MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của luận án Vùng đồng bằng ven biển Quảng Nam – Đà Nẵng có ý nghĩa quan trọng đối với kinh tế xã hội của tỉnh Quảng Nam và thành phố Đà Nẵng. Đây là khu vực có tiềm năng kinh tế lớn, đang phát triển nhanh chóng đồng thời cũng chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của các tai biến thiên nhiên. Trong đó có các tai biến trực tiếp hoặc gián tiếp liên quan tới các vận động địa chất hiện đại như xói lở bờ sông, bờ biển, sụt lún, hoặc động đất.
Cấu tạo nên nền địa chất trong phạm vi đới đồng bằng ven biển Quảng Nam – Đà Nẵng là bồn trũng Kainozoi Quảng Nam khá phức tạp. Phần lớn diện tích là một bồn trũng được lấp đầy bởi các trầm tích Neogen - Đệ tứ bị khống chế chặt chẽ bởi hàng loạt hệ thống đứt gãy có phương khác nhau, có lịch sử hoạt động phức tạp (Nguyễn Chí Trung, 2012; Hoàng Ngô Tự Do và nnk, 2016). Các hoạt động kiến tạo hiện đại đang diễn ra khá mạnh mẽ (Trần Thanh Hải, 2020; Nguyễn Quốc Hưng 2021) với nhiều dấu hiệu khác nhau có thể nhận dạng được. Trong thời gian gần đây, các vận động kiến tạo hiện đại là nguyên nhân gây nên hiện tượng nâng hạ địa hình, thay đổi hướng chảy của các con sông, tạo nên các điểm xói lở, bồi tụ bờ sông, bờ biển, của nhiều khu vực trong vùng nghiên cứu (Trần Thanh Hải, 2015; Hoàng Ngô Tự Do và nnk, 2016, Nguyễn Quốc Hưng 2021).
Hiện tượng xói lở bờ sông Thu Bồn, Cửa Đại và đới ven biển đang diễn ra mạnh và liên tục. Đặc biệt vùng Cửa Đại là nơi có diễn tiến biến dạng đường bờ hết sức phức tạp, trong đó vùng bắc Cửa Đại xâm thực một cách có hệ thống trong thời gian dài gây nên những xáo trộn về dân cư cũng như quy hoạch kinh tế vùng. Ngoài ra trong khu vực còn có các hiện tượng xâm thực tạo nên các địa hình khe rãnh phát triển mạnh trong những năm qua. Hiện tượng nâng hạ kiến tạo hiện đại cũng được cho là nguyên nhân gây nên hiện tượng nghẽn dòng do bị bồi lấp, thoái hóa dần của sông Bầu Xấu, sông Trường Giang chảy trong khu vực.
Trong khu vực Quảng Nam năm 1991 đã ghi nhận được các rung chấn động đất đến cấp 4,1 độ richter. Gần đây ở Bắc Trà My liên tiếp xảy ra động đất, nguyên nhân là do tích nước hồ chứa đập thủy điện sông Tranh. Động đất kích thích này chắc chắn xảy ra dọc theo các đới xung yếu kiến tạo trẻ và cần được nghiên cứu như là biểu hiện 2 của hoạt động kiến tạo hiện đại bởi vì khi xảy ra động đất nó gây tác hại lớn đến các công trình khác chưa được tính toán tích hợp thông số kiến tạo. Như vậy, các nghiên cứu và thông tin địa chất hiện có cho thấy, vùng đồng bằng ven biển Quảng Nam – Đà Nẵng hội tụ khá nhiều dạng biến dạng kiến tạo hiện đại mạnh mẽ.
