo gồm các tài liệu địa vật lý đã có, chủ yếu là trọng lực và từ, các bản đồ địa chất tỷ lệ khác nhau do Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam xuất bản và ảnh viễn thám Landsat thời kỳ 1989 - 1993. Để thống nhất kết quả và hoàn thiện bản vẽ chúng tôi còn tham khảo các kết quả mới nhất trong lĩnh vực nghiên cứu đứt gãy hoạt động đã đợc công bố trong các tạp chí trong nớc và quốc tế và các báo cáo đề tài cấp nhà nớc của Tổng cục Địa chất và Trung tâm Khoa học tự nhiên và công nghệ quốc gia đã đợc tổng kết trớc năm 2001 [2, 4, 11-25].

II. PHƯƠNG PHáP NGHIÊN CứU

1. Phát hiện và đánh giá đặc trng cấu trúc đứt gãy

Để phát hiện và đánh giá các đặc trng cấu trúc của đứt gãy chúng tôi đã sử dụng một tổ hợp các phơng pháp nghiên cứu sau [3, 5-10]:

1.1. Phơng pháp phân tích tài liệu địa vật lý

Phơng pháp địa vật lý đợc sử dụng trong phát hiện và nghiên cứu đặc trng cấu trúc đứt gãy bao gồm:

1. Phơng pháp biến đổi trờng dị thờng trọng lực và từ trong phát hiện đứt gãy.

Ngoài những phơng pháp truyền thống đã đợc công bố trong các công trình nghiên cứu trớc đây [3, 5-10], trong công trình này chúng tôi còn áp dụng một số phơng pháp phân tích mới nhthiết lập thành phần bất đẳng hớng trờng trọng lực và từ, và phơng pháp thiết lập gradien cực đại.

Biến đổi bất đẳng hớng trờng trọng lực (hay trờng từ) thờng đợc sử dụng để phân chia các vùng gradien kéo dài theo tuyến, biểu hiện sự tồn tại các đứt gãy phá huỷ bậc khác nhau. Trờng hợp tồn tại các hệ thống đứt gãy chồng chéo lên nhau làm phức tạp hoá bức tranh dị thờng thì vấn đề phát hiện đứt gãy trên cơ sở biến đổi bất đẳng hớng là có hiệu quả hơn cả [7]. Nguyên lý phân tích này đã đợc các tác giả sử dụng, thiết lập bài toán giải trên máy tính cá nhân nhằm phát hiện các đới đứt gãy có mức độ ảnh hởng khác nhau trên tài liệu trọng lực và từ hàng không.

Ngoài ra, chúng tôi còn sử dụng bài toán xác định vectơ gradien ngang cực đại trong phát hiện đứt gãy [7, 10]. Trường dị thờng trọng lực, trờng từ đã đợc chuyển về cực đợc sử dụng để xác định giá trị cực đại gradien ngang tại điểm nút của lới ô vuông rồi đem so sánh với các điểm xung quanh, chọn giá trị cực đại đại diện cho giá trị gradien tại điểm đó.

2. Giải bài toán mô hình trờng trọng lực trong nghiên cứu đặc trng cấu trúc đứt gãy.

Các bài toán mô hình trờng trọng lực đã đợc tác giả sử dụng nhiều lần trong nghiên cứu đặc trng cấu trúc đứt gãy [3, 5-10]. Đối với việc nghiên cứu đứt gãy ở Việt Nam, chúng tôi cho rằng bài toán: mô hình đa giác nhiều cạnh và mô hình lăng trụ nhiều cạnh có hiệu quả hơn cả trong nghiên cứu đặc trng cấu trúc của đứt gãy. Nhằm thiết lập mô hình ban đầu cho bài toán ngợc trọng lực, ngoài việc sử dụng tối đa các tài liệu có trớc nhđặc trng cấu trúc địa chất, mặt cắt theo giếng khoan, các kết quả thăm dò địa chấn, điện, vv…, chúng tôi còn sử dụng bài toán mô hình lăng trụ tròn nằm ngang trong việc xác định sơ bộ hình thái cấu trúc của các mặt ranh giới cơ bản. Góc cắm cũng nhđộ sâu ảnh hởng của đứt gãy cũng phản ánh rõ nét trên mặt cắt gradien ngang và gradien chuẩn hoá toàn phần. Việc sử dụng các tài liệu ban đầu này đã hạn chế đến mức tối đa tính đa nghiệm của bài toán trọng lực và trên thực tế cho phép chúng ta đánh giá chính xác hơn đặc trng cấu trúc của đứt gãy [7].

1.2. Phơng pháp phân tích tài liệu ảnh viễn thám

Các 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. Biểu hiện trên ảnh đó là những lineamen, với đứt gãy thể hiện rõ ràng dới dạng đờng thẳng. Sự dịch chuyển định hớng theo một đứt gãy và vị trí của chúng trong cấu tạo chung có sự liên quan chặt chẽ với nhau, nên có thể xác định các kiểu đứt gãy khác nhau dựa vào việc phân tích mối quan hệ về mặt không gian giữa chúng và mối quan hệ với các nếp uốn. Một trong những phơng pháp phổ biến trong phát hiện đứt gãy là phân tích mật độ lineamen đợc luận giải từ ảnh vệ tinh. Phơng pháp này cũng đợc chúng tôi sử dụng để nghiên cứu đứt gãy [5-9]. Kết quả phân tích này cho thấy các đới phá huỷ kiến tạo lớn thờng trùng với các đới dạng dải (hoặc vòng cung, hoặc hình lỡi liềm có bán kính lớn) dị thờng mật độ lineamen đợc tính toán theo các cửa sổ khác nhau. Ngoài ra, giá trị mật độ độ dài của lineamen có thể đợc coi là số đo của hệ số khe nứt và do đó đặc trng cho ứng suất kiến tạo

của vỏ ở độ sâu đợc xác định bởi đại lợng độ lớn của lới đã chọn [9]. Điều này dẫn đến việc thành lập một loạt bản đồ mật độ độ dài Dli cho các giá trị đơn vị diện tích ai khác nhau, mà trong mỗi bản đồ có chứa thông tin về ứng suất kiến tạo của vỏ ở độ sâu tơng ứng. Theo Gadjiev và nnk với các giá trị a nhỏ (< 100 km) mật độ độ dài lineamen thể hiện tính bất đồng nhất của các lớp bên trên của vỏ ở độ sâu hi = ai / 2. Khi tiếp tục tăng độ sâu nghiên cứu, các khe nứt không còn phân bố đều do quy luật giảm dần các khe nứt theo chiều sâu, khi đó các giá trị Dli đợc gán cho các điểm phân bố nông hơn, tức là hi = ai / 2. Độ sâu hi không thể vợt quá bề dày thạch quyển ở vùng nghiên cứu vì thực tế hầu nhkhông có biến dạng đàn hồi ở manti. Do đó Dli nhận các giá trị gần nhnhau. Nhvậy việc phân tích tài liệu viễn thám cho phép chúng ta vừa xác định đợc đới đứt gãy sâu, vừa đánh giá đợc đặc trng tập trung ứng suất vỏ Trái đất dọc theo các đới đứt gãy chịu lực xiết ép mạnh.

1.3. Phơng pháp phân tích bề dày vỏ Trái đất và cấu tạo lớp mỏng trong nghiên cứu đặc trng động học của đứt gãy

Nhằm xác định trờng ứng lực vỏ Trái đất và các đới phá huỷ chịu trờng lực nén ép hoặc tách giãn, chúng tôi sử dụng hai phơng pháp phân tích sau [8, 9]: phân tích trờng ứng lực vỏ Trái đất và vận tốc dịch chuyển vỏ trong tân kiến tạo trên cơ sở biến động bề dày vỏ Trái đất và phơng pháp xác định đặc trng nén ép hoặc tách giãn của đới đứt gãy trên cơ sở mô hình cấu tạo lớp mỏng. Ưu việt của các phơng pháp này là cho phép chúng ta xác định đợc phương chung nhất của trờng ứng suất vỏ, từ đó có thể dự báo đặc trng dịch trợt ngang của đới đứt gãy lớn cũng nhxác định đợc đới đứt gãy nào đang nằm trong trạng thái tách giãn hoặc nén ép. Kết quả phân tích theo hớng này ngoài việc cho phép đánh giá đặc trng dịch chuyển ngang của đứt gãy còn cho phép chúng ta dự báo đới đứt gãy đang hoạt động.

