Xây dựng mạng lưới GPS địa động lực sông mã phục vụ công tác dự báo tai biến tự nhiên vùng tây bắc việt nam

bộ tài nguyên và môi trờng

BTNMT
VKHĐĐ&BĐ

bộ tài nguyên và môi trờng
viện Khoa học đo đạc và bản đồ
Đờng Hoàng Quốc Việt Cầu Giấy Hà Nội
***

báo cáo tổng kết
khoa học và kỹ thuật dự án thử nghiệm

xây dựng mạng lới gps địa động lực sông mã
phục vụ công tác dự báo tai biến tự nhiên
vùng tây bắc việt nam


Chủ nhiệm dự án thử nghiệm
PGS.TSKH. Hà Minh Hoà








7487
19/8/2009




Hà Nội,05- 2009

BTNMT
VKHĐĐ&BĐ
Bộ tài nguyên và môi trờng
VIện Khoa Học ĐO Đạc Và Bản đồ

Đờng Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội
***




báo cáo tổng kết
khoa học và kỹ thuật dự án thử nghiệm

xây dựng mạng lới gps địa động lực sông mã
phục vụ công tác dự báo tai biến tự nhiên
vùng tây bắc việt nam




Hà Nội, ngày tháng 05 năm 2009

Chủ nhiệm dự án thử nghiệm






PGS.TSKH. Hà Minh Hoà

Hà Nội, ngày tháng 05 năm 2009
Cơ quan chủ trì dự án

Phó Viện trởng
Viện Khoa học Đo đạc và Bản đồ




TS. Lê Anh Dũng
Hà Nội, ngày tháng năm 2009
Hội đồng đánh giá chính thức
Chủ tịch Hội đồng





Hà Nội, ngày tháng năm 2009

Cơ quan quản lý dự án
TL. Bộ trởng
Bộ Tài nguyên và Môi trờng
vụ trởng vụ khoa học Và công nghệ




TS. Nguyễn Đắc Đồng

1
Mục lục
Nội dung Trang

Lời nói đầu
Chơng I. Hoạt động của các đới đứt gy ở vùng
Tây Bắc Việt Nam
I.1. Một số khái niệm cơ bản về đứt gy kiến tạo
I.2. Tổng quan về hoạt động kiến tạo của các đới đứt
gy lớn ở vùng Tây Bắc Việt Nam
Chơng II. Nghiên cứu xây dựng quy trình thiết kế
mạng lới GPS địa động lực phục vụ việc nghiên
cứu chuyển dịch của vỏ Trái đất trên đới đứt gy
II.1. Các phơng pháp nghiên cứu đứt gy
II.2. Các yêu cầu thiết kế mạng lới GPS địa động lực
II.3. Quy trình thiết kế và xây dựng mạng lới GPS địa
động lực
Chơng III. Nghiên cứu các thuật toán phát hiện,
tìm kiếm và sửa chữa các độ trợt chu kỳ trong
các kết quả đo pha trên các sóng mang với các
tần số tơng ứng L
1
và L
2

III.1. Số cải chính vào các trị đo GPS do ảnh hởng của
tầng điện ly
III.2. Các phơng trình của các trị đo GPS
III.3. Hiện tợng trợt chu kỳ của pha sóng mang
III.4. Các nguyên lý xây dựng các tổ hợp của các
sóng mang L
1
và L
2

III.5. Các phơng pháp kiểm tra và sửa chữa độ trợt
chu kỳ trong các trị đo pha của các sóng mang L
1
và
L
2

Chơng IV. Xử lý kết quả đo GPS và xác định các
chuyển dịch của vỏ Trái đất trên khu vực đới đứt
gy sông M trong giai đoạn 2006 - 2008
IV.1. Một số vấn đề bổ sung khi sử dụng ITRF
IV.2. Kết quả cập nhật và hoàn thiện phần mềm GUST
IV.3. Các kết quả xử lý dữ liệu GPS và xác định
chuyển dịch của đới đứt gy Sông M trong giai
đoạn 2006 - 2008
Chơng V. Kết luận và kiến nghị
Tài liệu tham khảo
Phụ lục 1
Phụ lục 2