Trong đó có các tác động nội sinh như chuyển động nâng hạ kiến tạo, động đất và các tác động thứ sinh của chúng tạo nên các tai biến địa chất và tiềm ẩn nhiều thiên tai… Bên cạnh đó, các hoạt động địa chất ngoại sinh như xói lở, xâm thực bờ biển, biến đổi dòng chảy, bồi tụ… đang ảnh hưởng trực tiếp tới môi trường và có khả năng tạo ra các thiên tai nghiêm trọng trong khu vực. Nếu các tai biến tiềm năng này được cộng hưởng với các tác động tiêu cực của các tác nhân khí hậu trong bối cảnh biến đổi khí hậu thì hậu quả sẽ lớn hơn. Mặc dù (Hoàng Ngô Tự Do và nnk, 2016) chỉ ra các yếu tố kiến tạo hiện đại trong vùng nghiên cứu và (Trần Thanh Hải, 2015) phát hiện vấn đề liên quan giữa kiến tạo hiện đại và tai biến địa chất nhưng do diện tích nghiên cứu chưa bao trùm hoàn toàn vùng đồng bằng, cũng chưa áp dụng các thông số định lượng nghiên cứu về mức độ vận động kiến tạo hiện đại và tác động của chúng tới tai biến địa chất. Gần đây, đề tài “Nghiên cứu tác động của hoạt động tân kiến tạo đối với sự biến đổi dòng chính các lưu vực sông khu vực Miền Trung phục vụ bảo vệ các dòng chảy, thử nghiệm cho lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn” do GS.
TS Trần Thanh Hải 2020 làm chủ nhiệm đã áp dụng tổ hợp phương pháp nghiên cứu, làm rõ quan hệ hoạt động tân kiến tạo với tai biến địa chất vùng hạ lưu Vu Gia – Thu Bồn. Là một thành viên nghiên cứu của đề tài, NCS nghiên cứu một cách chi tiết, định lượng các hoạt động kiến tạo hiện đại khu vực bồn trũng Kainozoi Quảng Nam bằng những phương pháp nghiên cứu hiện đại, ưu việt và mới trên thế giới (tuổi đứt gãy hoạt động, tuổi chôn vùi vật liệu trầm tích) có độ tin cậy cao trong nghiên cứu đối tượng này. Đồng thời nghiên cứu này sẽ đưa ra được vai trò của các yếu tố địa chất kiến tạo hiện đại, kiến tạo hoạt động với các tai biến địa chất khu vực. Đó là lý do NCS chọn đề tài: “Đặc điểm kiến tạo hiện đại bồn trũng kainozoi Quảng Nam (phần đất liền) và vai trò của nó đối với tai biến địa chất.” làm luận án Tiến sỹ của mình.
Mục tiêu của luận án Làm sáng tỏ các đặc điểm của vận động kiến tạo hiện đại bồn trũng Kainozoi Quảng Nam (phần đất liền) và xác định vai vai trò hoạt động kiến tạo hiện đại đối với tai biến địa chất để phục vụ việc phòng chống thiên tai trong vùng nghiên cứu. Nhiệm vụ của luận án Để đạt được mục tiêu đề ra, luận án tập trung vào các nhiệm vụ chính sau: a) Nghiên cứu đặc điểm của hoạt động kiến tạo hiện đại vùng Quảng Nam bằng các số liệu phân tích định lượng hiện đại. b) Nghiên cứu vai trò hoạt động kiến tạo hiện đại đối với các tai biến địa chất vùng đồng bằng ven biển Quảng Nam. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án a) Đối tượng nghiên cứu: Các thể địa chất, hiện tượng địa chất nội và ngoại sinh, cấu trúc địa chất, địa hình và địa mạo vùng đồng bằng Quảng Nam trên cấu trúc Kainozoi Quảng Nam.
b) Phạm vi nghiên cứu: Bồn trũng kainozoi Quảng Nam (Bao gồm vùng đồng bằng ven biển Quảng Nam – Đà Nẵng và các sườn núi khống chế bồn trũng). Nội dung nghiên cứu Để giải quyết hiệu quả các nhiệm vụ đặt ra, nội dung nghiên cứu của luận án được đặt ra bao gồm: a) Nghiên cứu đặc điểm của hoạt động kiến tạo hiện đại vùng Quảng Nam: nghiên cứu chuyển động kiến tạo hiện đại trong vùng nghiên cứu và chuyển động chung trong khu vực; các đặc điểm biến dạng, tính chất dịch chuyển, phương hướng dịch chuyển chính, kèm theo và sự phân bố của các đứt gãy; tuổi hoạt động của các đứt gãy. b) Nghiên cứu mối liên quan của chuyển động kiến tạo với các thành tạo địa chất và các yếu tố địa hình như di chuyển dòng chảy, hình thành thềm. c) Nghiên cứu tổng hợp tài liệu xác định hoạt động tân kiến tạo và kiến tạo hiện đại vùng nghiên cứu.
