Luận án Đặc điểm biến dạng, trường ứng suất kiến tạo hiện đại và mối quan hệ của chúng với các tai biến địa chất khu vực biển Đông Việt Nam và các vùng lân cận

MỤC LỤC Trang

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT iii

DANH MỤC CÁC BẢNG iv

DANH MỤC HÌNH VẼ iv

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU

VÀ LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU 6

1.1 TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 6

1.1.1 KHÁI QUÁT BỐI CẢNH KIẾN TẠO KAINOZOI 6

1.1.2. KIẾN TẠO TRẺ BIỂN ĐÔNG VIỆT NAM VÀ CÁC VÙNG LÂN CẬN 9

1.1.2.1. Khu vực Vịnh Bắc Bộ và ngoài khơi Bắc Trung Bộ 10

1.1.2.2. Khu vực ngoài khơi Trung Trung Bộ 14

1.1.2.3 Khu vực ngoài khơi Nam Trung Bộ và Nam Bộ 14

1.1.2.4. Khu vực Bắc Biển Đông 16

1.1.2.5. Khu vực Trung tâm Biển Đông 16

1.1.2.6. Khu vực Nam Biển Đông 17

1.1.2.7. Khu vực Đông Biển Đông 17

1.2 LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU 19

1.2.1. NGHIÊN CỨU VỀ VẬN TỐC BIẾN DẠNG KIẾN TẠO HIỆN ĐẠI 20

1.2.2. NGHIÊN CỨU VỀ TRƯỜNG ỨNG SUẤT KIẾN TẠO HIỆN ĐẠI 22

1.2.3. NGHIÊN CỨU VỀ ĐỘNG ĐẤT-SÓNG THẦN 25

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27

2.1. KHÁI NIỆM KIẾN TẠO-ĐỊA ĐỘNG LỰC HIỆN ĐẠI 27

2.2. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH VẬN TỐC BIẾN DẠNG

THEO SỐ LIỆU CHUYỂN DỊCH GPS 27

2.2.1. CƠ SỞ LÝ LUẬN NGHIÊN CỨU VẬN TỐC BIẾN DẠNG THEO SỐ LIỆU

CHUYỂN DỊCH GPS 27

2.2.2. BIẾN DẠNG MỘT CHIỀU 29

2.2.3. BIẾN DẠNG HAI CHIỀU 30

2.2.3.1. Các vận tốc biến dạng 30

2.2.3.2. Biểu diễn tensor vận tốc biến dạng theo biến dạng chính 32

2.2.3.3. Chuyển đổi ngược 34

2.2.3.4. Biểu diễn biến dạng trượt cực đại 34

2.2.3.5. Các đại lượng bất biến của biến dạng 36

2.2.4. KHÁI QUÁT VỀ PHẦN MỀM QOCA TÍNH BIẾN DẠNG 38

2.3. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TRƯỜNG ỨNG SUẤT

KIẾN TẠO HIỆN ĐẠI 38

2.3.1. MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN 38

2.3.1.1. Ứng suất 38

2.3.1.2. Chỉ thị ứng suất trong giếng khoan 40

i2.3.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ỨNG SUẤT 42

2.3.2.1. Phương pháp xác định α[SHmax] từ tài liệu hình ảnh thành giếng khoan 42

2.3.2.2. Phương pháp xác định độ lớn ứng suất thẳng đứng - Sv từ log mật độ 44

2.3.2.3. Phương pháp xác định áp suất lỗ rỗng - Pp 45

2.3.2.4. Phương pháp xác định độ lớn ứng suất ngang cực tiểu - Shmin từ tài liệu thử vỡ vỉa 46

2.3.2.5. Phương pháp xác định độ lớn ứng suất ngang cực đại – SHmax 48

CHƯƠNG 3: VẬN TỐC BIẾN DẠNG KHU VỰC BIỂN ĐÔNG VIỆT NAM VÀ

CÁC VÙNG LÂN CẬN THEO SỐ LIỆU CHUYỂN DỊCH GPS 50

3.1. CƠ SỞ DỮ LIỆU 50

3.2. PHÂN CHIA LƯỚI ĐA GIÁC TÍNH TOÁN 52

3.3. NỘI SUY TRƯỜNG VẬN TỐC CHUYỂN DỊCH 54

3.4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 57

3.4.1. Biến dạng chính 57

3.4.3. Độ lớn biến dạng 61

3.4.4. Biến dạng trương nở hai chiều 63

3.4.5. Biến dạng trượt cực đại 65

3.5. KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 67

CHƯƠNG 4: TRƯỜNG ỨNG SUẤT KIẾN TẠO HIỆN ĐẠI KHU VỰC BIỂN

ĐÔNG VIỆT NAM VÀ CÁC VÙNG LÂN CẬN 68

4.1. PHƯƠNG ỨNG SUẤT NGANG CỰC ĐẠI (α[SHmax]) 68

4.1.1 KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH α[SHmax] BỂ CỬU LONG VÀ NAM CÔN SƠN 68

4.1.2. ĐẶC ĐIỂM PHÂN BỐ α[SHmax] TRÊN TOÀN BỘ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 74

