Luận án tiến sĩ địa chất lịch sử phát triển kiến tạo kainozoi lãnh thổ nam trung bộ và mối liên quan với động đất

Luận án tiến sĩ nghiên cứu lịch sử phát triển kiến tạo Kainozoi khu vực Nam Trung Bộ, phân tích mối liên hệ với hoạt động động đất trong khu vực.

• Tác giả: Đỗ Văn Lĩnh
• Người hướng dẫn: PGS. Vũ Đình Chỉnh
• Trường học: Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh - Trường Đại học Bách Khoa
• Chuyên ngành: Địa kiến tạo
• Đề tài: Lịch sử phát triển kiến tạo Kainozoi lãnh thổ Nam Trung Bộ và mối liên quan với động đất
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2010
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Giới thiệu về Luận án tiến sĩ

Luận án tiến sĩ của Đỗ Văn Lĩnh tập trung vào lịch sử phát triển kiến tạo Kainozoi và mối liên quan với động đất ở Nam Trung Bộ. Nghiên cứu này nhằm làm sáng tỏ các quá trình địa chất và kiến tạo đã hình thành khu vực này trong thế giới Kainozoi. Luận án sử dụng các phương pháp phân tích địa chất hiện đại để đánh giá các đứt gãy hoạt động và dự báo nguy cơ động đất. Nam Trung Bộ được chọn làm khu vực nghiên cứu do tính chất phức tạp của các hoạt động kiến tạo và địa chất.

1.1. Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chính của luận án tiến sĩ là tìm hiểu sâu về kiến tạo Kainozoi và mối liên hệ với động đất ở Việt Nam. Nghiên cứu này cung cấp cái nhìn toàn diện về lịch sử địa chất và phát triển địa chất của khu vực Nam Trung Bộ. Các kết quả nghiên cứu sẽ hỗ trợ việc dự báo và giảm thiểu rủi ro động đất trong tương lai.

1.2. Phương pháp nghiên cứu

Luận án sử dụng các phương pháp phân tích địa chất và kiến tạo địa chất hiện đại, bao gồm phân tích đứt gãy, đo đạc địa chấn, và mô hình hóa kiến tạo. Các dữ liệu được thu thập từ các bản đồ địa chất, ảnh vệ tinh, và các nghiên cứu thực địa. Phương pháp 3HKNC Ư được áp dụng để phân tích hướng và góc cắm của các đứt gãy.

II. Lịch sử phát triển kiến tạo Kainozoi

Lịch sử phát triển kiến tạo Kainozoi ở Nam Trung Bộ được chia thành các giai đoạn chính, từ Paleocen đến Pleistocen. Mỗi giai đoạn đánh dấu sự thay đổi lớn trong cấu trúc địa chất và hoạt động kiến tạo. Các đứt gãy lớn như Sông Sài Gòn, Sông Ba, và Long Hải - Tuy Phong đóng vai trò quan trọng trong quá trình này. Nghiên cứu cũng chỉ ra sự tương tác giữa các mảng kiến tạo và ảnh hưởng của chúng đến địa chất Nam Trung Bộ.

2.1. Giai đoạn Paleocen Eocen

Giai đoạn này đánh dấu sự hình thành các bồn trũng và hoạt động tách giãn mạnh mẽ. Các đứt gãy chính như Sông Ba và Sông Sài Gòn bắt đầu hoạt động, tạo nên các cấu trúc địa chất phức tạp. Kiến tạo địa lý của khu vực chịu ảnh hưởng lớn từ sự hút chìm của mảng Ấn Độ.

2.2. Giai đoạn Miocen Pleistocen

Giai đoạn này chứng kiến sự phát triển mạnh mẽ của các hoạt động núi lửa và đứt gãy. Các đứt gãy như Long Hải - Tuy Phong và Tuy Hòa - Trị An hoạt động mạnh, gây ra các trận động đất lớn. Nghiên cứu cũng chỉ ra sự liên quan giữa các hoạt động kiến tạo và động đất ở Việt Nam.

III. Động đất và mối liên quan với kiến tạo

Động đất ở Nam Trung Bộ là kết quả của các hoạt động kiến tạo mạnh mẽ trong thế giới Kainozoi. Nghiên cứu tập trung vào việc phân tích các đứt gãy hoạt động và dự báo nguy cơ động đất. Các phương pháp thống kê và mô hình hóa được sử dụng để ước lượng tần suất và cường độ động đất. Kết quả nghiên cứu cho thấy, các đứt gãy như Sông Ba và Long Hải - Tuy Phong có nguy cơ gây ra động đất lớn trong tương lai.

