Chương 1 TỔNG QUAN CHUNG VỀ HOẠT ĐỘNG KIẾN TẠO HIỆN ĐẠI HAI ĐỚI ĐỨT GÃY 1.1 Đới đứt gãy Sông Hồng Đới siết trượt Sông Hồng thường được gọi là đới cắt trượt (shear zone) Ailao Shan – Sông Hồng, kéo dài hơn 1000km từ Tibet chạy dọc thung lũng sông Hồng qua lãnh thổ Việt Nam, ra Vịnh Bắc Bộ và hội nhập vào đới đứt gãy kinh tuyến Hải Nam – eo biển Sunda. Đới siết trượt Sông Hồng là ranh giới phân chia khối lục địa Nam Trung Hoa và khối Đông Dương. Đới gồm đứt gãy chính và nhiều đứt gãy phụ phương tây bắc – đông nam và á kinh tuyến. Trên lãnh thổ Việt Nam, đới này tách thành đới đứt gãy Sông Chảy và đới đứt gãy dọc thung lũng sông Hồng, giới hạn hai rìa của dải biến chất Dãy Núi Con Voi.1 Đặc điểm địa chất, kiến trúc – kiến tạo và địa mạo đới đứt gãy a.
Đặc điểm địa chất Trong toàn bộ đới đứt gãy phân bố các thành tạo địa chất tuổi từ Proterozoi đến Đệ tứ. Đới đứt gãy đoạn từ Lào Cai đến Việt Trì cắt qua các đá magma, biến chất, trầm tích có tuổi trước KZ. Đoạn này được chia làm 3 phần: [35] Phần ĐB của hệ đứt gãy là các thành tạo biến chất thuộc hệ tầng Sông Chảy; thành tạo lục nguyên, carbonat, đá phiến sét, carbonat – silic thuộc hệ tầng Hà Giang, thành tạo trầm tích lục nguyên – carbonat – silic thuộc hệ tầng Pia Phương (S2-D1pp), hệ tầng Đại Thị (D1đt), thành tạo trầm tích lục địa, trầm tích chứa than (T3n-r). Phần trung tâm là đá biến chất thuộc phức hệ Sông Hồng (PR 1sh).
Các đứt gãy sâu phương TB-ĐN là ranh giới của đới biến chất. Các đứt gãy bậc cao phát sinh trong quá trình dịch trượt của hệ đứt gãy thường song song hoặc cắt chéo đới biến chất. Phần tây nam của hệ là các thành tạo biến chất thuộc hệ tầng Sinh Quyền (PR1sq), hệ tầng Sa Pa (PR2 - sp), các thành tạo đá trầm tích, biến chất, thành tạo lục nguyên, đá phiến sét, carbonat hệ tầng Sông Mua (D1sm), hệ tầng Bản Nguồn 8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com (D1bn), các thành tạo Permi – Trias (P2 – T1), trầm tích lục nguyên hệ tầng Nậm Thẳm (T2nt) và các thành tạo magma. Các đứt gãy chính đoạn từ Việt Trì đến Vịnh Bắc Bộ, cắt qua móng trước KZ, phân chia giữa các yếu tố cấu trúc kiến tạo.
Móng trước KZ ở vùng này là các thành tạo biến chất thuộc phức hệ Sông Hồng (PR1sh), hệ tầng Sông Chảy, các thành tạo trầm tích lục nguyên, carbonat Paleozoi, Mezozoi và các khối magma mafic thuộc phức hệ Ba Vì. Về tây nam của hệ đứt gãy là các thành tạo Permi – Trias (P2 – T1), trầm tích lục nguyên (T1tl), thành tạo carbonat hệ tầng Đồng Giao (T2đg). Đặc điểm kiến trúc – kiến tạo Đới đứt gãy Sông Hồng là một ranh giới địa chất quan trọng ở châu Á, phân chia Đông Dương với Nam Trung Hoa. Đới bao gồm các đứt gãy phá hủy dòn và đới trượt Sông Hồng thành tạo do quá trình biến dạng dẻo.
Đới đứt gãy dọc thung lũng sông Hồng gồm đứt gãy chính và các đứt gãy phụ. Đứt gãy chính của hệ đứt gãy Sông Hồng có mặt trượt nghiêng về ĐB, góc cắm dốc đứng. Các đứt gãy phụ phần tây nam có giá trị mặt trượt tương tự như đứt gãy chính. Các đứt gãy phụ ở phần trung tâm gần sông Hồng có mặt trượt nghiêng về TN, góc cắm dốc đứng [35].