2. Một số nguyên lý cơ bản trong việc xác định các đứt gãy hoạt động

Thông thờng, một đứt gãy đợc xác định là đang hoạt động phải đợc biểu hiện ít nhất một trong số các dấu hiệu sau [23]:

a/ Hiện tại có biểu hiện chuyển động thẳng đứng khác nhau ở hai cánh của đứt gãy: mạnh (lớn hơn hoặc bằng 5 mm/năm); vừa (nằm trong giới hạn từ 1 đến 5 mm/năm) và yếu (nhỏ hơn hoặc bằng 1 mm/năm).

b/ Có biểu hiện dịch trợt ngang (bằng trái hoặc bằng phải) của

đứt gãy: mạnh (lớn hơn hoặc bằng 5 mm/năm); vừa (nằm trong giới hạn từ 1 đến 5 mm/năm) và yếu (nhỏ hơn hoặc bằng 1 mm/năm).

c/ Các đứt gãy đang hoạt động mạnh trong thời kỳ cuối cùng thờng có biểu hiện nứt đất, trợt lở đất và sói mòn do nguyên nhân kiến tạo.

d/ Đứt gãy có biểu hiện là đới hoạt động động đất và trùng với đới ranh giới cấu trúc (theo cấp độ mạnh: từ 4 đến nhỏ hơn 6, từ 6 đến nhỏ hơn 7, từ 7 đến nhỏ hơn 8 và lớn hơn 8; theo độ sâu có: nhỏ hơn 70 km, 70 - 300 km và lớn hơn 300 km; động đất trớc năm 1950, sau năm 1950 và động đất lịch sử).

g/ Biểu hiện uốn nếp trẻ: nếp lồi; nếp lõm; đới nếp oằn (flexure) và đới biến đổi các yếu tố địa hình, địa mạo.

e/ Biểu hiện hoạt động núi lửa (biểu hiện hoạt động trong Holocene và hoạt động trong Đệ tứ) và vùng thoát khí có liên quan tới hoạt động động đất hoặc vùng tập trung dày đặc các khe nứt kiến tạo trẻ.

f/ Biểu hiện hoạt động nớc nóng, đới có gradien địa nhiệt cao.

Theo tuổi biểu hiện của đứt gãy hoạt động thì hiện tại có hai quan điểm: Một số ngời cho rằng đứt gãy hoạt động là những đứt gãy có biểu hiện hoạt động chỉ tính từ Holocen trở lại đây (khoảng 10.000 năm). Nhóm thứ hai lại cho rằng đứt gãy đợc coi là đang hoạt động khi có biểu hiện hoạt động từ cuối Đệ tứ, 100.000 năm đến 130.000 năm [23].

Trên thực tế có nhiều đứt gãy không đợc xác định là đứt gãy hoạt động theo nhiều tài liệu khác nhau, thậm chí không xuất hiện động đất mạnh trớc đó thế mà lại đột ngột xuất hiện động đất phá huỷ. Theo thống kê thì có tới 90% động đất lịch sử phát sinh tại các đới đứt gãy hoạt động, trong khi đó số đứt gãy hoạt động mà sinh chấn thì lại rất ít [23].

Chúng tôi cho rằng việc xác định một đứt gãy hoạt động không thể chỉ dựa trên những dấu hiệu trực quan mà còn phải dựa theo

các yếu tố mang tính xu thế, có nghĩa là có sự tham gia của các yếu tố dự báo. Nhvậy đặc trng hoạt động của đứt gãy cũng phải đợc phân theo mức độ biểu hiện theo thời gian. Biểu hiện hoạt động theo tuổi có thể được phân làm 5 nhóm: __________________ThS.KS.Phạm Như Huy - Trưởng ban quản trị ketcau.com - Cty CP Tư vấn đầu tư và TKXD Việt Nam (CDC). Tel. 04.2.216.217.1; - Email: huycdc@gmail.com

 

02-04-2005   #2

huycdc Trưởng ban Quản trị 

 Tham gia ngày: Aug 2004Nơi Cư Ngụ: 37 Lê Đại Hành - Hà NôiBài gởi: 2,060 Thanks: 56Thanked 1,586 Times in 445 Posts

Ðề: Các đới đứt gãy hoạt động ở phần phía bắc lãnh thổ VN

1/ Nhóm đứt gãy chắc chắn đang hoạt động (có thể sử dụng ký hiệu màu đỏ), có tuổi hoạt động trong lịch sử, từ lớn hơn 200 đến nhỏ hơn 2000 năm;

2/ Nhóm đứt gãy thể hiện hoạt động rõ nét (có thể sử dụng ký hiệu màu vàng), có biểu hiện hoạt động trong Holocen (khoảng 10.000 năm);

3/ Nhóm đứt gãy có biểu hiện hoạt động (có thể sử dụng ký hiệu màu xanh lá cây), có tuổi hoạt động mạnh trong cuối Đệ tứ (lớn hơn 100.000 đến 130.000 năm);

4/ Nhóm đứt gãy hoạt

động trong cuối hoặc giữa Đệ tứ (nhỏ hơn 700.000 – 730.000 năm), có thể ký hiệu bằng màu xanh da trời; và

5/ Nhóm đứt gãy hoạt động trong Đệ tứ, biểu hiện màu đen (tuổi hoạt động là nhỏ hơn 1,6 triệu năm).

Xác lập đứt gãy hoạt động trong vùng nghiên cứu là một vấn đề nan giải đối với các nhà địa chất Việt Nam hiện nay. Nếu áp dụng một cách máy móc các tiêu chí về đứt gãy hoạt động nhcác nớc tiên tiến khác trên thế giới đang sử dụng thì chúng ta không đủ tài liệu để đánh giá. Hiện tại chúng ta chỉ có số liệu quan trắc động đất, một ít số liệu về phân bố nớc khoáng, nớc nóng, về nứt đất, sạt lở đất và một số điểm đo lặp thuỷ chuẩn và GPS (hệ định vị toàn cầu). Về hớng quan trắc trực tiếp dịch chuyển biến dạng vỏ Trái đất thì chúng ta chỉ có 2 trạm biến dạng (ở Phù Liễn và Hoà Bình).

Nhằm khắc phục những khiếm khuyết

về số liệu và đáp ứng tối đa các tiêu chí mang tính thông lệ của quốc tế vào điều kiện thực tế có đợc ở Việt Nam, trong bài báo này chúng tôi đa ra một số dấu hiệu quy định xác lập các đứt gãy đang hoạt động nhsau:

1/ Các đứt gãy thể hiện rõ trên địa hình hiện đại (tuyến các vách địa hình hay dãy các vách kéo theo một tuyến, hoặc tuyến thung lũng thẳng kéo dài hay các dòng chảy kéo theo một tuyến): 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 kiến trúc khác nhau: 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 hớng dòng chảy sông suối, hớng kéo các dãy, sống núi; dịch chuyển dòng chảy

(các suối, khe bậc thấp 1, 2 theo cùng một hớng); 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 sờn: rất rõ: ++; rõ: +; không rõ: -.

4/ Biểu hiện của hoạt động động đất: mạnh (Ms ³ 6,0): +++; vừa (Ms = 5,0-5,9: ++; yếu (Ms = 4,0-4,9): +; và nhỏ hơn 4,0 hoặc không có: -.

5/ Khống chế các thung lũng (địa hào), trũng tích tụ trầm tích Đệ tứ, trầm tích hiện đại: ++; khống chế và làm biến vị các trũng Kainozoi: +; không khống chế: -.

6/ Hoạt động núi lửa đệ tứ và hiện đại: hiện đại: ++; Neogen: +; không hoạt động: -.

7/ Nguồn nớc nóng hoặc nớc khoáng nguồn sâu: mạnh, tập trung: ++; rời rạc: +; không có -.

8/ Các hiện tợng trợt, sạt lở tự nhiên, nứt đất: mạnh, tập trung: ++; rời rạc: +; không có: - .

9/ Kết quả đo đạc (trắc địa, đo lặp thuỷ chuẩn, GPS, đo biến dạng) nếu có, biến dạng tân kiến tạo - hiện đại tơng đối.

III. ĐớI ĐứT GãY HOạT ĐộNG CHíNH ở PHầN PHíA BắC LãNH THổ VIệT NAM

Quá trình phân tích đứt gãy hoạt động phần phía bắc lãnh thổ Việt Nam đợc tiến hành theo hai bớc:

Trớc hết chúng tôi xác lập đới đứt gãy khu vực nghiên cứu trên cơ sở kết quả phân tích tài liệu địa chất, địa vật lý và ảnh vệ tinh. Việc phân loại đứt gãy là dựa trên cơ sở luận thuyết kiến tạo mảng cũng nhtính chất, vai trò của chúng trong quá trình tách giãn, hút chìm, xô đụng và chuyển dạng tơng đối của các mảng, sự phân cắt, dịch chuyển các khối kiến tạo trong nội mảng thạch quyển.

Các đứt gãy hoạt động đợc xác định là dựa trên cơ sở các dấu hiệu chỉ thị đợc

mô tả trong mục (2) và có tham khảo thêm kết quả phân tích mật độ lineamen và trờng ứng lực vỏ Trái đất theo nguyên lý phân tích đợc mô tả trong mục (1.2 và 1.3).

1. Các đới đứt gãy chính phần phía bắc lãnh thổ Việt Nam

Các công trình nghiên cứu trớc đây của chúng tôi đã đề cập đến việc phân loại đứt gãy theo quy mô kéo dài, bề rộng của đới dập vỡ, độ sâu của đứt gãy, phơng kéo dài (phơng tây bắc - đông nam, đông bắc - tây nam, kinh tuyến và vĩ tuyến), cơ chế dịch chuyển giữa các cánh (nghịch, thuận, bằng, nghịch bằng phải, nghịch bằng trái) [5, 7]. Trong bài báo này chúng tôi phân loại đứt gãy theo cấp 1, 2, 3... dựa vào vai trò của đứt gãy trong việc phân chia mảng, vi mảng và mảnh thạch quyển.

1.1. Đứt gãy cấp 1 thạch quyển

Đứt gãy cấp 1 thạch quyển là các đứt gãy phân chia mảng thạch quyển, vi mảng thạch

quyển. Trong bình đồ kiến trúc hiện nay và trong Kainozoi muộn phần phía bắc lãnh thổ Việt Nam nằm ở phần đông nam của mảng Âu-á nên không tồn tại đứt gãy cấp 1 này.

1.2. Đứt gãy cấp 2 thạch quyển (cấp 1 Việt Nam)

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 hởng xuyên cắt thạch quyển (60 - 130 km) và bề rộng phá huỷ lớn. Sinh kèm đứt gãy này là các đứt gãy cấp 3, 4 có mức độ ảnh hởng nhỏ hơn. Trong phạm vi miền Bắc Việt Nam các đứt gãy thuộc cấp 2 này chỉ thể hiện trong Kainozoi sớm, Kainozoi muộn. Các đứt gãy cấp 2 hoạt động trong các giai đoạn MZ2, PZ2 - MZ1, PZ1-2, PR3 thờng tái hoạt động vào KZ1, KZ2. Thuộc đứt gãy cấp 2 có hệ đứt gãy Sông Hồng.

__________________ThS.KS.Phạm Như Huy - Trưởng ban quản trị ketcau.com - Cty CP Tư vấn đầu tư và TKXD Việt Nam (CDC). Tel. 04.2.216.217.1; - Email: huycdc@gmail.com

 

02-04-2005   #3

huycdc Trưởng ban Quản trị 

 Tham gia ngày: Aug 2004Nơi Cư Ngụ: 37 Lê Đại Hành - Hà NôiBài gởi: 2,060 Thanks: 56Thanked 1,586 Times in 445 Posts

Ðề: Các đới đứt gãy hoạt động ở phần phía bắc lãnh thổ VN

Tạo lập nên hệ đứt gãy Sông Hồng gồm (Hình 1, Bảng 1):

- 2.1. Đới đứt gãy Sông Công - Đại Từ;

- 2.2. Đới đứt gãy Bắc Ninh - Mông Dơng;

- 2.3. Đới đứt gãy Sơn Dơng - Trại Cau;

- 2.4. Đới đứt gãy Hải Dơng - Hải Phòng;

- 2.5. Đứt gãy Sông Lô;

- 2.6. Đứt gãy Vĩnh Ninh;

- 2.7. Đứt gãy Sông Chảy;

- 2.8. Đứt gãy chính Sông Hồng;

- 2.9. Đới đứt gãy Lào Cai - Ninh Bình;

- 2.10. Đới đứt gãy Yên Bái - Nghĩa Lộ;

- 2.11. Đới đứt gãy Mù Cang Chải.

Có thể đứt gãy Sông Mã, Rào Nậy, Sông Đà vào trớc Mezozoi sớm có lúc là đứt gãy cấp 2 song vào Kainozoi chúng là đứt gãy cấp 3.

1.3. Đứt gãy cấp 3 thạch quyển (cấp 2 Việt Nam)

Các đứt gãy cấp 3 này đóng vai trò phân chia mảnh, đới (khối) cấu trúc vỏ Trái đất. Chiều dài phát triển của chúng thờng bị khống chế hơn (hàng trăm km) và có độ sâu ảnh hởng xuyên cắt vỏ Trái đất (có thể 50 - 70 km, hoặc nhỏ hơn và phụ thuộc vào bề dày của vỏ). Thuộc nhóm này có các hệ đứt gãy dới đây (Hình 1, Bảng 1):

Hệ đứt gãy Cao Bằng - Lộc Bình

- (1.1) Đới đứt gãy Quảng Yên - Sông Bằng;

- (1.2) Đới đứt gãy Trà Lĩnh - Thất Khê;

- (1.3) Đới đứt gãy chính Cao Bằng - Tiên Yên;

- (1.4) Đới đứt gãy Bảo Lạc - Tĩnh Túc;

- (1.5) Đới đứt gãy Lạng Sơn - Bắc Giang;

- (1.6) Đới đứt gãy Đồng Văn - Mèo Vạc.

Hệ đứt gãy Sông Đà

- (3.1) Đứt gãy Sơn La;

- (3.2) Đới đứt gãy Sìn Hồ;

- (3.3) Đới đứt gãy Thuận Châu- Yên Châu;

- (3.4) Đới đứt gãy Mai Châu - Tam Điệp;

- (3.5) Đới đứt gãy Tuần Giáo - Mờng ảng;

Hệ đứt gãy Mạc Giang - Sông Mã

- (4.1) Đới đứt gãy Mạc Giang (nằm trên lãnh thổ Trung

Quốc);

- (4.2) Đới đứt gãy Sông Mã.

Hệ đứt gãy Mờng Tè -Sầm Na- Thái Hòa

- (5.1) Đới đứt gãy Điện Biên- Sầm Na;

- (5.2) Đới đứt gãy Thái Hòa - Quỳ Châu;

- (5.3) Đới đứt gãy Mờng Tè.

Hệ đứt gãy Sông Cả - Rào Nậy

- (6.1) Đới đứt gãy chính Sông Cả;

- (6.2) Đới đứt gãy Tân Kỳ;

- (6.3) Đới đứt gãy Quỳ Hợp;

- (6.4) Đới đứt gãy Anh Sơn - Thanh Chơng;

- (6.5) Đới đứt gãy Rào Nậy.