3.1. Phân tích đứt gãy hoạt động

Nghiên cứu phân tích các đứt gãy hoạt động như Sông Ba, Long Hải - Tuy Phong, và Tuy Hòa - Trị An. Các đứt gãy này được đánh giá dựa trên hướng, góc cắm, và cơ chế dịch chuyển. Kết quả cho thấy, các đứt gãy này có khả năng gây ra động đất với cường độ lớn, đặc biệt là ở khu vực Nam Trung Bộ.

3.2. Dự báo động đất

Dựa trên các phân tích địa chất và kiến tạo, nghiên cứu đưa ra dự báo về động đất ở Việt Nam. Các công thức tính toán được áp dụng để ước lượng cường độ và tần suất động đất. Kết quả dự báo sẽ hỗ trợ việc xây dựng các biện pháp phòng ngừa và giảm thiểu rủi ro.

IV. Giá trị và ứng dụng thực tiễn

Luận án tiến sĩ này có giá trị khoa học cao, cung cấp cái nhìn toàn diện về lịch sử phát triển kiến tạo Kainozoi và động đất ở Nam Trung Bộ. Các kết quả nghiên cứu có thể ứng dụng trong việc dự báo động đất, quy hoạch đô thị, và quản lý rủi ro thiên tai. Nghiên cứu cũng góp phần vào việc hiểu biết sâu hơn về địa chất Nam Trung Bộ và các quá trình kiến tạo toàn cầu.

4.1. Ứng dụng trong dự báo động đất

Các kết quả nghiên cứu từ luận án tiến sĩ có thể được sử dụng để cải thiện hệ thống dự báo động đất ở Việt Nam. Điều này giúp giảm thiểu thiệt hại về người và tài sản trong các khu vực có nguy cơ cao.

4.2. Đóng góp cho khoa học địa chất

Nghiên cứu đóng góp quan trọng vào việc hiểu biết về kiến tạo địa chất và lịch sử địa chất của Nam Trung Bộ. Các phát hiện mới về các đứt gãy và hoạt động kiến tạo sẽ là nền tảng cho các nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực này.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ địa chất với đề tài "Lịch sử phát triển kiến tạo Kainozoi lãnh thổ Nam Trung Bộ và mối liên quan với động đất" thuộc chuyên ngành Địa kiến tạo (mã số 62445505), được nghiên cứu sinh Đỗ Văn Lĩnh thực hiện tại Trường Đại học Bách khoa – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh vào năm 2010, dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. Vũ Đình Chỉnh và TS. Phạm Huy Long.

• Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu: Lãnh thổ Nam Trung Bộ giữ vị trí chiến lược về kinh tế biển, thông thương quốc tế, du lịch và khai thác dầu khí thềm lục địa. Nghiên cứu tiến hóa kiến tạo Kainozoi tại đây là cơ sở khoa học cần thiết cho việc đánh giá tai biến địa chất phục vụ quy hoạch và phát triển bền vững. Tác giả chỉ ra rằng các nghiên cứu trước đây chưa đầu tư đúng mức vào việc làm rõ đặc trưng tiến hóa của chế độ địa động lực, sự tiến hóa đứt gãy, địa tầng - kiến tạo, trường ứng suất và biến dạng trong các giai đoạn Kainozoi; đặc biệt, chế độ địa động lực hiện đại chi phối hoạt động đứt gãy và mối liên hệ nguồn gốc giữa đứt gãy với động đất khu vực Nam Trung Bộ hầu như còn bỏ ngỏ.
• Mục tiêu nghiên cứu: Làm sáng tỏ lịch sử phát triển kiến tạo Kainozoi lãnh thổ Nam Trung Bộ và mối liên quan với động đất, phục vụ công tác dự báo và đánh giá hiểm họa động đất.
• Nhiệm vụ nghiên cứu:
  1. Nghiên cứu tính chất đứt gãy (quy mô, hình thái, dịch chuyển, phân cấp).
  2. Phân chia các giai đoạn phát triển kiến tạo Kainozoi và xác định chế độ địa động lực cho từng giai đoạn.
  3. Xác định mối quan hệ giữa đứt gãy và địa động lực hiện đại với động đất.
• Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
  • Đối tượng nghiên cứu: Lịch sử phát triển kiến tạo Kainozoi, các hệ thống đứt gãy, trường ứng suất kiến tạo và hoạt động động đất.
  • Phạm vi không gian: Giới hạn trong tọa độ địa lý từ 105°48' đến 109°28' kinh độ Đông và từ 10°18' đến 13°40' vĩ độ Bắc.
  • Phạm vi thời gian: Đại Kainozoi (từ 65 triệu năm trước đến nay); trong đó địa động lực hiện đại được xác định từ 11 triệu năm trước đến nay, chuyển động hiện đại xét trong kỷ Holocen (11.000 năm đến nay), và đứt gãy hoạt động được đánh giá trong khung thời gian từ Pleistocen giữa đến Holocen.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Tác giả hệ thống hóa lịch sử nghiên cứu địa chất, kiến tạo Kainozoi và động đất khu vực qua hai thời kỳ:

• Giai đoạn trước năm 1975: Khởi đầu từ các tờ bản đồ địa chất tỷ lệ 1:500.000 của Sở Địa chất Đông Dương. E. Saurin (1964) mô tả các bề mặt san bằng và thềm phù sa Plio-Pleistocen. J. Fromaget (1941) đề xuất mô hình phân chia lịch sử kiến tạo Kainozoi Đông Dương thành 7 thời kỳ gắn liền với sự tách dạt của Borneo. Các công trình của Trần Kim Thạch và Hoàng Thị Thân (1964), Fontaine và cộng sự (1965–1978) góp phần xác định tuổi địa tầng.
• Giai đoạn sau năm 1975: Hệ thống dữ liệu được bổ sung từ bản đồ địa chất 1:500.000 (Trần Đức Lương, Nguyễn Xuân Bao, 1980), các loạt bản đồ 1:200.000 nhóm tờ Kon Tum (Trần Tính và nnk, 1993), Bến Khế - Đồng Nai (Nguyễn Đức Thắng và nnk, 1988), Đồng Bằng Nam Bộ (Nguyễn Ngọc Hoa và nnk, 1991), Bản đồ Kiến tạo Miền Nam 1:500.000 (Trần Văn Trị, Nguyễn Đình Uy, 1983). Nguyễn Xuân Tùng và Trần Văn Trị (1992) phân chia Kainozoi thành 5 thời đoạn. Nghiên cứu biến dạng của C. Rangin và cộng sự (1995) xác định hai pha trượt bằng Paleogen và Neogen sớm. Về động đất, có các công trình của Nguyễn Khắc Mão (1974), Lê Minh Triết (1979, 1981), Nguyễn Đình Xuyên và cộng sự (1983–2007), Cao Đình Triều (1997–2007), Lê Tử Sơn (2005, 2008), Trần Văn Thắng và cộng sự (2004), Nguyễn Cẩn (1991).

Luận án tổng kết 4 quan điểm lớn về tiến hóa địa động lực Kainozoi Đông Nam Á:

1. Mô hình đâm thụt mảng Ấn - Á (P. Tapponnier và nnk, 1975–2003): Va chạm mảng gây trượt đẩy Indochina về phía đông nam dọc các đứt gãy Sông Hồng, Mae Ping và mở bồn trũng Biển Đông theo cơ chế kéo toạc (pull-apart).
2. Mô hình kéo tấm (B. Taylor và D.E. Hayes, 1980–1983; R. Hall, 1996): Sự hút chìm của Proto-Biển Đông xuống dưới Borneo/Palawan tạo lực kéo mở đáy biển.
3. Mô hình tương tác độc lập (Phan Trường Thị, 1995–2003; M. Flower và nnk, 2001; C. Rangin và nnk, 1995): Va chạm Ấn - Á và tách giãn Biển Đông là hai quá trình độc lập diễn ra đồng thời.
4. Mô hình cuộn lùi đới hút chìm (R. Longley, 1997; Ngô Thường San và nnk, 2007): Tiến hóa khu vực chịu sự điều khiển của quá trình rút lui đới hút chìm dọc các vòng cung Sumatra - Java, Banda và Philippines.

• Khoảng trống luận án lựa chọn giải quyết: Các nghiên cứu trước chủ yếu dừng ở mức phát hiện đứt gãy phục vụ tìm kiếm khoáng sản, cho rằng đá bazan và trầm tích Neogen muộn ít bị biến dạng; đồng thời chưa phân cấp đứt gãy và thiếu các mô hình định lượng ứng suất hiện đại để làm rõ cơ chế phát sinh động đất. Luận án tập trung giải quyết việc phân cấp đứt gãy, khôi phục trường ứng suất qua 3 giai đoạn kiến tạo và ứng dụng mô hình Coulomb để liên kết đứt gãy với động đất.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Luận án kế thừa các định nghĩa địa động lực học của E. Aptiuskov (1979), V. Khain (1995), G. Schubert (2002); khái niệm đứt gãy hoạt động (dịch chuyển trong Pleistocen giữa – Holocen); 9 dấu hiệu nhận dạng đứt gãy hoạt động (DH1–DH9) và tiêu chí phân đoạn đứt gãy (M.N. Machette, 1989; I. Stewart và P. Hancock, 1994). Cơ chế tích lũy - giải phóng ứng suất và trượt dính (stick-slip) được dùng để giải thích mối quan hệ đứt gãy – động đất.