Lấy mẫu trên các mùn đứt gãy để xác định tuổi dịch chuyển của 4 chúng nhằm xác nhận các dịch chuyển của đứt gãy trong pha kiến tạo gần đây nhất của chúng. Đánh giá mức độ ảnh hưởng của các yếu tố kiến tạo hiện đại đến các tai biến địa chất nội sinh, ngoại sinh, tổng hợp nội sinh và ngoại sinh… trong vùng nghiên cứu, xác định vai trò chuyển động kiến tạo đối với xói lở bờ biến Cửa Đại, suy thoái dòng chảy sông Trường Giang, nhiễm mặn và di chuyển dòng chảy. Phương pháp nghiên cứu Trong nghiên cứu này, NCS đã sử dụng tổ hợp các phương pháp nghiên cứu sau: a) Phương pháp thu thập và xử lý thông tin: thu thập, tổng hợp và xử lý các thông tin từ các nguồn tài liệu đã công bố trong các tạp chí, kỷ yếu hội thảo chuyên đề, báo cáo của các công trình lưu trữ, luận văn, luận án, các tài liệu… lưu trữ có nội dung liên quan đến nội dung nghiên cứu của đề tài. b) Phương pháp viễn thám: Thu thập, xử lý và phân tích là ảnh Landsat 8 đa thời gian, bao gồm ảnh từ năm 1973 đến 2017 vùng nghiên cứu nhằm xác định biến dạng, biến đổi của địa hình theo theo gian do các hiện tượng xói lở, bồi tụ, thay đổi hình thái và di chuyển đường bờ, xác định các dấu hiệu đứt gãy, kiến trúc nâng hạ, biến hình thái lòng sông, các bậc thềm sông và giải đoán cấu trúc địa chất.
c) Phân tích mô hình DEM: Phân tích các mô hình số độ cao (DEM) được sử dụng để phân tích sự thay đổi các yếu tố địa hình trong không gian 3 chiều nhằm hỗ trợ nhận dạng mối quan hệ gián tiếp liên quan tới các cấu trúc địa hình. d) Phương pháp điều tra khảo sát: Bao gồm khảo sát địa chất nhằm nghiên cứu đặc đặc điểm địa chất, sự phân bố các cấu tạo, yếu tố thế nằm và tính chất dịch chuyển đứt gãy hiện đại và hoạt động magma; nghiên cứu địa hình các bậc thềm sông biển, biên độ nâng của các thềm, các biểu hiện nâng hạ. Thu thập mẫu phân tích OSL, ESR. e) Phương pháp phân tích số liệu địa vật lý: Thu thập các số liệu, mặt cắt địa vật lý từ các nguồn có độ tin cậy từ đó xác định các đứt gãy và đối chiếu với phát hiện trên mặt để đánh giá dấu hiệu đứt gãy hoạt động vùng nghiên cứu.
5 f) Phương pháp giải đoán cấu trúc: Giải đoán tổng hợp các số liệu làm sáng tỏ cấu trúc địa chất (được thể hiện trên các sơ đồ). g) Nhóm phương pháp phân tích mẫu: Bao gồm phân tích tuổi OSL (phân tích tại phòng thí nghiệm Viện năng lượng Nguyên tử Trung Quốc Trung Quốc Trung Quốc), phân tích tuổi bằng phương pháp ESR (phân tích tại phòng thí nghiệm Trường Đại học Okayama Nhật Bản). h) Phương pháp mô hình hóa: Mô hình hóa các thông tin nhằm xây dựng các sơ đồ, mặt cắt địa chất, mô hình động học (trường ứng suất, quy luật hoạt động kiến tạo). Luận điểm bảo vệ Luận điểm 01 Khu vực bồn trũng Kainozoi Quảng Nam có hoạt động kiến tạo hiện đại diễn ra khá mạnh mẽ, trong đó họat động dịch chuyển dọc các hệ thống đứt gãy có vai trò chủ đạo tạo nên hiện tượng nâng, hạ kiến tạo các khu vực khác nhau.