Hệ đứt gãy Phong Sa Lì - Tủa Chùa

- (13.1) Đới đứt gãy Phong Sa Lì (thuộc lãnh thổ CHDCND Lào);

- (13.2) Đới đứt gãy Ou Đom Say (thuộc lãnh thổ CHDCND Lào);

- (13.3) Đới đứt gãy Tủa Chùa.

Hệ đứt gãy Lai Châu - Điện Biên

- (19.1) Đới đứt gãy Lai Châu - Điện Biên;

- (19.2) Đới đứt gãy Nom Băc - Điện Biên (thuộc phạm vi lãnh thổ CHDCND Lào).

Hệ đứt gãy Quảng Bạ - Bắc Cạn

- (20.1) Đới đứt gãy Hà Giang - Sơn Dơng (Sông Gâm);

- (20.2) Đới đứt gãy Yên Minh - Bắc Cạn (Sông Đáy).

Hệ đứt gãy M' Khao - Mai Châu

- (25.1) Đới đứt gãy M'Khao - Sông Mã;

- (25.2) Đới đứt gãy Mai Châu - Mờng Lát;

- (25.3) Đới đứt gãy Na Mèo - Na Khoang;

- (25.4) Đới đứt gãy Thuận Châu - Phù Yên;

- (25.5) Đới đứt gãy Dốc Cun - Mỹ Đức.

Các đứt gãy cấp 3 này hoạt động mạnh vào hai giai đoạn Kainozoi sớm và Kainozoi 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 trớc Kainozoi.

2. Các đứt gãy hoạt động phần phía bắc lãnh thổ Việt Nam

Các đứt gãy hoạt động phần phía bắc lãnh thổ Việt Nam đợc chúng tôi xác lập dựa trên cơ sở các tiêu chí nhđã mô tả ở phần trên. Kết quả phân tích đợc trình bày trong Bảng 1. Lu ý rằng các tác giả chỉ mô tả đặc trng biểu hiện hoạt động của các đới đứt gãy trên phạm vi đất liền miền Bắc Việt Nam. Bớc đầu việc đánh giá đặc trng hoạt động của đứt gãy khu vực nghiên cứu cho phép rút ra một số nhận định sau:

1/ Các đứt gãy đợc thống kê trong bảng 1 là những đứt gãy có biểu hiện hoạt động trong Kainozoi muộn, có thể có những đứt gãy phát sinh và phát triển trong các giai đoạn trớc Kainozoi muộn song tái hoạt động trở lại với mức độ khác nhau. Hiện tại có nhiều đứt gãy trong số đứt gãy đó đang có dấu hiệu hoạt động tích cực. Các đứt gãy phơng tây bắc - đông nam, đông bắc - tây nam và phơng kinh tuyến - á kinh tuyến chủ yếu có tính chất trợt bằng phải. Trong khi đó các đứt gãy phơng vĩ tuyến - á vĩ tuyến lại trợt chủ yếu là bằng trái.

2/ Đứt gãy phát sinh động đất chính của khu vực nghiên cứu gồm: Bắc Ninh - Mông Dơng, Vĩnh Ninh, Sông Chảy, Sông Hồng, Mù Căng Chải, Sơn La, Sìn Hồ, Mai Châu - Tam Điệp, Tuần Giáo - Mờng ảng, Sông Mã, Điện Biên - Sầm Na, Mờng Tè, Sông Cả, Rào Nậy, Lai Châu - Điện Biên, Mai Châu - Mờng Lát, Na Mèo - Na Khoang, Thuận Châu - Phù Yên và Dốc Cun - Mỹ Đức; trong số đó các đứt

gãy Sơn La và Điện Biên - Sầm Na có biểu hiện hoạt động động đất mạnh (Ms = 6,0 - 6,9). Các đứt gãy còn lại có biểu hiện hoạt động động đất ở mức độ trung bình (Ms = 5,0 - 5,9) và yếu (Ms = 4,0 - 4,9). Hầu hết các đứt gãy phát sinh động đất từ cấp độ mạnh 4,0 độ Richter trở lên đều có biểu hiện rõ nét trên các dấu hiệu địa chất khác nhhoạt động nớc khoáng nóng tích cực, trợt lở đất và khống chế thung lũng trẻ.

3/ Mức độ hoạt động động đất dọc theo các đứt gãy phát sinh cũng có dấu hiệu không đồng nhất. Chẳng hạn đoạn đứt gãy Sơn La từ Tuần Giáo đến Thuận Châu có biểu hiện phát sinh động đất mạnh mà đặc trng là động đất Tuần Giáo năm 1983 (Ms = 6,7). Đối với đứt gãy Điện Biên - Sầm Na thì đoạn Phi Cao - Nậm Khun lại có biểu hiện hoạt động động đất mạnh mà động đất Điện Biên năm 1935 (Ms = 6,7) là một ví dụ. Trong khi đó trên phạm vi đới Sông Chảy, biểu hiện hoạt động động đất mạnh lại tập trung ở khu vực Lục Yên, Yên Bái. Nhvậy, biểu hiện phân chia các đoạn đứt gãy trên cùng một đới với đặc trng hoạt động khác nhau là khá rõ nét. Điều này cho phép chúng ta định hớng phân vùng tai biến trên cơ sở phân chia đứt đoạn hoạt động đối với từng nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể.

3/ Rất nhiều đứt gãy (Bảng 1) đợc 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.

IV. KếT LUậN

Trên cơ sở kết quả nghiên cứu trong bài báo này có thể rút ra một số kết luận sau:

1/ Trong bình đồ kiến trúc hiện nay và trong Kainozoi muộn phần phía bắc lãnh thổ Việt Nam nằm ở phần đông nam của mảng Âu-á nên không có đứt gãy cấp 1 thạch quyển. Thuộc đứt gãy cấp 2 thạch quyển (cấp 1 Việt Nam) có hệ đứt gãy Sông Hồng.

2/ Các đứt gãy phơng tây bắc - đông nam, đông bắc - tây nam và phơng kinh tuyến - á kinh tuyến chủ yếu có tính chất trợt bằng phải. Trong khi đó các đứt gãy phơng vĩ tuyến - á vĩ tuyến lại chủ yếu là trợt bằng trái.

3/ Đứt gãy phát sinh động đất chính của khu vực nghiên

cứu gồm: Bắc Ninh - Mông Dơng, Vĩnh Ninh, Sông Chảy, Sông Hồng, Mù Cang Chải, Sơn La, Sìn Hồ, Mai Châu - Tam Điệp, Tuần Giáo - Mờng ảng, Sông Mã, Điện Biên - Sầm Na, Mờng Tè, Sông Cả, Rào Nậy, Lai Châu - Điện Biên, Mai Châu - Mờng Lát, Na Mèo - Na Khoang, Thuận Châu - Phù Yên và Dốc Cun - Mỹ Đức; trong số đó đứt gãy Sơn La và Điện Biên - Sầm Na có biểu hiện hoạt động động đất mạnh hơn cả (Ms = 6,0 - 6,9).

4/ Có biểu hiện phân chia các đoạn đứt gãy trên cùng một đới với đặc trng hoạt động động đất khác nhau. Rất nhiều đứt gãy đợc 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.

Trên đây là một số kết quả nghiên cứu đứt gãy hoạt động mà các tác giả xác lập đợc và biểu diễn trên bản đồ tỷ lệ 1/ 500.000. Đây mới chỉ là những kết quả ban đầu, chắc chắn còn nhiều tranh luận, song chúng tôi cũng mạnh dạn công bố để bạn đọc tham khảo.

VĂN LIệU

1. Cao Đình Triều, 1995. New results about structure of the Earth's crust in Việt Nam. J. of Geology, B/ 5-6 : 331-340. Hà Nội.

2. Cao Dinh Trieu, 1996. Revelation of seismogenic zones after geological and geophysical data. J. of Computer sci. and Cybernetic, 12/2 : 41-51. Hà Nội.

3. Cao Đình Triều, 1996. Cấu trúc vỏ Trái đất vùng chấn tâm động đất Tuần Giáo. TC Các khoa học về Trái đất, 18/ 2 : 80-84. Hà Nội.