Các phương pháp nghiên cứu được áp dụng

1. Phân tích bề dày và tướng đá trầm tích: Dựa trên phương pháp của V.V. Belousov (1962) để xác định cự ly, tốc độ và gradient lún chìm của đáy bồn trũng kiến tạo.
2. Phân tích bề mặt bất chỉnh hợp: Phân loại 7 dạng bất chỉnh hợp (theo V. Khain, 1973) trên cột địa tầng và băng địa chấn nhằm xác định khung thời gian của các pha biến dạng.
3. Phân tích địa mạo - kiến tạo: Khảo sát các dạng địa hình sườn, độ xê dịch sông suối (chạc đôi, chạc ba), bồn sụt dọc đới trượt bằng (I. Stewart và P. Hancock, 1994).
4. Phân tích kiến trúc và cơ học biến dạng: Nghiên cứu cặp ngẫu lực cắt trượt bằng (A.G. Sylvester, 1988), đứt gãy lông chim, đai mạch xuyên cắt và quan hệ giữa góc trục nén $\sigma_1$ với mặt phá hủy có trước.
5. Phương pháp kiến tạo vật lý:
   • Phân tích dải khe nứt (V. Danilovitch).
   • Phân tích hệ 3 khe nứt cộng ứng - 3HKNCƯ (Seminski) cho các kiểu đứt gãy trượt bằng, thuận và nghịch.
   • Phương pháp kiến tạo động lực (Nikolaev).
   • Nghịch đảo tenxơ ứng suất theo thuật toán của J. Angelier (1994) và D. Delvaux (2008) để khôi phục các trục ứng suất chính ($\sigma_1, \sigma_2, \sigma_3$) và tỷ số ứng suất $\Phi = (\sigma_2 - \sigma_3) / (\sigma_1 - \sigma_3)$.
6. Viễn thám và mô hình độ cao số (DEM): Giải đoán ảnh vệ tinh Landsat TM/ETM+, ảnh hàng không và DEM SRTM độ phân giải không gian 90 m của NASA để chiết xuất photolineament và DEM-lineament.
7. Phân tích tổ hợp thạch - kiến tạo (THTKT): Dựa trên lý thuyết của K. Condie xác định nguồn gốc magma, bối cảnh căng giãn, nâng vòm hoặc hút chìm.
8. Phân tích cơ chế chấn tiêu động đất: Chiếu 2 mặt nodal lên cầu chiếu nổi xác định các trường nén ép (P) và căng giãn (T).
9. Mô hình biến đổi ứng suất Coulomb: Tính toán độ biến đổi ứng suất $\Delta\sigma_f = \tau_\beta - \mu(\sigma_\beta - p)$ trên các đới đứt gãy với hệ số ma sát $\mu = 0,6$, hệ số Poisson $\nu = 0,25$, môđun Young $E = 80.000\text{ bar}$, tại các độ sâu 7,5 km và 12 km.
10. Đánh giá động đất cực đại ($M_{\max}$): Sử dụng các công thức tương quan kích thước nguồn của D.L. Wells và K.J. Coppersmith (1994), phương pháp phân bố cực trị Gumbel và cực đại hợp lý.
11. Các phương pháp bổ trợ: Đo cường độ phóng xạ khí Radon (Eman), đào hào cổ địa chấn, phân tích trọng lực Bouguer và từ nâng cao (độ cao 5 km, 20 km, 50 km).

Nguồn tư liệu và dữ liệu thực tế

• Hơn 5.000 điểm khảo sát thực địa và 15 tuyến đo kiến tạo chuyên sâu.
• 17 tuyến đo Eman với 6.000 điểm đo; 300 m³ đào hào nghiên cứu cổ động đất tại khu vực TP. Hồ Chí Minh.
• Số liệu địa chấn nông phân giải cao và bản đồ địa chất biển độ sâu trên 30 m từ Ninh Thuận đến Vũng Tàu của Liên đoàn Địa chất Biển.
• Dữ liệu tuổi đồng vị phóng xạ của các phức hệ magma và đá phun trào bazan Kainozoi.
• Số liệu quan trắc từ 462 trận động đất ($M \ge 7$) khu vực Đông Nam Á và danh mục địa chấn Nam Bộ - Nam Trung Bộ.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1. Lịch sử nghiên cứu địa chất, kiến tạo Kainozoi và động đất lãnh thổ Nam Trung Bộ

Chương này tổng thuật toàn diện các công trình địa chất, địa mạo và địa chấn từ thời kỳ Pháp thuộc đến năm 2010. Tác giả phân tích chi tiết 4 mô hình địa động lực Kainozoi khu vực Đông Nam Á, chỉ ra những điểm phù hợp và mặt hạn chế của từng mô hình khi áp dụng vào cấu trúc lãnh thổ Nam Trung Bộ. Tác giả chứng minh rằng các nhận định trước đây cho rằng bazan và trầm tích Neogen muộn không bị biến dạng là chưa đầy đủ, bằng chứng là các lớp trầm tích Miocen muộn tại trũng Phú Túc bị uốn cong, dập vỡ đơn nghiêng từ 10° đến 30°, và các đới nứt đất hiện đại vẫn xuất hiện dọc các đới đứt gãy cổ.