4.1.2.1. Khu vực TN Biển Đông 77

4.1.2.2. Khu vực Nam Biển Đông - Bắc Borneo 77

4.1.2.3. Khu vực Đông Biển Đông 78

4.1.2.4. Khu vực Bắc Biển Đông 80

4.1.2.5. Khu vực trũng Trung tâm Biển Đông 81

4.2. ĐỘ LỚN BA THÀNH PHẦN ỨNG SUẤT CHÍNH 81

4.2.1. ĐỘ LỚN ỨNG SUẤT THẲNG ĐỨNG – SV 81

4.2.2. ĐẶC ĐIỂM ÁP SUẤT LỖ RỖNG 83

4.2.3. ĐỘ LỚN ỨNG SUẤT NGANG CỰC TIỂU - Shmin 84

4.2.4. ĐỘ LỚN ỨNG SUẤT NGANG CỰC ĐẠI – SHmax 90

4.3. KẾT LUẬN CHƯƠNG 4 89

CHƯƠNG 5: TAI BIẾN ĐỘNG ĐẤT – SÓNG THẦN KHU VỰC

BIỂN ĐÔNG VIỆT NAM 92

5. 1. LÝ THUYẾT VỀ ĐỘNG ĐẤT VÀ SÓNG THẦN 92

5.1.1. ĐỘNG ĐẤT 92

5.1.2. SÓNG THẤN 93

5.2. SO SÁNH VÀ PHÂN TÍCH BIẾN DẠNG XÁC ĐỊNH TỪ CHUYỂN DỊCH 93

iiTHEO SỐ LIỆU GPS VÀ ỨNG SUẤT KIẾN TẠO HIỆN ĐẠI XÁC ĐỊNH TỪ SỐ

LIỆU GIẾNG KHOAN

5.3. SỰ BIẾN ĐỔI MẬT ĐỘ NĂNG LƯỢNG BIẾN DẠNG VÀ NGUY CƠ ĐỘNGĐẤT 98

5.4. VẬN TỐC TÍCH LŨY MOMENT ĐỊA CHẤN VÀ NGUY CƠ ĐỘNG ĐẤT 102

5.5. SÓNG THẦN KHU VỰC BIỂN ĐÔNG VIỆT NAM 104

KẾT LUẬN 108

TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CỦA NGHIÊN CỨU SINH

pdf125 trang | Chia sẻ: lavie11 | Lượt xem: 571 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận án Đặc điểm biến dạng, trường ứng suất kiến tạo hiện đại và mối quan hệ của chúng với các tai biến địa chất khu vực biển Đông Việt Nam và các vùng lân cận, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
có thể thấy sự giống nhau cơ bản: 1,3 min max =− − ph pH PS PS (34) hay S =3,1S −2,1P (35)Hmax hmin p Trong các khu vực xuất hiện DIF, ccó thể ước lượng giới hạn dưới của SHmax. Luận án không sử dụng DIF để ước lượng SHmax trên quy mô khu vực, do DIF không phải quan sát thấy ở tất cả các giếng khoan. Do đó chỉ ước lượng SHmax trong một số giếng có đủ số liệu. 49 CHƯƠNG 3 VẬN TỐC BIẾN DẠNG KHU VỰC BIỂN ĐÔNG VIỆT NAM VÀ CÁC VÙNG LÂN CẬN THEO SỐ LIỆU CHUYỂN DỊCH GPS 3.1. CƠ SỞ DỮ LIỆU Dữ liệu đầu vào để tính biến dạng là vận tốc chuyển dịch tuyệt đối của các điểm đo GPS. Trong khu vực nghiên cứu, vận tốc chuyển dịch của 21 điểm đo có chất lượng tốt nhất được lựa chọn làm số liệu đầu vào được liệt kê trong Bảng 3.1. Các điểm này đều nằm ở những vị trí quan trọng trên các khối cấu trúc địa chất chính (Hình 3.1). Trong số các điểm được lựa chọn, chủ đạo là các điểm lưới Biển Đông thuộc các đề tài KC09-11/06-10 và KC09-11BS/06-10 [18, 19]. Trong hai đề tài này, số liệu đo GPS tại các điểm được xử lý bằng phần mềm GAMIT-GLOBK, Bernese 4.2 và Bernese 5.0, vận tốc chuyển dịch tuyệt đối được tính trong khung toạ độ ITRF2005 với sai số nhỏ hơn 1,5 mm/năm. Trong lưới Biển Đông, trên cơ sở diện tích vùng nghiên cứu của luận án và kết quả tính chuyển dịch tuyệt đối thể hiện trong Đề tài KC09, Nghiên cứu sinh đã chọn kết quả của phương án tính bằng phần mềm GAMIT-GLOBK với các điểm để tính biến dạng bao gồm: 3 điểm trên các đảo Bạch Long Vĩ, Song Tử Tây và Côn Đảo; 2 điểm trên đất liền tại Đồng Hới và TP Hồ Chí Minh. Vận tốc chuyển dịch của 4 điểm IGS cũng được khai thác (Hình 3.1, Bảng 3.1). Số liệu chuyển dịch của 5 điểm GPS khu vực Đài Loan-Luzon tính trong khung toạ độ ITRF2005 [77] cũng được lựa chọn (Hình 3.1, Bảng 3.1). Ngoài ra, đã khai thác thêm số liệu của 7 điểm khác trong khu vực tính trong khung toạ độ ITRF2000, bao gồm 3 điểm ở phía bắc Biển Đông thể hiện trong công bố [51] và [59]; 3 điểm trong công bố của [78] trên đảo Borneo và Palawan ở phía nam và ĐN Biển Đông; và 1 điểm tại Lộc Ninh, tỉnh Bình Phước,Việt Nam [Trần Đình Tô (2011) – trao đổi riêng] (Hình 3.1, Bảng 3.1). Các giá trị vận tốc trong ITRF2000 của 7 điểm này đã được tính chuyển sang ITRF2005, tuy nhiên sự khác nhau về giá trị vận tốc giữa hai khung tọa độ này là không đáng kể và ảnh hưởng rất 50 ít đến kết quả tính biến dạng nên vận tốc của các điểm trong ITRF2000 vẫn được sử dụng [3]. ±1,5 ±1,5 Hình 3.1: Vận tốc chuyển dịch tuyệt đối của các điểm đo GPS được sử dụng để tính biến dạng. Elip sai số thể hiện độ tin cậy 95%. Các khối cấu trúc chính viết tắt: SH: ShanThai; NT: Nam Trung Hoa; DD: Đông Dương; HS: Hoàng Sa; TT: trũng trung tâm Biển Đông; TS: Trường Sa; BN: Borneo; ML: Malaysia; LZ: Luzon; PH: mảng đại dương Phillippin. 