4. Cao Dinh Trieu, 1997. Earthquake generation zones on the territory of Vietnam. Acta Geoph. Polonica, XLV/3 : 215-225. Warszawa.

5. Cao Đình Triều, 1997. Đứt gãy sinh chấn Tây Bắc Việt Nam. TC Các khoa học về Trái đất, 19/ 3 : 214-219. Hà Nội.

6. Cao Đình Triều, 1997. Đứt gãy sinh chấn Sông Đà và Phong Thổ. TC Các khoa học về Trái đất, 19/ 4 : 270-278. Hà Nội.

7. 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.

8. Cao Đình Triều, Đặng Thanh Hải, 1999. Một số nét đặc trng về cấu trúc và hoạt động động đất đới đứt gãy Sông Hồng. Tuyển tập BCKH tại Hội nghị Môi trờng toàn quốc: 437-447. Nxb Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.

9. Cao Đình Triều, Nguyễn Thanh Xuân, 2000. Đánh giá trạng thái ứng suất vỏ Trái đất khu vực Tây Bắc Việt Nam trên cơ sở phân tích ảnh vệ tinh. TC Các khoa học về Trái đất, 22/ 1 : 1-9. Hà Nội.

10. Cao Đình Triều, 2001. Động đất Thin Tóc (biên giới Việt-Lào) Ms = 5,3 ngày 19 tháng 2 năm 2001. TC Địa chất, A/ 264 : 1- 14. Hà Nội.

11. Gatinsky, Yu. et al., 1984. Tectonic evolution of Southeast Asia. "Tectonic of Asia", 27th IGC, 5 : 225-241, Moskva.

12. Hall R., 1996. Reconstructing Cenozoic of SE Asia. In: "Tectonic evolution of SE Asia ". Geol. Soc. Spec. Publ., 106.

13. Hoàng Anh Khiển, 1988. Fotolineamen và foto cấu trúc vòng lãnh thổ Việt Nam. Luận án PTS khoa học. Hà Nội, 150 trang.

14. Lê Triều Việt, 2001. Về tân kiến tạo và chế độ địa động lực Bắc Việt Nam trong Kainozoi. TC các KH về Trái đất, 23/4 : 390-395. Hà Nội.

15. Nguyễn Xuân Tùng, Trần Văn Trị (đồng chủ biên), 1992. Thành hệ địa chất và địa động lực Việt Nam. Nxb Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội, 274 trang.

16. Sengor A. M. C, Natalin B. A., 1996. Paleotectonics of Asia: fragments of synthesis. The Tectonic Evolution of Asia. Cambridge University Press.

17. Tapponier P. et al., 1982. Propagating extrusion tectonics in Asia, new insights from simple experiments

with plasticine. Geology, 10.

18. Tapponier P. et al., 1986. On the mechanics of the collision between India and Asia. In M. P. Coward and A. C. Ries (Eds), Collision tectonics, Geol. Soc. Lond. Spec. Publ., 115-157.

19. Taylor B. & Hays D. E. L, 1980. The tectonic evolution of the South China Sea Basin. In The tectonic and geologic evolution of SE Asian Seas and Islands. Geoph. Mon., 23.

20. Tija H. D. & Liew K. K. , 1996. Changes in tectonic stress field in northern Sunda Shelf basins. In Tectonic evolution of Southeast Asia.

21. Trần Văn Trị, Nguyễn Đình Uy, Đàm Ngọc, 1986. The main tectonic features of Viet Nam. Proc. 1st Conf. Geol. Indoch., I : 363-376, Hồ Chí Minh City, GDG Việt Nam, Hà Nội.

22. Trần Văn Trị, 1987. Tectonic evolution of the Indosinian epoch of Viet Nam and neighbouring regions. Rep. 2, IGCP. Proj. 224, Pre-Jurassic evolution of Eastern Asia : 67-74, Osaka.

23. Trifonov V. G., M. N. Machette, 1993. The World Map of Active Faults Project. Annali Di Geofisica, XXXVI/ 3-4 : 225-236.

24. Workman D. R., 1975. Tectonic evolution of Indochina. J. Geol. Soc. Thailand, 1: 3-19. Bangkok.

25. Yang Zigeng, Lin Hemao, 1993. Proposals for Quaternary correlation in China and adjacent areas. Atlas of stratigraphy XIII. UN, New York.===============Theo Tạp chí địa chất Hình Ðính Kèm

   

HOẠT ĐỘNG TÂN KIẾN TẠO VÀ HIỆN TRẠNG XÓI LỞ - BỒI TỤ TRONG THUNG LŨNG SÔNG KỲ CÙNG (ĐOẠN THÀNH PHỐ LẠNG SƠN)

LÊ CẢNH TUÂN, NGUYỄN XUÂN NAM

Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản Việt Nam, Thanh Xuân, Hà Nội

Tóm tắt: Các nghiên cứu mới nhất của các tác giả ở thung lũng sông Kỳ Cùng (đoạn TP Lạng Sơn và ngoại vi) đã giúp tìm thấy những dấu vết hết sức thuyết phục về các pha chuyển động nâng tân kiến tạo, cũng như sự tồn tại của các hệ thống bậc thềm sông ở đây. Pha thứ nhất tương ứng giai đoạn nâng lên tạo thềm bậc II, ngang với ngấn nước cao nhất (mức 1) khắc trên vách đá vôi ở cầu Khánh Khê, có tuổi từ cuối Pleistocen giữa đến đầu Pleistocen muộn (Q1

2b-Q13a). Pha thứ hai tương ứng giai đoạn nâng lên tạo thềm bậc I,

ngang với ngấn nước giữa trên vách đá vôi (mức 2), có tuổi từ cuối Pleistocen muộn đến đầu Holocen (Q1

3b-Q21). Pha thứ ba tương ứng Holocen muộn, tạo nên các bãi bồi, ứng

với ngấn nước dưới cùng trên vách đá vôi (mức 3) tại cầu Khánh Khê. Nhân đây, các tác giả cũng đề cập đến hiện trạng xói lở - bồi tụ ở thung lũng sông Kỳ Cùng, đồng thời phân tích, lý giải các yếu tố và nguyên nhân tác động đến quá trình này.

ĐẶT VẤN ĐỀ

Các nghiên cứu về tân kiến tạo và quá trình xói lở - bồi tụ trong thung lũng sông Kỳ Cùng đã được đề cập đến ở một số văn liệu địa chất [2-5]. Xâu chuỗi các kết quả đã có, kết hợp với các tài liệu thực tế thu thập trong các năm 2005 và 2006, các tác giả hệ thống lại các sự kiện đã có, liên kết chúng với nhau và đưa ra quan điểm của mình.

I. CÁC YẾU TỐ CHÍNH ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH XÓI LỞ - BỒI TỤ Ở VÙNG NGHIÊN CỨU

1. Chế độ mưa và dòng chảy

Chế độ mưa và dòng chảy có ảnh hưởng lớn tới xói lở và bồi tụ của dòng chảy thông qua việc quyết định khối lượng nước, phân phối lượng nước này trong năm và lượng bùn cát tham gia vào dòng chảy. Đặc biệt khi có mưa lớn, mưa dài ngày gây ra lũ thì quá trình xói lở - bồi tụ càng trở lên phức tạp. Các nghiên cứu của Vũ Tự Lập [7] khẳng định Lạng Sơn thuộc vùng mưa ít, lượng mưa phân bố không đều, trung bình hàng năm vào khoảng 1030 đến 2000 mm, mùa mưa diễn ra chủ yếu vào tháng V đến tháng X. Khi mưa lớn, lượng phù sa tăng mạnh. Tổng lượng dòng chảy của sông Kỳ Cùng là 3,6 tỷ m3/ năm, ứng với mođul lưu lượng là 17,2 l/s/km2, mùa lũ chiếm 71% tổng lượng nước, tháng đỉnh lũ chiếm 22% (tháng VIII), tháng kiệt (II hoặc III), chiếm 1,5% tổng lượng nước. Lượng phù sa lớn, độ đục là 686 g/m3. Dòng chảy là nhân tố quan trọng trong việc vận chuyển một khối lượng bùn cát từ thượng nguồn về hạ lưu. Đặc biệt, ở sông miền núi, dòng chảy đóng vai trò quan trọng trong việc vận chuyển các vật liệu thô như cuội, sỏi, tạo ra các bãi bồi lớn dọc theo sông. Sự thay đổi chế độ dòng chảy theo các mùa trong năm là một trong những nhân tố quan trọng tác động vào quá trình xói lở - bồi tụ trên sông Kỳ Cùng.