Chương 2. Cơ sở lý thuyết và các phương pháp nghiên cứu

Chương 2 thiết lập cơ sở lý thuyết cho việc phân chia các đơn vị cấu trúc - địa động lực (CTĐĐL), ranh giới giai đoạn kiến tạo dựa trên bất chỉnh hợp khu vực và địa phương. Tác giả chuẩn hóa 9 dấu hiệu định lượng nhận dạng đứt gãy hoạt động và tiêu chí phân đoạn đứt gãy. Đồng thời, chương này mô tả chi tiết quy trình tính toán của 11 phương pháp nghiên cứu, đặc biệt là cách thiết lập hệ phương trình tenxơ ứng suất và mô hình toán biến đổi ứng suất Coulomb trên các mặt trượt tối ưu.

Chương 3. Các bằng chứng địa chất Kainozoi lãnh thổ Nam Trung Bộ

Chương 3 tổng hợp các tài liệu thực tế về cấu trúc móng trước Kainozoi, lớp phủ trầm tích, các phức hệ magma xâm nhập (phức hệ Cù Mông, Phan Rang) và 3 nhịp phun trào bazan chính (Miocen muộn, Pliocen – Pleistocen sớm, Pleistocen giữa – muộn). Qua phân tích dị thường trọng lực Bouguer và trường từ nâng cao, tác giả làm sáng tỏ cấu trúc sâu vỏ Trái đất.

Dựa trên kết quả đo dải khe nứt, cơ chế trượt của vết xước và phương pháp 3HKNCƯ, tác giả xác định 14 đứt gãy chính và phân loại thành 3 cấp cấu trúc:

• Đứt gãy cấp 1: Thuận Hải – Minh Hải (phương ĐB–TN), đóng vai trò phân chia các miền CTĐĐL.
• Đứt gãy cấp 2: Sông Vàm Cỏ Đông, Sông Sài Gòn, Bình Long – Bình Châu, Easup – Krông Pách, Sông Ba, Ba Tơ – Cung Sơn, Tuy Hòa – Trị An (phân chia khối và phụ khối CTĐĐL).
• Đứt gãy cấp 3: Đa Nhim – Tánh Linh, Mũi Kê Gà, Long Hải – Tuy Phong, Lộc Ninh – Sài Gòn, Đăk Mil – Bình Châu, Đăk Mil – Nha Trang (phân chia các phụ khối CTĐĐL).

Chương 4. Lịch sử phát triển kiến tạo Kainozoi lãnh thổ Nam Trung Bộ

Tác giả liên kết quá trình tiến hóa địa động lực khu vực với dữ liệu thực địa để xác lập 3 giai đoạn phát triển kiến tạo lớn trong Kainozoi:

1. Giai đoạn Paleocen – Eocen giữa (65–40 triệu năm): Khu vực chịu ảnh hưởng yếu của chế độ tách giãn, chủ yếu là nâng và bóc mòn. Trường ứng suất kiến tạo (TUSKT) căng giãn theo phương TTB–ĐĐN; các đứt gãy phương ĐB–TN tái hoạt động hoặc sinh mới theo kiểu tách hoặc thuận.
2. Giai đoạn Eocen giữa đến cuối Miocen sớm (40–16 triệu năm): Chế độ biến dạng trượt bằng chiếm ưu thế với trục ứng suất nén ép cực đại ($\sigma_1$) nằm ngang theo phương á vĩ tuyến. Đứt gãy phương ĐB–TN trượt bằng phải, phương TB–ĐN trượt bằng trái, phương kinh tuyến biểu hiện xiết ép, phương vĩ tuyến trượt bằng hoặc thuận – bằng.
3. Giai đoạn Miocen giữa – Đệ Tứ (16–0 triệu năm): Đặc trưng bởi hoạt động nâng vòm khối tảng kèm phun trào bazan diện rộng. TUSKT chuyển sang cơ chế trượt bằng – thuận với trục căng giãn cực tiểu ($\sigma_3$) nằm ngang phương BTB đến á kinh tuyến. Các đứt gãy phương ĐB–TN trượt bằng trái – thuận, phương TB–ĐN trượt bằng phải – thuận, phương kinh tuyến tách mở, phương vĩ tuyến xiết ép.