1-6
7-

7-9
9-18

19-36

19-28
28-33
33-36


36-63




37

37-39
39-41
41-48

48-63



63-73



63-64

64-67

67-73

74-75

75-79

80
81
2
Lời nói đầu
Nghiên cứu chuyển dịch vỏ Trái đất là nhiệm vụ của chuyên ngành Trắc địa
động (Kinematic Geodesy) - một lĩnh vực khoa học - kỹ thuật quan trọng của Trắc
địa cao cấp. Ngày nay việc xác định chuyển dịch của vỏ Trái đất bằng phơng pháp
trắc địa đợc thừa nhận là tin cậy nhất để dự báo động đất và là một trong những cơ
sở quan trọng để nghiên cứu các quá trình kiến tạo diễn ra trong lòng Qủa đất.
Từ đầu những năm 90 của thế kỷ XX cho đến nay, việc ứng dụng công nghệ
GPS để xây dựng các mạng lới trắc địa đã tạo ra một cuộc cách mạng khoa học - kỹ
thuật mới trong lĩnh vực trắc địa. Bởi vì mạng lới GPS là mạng lới không gian ba
chiều, nên việc đo lặp mạng lới GPS cho phép đồng thời xác định cả véc tơ chuyển
dịch ngang lẫn véc tơ chuyển dịch đứng của vỏ Trái đất. Với các u điểm cơ bản của
công nghệ GPS nh không đòi hỏi sự thông hớng giữa các điểm, đo đạc đợc tiến
hành trong mọi điều kiện thời tiết, bằng công nghệ GPS có thể nhanh chóng phát
triển mạng lới địa động học trên phạm vi lãnh thổ lớn. Bên cạnh việc không ngừng
hoàn thiện các thiết bị thu tín hiệu vệ tinh, các dịch vụ đợc cung cấp bởi Tổ chức
dịch vụ GPS quốc tế (IGS International GPS Service for geodynamics) nh lịch vệ
tinh chính xác, các sai số đồng hồ vệ tinh, các tham số quay Qủa đất, các tham số
đặc trng cho độ trễ tầng đối lu phơng thiên đỉnh, các tọa độ của các điểm thuộc
mạng lới IGS cùng tốc độ xê dịch của chúng đợc xác định trong Hệ tọa độ quy
chiếu Qủa đất quốc tế (International Terrestrial Reference Frame - ITRF) và các mô
hình cải chính các trị đo GPS dới tác động của các yếu tố địa vật lý nh hiện tợng

triều của Qủa đất cứng dới sức hút của Mặt trăng và Mặt trời, sức tải của sóng ở các
đại dơng, hiện tợng triều cực Qủa đất và sức tải áp lực khí quyển đợc cung cấp
bởi Tổ chức dịch vụ quay Qủa đất quốc tế (International Earth Rotation Service -
IERS) cho phép nhận đợc các vec tơ baselines độ chính xác cao trên các khoảng
cách lớn. Nh vậy phơng pháp đo đạc GPS với việc sử dụng các dịch vụ cuả Tổ
chức IGS hoàn toàn đáp ứng đợc các yêu cầu hiện đại của việc nghiên cứu chuyển
dịch của vỏ trái đất. Các kết quả nghiên cứu trong đề tài cấp Bộ Tài nguyên và Môi
trờng Nghiên cứu ứng dụng công nghệ GPS để xác định chuyển dịch vỏ Trái
đất trên khu vực đứt gy Lai Châu-Điện Biên trong giai đoạn 20022004 đã cho
thấy bằng công nghệ GPS có thể xác định các vectơ baseline với độ chính xác ở
mức mm và cao hơn trên khoảng cách hàng trăm km.
Việc nghiên cứu chuyển dịch của vỏ Trái đất để xác định sự chuyển dịch của
các mảng kiến tạo và dự báo các tai biến tự nhiên (động đất, lũ quét vv) đợc
nhiều nớc và các tổ chức quốc tế tiến hành. Các kết quả đo lặp trắc địa trong các
vùng đứt gẫy ở biên của các mảng kiến tạo đã xác định đợc sự chuyển động tơng
3
hỗ của chúng. Tốc độ xê dịch của mảng Châu Mỹ tơng ứng với mảng Thái Bình
Dơng đạt cỡ 4cm/1năm. Tốc độ xê dịch của mảng Thái Bình Dơng là lớn nhất với
đại lợng khoảng 5cm/1năm. Mảng Âu-á có tốc độ xê dịch thấp nhất với đại lợng
khoảng 2cm/1 năm.
Để nghiên cứu các hiện tợng động lực học diễn ra trên bề mặt và bên trong
lòng Quả đất bằng công nghệ GPS, tại cuộc họp của Hội Trắc địa quốc tế (IAG) vào
tháng 8 năm 1989 tại Edinburgh (Vơng quốc Anh) đã thành lập Tổ chức dịch vụ
GPS quốc tế cho địa động lực học (International GPS Service for geodynamics
IGS). Từ đó đến nay tổ chức IGS đã xây dựng mạng lới IGS gồm 256 trạm thu tín
hiệu vệ tinh thờng trực bao phủ toàn cầu và cung cấp hàng loại dịch vụ phục vụ
công tác nghiên cứu dịch động của vỏ Trái đất. (International Terrestrial Reference
Frame) v v [Ruth E.N., Moore A. International GPS Service tutorial. Overview of
history, organization and resources. GPS99 Symposium. Tsukuba, Japan. Oct.
21,1999].