51 Bảng 3.1: Vận tốc chuyển dịch tuyệt đối của các điểm đo GPS trong khu vực nghiên cứu được sử dụng để tính biến dạng STT Tên điểm Kinh độ Vĩ độ VE VN VU SE SN SU Nguồn Khung QC 1 STT1 114.331 11.429 23.4 -10.57 -1.5 1.44 1.34 2.7 P.T.Trịnh (2010a,b) ITRF2005 2 BLV1 107.723 20.128 30.12 -12.46 3.9 1.36 1.29 1.7 P.T.Trịnh (2010a,b) ITRF2005 3 CDA1 106.652 8.692 21.76 -9.84 -2.6 1.39 1.32 1.8 P.T.Trịnh (2010a,b) ITRF2005 4 DOHO 106.616 17.507 26.63 -9.48 -1.7 1.37 1.31 2.0 P.T.Trịnh (2010a,b) ITRF2005 5 HOCM 106.56 10.849 22 -13.75 -2.4 1.47 1.36 2.7 P.T.Trịnh (2010a,b) ITRF2005 6 NTUS 103.68 1.346 27.41 -7.05 0.2 - - - IGS ITRF2005 7 KUNM 102.797 25.03 30.63 -17.77 -0.4 - - - IGS ITRF2005 8 PIMO 121.078 14.636 -29 4.7 -2.4 - - - IGS ITRF2005 9 TNML 120.987 24.798 28.66 -9.62 1.9 - - - IGS ITRF2005 10 TNSM 116.725 20.7026 29.7 -12.9 -0.2 0.2 0.1 0.7 Shui-Beih Yu (2011) ITRF2005 11 BRG1 120.601 18.5203 -48.5 9.8 -0.7 0.4 0.4 1.9 Shui-Beih Yu (2011) ITRF2005 12 BTS3 121.963 20.4383 -38.5 27.9 10 0.9 0.6 3.7 Shui-Beih Yu (2011) ITRF2005 13 S102 121.5582 22.0372 -38.8 39.3 6.6 0.3 0.3 0.6 Shui-Beih Yu (2011) ITRF2005 14 S23R 120.606 22.645 -22.9 -10.6 0.2 0.1 0.1 0.3 Shui-Beih Yu (2011) ITRF2005 15 LNI1 106.539 11.822 25.83 -13.47 -3.83 2.5 2.19 - T.Đ.Tô (trao đổi riêng) ITRF2000 16 JB21 110.306 25.186 33.01 -13.49 2.12 0.07 0.15 0.33 LiaoChaoming (2010) ITRF2000 17 XIAM 118.082 24.449 32.1 -14.4 - 0.1 0.1 - Hu Xinkan (2007) ITRF2000 18 YONG 112.335 16.834 30.1 -11.6 - 0.1 0.1 - Hu Xinkan (2007) ITRF2000 19 TABA 108.891 0.863 29.83 -9.2 -2.28 0.95 1.26 4.89 Simons &nnk(2007) ITRF2000 20 BRUN 115.031 4.966 28.66 -10.65 -0.42 2.1 3.3 10.68 Simons &nnk(2007) ITRF2000 21 PUER 118.851 10.086 32 -13.6 -1.82 1 0.7 3.53 Simons &nnk(2007) ITRF2000 Viết tắt: VE (mm/năm) - Vận tốc thành phần chuyển dịch về phía đông VN(mm/năm) - Vận tốc thành phần chuyển dịch về phía bắc VU(mm/năm) - Vận tốc thành phần chuyển dịch thẳng đứng SE (mm/năm)- Sai số vận tốc thành phần chuyển dịch về phía đông SN (mm/năm)- Sai số vận tốc thành phần chuyển dịch về phía bắc SU (mm/năm)- Sai số vận tốc thành phần chuyển dịch thẳng đứng 3.2. PHÂN CHIA LƯỚI ĐA GIÁC TÍNH TOÁN Trên cơ sở 21 điểm đo GPS được lựa chọn, đã tiến hành phân chia khu vực nghiên cứu thành một mạng lưới 19 đa giác (Hình 3.2). Việc này được tiến hành thủ công, dựa trên nguyên tắc: lấy bốn điểm (nằm trên các đảo) là STT1, BLV1, YONG và TNSM làm trung tâm để kết nối với các điểm trên đất liền và các đảo khác ở xung quanh Biển Đông sao cho diện tích của các đa giác không quá chênh lệch nhau, phù hợp với quy mô lưới tính biến dạng. Lưới đa giác được tạo thành có trọng 52 tâm của mỗi đa giác thường nằm ở tâm của các cấu trúc quan trọng. Đặc biệt là khu vực Tây Biển Đông, trọng tâm của mỗi đa giác thường gần với tâm của các bể trầm tích lớn trên thềm lục địa (Hình 3.2). Hình 3.2: Sơ đồ lưới đa giác tính biến dạng (từ T1 đến T19). Nền cấu trúc-kiến tạo khu vực Biển Đông Việt Nam và các vùng lân cận biên chỉnh như Hình 1.1 (Chú giải cấu trúc-kiến tạo xem Hình 1.1). Các khối cấu trúc chính viết tắt: SH: ShanThai; NT: Nam Trung Hoa; DD: Đông Dương; HS: Hoàng Sa; TT: trũng trung tâm Biển Đông; TS: Trường Sa; BN: Borneo; ML: Malaysia; LZ: Luzon; PH: mảng đại dương Phillippin. Trong số 19 đa giác, có 16 tam giác, 2 tứ giác và 1 ngũ giác. Các đa giác được ký hiệu từ T1 đến T19. Trong đó, có 14 đa giác (từ T1 đến T14) nằm trong 53 phạm vi nội mảng, còn lại 5 đa giác có ít nhất một điểm nằm trong vùng liên quan tới ranh giới mảng. Khi thể hiện biến dạng, hai nhóm đa giác này có tốc độ biến dạng chênh lệch nhau tới khoảng 10 lần nên mỗi nhóm được thể hiện riêng rẽ trên một hình (Hình 3.3 và Hình 3.4). Tổng điện tích của 19 đa giác là gần 3,7 triệu km2 (giá trị này gấp khoảng 11 lần diện tích đất liền của Việt Nam), trung bình diện tích của mỗi đa giác là gần 0,2 triệu km2. Đa giác có diện tích lớn nhất là T16 (0,36 triệu km2) và nhỏ nhất là T17 (0,08 triệu km2). Các đa giác nội mảng có tổng diện tích 2,9 triệu km2, diện tích trung bình của mỗi đa giác là 0,2 triệu km2. Đa giác có diện tích lớn nhất là T12 (0,36 triệu km2) và nhỏ nhất là T6 (0,09 triệu km2). Kết quả tính biến dạng trong lưới 19 đa giác này là vận tốc biến dạng chính của mỗi đa giác (các Hình 3.3, 3.4 và chi tiết trong Bảng 3.2). 3.3. NỘI SUY TRƯỜNG VẬN TỐC CHUYỂN DỊCH Do khó khăn về điều kiện biển đảo, khu vực nghiên cứu với quy mô lưới tính biến dạng lớn nhưng chỉ có 21 điểm đo GPS chất lượng tốt. Để thu được một trường biến dạng mang tính liên tục, cần phải có một trường vận tốc chuyển dịch với các điểm GPS phân bố tương đối đều trong lưới. Nhằm mô tả trường vận tốc biến dạng liên tục, Nghiên cứu sinh đã tiến hành nội suy vận tốc chuyển dịch theo lưới 1×1o cho toàn vùng trên cơ sở vận tốc chuyển dịch của 21 điểm đã được lựa chọn. Việc nội suy được tiến hành bằng phương pháp Kriging [53] cho từng thành phần vận tốc, sử dụng phần mềm Surfer 9.0 [Golden Software, Inc.]. Kriging là phương pháp nội suy tìm ra đặc tính chung của toàn bộ bề mặt được thể hiện bởi các giá trị số đo, và áp dụng các đặc tính đó cho các phần khác của bề mặt. Kriging dựa trên phương pháp “phân tích bề mặt” và “trọng số trung bình”. “Phân tích bề mặt” tìm ra một phương trình toán học diễn tả xu hướng tổng quát của bề mặt nhưng không tính đến các tính bất quy luật cục bộ. Nội suy cục bộ 54 dùng để tính độ lệch từ xu hướng toàn cầu do sự không theo quy luật của khu vực. Phương pháp “trọng số trung bình” dùng để tính sự biến thiên này. Hình 3.3: Vận tốc biến dạng trong các đa giác nội mảng (từ T1 đến T14) tính từ số liệu chuyển dịch GPS thể hiện các trạng thái biến dạng nén ép, trượt bằng hoặc căng giãn trong các đa giác khác nhau. Nền cấu trúc-kiến tạo khu vực Biển Đông Việt Nam và các vùng lân cận biên chỉnh như Hình 1.1 (Chú giải cấu trúc-kiến tạo xem Hình 1.1). Các khối cấu trúc chính viết tắt: SH: ShanThai; NT: Nam Trung Hoa; DD: Đông Dương; HS: Hoàng Sa; TT: trũng trung tâm Biển Đông; TS: Trường Sa; BN: Borneo; ML: Malaysia; LZ: Luzon; PH: mảng đại dương Phillippin. 55 Hình 3.4: Vận tốc biến dạng trong các đa giác ở ranh giới mảng (từ T15 đến T19) tính từ số liệu chuyển dịch GPS. Chú ý: biến dạng được thể hiện trong hình này có tỉ lệ nhỏ hơn 10 lần hình trước. Nền cấu trúc-kiến tạo khu vực Biển Đông Việt Nam và các vùng lân cận biên chỉnh như Hình 1.1 (Chú giải cấu trúc-kiến tạo xem Hình 1.1). Các khối cấu trúc chính viết tắt: SH: ShanThai; NT: Nam Trung Hoa; DD: Đông Dương; HS: Hoàng Sa; TT: trũng trung tâm Biển Đông; TS: Trường Sa; BN: Borneo; ML: Malaysia; LZ: Luzon; PH: mảng đại dương Phillippin. Trọng số được xác định bởi xu hướng của những độ lệch giữa đường cong bề mặt toàn cầu và các điểm quan sát. Kết quả thu được một trường vận tốc chuyển dịch phân bố đều. Hình 3.5 giới thiệu trường vận tốc chuyển dịch nhận được cùng các vectơ vận tốc đo thực tế. Từ trường vận tốc chuyển dịch này, đã tiến hành tính biến dạng cho lưới tứ giác 1×1o trong phạm vi của các đa giác nội mảng. Mỗi ô lưới 56 1×1o tương đương với diện tích khoảng 12,000 km2, giá trị này nhỏ hơn 16 lần diện tích trung bình của các đa giác T1 đến T19). Kết quả tính biến dạng chính từ trường vận tốc chuyển dịch nội suy được thể hiện tương ứng trên Hình 3.6. 