Chương 5. Mối quan hệ giữa địa động lực hiện đại và động đất lãnh thổ Nam Trung Bộ

Chương này đánh giá các đặc trưng địa động lực hiện đại (11–0 triệu năm) và chuyển động hiện đại (Holocen) thông qua số liệu GPS, dị thường dịch chuyển móng và cơ chế chấn tiêu động đất:

• Trục ép nén hiện đại $S_1$ có phương $340^\circ \angle 20\text{--}25^\circ$ (BTB–NĐN), trục căng giãn $S_3$ có phương $70^\circ \angle 0\text{--}9^\circ$ (ĐĐB–TTN).
• Kết quả mô phỏng ứng suất Coulomb ở độ sâu 7,5 km và 12 km cho thấy sự tập trung ứng suất trượt ngang dọc các đứt gãy phương ĐB–TN và TB–ĐN.
• Trên băng địa chấn qua đứt gãy Thuận Hải – Minh Hải, phát hiện biên độ dịch chuyển đứng đột ngột cắt qua mái trầm tích Holocen đạt từ 1,7 m đến 3,0 m (tương ứng 0,4–0,5 ms).
• Các đứt gãy cấp 1 đến cấp 3 đều có biểu hiện hoạt động trong Holocen và có khả năng phát sinh động đất, song mức độ hoạt động tương đối yếu. Dự báo độ chấn cấp cực đại ($M_{\max}$): đứt gãy cấp 1 không vượt quá 7,5 độ Richter; đứt gãy cấp 2 không vượt quá 7,0 độ Richter; đứt gãy cấp 3 không vượt quá 6,5 độ Richter.

Kết quả và những đóng góp mới

• Đóng góp về mặt lý luận:
  • Xác lập hệ thống phân loại và làm sáng tỏ bản chất hình thái, động học của 14 đứt gãy chính theo 3 cấp cấu trúc địa động lực.
  • Phân chia lịch sử phát triển kiến tạo Kainozoi Nam Trung Bộ thành 3 giai đoạn rõ rệt, khôi phục định lượng các tenxơ trường ứng suất kiến tạo cho từng giai đoạn và phụ giai đoạn.
  • Áp dụng phương pháp biến đổi ứng suất Coulomb để mô phỏng sự tích lũy ứng suất và dự báo xu thế dịch chuyển hiện đại dọc theo các đứt gãy tại Nam Trung Bộ.
• Đóng góp về mặt thực tiễn:
  • Xác định các thông số hình học, động học và dự báo độ chấn cực đại ($M_{\max}$) cho từng đứt gãy, phục vụ công tác quy hoạch lãnh thổ, an toàn công trình ven biển, công trình dầu khí và xây dựng dân dụng.
  • Đóng góp số liệu thực địa (Eman, đào hào, trắc địa) phục vụ trực tiếp cho đề tài phân vùng nhỏ động đất Thành phố Hồ Chí Minh và tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu.

Cấp đứt gãy	Tên các đứt gãy chính	Vai trò cấu trúc – địa động lực	Xu thế dịch chuyển hiện đại (Miocen giữa – Đệ Tứ)	Dự báo động đất cực đại ($M_{\max}$)
Cấp 1	Thuận Hải – Minh Hải	Phân chia các miền CTĐĐL	Trượt bằng trái – thuận; biên độ dịch đứng Holocen đạt 1,7–3,0 m	$\le 7,5$ độ Richter
Cấp 2	Sông Vàm Cỏ Đông, Sông Sài Gòn, Bình Long – Bình Châu, Easup – Krông Pách, Sông Ba, Ba Tơ – Cung Sơn, Tuy Hòa – Trị An	Phân chia các khối và phụ khối CTĐĐL	Trượt bằng trái – thuận (phương ĐB–TN); trượt bằng phải – thuận (phương TB–ĐN)	$\le 7,0$ độ Richter
Cấp 3	Đa Nhim – Tánh Linh, Mũi Kê Gà, Long Hải – Tuy Phong, Lộc Ninh – Sài Gòn, Đăk Mil – Bình Châu, Đăk Mil – Nha Trang	Phân chia các phụ khối CTĐĐL	Trượt cắt, tách giãn hoặc nén ép cục bộ theo phương vị	$\le 6,5$ độ Richter

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế: Các mạng lưới trạm quan trắc địa chấn trong khu vực còn thưa thớt, chuỗi số liệu đo lặp GPS chưa đủ dài để tính toán chi tiết tốc độ biến dạng biến thiên theo thời gian thực; việc khảo sát địa vật lý biển chủ yếu tập trung ở một số tuyến nông ven bờ.
• Hướng nghiên cứu tiếp: Cần tiếp tục quan trắc lặp GPS chu kỳ dài; mở rộng các tuyến đo địa chấn nông phân giải cao ngoài khơi thềm lục địa sâu; tiến hành đào hào chi tiết trên các phân đoạn đứt gãy có dị thường ứng suất Coulomb cao nhằm làm rõ chu kỳ lặp lại của động đất cổ (paleoearthquakes).