Trong tài liệu [Michel G.W, Becker M. Crustal motion in E- and SE-Asia
from GPS measurements. Earth Plates Space, 52, 713-720,2000] đã thông báo kết
quả quan trắc dịch động kiến tạo trên mạng lới GEODYSSEA (framwork of the
GEODYnamics of South and South-East Asia) gồm 42 điểm GPS bao phủ lục địa á-
Âu, biển Philippine, ấn Độ, mảng Australia, vùng lõm Sumatra, Iran và đứt gãy
Philippine.
Trong tài liệu [Pei Zhen Zang, Zhengkang Shen, Min Wang. Continuous
deformation of the Tibetan plateau from global positioning system data. Geology.
September 2004, V.32, No 9, p.809-812] đã thông báo kết quả đo dịch động trên cao
nguyên Tibet từ kết quả đo mạng lới GPS gồm 553 điểm.
Trong tài liệu [Ph. Vernant, F. Nilforonshan, D. Hatzfeld. Present-day crustal
deformation and plate kinematics in the mildle East constrained by GPS
measurements in Iran and northern Oman. Geophys. J. Int. (2004) 157,381-398] đã
thông báo sử dụng kết quả đo trên mạng lới GPS gồm 27 điểm nằm ở Iran và phía
bắc Oman để nghiên cứu dịch động của vùng núi Himalaya-Alpine.
Trong tài liệu [A. Socquet, Ch. Vigny, N.Chamot-Rooke. India and Sunda
plates motion and deformation along their boundary in Myanmar determined by
GPS. Journal of Geophysical Research, Vol.111, 2006] đã thông báo kết quả nghiên
cứu dịch động của các mảng ấn Độ và Sunda nhờ kết quả đo GPS.
Trong tài liệu [Sauders S., Itikarai I., Stanaway R., Curley B., Suat J. Geodetic
monitoring of the November 16, 2000New Ireland Earthquake. Progress Report.
4
Research School of Earth Sciences. The Australia National University. April 4,
2001] đã thông báo về trận động đất với cờng độ 8 độ Richte xẩy ra ở đảo phía Tây
của New Ireland ngày 16/11/2000 trên ranh giới của mảng Thái Bình Dơng và
mảng Nam Bismarck. Các kết quả đo GPS đã phát hiện sự chuyển dịch kiến tạo ở
mức 0,3m ở Tây Malasait cho đến trên 5,5 m ở gần đứt gãy Weitin.