Đới đứt gãy Sông Hồng nằm trong cấu trúc đới khâu kiến tạo Sông Hồng, là một yếu tố quan trọng hình thành nên đới cấu trúc Sông Hồng và đóng vai trò như một đường ranh giới lớn phân chia hai hệ kiến tạo địa động lực Đông Bắc và Tây Bắc-Trường Sơn. Đây là một kiến trúc kiến tạo tuyến tính qui mô lớn của Tiền Cambri Đông Nam Á [19]. Đặc điểm trường ứng suất kiến tạo Kết quả nghiên cứu khe nứt kiến tạo theo phương pháp kiến tạo động lực của Nguyễn Đăng Túc (2004) đã khôi phục được một trường ứng suất duy nhất trong các đá Pliocen – Đệ tứ (N2 - Q) có trục ứng suất nén gần nằm ngang phương á kinh tuyến, trục ứng suất giãn phương á vĩ tuyến. Trong khi đó những đá Eocen trung – thượng – Miocen (E22-3- N1) và cổ hơn thu được hai trường ứng suất: trường thứ nhất có trục ứng suất nén gần nằm ngang phương á vĩ tuyến, trục ứng suất giãn 9 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com phương á kinh tuyến; trường thứ hai có trục ứng suất nén gần nằm ngang phương á kinh tuyến, trục ứng suất giãn phương á vĩ tuyến.
Có nơi lại quan sát thấy hai TƯSKT chồng lên nhau. Trường ứng suất thứ hai được coi như sớm nhất cũng chỉ xuất hiện trong Pliocen và cũng tương tự như TƯSKT hiện đại khu vực Đông Nam Á. Đặc điểm địa mạo Đới đứt gãy Sông Hồng trong lãnh thổ Việt Nam nằm trùng vào thung lũng sông Hồng. Đặc trưng cơ bản nhất của hình thái sông Hồng là dòng chảy của nó thẳng tắp phương TB – ĐN kéo dài trên 400km.
Độ uốn khúc của dòng chảy mở rộng dần về đông nam. Sự mở rộng nêu trên của hệ thống đứt gãy có liên quan đến hoạt động tách giãn tạo rift của võng Hà Nội và bồn trũng Sông Hồng nói chung [2]. Hình thái mạng thủy văn bờ phải sông Hồng phản ánh khá rõ cấu trúc địa chất khối tảng và vòng cung, cũng như đặc điểm đứt gãy. Có sự mất cân đối về mạng lưới thủy văn giữa hai bên bờ trái và phải sông Hồng.
Địa mạo đới đứt gãy Sông Hồng và vùng núi kế cận thể hiện rất rõ tính chất khối tảng, phân bậc và bất đối xứng địa hình: - Tính chất khối tảng phản ánh trên kiến trúc hình thái (KTHT) khu vực: được chia thành các dạng KTHT như địa lũy (dãy Con Voi), địa lũy dạng bậc (sườn đông của dãy Phan Si Păng), địa hào (chính là thung lũng sông Hồng), vòm – khối tảng Sông Chảy, khối tảng, hạ lún khối tảng (trũng Nghĩa Lộ),… - Tính chất phân bậc rõ ràng. Số lượng các bậc mặt san bằng (MSB) trên sườn đông Hoàng Liên Sơn là 10, với bậc cao nhất 2600m, các bậc trên núi Con Voi và thượng nguồn sông Chảy là 8, cao nhất là 2000m. Địa hình dạng bậc phản ánh tính nhịp của các hoạt động nâng Tân kiến tạo.2 Đặc điểm hoạt động kiến tạo hiện đại a. Dấu hiệu về hình động học Trên bản đồ địa hình biểu hiện của đới siết trượt Sông Hồng (ĐSH) rất rõ ràng chạy dọc theo thung lũng sông Hồng từ Bát Xát, Lào Cai đến Việt Trì.