3.4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Biến dạng được tính bằng phần mềm QOCA [35] với số liệu đầu vào là vận tốc chuyển dịch tuyệt đối của các điểm GPS. Kết quả thu được hai tham số biến dạng cơ bản là: vận tốc biến dạng chính và vận tốc biến dạng xoay. Ngoài ra, từ trường vận tốc nội suy cũng cho phép tính thêm một số đại lượng khác cũng đặc trưng cho biến dạng, bao gồm: độ lớn của biến dạng, độ lớn biến dạng trương nở hai chiều và độ lớn biến dạng trượt cực đại. 3.4.1. BIẾN DẠNG CHÍNH Như đã giới thiệu ở phần trên, biến dạng chính là biến dạng được biểu diễn trong một hệ quy chiếu sao cho trong đó biến dạng trượt bằng 0 và hai thành phần còn lại của biến dạng là lớn nhất. Khi đó, hai thành phần này được gọi là vận tốc biến dạng chính lớn nhất và vận tốc biến dạng chính nhỏ nhất. Hai trục biến dạng chính luôn vuông góc với nhau. Góc định hướng θ được thể hiện là góc lệch giữa phương của trục biến dạng chính nhỏ nhất và phương bắc. Theo quy ước, biến dạng giãn mang dấu dương, biến dạng nén mang dấu âm. Kết quả tính biến dạng chính trong 19 đa giác cho thấy: chỉ có 6 đa giác (T5, T8, T10, T13, T14 và T16) nhận được một trong hai thành phần của biến dạng chính nằm trong khoảng sai số. Trong số đó có 5 đa giác (trừ T16) thuộc về vùng nội mảng. Ngoại trừ T13, các đa giác còn lại độ lớn của một trong hai thành phần biến dạng chính mà nằm trong khoảng sai số đều nhỏ hơn rất nhiều so với độ lớn của thành phần biến dạng chính còn lại (Bảng 3.2, Hình 3.3 và 3.4). Thông thường, sai số tính vận tốc biến dạng ở toàn bộ Biển Đông là không lớn, mặc dù cũng có thể nhận thấy sai số này ở phía đông Biển Đông nhỏ hơn so với các khu vực còn lại bởi vì vận tốc biến dạng ở phía đông Biển Đông trong các đa giác rìa mảng lớn hơn hàng chục lần so với các đa giác nội mảng. Bởi vậy những nơi có giá trị biến dạng nhỏ hơn, sai số tương đối của vận tốc biến dạng thường lớn 57 hơn. Theo đó có thể suy đoán rằng vận tốc biến dạng tính từ GPS cho các đa giác ở rìa mảng ở phía đông Biển Đông là tin cậy hơn so với các đa giác nội mảng còn lại. Bảng 3.2: Kết quả tính biến dạng trong từng đa giác Viết tắt: LON: K inh độ trọng tâm đa giác (độ) LAT: V ỹ độ trọng tâm đa giác (độ) EPS1: ận tốc biến dạng chính lớn nhất (strain/năm ) V EPS1SIG: ai số xác định vận tốc biến dạng chính lớn nhất (strain/năm ) S EPS2: V ận tốc biến dạng chính nhỏ nhất (strain/năm ) EPS2SIG: ai số xác định vận tốc biến dạng chính nhỏ nhất (strain/năm ) S CW-SPIN V ận tốc xoay theo chiều kim đồng hồ (giá trị dương) và ngược chiều kim ồng hồ (giá trị âm ) (radian /năm ) đ SPINSIG: ai số xác định vận tốc xoay (radian /năm ) S THETA: G óc lệch giữa phương của trục biến dạng chính nhỏ nhất và phương bắc (độ) THETASIG: ai số xác định góc TH ETA (độ) S TRIANGLE: ên đa giác trong lưới tính biến dạng (từ 1 đến 19) T 58 Hình 3.5: Vận tốc chuyển dịch nội suy theo lưới 1o×1o bằng phương pháp Kriging từ các giá trị đo chuyển dịch tuyệt đối của các điểm GPS. Biến dạng chính trong các đa giác nội mảng (từ T1 đến T14) thường ở mức dưới 10 nano-strain/năm (Hình 3.3, Bảng 3.2). Các kết quả về độ lớn này về cơ bản không khác nhiều so với công bố trước đây [26, 30, 32, 44, 60, 78, 93] mặc dù sử dụng các phương pháp ít nhiều khác nhau, tuy nhiên thể hiện mức độ chi tiết cao hơn. Chỉ có 3 đa giác thể hiện giá trị biến dạng lớn hơn 10 nano-strain/năm là T1, T10 và T14. Biến dạng yếu nhất thể hiện ở các đa giác T3, T4 và T5 ở khu vực phía nam Trung Quốc- thuộc Bắc Biển Đông. 59 Có thể