Trong sự phối hợp với các nớc khu vực Châu á-Thái Bình Dơng để nghiên
cứu chuyển dịch vỏ trái đất tại khu vực này, từ 1998 Tổng cục Địa chính (cũ), nay là

Bộ Tài nguyên và Môi trờng đã xây dựng mạng lới địa động học gồm 5 điểm phân
bố đều trên cả nớc và tiến hành đo lặp hàng năm. Việc xử lý dữ liệu GPS và tính
toán tốc độ chuyển dịch không gian của các điểm này đợc thực hiện chủ yếu bởi
các nớc đồng tổ chức Dự án mạng lới trắc địa khu vực Châu á-Thái Bình Dơng
nh Australia, Nhật và Trung Quốc. Cục Đo đạc và Bản đồ Việt Nam thuộc Bộ Tài
nguyên và Môi trờng đã nghiên cứu ứng dụng phần mềm Bernese để xử lý tính toán
mạng lới này.
Viện Địa chất thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Việt nam đã phát triển
mạng lới GPS gồm 8 điểm cùng với mạng lới tam giác hạng II để nghiên cứu
chuyển dịch vỏ trái đất trên đới đứt gãy Sông Hồng. Mạng lới GPS nêu trên đợc
đo năm 1996. Việc phối hợp các dữ liệu đo đạc truyền thống và dữ liệu GPS là nét
đặc trng của công tác nghiên cứu chuyển dịch vỏ Trái đất trên đới đứt gãy Sông-
Hồng.
Trong khuôn khổ đề tài cấp Bộ Tài nguyên và Môi trờng Nghiên cứu ứng
dụng công nghệ GPS để xác định chuyển dịch vỏ Trái đất trên khu vực đứt gy
Lai Châu - Điện Biên trong giai đoạn 20022004 đã xây dựng mạng lới GPS địa
động lực Lai Châu - Điện Biên gồm 5 điểm và nghiên cứu chuyển dịch vỏ Trái đất
trên khu vực đứt gãy Lai Châu - Điện Biên trong giai đoạn 20022005. Trong đề tài
này đã luận cứ cho các cơ sở khoa học của việc ứng dụng công nghệ GPS để nghiên
cứu chuyển dịch của vỏ Trái đất dựa trên việc sử dụng các dịch vụ của tổ chức IGS
(International GPS Service for geodynamics) nh lịch vệ tinh chính xác trong ITRF
các tham số chuyển dịch của Cực Quả đất, việc sử dụng Lịch Mặt trăng-Mặt trời để
tính đến ảnh h
ởng của hiện tợng địa triều của Quả đất nhằm xác định các vectơ
baseline độ chính xác cao; các yêu cầu của các phần mềm xử lý dữ liệu đo GPS độ
chính xác cao; các thuật toán xác định các vectơ chuyển dịch không gian, chuyển
dịch ngang, chuyển dịch đứng từ kết quả xử lý các dữ liệu đo GPS; xây dựng đợc
phần mềm ECME-GPS (Earth Crustal Movement Estimation by GPS technology) để
xử lý các dữ liệu đo GPS nhằm xác định các vectơ baseline và xác định các vectơ
chuyển dịch không gian, chuyển dịch ngang, chuyển dịch đứng theo các chu kỳ đo