2. Chế độ gió

Đối với sông miền núi, quá trình này có tác động không lớn. Chúng chỉ là tác nhân vận chuyển các vật liệu bở rời đi một quãng đường ngắn, ngoài ra, gió còn tác động vào mặt nước gây ra sóng, làm gia tăng quá trình bồi tụ, xói lở. Mùa hè có gió mùa đông nam gây ra mưa và dông bão, tốc độ gió trung bình hàng năm từ 0,8 đến 2 m/s, gió mạnh thường có tốc độ trên 20 m/s, thậm chí có lúc tới 35-36 m/s [6].

3. Hoạt động của con người

Hoạt động này tác động mạnh mẽ đến quá trình xói lở - bồi tụ, thậm chí các hoạt động kinh tế - công trình như xây đập, bạt mái dốc của đường làm thay đổi độ dốc sườn, kè mái dốc,… làm thay đổi cả hướng lẫn cường độ xói lở, bồi tụ theo hướng bất lợi mà hậu quả chính chúng ta phải hứng chịu.

4. Cấu trúc thạch học và đặc điểm địa chất bờ sông

Sự bất đồng nhất của các loại đá dọc theo bờ sông cũng là nhân tố gây nên quá trình xói lở - bồi tụ. Qua nghiên cứu các tài liệu có trước [2, 5], kết hợp với tài liệu nghiên cứu của tác giả trong nhiều đợt khảo sát thực địa từ năm 2005 đến 4/2006, có thể thấy là trong vùng TP Lạng Sơn, sông Kỳ Cùng đặt lòng trên một nền địa chất phức tạp, các đất đá có đặc tính cơ lý khác nhau. Theo hướng thuận chiều dòng chảy từ đông nam lên tây bắc (từ xã Gia Cát, qua trung tâm TP Lạng Sơn đến xã Hoàng Đồng, xã Song Giáp), dựa theo nền địa chất có thể phân chia thành các đoạn như sau:

- Đoạn Gia Cát - TP Lạng Sơn: sông đặt lòng chủ yếu trên các thành tạo lục nguyên của hệ tầng Nà Khuất (T2 nk), lục nguyên xen phun trào của hệ tầng Khôn Làng (T2a kl). Với quá trình hoạt động của dòng chảy đã tạo ra diện phân bố các trầm tích Đệ tứ dọc theo sông với chiều dày nhỏ, diện phân bố hẹp.

- Đoạn TP Lạng Sơn (cầu Kỳ Lừa): sông đặt lòng chủ yếu trên các thành tạo Đệ tứ, những nơi lộ đá gốc (chủ yếu là đá vôi hệ tầng Bắc Sơn (C-P1 bs) ở bờ trái (gần Chùa Tiên), bờ phải (ở Thác Mạ, Pò Đứa) v.v. hoạt động của sông đã tạo ra bề mặt khá bằng phẳng với diện tích chừng 12 km2, dưới lớp trầm tích bở rời này là móng đá vôi mà đâu đó còn nổi lên các chỏm sót, như tại các vị trí Chùa Tiên, cầu Kỳ Lừa và rải rác trên đáy sông có thể quan sát được vào mùa nước cạn.

- Đoạn TP Lạng Sơn - Khuổi Khúc (xã Hoàng Đồng): lòng sông Kỳ Cùng chảy qua các thành tạo lục nguyên xen phun trào của hệ tầng Khôn Làng (T2a kl), lục nguyên - carbonat của hệ tầng Lạng Sơn (T1i ls).

- Đoạn Khuổi Khúc - Song Giáp sông chủ yếu chảy trên các thành tạo ryolit của hệ tầng Tam Lung (J3 tl) và chút ít là các thành tạo lục nguyên xen phun trào của hệ tầng Khôn Làng

Do sông chảy trên nền địa chất phức tạp, mỗi loại đá gốc đều mang đặc trưng riêng về khả năng chống chịu với điều kiện tự nhiên, các đặc tính cơ lý rất khác nhau - đây cũng là

một trong các nguyên nhân làm cho quá trình bồi tụ, xói lở trên mỗi đoạn không giống nhau.

5. Hoạt động tân kiến tạo

Quá trình này đặc biệt quan trọng đối với các hệ thống sông ngòi, làm cho nhiều đoạn sông “chết đi” hoặc thay đổi lưu lượng nước cũng như hướng của dòng chảy. Các nghiên cứu của Nguyễn Thế Thôn [4] cho thấy:

- Vào cuối Miocen - đầu Pliocen, cường độ các chuyển động kiến tạo tăng lên. Ở phía đông bắc xuất hiện đứt gãy Cao Bằng - Tiên Yên, dọc theo đó hình thành các hố sụt dạng lòng chảo Cao Bằng, Thất Khê, Lạng Sơn, Bắc Hà, Nà Dương. Trong thời gian này xuất hiện sông cổ Kỳ Cùng là mạch nước có hướng ĐN liên kết các lòng chảo. Trên cơ sở phân tích thành phần trầm tích và cỡ hạt, các tác giả cho rằng từ cuối Miocen, sông cổ này chảy theo hướng ĐN đổ vào vịnh Bắc Bộ.

- Giữa Pliocen muộn và Pleistocen sớm, ở Đông Bắc Bộ xảy ra chuyển động kiến tạo mạnh mẽ, dẫn đến sự thay đổi lớn của địa hình. Nhưng cấu trúc hình thái ở đây chỉ bị nâng với cường độ trung bình. Sự thay đổi mạnh trong diện mạo mạng sông trùng với các chuyển động kiến tạo ở cường độ này. Vào thời gian này, hướng sông cổ Kỳ Cùng cũng bị thay đổi.

6. Đặc điểm địa mạo

Qua tổng hợp các tài liệu đã có và các kết quả nghiên cứu mới nhất, các tác giả cho rằng trên vùng nghiên cứu, ngoài các bề mặt nằm ngang hoặc hơi nghiêng, tồn tại các bề mặt san bằng, các bề mặt thềm và bãi bồi, còn lại chủ yếu là các sườn bóc mòn tổng hợp (Hình 1). Thực tế nghiên cứu cho thấy, cường độ, tốc độ xói lở bờ cũng như bồi lấp lòng sông và các vùng kế cận ven sông là do hàng loạt các yếu tố tự nhiên, nhân tạo chi phối, nên thường xảy ra không đồng đều theo không gian và thời gian. Vai trò của cấu trúc địa chất cũng rất quan trọng, hoạt động xói lở bờ chủ yếu xảy ra ở các vùng cấu tạo bởi đất, đá mềm, đó là các thành tạo Đệ tứ bở rời, hoặc các nơi mà ở đó đá gốc bị phong hóa mạnh mẽ.

Tuy nhiên, trong khuôn khổ bài báo này, các tác giả không trình bày chi tiết về các mục nêu trên.