Giá trị tham khảo

• Đối tượng thụ hưởng: Nghiên cứu sinh, giảng viên và chuyên gia thuộc các ngành Địa kiến tạo, Địa vật lý, Địa chất công trình, Địa kỹ thuật và Quản lý tai biến thiên nhiên.
• Nội dung tham khảo:
  • Phương pháp luận tích hợp dải khe nứt, 3HKNCƯ, giải tenxơ ứng suất và mô phỏng ứng suất Coulomb.
  • Bản đồ cấu trúc - địa động lực, hệ thống tham số hình động học của 14 đứt gãy và bảng ước lượng độ chấn cực đại $M_{\max}$ tại Nam Trung Bộ và Đông Nam Bộ.

Câu hỏi thường gặp

1. Luận án phân chia hệ thống đứt gãy chính ở Nam Trung Bộ thành mấy cấp và dựa trên tiêu chí nào?
Luận án xác định 14 đứt gãy chính và chia thành 3 cấp: Cấp 1 phân chia miền CTĐĐL (đứt gãy Thuận Hải – Minh Hải); Cấp 2 phân chia khối hoặc phụ khối CTĐĐL (gồm 7 đứt gãy như Sông Sài Gòn, Sông Ba, Tuy Hòa – Trị An...); Cấp 3 phân chia phụ khối CTĐĐL (gồm 6 đứt gãy như Đa Nhim – Tánh Linh, Mũi Kê Gà, Long Hải – Tuy Phong...).

2. Ba giai đoạn phát triển kiến tạo Kainozoi chính được xác lập có đặc trưng trường ứng suất thế nào?

• Giai đoạn 65–40 Ma (Paleocen – Eocen giữa): Căng giãn phương TTB–ĐĐN, đứt gãy ĐB–TN tách/thuận.
• Giai đoạn 40–16 Ma (Eocen giữa – cuối Miocen sớm): Trượt bằng với trục nén $\sigma_1$ phương á vĩ tuyến, đứt gãy ĐB–TN trượt bằng phải, TB–ĐN trượt bằng trái.
• Giai đoạn 16–0 Ma (Miocen giữa – Đệ Tứ): Trượt bằng – thuận với trục giãn $\sigma_3$ phương BTB đến á kinh tuyến, đứt gãy ĐB–TN trượt bằng trái – thuận, TB–ĐN trượt bằng phải – thuận.

3. Tác giả đã sử dụng những tham số đầu vào nào cho mô hình biến đổi ứng suất Coulomb?
Mô hình sử dụng hệ số ma sát $\mu = 0,6$, hệ số Poisson $\nu = 0,25$, môđun Young $E = 80.000\text{ bar}$, phương trục ứng suất hiện đại $S_1 = 340^\circ \angle 20\text{--}25^\circ$, $S_2 = Cđ \angle 60\text{--}90^\circ$, $S_3 = 70^\circ \angle 0\text{--}9^\circ$, tính toán tại hai mức độ sâu 7,5 km và 12 km.

4. Mức độ nguy hiểm động đất cực đại ($M_{\max}$) dự báo cho khu vực Nam Trung Bộ là bao nhiêu?
Dọc theo các đứt gãy cấp 1, $M_{\max}$ không vượt quá 7,5 độ Richter; dọc các đứt gãy cấp 2, $M_{\max}$ không vượt quá 7,0 độ Richter; và dọc các đứt gãy cấp 3, $M_{\max}$ không vượt quá 6,5 độ Richter.

5. Bằng chứng thực tế nào chứng minh các thành tạo địa chất Neogen muộn – Đệ Tứ vẫn bị biến dạng?
Tác giả ghi nhận trầm tích Miocen muộn tại trũng Phú Túc bị uốn cong, dập vỡ cắm đơn nghiêng từ 10° đến 30°; đá bazan Pliocen muộn và Pleistocen bị nứt nẻ, dập vỡ dòn; và băng địa chấn ngoài khơi ghi nhận đứt gãy Thuận Hải – Minh Hải cắt qua trầm tích Holocen với biên độ dịch đứng từ 1,7 m đến 3,0 m.