5
lặp trên mạng lới GPS địa động lực, trong đó modun GUST (Gps Using Sequence
Technology) cho phép xác định các vectơ baseline độ chính xác cao từ các dữ liệu
đo GPS trên mạng lới GPS địa động lực. Tuy nhiên trong khuôn khổ đề tài nêu trên
vẫn còn một số vấn đề cần nghiên cứu giải quyết tiếp nh hoàn thiện modun GUST
với chức năng bổ sung là phát hiện, tìm kiếm và sửa chữa các đại lợng trợt chu kỳ
trong các kết quả đo pha; hoàn thiện quy trình thiết kế mạng lới GPS địa động lực
trên cơ sở gắn kết các yêu cầu xây dựng mạng lới này với các yêu cầu nghiên cứu
chuyển dịch vỏ Trái đất dựa trên bản đồ địa chất kiến tạo. Một trong những kết quả
thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học nêu trên là Quy trình đo GPS và hớng dẫn
sử dụng các phần mềm xử lý dữ liệu đo GPS độ chính xác cao để nghiên cứu
chuyển dịch của vỏ Trái đất.
Dự án thử nghiệm Xây dựng mạng lới GPS địa động lực sông M phục vụ
công tác dự báo tai biến tự nhiên vùng Tây bắc Việt Nam sẽ tạo ra các số liệu ban
đầu về chuyển dịch vỏ Trái đất của đới đứt gãy sông Mã là đới đứt gãy lớn ở vùng
Tây Bắc Việt Nam (chúng ta đã có các số liệu nghiên cứu chuyển dịch của các đới
đứt gãy lớn khác của vùng Tây Bắc là các đới đứt gãy Sông Hồng, Lai Châu-Điện
Biên); hoàn thiện tiếp theo modun xử lý dữ liệu đo GPS (GUST) thuộc phần mềm
ECMEGPS trên cơ sở giải quyết bài toán phát hiện, tìm kiếm và sửa chữa các đại
lợng trợt chu kỳ trong các kết quả đo pha và hoàn thiện tiếp theo quy trình thiết kế
mạng lới GPS động lực học.
Việc thực hiện Dự án này nhằm đạt ba mục tiêu sau:
- Giải quyết bài toán phát hiện, tìm kiếm và sửa chữa các đại lợng trợt chu
kỳ trong các kết quả đo pha để hoàn thiện modun xử lý dữ liệu đo GPS trong phần
mềm ECMEGPS;
- Hoàn thiện tiếp theo quy trình thiết kế mạng lới GPS địa động lực để
nghiên cứu chuyển dịch của vỏ Trái đất;
- Tạo dữ liệu chuyển dịch ban đầu của vỏ Trái đất trên khu vực đứt gãy sông
Mã.
Để đạt các mục tiêu đã đề ra cần thực hiện các nhiệm vụ sau:

- Nghiên cứu xác lập sơ đồ đứt gãy Sông Mã, lựa chọn các điểm xung yếu
nhất về mặt địa chất kiến tạo làm cơ sở để thiết kế lới GPS địa động lực;
- Nghiên cứu thiết kế và khảo sát thi công lới GPS địa động lực tại đới đứt
gãy Sông Mã trên địa phận tỉnh Thanh Hoá;
- Tiến hành đo ba chu kỳ trên các điểm thuộc mạng lới GPS địa động lực
sông Mã với chu kỳ 1 lần/ năm;
6
- Nghiên cứu các thuật toán phát hiện, tìm kiếm và sửa chữa các đại lợng
trợt chu kỳ trong các kết quả đo pha;
- Hoàn thiện mô đun xử lý dữ liệu đo GPS;
- Xử lý dữ liệu đo GPS trong 3 chu kỳ đo lặp mạng lới GPS địa động lực;
- Phân tích và đánh giá chuyển dịch đứt gãy sông Mã trong các chu kỳ đo lặp;
- Viết báo cáo tổng kết Dự án.
Các sản phẩm của dự án này bao gồm:
- Quy trình thiết kế mạng lới GPS địa động lực, quy trình đo đạc và xử lý dữ
liệu GPS phục vụ nghiên cứu chuyển dịch của đứt gãy;
- Mô đun xử lý dữ liệu đo GPS hoàn chỉnh;
- Các số liệu đo đạc GPS trên mạng lới GPS địa động lực sông Mã, các kết
quả xác định chuyển dịch và phân tích vi kiến tạo của đứt gãy sông Mã.
Các thành viên chính tham gia thực hiện Dự án:
- PGS. TSKH. Hà Minh Hoà - Viện Khoa học Đo đạc và Bản đồ
- TS. Dơng Chí Công - Viện Khoa học Đo đạc và Bản đồ
- TS. Nguyễn Ngọc Lâu - Trờng Đại học Bách khoa Tp. Hồ Chí Minh
- TS. Nguyễn Văn Hùng - Viện Địa chất, Viện KH&CN Việt Nam
Trong dự án sản xuấtthử nghiệm này, PGS. TSKH. Hà Minh Hoà đã thiết lập
mối quan hệ giữa phơng pháp địa chất và phơng pháp trắc địa trong việc nghiên
cứu các hiện tợng địa động lực, xác lập cơ sở khoa học của việc xác định các mật
độ điểm GPS trong mạng lới địa động lực để phục vụ việc nghiên cứu chuyển dịch
vỏ Trái đất; xây dựng Quy trình thiết kế và xây dựng mạng lới GPS địa động lực;
khảo sát các nguyên lý xây dựng các tổ hợp của các sóng mang L