Hình 1. Sơ đồ địa mạo thung lũng sông Kỳ Cùng (đoạn An Định - Cầu Khánh Khê)

II. SỰ CÓ MẶT CỦA CÁC BẬC THỀM

1. Thềm bậc II: Hiện tại chỉ quan sát thấy sự có mặt của loại thềm này ở các vùng An Dinh, Nà Chuông, Nà Pàn dưới dạng các mảng sót có độ cao so với mực nước sông mùa cạn là 20-22 m. Thành phần thạch học và độ hạt thay đổi tùy theo từng vị trí, chẳng hạn tại An Dinh có cấu tạo như sau (từ trên xuống): 0 - 0,4 m: lớp thổ nhưỡng màu nâu xám; 0,4 - 6,2 m: cát thạch anh hạt vừa bị nén ép mạnh, phân lớp ngang; > 6,2 m: lớp cuội chủ yếu là thạch anh (tại đây chưa khống chế được chiều dày của lớp cuội này). Tại Nà Chuông không quan sát được mặt cắt liên tục, có chỗ cuội thạch anh nằm ngay trên bề mặt, có chỗ lại là những lớp mỏng 0,2 - 0,5 m, phủ trên chúng là cát, bột, sét màu nâu gạch. Tại Cầu Ngầm (đập tràn vách đồi còn sót lại tại nhà anh Thái, số 150, Trần Quang Khải, phường Chi Lăng, TP Lạng Sơn) mặt cắt gồm: 0-1 m là sét, bột lẫn sạn màu nâu vàng; 1,0 - 1,3 m là tập hợp cuội có độ mài tròn tốt (chủ yếu là cuội thạch anh), dưới là đá gốc đã bị phong hóa hoàn toàn. Tại Bản Ang cũng có mặt cắt tương tự.

2. Thềm bậc I: Có độ cao so với mực nước sông mùa cạn khoảng 6-7 m, có chỗ lên tới 12-15 m, chiếm diện tích rộng lớn ở TP Lạng Sơn và rải rác ở một số nơi dọc theo sông Kỳ Cùng như Quán Hàng, Nà Pàn, Bản Nhẳng…. Trên mặt là sét bột lẫn cát nhỏ màu nâu xám đến nâu vàng, chiều dày thay đổi phụ thuộc vào từng nơi, ít khi quan sát thấy lớp cuội.

3. Các bãi bồi: Dọc theo sông có các bãi bồi, trên bề mặt lộ nhiều cuội sỏi. Đáng kể nhất là bãi bồi ở Pò Mỏ - Pò Đứa, cầu Khánh Khê. Hiện tại các tàu hút đang khai thác vật liệu xây dựng, chúng nằm cao hơn mực nước sông mùa cạn từ 0,5 đến 1 m, nguồn vật liệu chủ yếu là cuội, sỏi.

4. Các ngấn nước trên vách đá vôi: Trên vách đá vôi tại cầu Khánh Khê có 3 ngấn nước. Đây là bằng chứng rõ nét về sự có mặt của các bậc thềm của sông Kỳ Cùng từng hình thành trong kỷ Đệ tứ (Hình 2). Ngấn thứ nhất (mức 1) cao hơn mực nước sông hiện tại (mùa khô) khoảng 15 m- tương ứng với thềm bậc II; ngấn thứ 2 (mức 2) cao hơn mực nước sông hiện tại khoảng 7,5 m- tương ứng với thềm bậc I; ngấn thứ 3 (mức 3) cao hơn mực nước sông hiện tại khoảng 2-3 m - tương ứng với các bãi bồi.

III. ĐẶC ĐIỂM XÓI LỞ, BỒI TỤ

Sông Kỳ Cùng là một trong các con sông hình thành trong vùng núi ở độ cao từ trung bình đến thấp. Ngoài những nét đặc trưng của sông miền núi, con sông này còn mang dáng dấp của một con sông đồng bằng do nó đặt lòng trên một vùng có độ dốc rất nhỏ, đó là các trũng sụt, các thung lũng.... Do vậy, quá trình bồi tụ cũng có những nét riêng biệt. Tùy thuộc vào vị trí của các đoạn sông hoặc dòng chảy mùa lũ với sự ưu trội của mỗi nhóm nhân tố quy định quá trình xói lở khác nhau mà hoạt động xói lở có những đặc trưng riêng như: xói lở bờ lõm theo quy luật chung của dòng chảy, xói lở các đoạn sông thẳng; xói lở sau khi các công trình được xây dựng (đập, cầu, cống); xói lở do xâm thực giật lùi sau các công trình dân sinh khi bị nước lũ tràn qua ….

1. Các đoạn xói lở không theo quy luật của dòng chảy

Đây là hiện tượng bất thường, có lẽ liên quan đến các hoạt động hiện đại của đứt gãy, bởi các đoạn bờ xói lở này đều ở vị trí “bờ lồi”. Theo các tác giả, sở dĩ có hiện tượng này là do có sự nâng, hạ cục bộ do ảnh hưởng của đứt gãy Cao Bằng - Tiên Yên. Các đoạn xói lở theo kiểu này có ở Khòn Lằn, Nà Chương, Khon Pho, ĐN Na Pan, nam Khuổi Khúc. Cần lưu ý rằng hiện tượng xói lở - bồi tụ trái quy luật này diễn ra không mạnh, khi có sự can thiệp của lũ thì chúng ta khó quan sát được, bởi vì dòng cuồng lưu rất mạnh, luôn luôn thắng thế.

2. Các đoạn xói lở - bồi tụ theo quy luật chung của dòng chảy

Đây là một kiểu xói lở điển hình phát triển ở hầu hết các thung lũng sông. Xói lở diễn ra ở đỉnh các khúc uốn và các khúc uốn này liên tục trượt xuôi về phía hạ lưu trên các đoạn uốn khúc có các chiều rộng khác nhau. Quy mô và cường độ xói lở phụ thuộc vào độ bền vững của vật chất cấu tạo bờ. Điển hình cho kiểu này là các đoạn Phố Ngấu, Nà Lình, Chung Cấp, tây bắc Hoàng Thanh, Khuổi Khúc, Nà Pan.

a. Xói lở ở đoạn thung lũng thẳng: Đây là hiện tượng bình thường phát triển tại các đoạn sông có cấu trúc bờ bằng các vật liệu bở rời chịu tác động mạnh của động năng dòng chảy, có thể còn liên quan đến hoạt động tân kiến tạo. Quá trình này thấy ở các vùng An Dinh, Tèo Nẻo. Tại các đoạn sông này, quá trình xói lở lại xảy ra không mạnh mẽ. Khi hai phía bờ sông được cấu tạo bởi các đá cứng thì diễn ra quá trình xâm thực cả hai bờ (đoạn Khuổi Khúc - Song Giáp và một số nơi khác)

b. Xói lở ở dòng nước xoáy tại các cầu tạm, đập tràn trên sông: Dọc theo sông Kỳ Cùng, tại các xã Tân Liên, Song Giáp và vùng cầu ngầm TP Lạng Sơn có các cầu tạm bắc qua sông, nhưng thường thì chỉ tồn tại trong thời gian mùa khô. Vào mùa mưa, khi mực nước sông

dâng cao, đặc biệt khi xảy ra các trận mưa lớn, chỉ cần trận lũ nhỏ thì chúng đã bị phá hủy. Riêng cầu ngầm hoặc đập tràn tuy được gia cố rất vững chắc, nhưng vẫn xảy ra hiện tượng phá hủy ở phía mặt sau do ảnh hưởng của sự xâm thực giật lùi.