nhận thấy có sự khác nhau rõ rệt về phương của biến dạng chính ở phía bắc và trung tâm của khu vực nghiên cứu so với khu vực phía nam. Các đa giác ở phía bắc và trung tâm khu vực nghiên cứu (T1 đến T10) có phương nén ép ngang cực đại là TB-ĐN và phương căng giãn ngang cực đại là ĐB- TN. Đa giác T8 và T10 thể hiện hoạt động nén ép mạnh nhất. Các đa giác T1, T2, T6 thể hiện hoạt động đứt gãy trượt bằng trong khu vực đứt gãy sông Hồng và lân cận. Trong khi đó đa giác T7 và T9 lại thể hiện hoạt động căng giãn ở khu vực lân cận bể Phú Khánh. Biến dạng tính được trong đa giác T1 phù hợp về hướng nhưng có vận tốc biến dạng lớn hơn (11 nano-strain/năm) so với công bố của [78] (<7 nano-strain/năm) thể hiện ở đa giác có tâm vị trí tương tự. Các đa giác ở phía nam khu vực nghiên cứu (T11 đến T14) có phương nén ép ngang cực đại là ĐB- TN và phương căng giãn ngang cực đại là TB-ĐN. Đa giác T14 thể hiện căng giãn mạnh nhất trong khu vực. Các kết quả tính biến dạng trong đa giác T12, T13 và T14 phù hợp về hướng và độ lớn với đánh giá của [78] tại cùng khu vực. Các đặc trưng của biến dạng chính mô tả trên đây có thể thấy rõ hơn khi tính biến dạng từ trường tốc độ nội suy (Hình 3.6). Kết quả cho thấy một trường biến dạng liên tục trong phạm vi các đa giác từ T1 đến T14. So với biến dạng tính từ vận tốc chuyển dịch đo đạc bằng GPS, biến dạng tính từ vận tốc chuyển dịch nội suy phân bố đều hơn về mặt hướng và độ lớn, thể hiện sự chuyển tiếp về đặc điểm biến dạng từ khu vực này sang khu vực khác. Sự khác biệt này thể hiện rất rõ trong các đa giác T8 (bể Cửu Long) và T10 (trung tâm Biển Đông), biến dạng nén ép thuần tuý trong khu vực hai đa giác này không còn xuất hiện hiện mà thay vào đó là sự chuyển đổi dần từ biến dạng nén ép thuần tuý với vận tốc nhỏ sang biến dạng trượt bằng với vận tốc lớn hơn (Hình 3.6). Có thể nhận xét rằng thông qua nội suy, đã nhận được trường vận tốc biến dạng biến đổi liên tục và khá đều. Các đa giác ở khu vực rìa mảng (T15 đến T19) với biến dạng lớn hơn nhiều lần các đa giác ở nội mảng được thể hiện trên một hình vẽ riêng với tỉ lệ giảm đi 10 lần (Hình 3.4 so với Hình 3.3). Biến dạng tính được thường nằm ở mức trên 100 nano-strain/năm với phương nén ép ngang cực đại là TB - ĐN và với ưu thế hoàn 60 toàn của hoạt động nén ép thể hiện hoạt động hút chìm ở khu vực phía tây Philippin. Chỉ riêng đa giác T15 thể hiện hoạt động căng giãn ưu thế ở phía bắc đảo Palawan. Hình 3.6: Vận tốc biến dạng tính từ vận tốc chuyển dịch nội suy. Cơ cấu chấn tiêu động đất theo danh mục CMT (1976-2011). Nền cấu trúc-kiến tạo khu vực Biển Đông Việt Nam và các vùng lân cận biên chỉnh như Hình 1.1 (Chú giải cấu trúc-kiến tạo xem Hình 1.1). Các khối cấu trúc chính viết tắt: SH: ShanThai; NT: Nam Trung Hoa; DD: Đông Dương; HS: Hoàng Sa; TT: trũng trung tâm Biển Đông; TS: Trường Sa; BN: Borneo; ML: Malaysia; LZ: Luzon; PH: mảng đại dương Phillippin. 3.4.2. “ĐỘ LỚN BIẾN DẠNG”- ĐẠI LƯỢNG BẤT BIẾN THỨ HAI 61 Hình 3.7: “Độ lớn biến dạng” tính từ vận tốc chuyển dịch nội suy. Giá trị này này tính theo đại lượng bất biến thứ hai của tenxơ biến dạng. Cơ cấu chấn tiêu động đất theo danh mục CMT (1976-2011). Nền cấu trúc-kiến tạo khu vực Biển Đông Việt Nam và các vùng lân cận biên chỉnh như Hình 1.1 (Chú giải cấu trúc-kiến tạo xem Hình 1.1). 