1
, L
2
và đánh giá
tốc độ chuyển dịch của đới đứt gãy Sông Mã trong giai đoạn từ tháng 11/2006 đến
tháng 10 năm 2008 dựa trên các kết quả đo đạc và xử lý các dữ liệu GPS nhờ phần
mềm ECME-GPS. TS. Nguyễn Văn Hùng đã cung cấp các thông tin về hoạt động
của đới đứt gãy Sông Mã dựa trên các kết quả nghiên cứu bằng phơng pháp địa
chất; TS. Dơng Chí Công đã áp dụng Quy trình thiết kế và xây dựng mạng lới GPS
địa động lực để xây dựng mạng lới GPS địa động lực Sông Mã và sử dụng các phần
mềm Bernese, Gamit để xử lý các dữ liệu đo GPS trong 3 chu kỳ đo lặp trong giai
đoạn từ tháng 11/2006 đến tháng 10 năm 2008; TS. Nguyễn Ngọc Lâu đã thử
nghiệm các thuật toán và xây dựng modun kiểm tra, phát hiện và sửa chữa các độ
trợt chu kỳ nhằm hoàn thiện phần mềm GUST, sử dụng phần mềm GUST để xử lý
các dữ liệu đo GPS trong 3 chu kỳ đo lặp trong giai đoạn từ tháng 11/2006 đến tháng
10 năm 2008.
7
Chơng I. Hoạt động của các đới đứt gy ở vùng Tây Bắc
Việt Nam
I.1. Một số khái niệm cơ bản về đứt gy kiến tạo
Kiến tạo là một lĩnh vực quan trọng của khoa học địa chất chuyên nghiên cứu
cấu tạo, chuyển động, biến dạng và những quy luật phát triển của vỏ Trái Đất. Đứt
gãy kiến tạo là một nội dung của nó.
Đứt gãy là sản phẩm biến dạng của đá, là một mặt hoặc một đới, mà dọc theo
mặt hoặc đới ấy xẩy ra hiện tợng dịch chuyển song song với chúng. Hình chiếu trên
mặt phẳng nằm ngang của đờng cắt giữa (mặt) đứt gãy và mặt địa hình đợc gọi là
(đờng) đứt gãy. Đờng cắt này cho biết phơng kéo dài trong không gian của đứt
gãy.
Cấu trúc một đứt gãy đợc mô tả bởi góc ph'ơng vị, hớng dốc và góc dốc
(góc cắm). Các thông số này có thể đợc đo đạc trực tiếp ngoài thực địa bằng địa

bàn hoặc có thể đợc xác định gián tiếp từ các kết quả nghiên cứu kién tạo vật lý.
Đứt gãy chia cắt đất đá ra làm hai khối đứt gãy. Mỗi khối là một cánh của đứt
gãy. Dựa vào vị trí của các khối, có thể phân loại cánh đứt gãy thành cánh treo và
cánh nằm. Nếu các đứt gãy có mặt đứt gãy nằm nghiêng thì khối đá nằm trên mặt
đứt gãy là cánh treo, còn khối đá nằm dới mặt đứt gãy là cánh nằm. Đối với các đứt
gãy thẳng đứng không phân biệt cánh treo và cánh nằm.
Nếu cấu trúc đứt gãy không phải chỉ có một mặt trợt mà là một đới mặt trợt
kèm theo các sản phẩm biến dạng khác, thì gọi là đới đứt gãy. Trong một đới đứt
gãy, ngoài đứt gãy chính còn có các đứt gãy phụ.
Việc xác định chính xác trên địa hình ranh giới của đới đứt gãy cũng nh vị trí
của các đứt gãy, đặc biệt đối với đứt gãy chính, có vai trò quan trọng trong quá trình
chọn vị trí chôn mốc lới địa động học trên thực địa.
Một số đứt gãy đợc phân loại bao gồm lineamen, đứt gãy sâu, đới rift, đứt
gãy biến dạng, đứt gãy trợt bằng, đới trợt, đứt gãy vòng [24].
Lineamen là đới đứt gãy rất lớn, cỡ hành tinh, có bề rộng hàng chục thậm chí
hàng trăm km, có lịch sử phát triển lâu dài, có biểu hiện hoạt động lặp đi lặp lại, là
đới xung yếu của vỏ Trái đất, nơi sụt lún vào các thời kỳ địa chất khác nhau để tạo
thành các bồn địa trầm tích , nơi vỏ Trái đất khi căng dãn thì thuận lợi cho magma
thâm nhập và phún trào núi lửa, khi nén ép thì gây uốn nếp, biến dạng các đá dọc
theo nó. Nhiều ý kiến cho rằng, lineamen là sản phẩm động học do Trái đất quay
xung quanh trục của nó gây nên.
Đứt gãy sâu là đứt gãy có chiều dài lớn, phát sinh rất sâu trong lòng đất, có
lịch sử lâu dài, nhiều pha với hớng vận động khác nhau, có vai trò quan trọng trong
8
việc hình thành các đới xâm nhập và phún trào, các dải địa máng, các dải uốn nếp,
các đới sinh khoáng.
Đới rift là đới tách dãn. Cơ chế vận động của nó phụ thuộc vào sự tách dãn
của vỏ Trái đất. Các cấu trúc rift điển hình thờng liên quan tới cấu trúc ba chạc.
Đứt gãy biến dạng là đứt gãy trợt ngang lớn làm dịch chuyển các dẫy núi
giữa đại dơng, là ranh giới trợt ngang giữa các mảng mà ở đó không xẩy ra hiện