Cũng như xói lở, quá trình bồi tụ xảy ra do nhiều nguyên nhân khác nhau, tại các vị trí khác nhau, tạo ra nhiều dạng vật liệu và địa hình có những tính chất riêng biệt và vai trò của chúng đối với các hoạt động kinh tế của con người cũng rất khác nhau

c. Bồi tụ theo quy luật của dòng chảy: Quá trình bồi tụ diễn ra khá mạnh mẽ, đặc biệt là tại trung tâm TP Lạng Sơn và các vùng Nà Pinh, Pò Lệnh, An Rinh… tạo nên các bãi bồi, bậc thềm có kích thước khác nhau. Đáng kể nhất là thềm I tại TP Lạng Sơn, các bãi bồi cao ở các xã Gia Cát, Xuân Lễ, Hoàng Đồng …

d. Bồi tụ dạng gờ cao ven lòng: Vào mùa lũ, khi dòng nước chảy tràn trên bề mặt bãi bồi, chúng bị giảm năng lượng đột ngột làm tích tụ các vật liệu thô ngay trên vị trí nước tràn bờ. Quá trình này cứ lặp đi, lặp lại có tính chu kỳ và thành tạo ấy cứ cao dần lên tạo thành các gờ cao ngay sát sông, mà ta gọi là gờ cao ven lòng. Nếu quá trình này xảy ra lâu dài thì gờ cao ven lòng càng lớn và rộng. Đây là một dạng địa hình mà nhân dân có thể canh tác hoặc sinh sống trên đó.

e. Bồi tụ trên bề mặt bãi bồi và các dạng địa hình thấp bị ngập nước: Hiện tượng này đi kèm với quá trình bồi tụ tạo gờ cao ven lòng. Khi dòng nước chảy tràn bờ, một phần vật liệu thô được tích tụ ở phần ngoài sát mép nước, phần còn lại theo dòng chảy vào bên trong. Tại đây, do động năng của dòng nước đã giảm đi, môi trường nước lặng, vật liệu lơ lửng được lắng đọng chủ yếu là sét, bột. Trong thung lũng sông Kỳ Cùng, kiểu này có không nhiều. Đó là các dạng địa hình thấp hiện đang được trồng lúa nước dọc theo sông ở các xã Hoàng Đồng, Gia Cát, Xuân Lễ …

IV. HOẠT ĐỘNG TÂN KIẾN TẠO

Hoạt động nâng, hạ tân kiến tạo ảnh hưởng rất sâu sắc tới sự hình thành và phát triển của các con sông, đặc biệt là quá trình xói lở và bồi tụ. Thực tế đã chứng minh sự dao động của vỏ Trái đất đều mang tính chu kỳ, xen giữa các pha nâng lên là các pha yên tĩnh tương đối. Nhiều đoạn sông đang “sống”, bị chi phối bởi các pha nâng kiến tạo đã bị “chết” đi, hoặc là có hiện tượng đổi dòng. Chắc chắn rằng sông Kỳ Cùng cũng nằm trong quy luật chung ấy, bằng chứng là sự tồn tại của thung lũng treo (ở vùng Điểm He), các ngấn nước khắc sâu trên vách đá vôi tại cầu Khánh Khê v.v.. Các tác giả đồng ý với cách phân chia của Nguyễn Thế Thôn và Fauxtop [3], nghĩa là thung lũng sông Kỳ Cùng được chia thành 4 đoạn, trong đó đoạn thứ 3 đặt lòng trên đá phun trào ryolit cứng chắc tại vùng Điểm He, liên quan đến sự chặn sông Kỳ Cùng do dịch chuyển theo đứt gãy Langzai - Điểm He - Na Sầm và nâng ở vùng Đồng Đăng [4]. Sự hiện diện của 3 ngấn nước khắc sâu trên vách đá vôi tại cầu Khánh Khê là minh chứng hết sức thuyết phục về các pha nâng lên trong giai đoạn tân kiến tạo.

Pha thứ nhất có lẽ tương ứng với giai đoạn nâng để tạo bậc thềm II của sông Kỳ Cùng, mà dấu vết của nó còn để lại ngấn cao nhất ở cầu Khánh Khê. Thềm sông bậc II

(cao 20-25 m) có bề dày 3-5 m gồm cuội, cát, cát-sét có tuổi từ cuối Pleistocen giữa đến đầu Pleistocen muộn (Q1

2b-Q13a) [3, 4].

Theo các tác giả, ngấn nước này tương ứng với bậc thềm II ở thung lũng sông Kỳ Cùng có tại An Dinh (vùng cầu Bản Ngà) và một số mảnh thềm II còn sót lại ở các vùng Bản Ang và đập tràn. Có lẽ vào thời gian này, trên lãnh thổ Việt Nam xảy ra một pha nâng mạnh ở vùng ven rìa đồng bằng. Các dòng chảy có năng lượng lớn xuất hiện nhiều hơn đổ vào các đồng bằng giữa núi và trước núi. Lượng cuội sạn (thạch anh) tăng lên, độ mài tròn và độ chọn lọc kém do xuất hiện nhiều tướng proluvi. Trên toàn bộ đồng bằng Bắc Bộ và vùng nghiên cứu, trong giai đoạn này, quá trình phong hóa vật lý thống trị. Cần nói thêm rằng, ở giai đoạn này, các vùng đồng bằng thực thụ chịu ảnh hưởng yếu hơn rất nhiều so với vùng Đồng Đăng - Lạng Sơn.

Hình 2. Các ngấn nước khắc sâu trên vách đá vôi tại cầu Khánh Khê, cách TP Lạng Sơn khoảng 10 km về phía tây bắc; a- Chụp xa (mùa khô 2005);

b- Chụp gần (mùa khô 2006) (Ảnh Lê Cảnh Tuân)

 

Pha thứ hai tương ứng với giai đoạn nâng lên tạo thềm bậc I. Cường độ nâng trong pha này của cả vùng nghiên cứu có lẽ tương đối đồng đều để tạo ra các bề mặt khá bằng phẳng sàn sàn như nhau. Tại TP Lạng Sơn, quá trình nâng đã chuyển hóa các bãi bồi thành thềm I, mà dấu tích còn để lại là bề mặt thềm I rộng bao la tại TP Lạng Sơn và nhiều nơi khác dọc theo sông Kỳ Cùng. Giai đoạn này tương ứng với giai đoạn tạo ngấn nước thứ 2 ở cầu Khánh Khê. Pha nâng này tương ứng với bậc thềm I (cao 12 m) tại vùng Lạng Sơn, có bề dày khoảng 12-15 m mà thành phần chủ yếu là cát, cát-sét, cuội, có tuổi từ cuối Pleistocen muộn đến đầu Holocen (Q1

3a-Q21) [4].

Pha thứ 3 tương ứng với giai đoạn Holocen muộn, là quá trình thành tạo các bãi bồi. Pha nâng tân kiến tạo này diễn ra rộng khắp trên lãnh thổ nước ta, trong đó có vùng nghiên cứu, mà sản phẩm của nó là các bãi bồi ven theo các sông, suối có mặt ở hầu hết vùng Lạng Sơn. Vào mùa khô các bãi tích tụ này bị phơi trên bề mặt, bước sang mùa mưa chúng bị ngập nước. Độ cao của bề mặt bãi bồi tương ứng với đỉnh của ngấn nước thứ 3 ở cầu Khánh Khê. Hiện nay quá trình vận động nâng vẫn tiếp tục diễn ra.

V. KẾT LUẬN

Các chuyển động nâng tân kiến tạo trong thung lũng sông Kỳ Cùng để lại những dấu ấn rất rõ nét. Quá trình ăn mòn, rửa lũa đá vôi để thành tạo các ngấn nước ăn sâu vào vách đá karst với độ sâu trên, dưới 1 m đòi hỏi phải có thời gian hàng ngàn năm. Dựa vào khoảng cách giữa các ngấn nước, chúng ta có thể thấy rằng khoảng thời gian từ mức 3 đến mức 2 và từ mức 2 đến mức 1 gần như tương đương nhau, là thời gian

mà nước sông với các hoạt tính hóa học của nó đã khoét vào vách karst để thành tạo các ngấn nước nói trên. Quá trình xói lở - bồi tụ diễn ra trên sông Kỳ Cùng đã và đang diễn ra với quy mô và cường độ yếu (chỉ diễn ra mạnh vào mùa lũ). Điều đáng quan tâm là sự hiện diện của một số đoạn xói lở trái với quy luật, đó là các đoạn thấy ở Khòn Lằn, Nà Chương, Khòn Pho, ĐN Nà Pan, Nam Khuổi Khúc. Theo các tác giả, sở dĩ có hiện tượng này là do ảnh hưởng của hoạt động tân kiến tạo. Rất có thể đây là các vòm nâng nhỏ mang tính địa phương, có lẽ liên quan với đứt gãy Cao Bằng - Tiên Yên mà hiện nay đang hoạt động. Ngoài ra, cần phải kể đến các tác động của các hoạt động kinh tế - công trình của con người, góp phần thúc đẩy quá trình xói lở - bồi tụ.