62 Nhằm nhận được bức tranh biến dạng chi tiết hơn, trước hết đã tiến hành tính “độ lớn biến dạng” IIE (theo công thức (22)) cho từng ô vuông của trường vận tốc chuyển dịch nội suy. “Độ lớn biến dạng” tính được nằm ở tâm của mỗi ô vuông kích thước 1×1o. Tiếp đến các giá trị này được nội suy một lần nữa bằng phương pháp tạo lưới bề mặt cong liên tục với hệ số giãn có thể điều chỉnh (chương trình SURFACE – GMT [90]) sử dụng hệ số giãn 0,25 và giới hạn hội tụ 0,1 (Hình 3.7) Kết quả cho phép nhận dạng các khu vực biến dạng mạnh yếu khác nhau trong khu vực nghiên cứu. Theo đó, biến dạng lớn nhất là ở ngoài khơi và đất liền Nam Trung Bộ (8 nano-strain/năm) và ở vịnh Bắc Bộ - đất liền Bắc Việt Nam (6 nano-strain/năm). Biến dạng yếu nhất nằm ở phía bắc Biển Đông và đất liền ở Nam Trung Quốc (< 2 nano-strain/năm) (Hình 3.7). Ngoại trừ phía bắc Biển Đông, các khu vực có biến dạng lớn đều trùng với diện phân bố của cơ cấu chấn tiêu động đất theo danh mục CMT (giai đoạn 1976-2011) ( Cụ thể là động đất và biến dạng tăng cao cùng xuất hiện ở lân cận đới Sông Hồng trên đất liền, ở bể Cửu Long, phía bắc quần đảo Trường Sa và phía TN đảo Palawan. Hai trận động đất năm 1969 ở phía ĐN đảo Hải Nam và động đất 1965 ở Bắc Trường Sa ghi nhận được cơ cấu chấn tiêu [89] bổ sung thêm vào danh mục CMT. 3.4.3. BIẾN DẠNG TRƯƠNG NỞ HAI CHIỀU Độ lớn biến dạng trương nở hai chiều (nền màu) tính từ vận tốc chuyển dịch nội suy. Giá trị này này tính theo đại lượng bất biến thứ nhất của tenxơ biến dạng - công thức (21). Độ lớn biến dạng trương nở 2D tính được nằm ở tâm của mỗi ô vuông kích thước 1×1o. Các giá trị này được nội suy một lần nữa bằng phương pháp tương tự đã áp dụng cho tính độ lớn biến dạng. Kết quả thể hiện trên Hình 3.8. Các vùng có giá trị dương lớn nhất là trên đất liền và ngoài khơi Trung Trung Bộ (6 nano-strain/năm) và phía TB đảo Palawan (8 nano-strain/năm). Giá trị dương biểu thị biến dạng thuận lợi cho phát triển đứt gãy thuận. Giá trị dương của biến dạng trương nở hai chiều ở phía TB đảo Palawan phù hợp với sự có mặt của các trận động đất với cơ chế đứt gãy thuận ở lân cận đảo này (Hình 3.8). 63 Hình 3.8: Độ lớn biến dạng trương nở 2D (nền màu) tính từ vận tốc chuyển dịch nội suy. Giá trị này này tính theo đại lượng bất biến thứ nhất của tenxơ biến dạng. Giá trị dương biểu thị biến dạng thuận lợi cho phát triển đứt gãy thuận, giá trị âm biểu thị biến dạng thuận lợi cho phát triển đứt gãy nghịch. Nền cấu trúc-kiến tạo khu vực Biển Đông Việt Nam và các vùng lân cận biên chỉnh như Hình 1.1 (Chú giải cấu trúc-kiến tạo xem Hình 1.1). 64 Đặc biệt, ở phía cửa sông Mekong trên thềm lục địa ĐN Việt Nam, xuất hiện một vùng có giá trị âm (-8 nano-strain/năm) (Hình 3.8). Giá trị âm biểu thị biến dạng thuận lợi cho phát triển đứt gãy nghịch. Vùng này trùng với sự phân bố của đứt gãy nghịch Thuận Hải – Minh Hải phương ĐB- TN được mô tả khá phổ biến trong các tài liệu địa chất - địa vật lý [16]. Các vùng có giá trị biến dạng trương nở hai chiều dao động trên dưới ngưỡng 0 chiềm phần lớn diện tích khu vực 14 đa giác được nghiên cứu cho thấy cơ chế biến dạng trượt bằng đóng vai trò chủ đạo trong khu vực này. 3.4.4. BIẾN DẠNG TRƯỢT CỰC ĐẠI Độ lớn biến dạng trượt cực đại (nền màu và kích thước dấu cộng) tính từ vận tốc chuyển dịch nội suy. Phương của biến dạng trượt cực đại thể hiện thông qua định hướng của dấu cộng. Độ lớn biến dạng trượt cực đại tính được nằm ở tâm của mỗi ô vuông kích thước 1×1o. Các giá trị này được nội suy một lần nữa bằng phương pháp tương tự áp dụng cho tính độ lớn biến dạng. Kết quả thể hiện trên Hình 3.9. Biến dạng trượt cực đại lớn nhất là ở ngoài khơi và đất liền Nam Trung Bộ (22 nano-strain/năm), ở vịnh Bắc Bộ và đất liền Bắc Việt Nam (16 nano-strain/năm) và ở phía TB đảo Palawan (19 nano-strain/năm). Độ lớn biến dạng trượt cực đại và phương của nó đặc trưng cho tính cục bộ của biến dạng trượt lẫn phương mà dọc theo đó hoạt động đứt gãy trượt bằng dễ xảy ra nhất (Hình 3.9). Các đứt gãy trượt bằng nếu xảy ra sẽ có chuyển dịch phải nếu đứt gãy định hướng theo phương TB- ĐN và chuyển dịch trái nếu đứt gãy định hướng theo phương ĐB-TN. Các vùng ở phía ĐN Trung Quốc, Trung Trung Bộ và phía tây quần đảo Trường Sa thể hiện không thuận lợi cho phát triển đứt gãy trượt bằng. Những bất đồng liên quan đến kết quả tính vận tốc biến dạng trương nở, biến dạng trượt cực đại với hoạt động địa chấn ghi nhận được trong khu vực TB đảo Palawan và lân cận đảo Hải Nam sẽ được phân tích trong Chương 5. 