tợng tách dãn hoặc lấn chờm. Đây là đứt gãy biến dạng phổ biến ở đại dơng.
Đứt gãy trợt bằng là đứt gãy lớn, có hiện tợng dịch chuyển theo phơng
nằm ngang với cự ly rất khác nhau. Đứt gãy trợt bằng nói chung liên quan tới các
mặt có ứng suất tiếp cực đại. Nó cũng có thể có nguồn gốc từ một loại đứt gãy nào
đó (không nhất thiết phải là mặt có ứng suất tiếp cực đại) tái hoạt động thể hiện tính
trợt bằng rõ ràng.
Đới trợt, đới cắt, cắt trợt hay dịch trợt là đới biến dạng dẻo hoặc biến dạng
dòn thờng xuất hiện thành đới trong khối đá không bị biến dạng. Đứt gãy do biến
dạng dòn tạo nên chỉ xẩy ra đến độ sâu 10-15 km trong vỏ Trái đất. Dới độ sâu đó,
tính chất vật lý của đất đá bị biến đổi và trong điều kiện nhiệt độ và áp suất tăng lên,
tính dòn của đá dần chuyển sang tính dẻo và quá trình biến dạng đàn hồi của đá có
thể chuyển thành biến dạng dẻo.
Đứt gãy vòng là một dạng của cấu tạo vòng, có đặc điểm là đờng phơng của
đứt gãy thấy đợc trên bình đồ có dạng vòng tròn khép kín hoặc không khép kín,
thờng xuất hiện thành một đới dạng sóng lợn theo nhau. Đứt gãy vòng có liên
quan tới cấu tạo nâng dạng vòm , cấu tạo sụt lún dạng trũng núi lửa.
Dựa vào sự dịch chuyển của các cánh ngời ta phân chia các đứt gãy thành
các loại sau:
1. Đứt gãy thuận là đứt gãy có mặt đứt gãy nghiêng về phía đá bị trụt xuống.
Nói cách khác đứt gãy thuận là đứt gãy mà cánh treo trợt xuống phía dới so với
cánh nằm. Trong đứt gãy thuận thờng xẩy ra hiện t
ợng trợt song song với hớng
dốc của mặt trợt.
Dựa vào hớng dịch chuyển của các cánh ngời ta lại phân đứt gãy thuận
thành các loại nh:
1.1. Đứt gy thuận xuôi: khi cánh treo dịch chuyển xuống dới hoặc cánh
nằm không dịch chuyển.
1.2. Đứt gy thuận ngợc: khi cánh nằm dịch chuyển lên trên hoặc cánh treo
không chuyển dịch.
Khi nghiên cứu đứt gãy thuận trong phạm vi xuất hiện đứt gãy có thể nhận