Trên ảnh vệ tinh đới thể hiện là các hệ lineament kéo dài phương tây bắc – đông nam (hình 1. 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.1: Biểu hiện của đới xiết trượt Sông Hồng trên ảnh DEM Đới Sông Hồng có độ rộng khoảng 15 – 20km. Trên bình đồ kiến trúc hiện đại ĐSH có cấu trúc phức tạp bao gồm bốn yếu tố kiến trúc cơ bản: 1- đới nâng vồng – địa lũy Con Voi; 2- Trũng tách giãn nội lục Hà Nội; 3- Đới biến cải rìa tây nam (phần diện tích của miền kiến tạo Tây Bắc bị lôi cuốn vào đới biến dạng trượt bằng Sông Hồng); 4- Đới biến cải rìa đông bắc (phần diện tích của miền kiến tạo Đông Bắc bị lôi cuốn vào vào đới biến dạng trượt bằng Sông Hồng). Ranh giới giữa nâng vồng – địa lũy Con Voi và hai đới rìa biến cải là các địa hào N2 – Q dạng nêm kiến tạo kề đứt gãy: Lào Cai – Phú Thọ và Lục Yên – Đoan Hùng.
Càng về đông nam (vùng trũng sông Hồng) đới biến dạng càng mở rộng dần phản ánh cơ chế tách giãn ngang khá rõ nét và khá gần gũi với kiến trúc kiểu rift nội lục. 11 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hàng loạt các mặt xiết ép tạo thành do sự phát triển quá trình xiết ép trong các đới đứt gãy tây bắc – đông nam càng khẳng định tính chất dịch chuyển ngang. Các đới xiết ép cắt cả các thành tạo cổ Proterozoi, Mesozoi và cả các thành tạo trẻ Neogen [20]. Đặc điểm địa mạo Đặc điểm về địa mạo của ĐSH đã được công bố trong nhiều công trình, bài báo và tạp chí khác nhau dựa vào các đặc điểm về các bậc thềm, cấu trúc và hình thái địa hình, mạng lưới thủy văn,.
Các phương pháp đã được sử dụng đều đưa ra đặc điểm đặc trưng nhất của ĐSH để chứng minh đặc điểm trượt bằng phải của ĐSH trong giai đoạn từ Miocen trở lại đây. Tốc độ dịch trượt trung bình vài mm/năm. Tính hiện đại của đứt gãy còn được thể hiện qua tốc độ nâng hạ kiến tạo của các khối cấu trúc dọc theo ĐSH như khối Phan Si Păng, khối Tú Lệ, khối Con Voi có tốc độ nâng tương đối trong giai đoạn hiện đại: vài mm/năm. Nhưng ngược lại đoạn dưới từ Yên Bái ra đến Vịnh Bắc Bộ có đặc trưng trũng thấp và mở rộng hơn nữa khi ra ngoài Vịnh Bắc Bộ.
Dọc ĐSH không quan sát thấy sự chênh lệch độ cao địa hình hai bên cánh đứt gãy Sông Hồng, cũng như dấu hiệu chuyển dịch thẳng đứng dọc đứt gãy Sông Chảy. Đặc trưng trượt bằng phải còn được thể hiện khá rõ qua những nghiên cứu phần ĐSH nằm trên lãnh thổ Trung Quốc, đặc điểm địa mạo biểu hiện khá rõ rệt trên địa hình. Một số kết quả nghiên cứu như sau: - C. Allen (1984) quan sát các dấu hiệu địa mạo ở Yaojie (hình 1.2) và ước tính sự biến vị của khe suối từ vài chục mét đến 70m.
Sự dịch chuyển này xảy ra trong Holocen, khoảng 10.000 năm, ứng với tốc độ dịch chuyển chừng 7mm/năm. Ở Daquiao, ông cũng tính được sự biến vị các khe suối là 5,3km và ở Nabing-Atu (hình 1.3) là 5,5km và xác định sự dịch chuyển này băt đầu từ Pliocen muộn, khoảng 2 – 3 tr., ứng với tốc độ 2 – 3mm/năm. Allen đánh giá chung về tốc độ dịch trượt phải của ĐSH trong N2 – Q là khoảng 2 – 5mm/năm. 12 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.2: Biên độ dịch trượt phải của Hình 1.3: Biên độ dịch trượt phải của ĐSH tại Yaojie (cự ly tại điểm a và b ĐSH tại Nabing - Atu từ vài chục mét đến 70m) - P.
Leloup (1995) xác định biên độ biến vị các khe suối ở Shitian – Danuo (hình 1.4) là 20 – 50km tron N2 – Q khoảng 5 tr. và tốc độ trượt bằng phải trung bình của đới là 7 + 3mm/năm.Wang (1998) xác định đoạn uốn khúc đổi hướng dòng chảy sông Hồng ở Majie với biên độ 6km trong khoảng 4 tr.