Kết luận

Luận án của nghiên cứu sinh Đỗ Văn Lĩnh là công trình nghiên cứu toàn diện về địa kiến tạo Kainozoi khu vực Nam Trung Bộ, kết hợp chặt chẽ giữa khảo sát thực địa, phân tích cấu trúc vi mô và mô phỏng cơ học ứng suất định lượng. Luận án đã làm sáng tỏ lịch sử 3 giai đoạn tiến hóa kiến tạo, phân cấp 14 đứt gãy hoạt động và xác lập mối liên hệ giữa trường ứng suất hiện đại với nguồn phát sinh động đất. Các kết quả đạt được cung cấp cơ sở khoa học trực tiếp cho công tác đánh giá tai biến địa chất, phân vùng động đất và quy hoạch phát triển bền vững lãnh thổ.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU 1 – Tính cấp thiết của đề tài Lãnh thổ Nam Trung Bộ có vị trí chiến lược trên nhiều phương diện, là nơi giao lưu, mở cửa với thế giới, rất thuận lợi cho thông thương và phát triển du lịch, hải sản, thăm dò và khai thác dầu khí… Việc nghiên cứu làm sáng tỏ lịch sử phát triển kiến tạo trong Kainozoi lãnh thổ Nam Trung Bộ có ý nghĩa lớn và cần thiết cho công tác đánh giá tai biến địa chất phục vụ cho việc quy hoạch hợp lý lãnh thổ và phát triển bền vững. Mặc dù lịch sử phát triển kiến tạo Kainozoi Lãnh thổ Nam Trung Bộ đã được đề cập ở các mức độ khác nhau và đã đạt được những thành tựu đáng kể. Tuy nhiên đặc trưng tiến hóa chế độ địa động lực, tiến hóa đứt gãy, địa tầng - kiến tạo, vật chất, biến dạng và ứng suất, trong các giai đọan phát triển kiến tạo Kainozoi khu vực nghiên cứu chưa được đầu tư đúng mức, đặc biệt là chế độ địa động lực trong Kainozoi và địa động lực hiện đại chi phối hoạt động đứt gãy và mối liên quan giữa chúng với động đất lãnh thổ Nam Trung Bộ hầu như còn bỏ ngỏ. Đây là các vấn đề rất quan trọng, cấp thiết và có ý nghĩ khoa học và thực tiễn lớn.

Xuất phát từ các vấn đề này, tác giả chọn đề tài “Lịch sử phát triển kiến tạo Kainozoi Lãnh thổ Nam Trung Bộ và mối liên quan với động đất” 2 - Mục tiêu của luận án Làm sáng tỏ lịch sử phát triển kiến tạo Kainozoi Lãnh thổ Nam Trung Bộ và mối liên quan với động đất, phục vụ việc dự báo và đánh giá động đất. 3 - Nhiệm vụ của luận án 1 – Nghiên cứu tính chất đứt gãy (quy mô, hình thái, dịch chuyển, phân cấp, …). 2 – Phân chia các giai đoạn phát triển kiến tạo Kainozoi và xác định chế độ địa động lực cho từng giai đoạn. 3 – Xác định mối quan hệ giữa đứt gãy và địa động lực hiện đại với động đất.

2 4 – Các điểm mới của luận án 1 – Làm sáng tỏ tính chất đứt gãy, tiến hóa đứt gãy và phân cấp đứt gãy. 2 – Phân chia các giai đoạn phát triển kiến tạo Kainozoi và khôi phục trường ứng suất cho từng giai đoạn. 3 – Lần đầu tiên tác giả áp dụng phương pháp biến đổi ứng suất Coulomb dự báo đặc trưng biến đổi ứng suất và dịch chuyển hiện đại dọc theo các đứt gãy ở lãnh thổ Nam Trung Bộ nhằm xác lập mối quan hệ giữa hoạt động đứt gãy và trường ứng suất kiến tạo đã xảy ra với động đất 5. Các luận điểm bảo vệ Luận điểm 1 Trong phạm vi nghiên cứu đã xác định được 14 đứt gãy chính được chia làm 3 cấp.

Cấp 1 là đứt gãy Thuận Hải – Minh Hải có phương ĐB – TN với vai trò phân chia miền cấu trúc – địa động lực (CTĐĐL). Cấp 2 là đứt gãy Sông Vàm Cỏ Đông, đứt gãy Sông Sài Gòn, đứt gãy Bình Long – Bình Châu, đứt gãy Easup – Krong Pach, đứt gãy Sông Ba, đứt gãy Ba Tơ – Cung Sơn, đứt gãy Tuy Hòa – Trị An với vai trò phân chia khối CTĐĐL hoặc phụ khối CTĐĐL. Cấp 3 là đứt gãy Đa Nhim – Tánh Linh, đứt gãy Mũi Kê Gà, đứt gãy Long Hải – Tuy Phong, đứt gãy Lộc Ninh – Sài Gòn, đứt gãy Đak Mil – Bình Châu, đứt gãy Đak Mil – Nha Trang với vai trò phân chia phụ khối CTĐĐL.