65 Hình 3.9: Độ lớn biến dạng trượt cực đại (thể biện bằng nền màu-biểu diễn giá trị dương và kích thước dấu cộng) tính từ vận tốc chuyển dịch nội suy. Phương của biến dạng trượt cực đại thể hiện thông qua định hướng của dấu cộng. Độ lớn biến dạng trượt cực đại và phương của nó đặc trưng tính cục bộ của biến dạng trượt lẫn phương mà dọc theo đó hoạt động đứt gãy trượt bằng dễ xảy ra nhất. Nền cấu trúc-kiến tạo khu vực Biển Đông Việt Nam và các vùng lân cận biên chỉnh như Hình 1.1 (Chú giải cấu trúc-kiến tạo xem Hình 1.1). 66 3.5. KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 Trên cơ sở những dữ liệu quan trắc mới kết hợp với một số kết quả đã công bố và bằng các phương pháp cũng như phần mềm tính toán hiện đại, Nghiên cứu sinh đã nhận được một số kết quả chính sau về biến dạng kiến tạo hiện đại khu vực Biển Đông Việt Nam và các vùng lân cận: - Biến dạng chính trong các đa giác nội mảng thường ở mức dưới 10 nano- strain/năm. - Phía bắc và trung tâm khu vực nghiên cứu có phương nén ép ngang cực đại là TB- ĐN với chế độ trượt bằng là chủ đạo. Phía nam khu vực nghiên cứu có phương nén ép ngang cực đại là ĐB-TN với chế độ tách giãn là chủ đạo. - Ở khu vực rìa mảng, biến dạng chính tính được thường nằm ở mức trên 100 nano- strain/năm với phương nén ép ngang cực đại là TB- ĐN và với ưu thế hoàn toàn của hoạt động nén ép thể hiện hoạt động hút chìm ở khu vực phía tây Philippin, - Độ lớn biến dạng tính từ vận tốc chuyển dịch nội suy theo đại lượng bất biến thứ hai của tenxơ biến dạng < 8 nano-strain/năm. - Các vùng có giá trị biến dạng trương nở hai chiều dao động trên dưới ngưỡng 0 chiếm phần lớn diện tích khu vực 14 đa giác được nghiên cứu cho thấy cơ chế biến dạng trượt bằng đóng vai trò chủ đạo trong khu vực này. - Độ lớn biến dạng trượt cực đại <24 nano-strain/năm. Một số hạn chế: - Thời gian ghi nhận của số liệu GPS trong lưới Biển Đông chưa đủ dài và mật độ điểm đo chưa thật sự dày nên có thể ảnh hưởng đến độ chính xác và mức độ chi tiết của kết quả tính biến dạng. Mặt khác, độ lớn biến dạng nhìn chung nằm trong miền sai số xác định, nên đòi hỏi các quan trắc và nghiên cứu tiếp tục. Do đó các kết quả tính biến dạng chỉ ở mức khái quát. - Các giá trị tính chuyển dịch không thuộc cùng một khung toạ độ thống nhất và việc kết hợp các lời giải về vận tốc chuyển dịch của các tác giả khác nhau có thể ảnh hưởng đến độ tin cậy của kết quả tính biến dạng. Tuy nhiên sự khác nhau của vận tốc chuyển dịch trong hai khung tọa độ này ảnh hưởng không đáng kể đến kết quả tính biến dạng [3]. 67 CHƯƠNG 4 TRƯỜNG ỨNG SUẤT KIẾN TẠO HIỆN ĐẠI KHU VỰC BIỂN ĐÔNG VIỆT NAM VÀ CÁC VÙNG LÂN CẬN 4.1. PHƯƠNG ỨNG SUẤT NGANG CỰC ĐẠI (α[SHmax]) 4.1.1 KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH α[SHmax] BỂ CỬU LONG VÀ NAM CÔN SƠN Bộ tài liệu về hình ảnh thành giếng của các giếng khoan thuộc các bể Sông Hồng, Phú Khánh, Cửu Long và Nam Côn Sơn được thu thập tại Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam. Trong đó chỉ phát hiện dấu hiệu phá huỷ (BO và DIF) tin cậy tại bể Cửu Long và Nam Côn Sơn. Tài liệu chất lượng tốt tại hai bể này gồm ba loại: FMS, FMI và CBIL, phổ biến nhất là FMI. Để đảm bảo thu được thông tin trực

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdftv_dac_diem_bien_dang_truong_ung_suat_kien_tao_hien_dai_va_moi_quan_he_cua_chung_4799_1921413.pdf
Tài liệu liên quan