thấy rằng đứt gãy thuận liên quan với trờng ứng suất căng dãn.
9
2. Đứt gãy nghịch là đứt gãy có mặt đứt gãy nghiêng về cánh bị trồi lên, tức
là đứt gãy có cánh treo đợc đẩy lên cao hơn dẫn đến đá cổ lại nằm trên đá trẻ.
Đứt gãy nghịch cũng đợc phân ra thành đứt gãy nghịch xuôi và đứt gãy
nghịch ngợc. Khi nghiên cứu đứt gãy nghịch trong phạm vi xuất hiện đứt gãy có thể
nhận thấy rằng đứt gãy nghịch liên quan với trờng ứng suất nén ép.
3. Đứt gãy chờm nghịch và đứt gãy địa dị: Đứt gãy chờm nghịch là những
đứt gãy nghịch có kèm theo hiện tợng uốn nếp. Các đứt gãy chờm nghịch thờng có
mặt trợt thoải, với góc dốc mặt đứt gãy nhỏ hơn 45
0
. Góc dốc càng nhỏ thì tính
chờm nghịch càng phức tạp, thậm chí dẫn đến hiện tợng địa di làm cho các khối đá
từ vùng này bị trợt di rất xađến vùng khác, gây ra biến dạng phức tạp.
4. Đứt gãy rời là đứt gãy có hớng dịch chuyển vuông góc với mặt đứt gãy,
làm cho các cánh của đứt gãy tách rời nhau. Về mặt động học, trong elipxoit biến
dạng, các đứt gãy rời phát triển song song với phơng của lực ép nén hoặc vuông góc
với lực căng.
5. Đứt gãy trợt bằng là đứt gãy có các cánh dịch chuyển theo phơng nằm
ngang với cự ly rất khác nhau.
Đứt gãy trợt bằng lại đợc phân thành:
5.1. Đứt gãy trợt bằng phải có hớng chuyển dịch của hai cánh thuận chiều
kim đồng hồ;
5.2. Đứt gãy trợt bằng trái có hớng chuyển dịch của hai cánh ngợc chiều
kim đồng hồ;
5.3. Đứt gãy trợt bằng phải thuận,
5.4. Đứt gãy trợt bằng trái thuận,
5.5. Đứt gãy trợt bằng phải nghịch,
5.6. Đứt gãy trợt bằng trái nghịch.
Nghiên cứu đứt gãy có một nội dung phong phú, bao gồm tuổi, quy mô, phạm

vi phân bố của đứt gãy, tính chất và cự ly dịch chuyển của nó, các pha biến dạng
trong lịch sử phát triển cấu trúc-kiến tạo của vùng, quan hệ của đứt gãy với các hiện
tợng địa chất khác.
I.2. Tổng quan về hoạt động kiến tạo của các đới đứt
gy lớn ở vùng Tây Bắc Việt Nam
I.2.1. Một số đới đứt gy lớn ở vùng Tây Bắc Việt Nam
Lãnh thổ Miền bắc Việt Nam bị phân chia bởi hàng loạt đứt gãy, trong đó các
đứt gãy chính là các đới đứt gãy Sông Hồng, đới đứt gãy Lai Châu-Điện Biên và đứt
10
gãy sông Mã. Theo các nhà địa chấn, các trận động đất với cờng độ 4,5-5,0 độ
Rich Te đều liên quan đến các đới đứt gãy này.
Đới đứt gãy Sông Hồng dài trên 1000km chạy từ Tây Tạng qua Vân Nam
(Trung Quốc), miền Bắc Việt Nam ra tới Biển Đông. Đới đứt gãy Sông Hồng đợc
thừa nhận là ranh giới quan trọng ở Châu á,
phân chia khối Đông Dơng với khối
Nam Trung Hoa.
Trong sơ đồ kiến tạo địa chất ở Miền bắc Việt Nam, đới đứt gãy Lai Châu-
Điện Biên đợc thừa nhận là quan trọng thứ hai sau đới đứt gãy Sông Hồng. Đứt gãy
Lai Châu-Điện Biên chạy từ biên giới Việt-Trung qua biên giới Việt-Lào dọc theo
hớng Bắc Tây bắcNam Đông nam đến tận vịnh Thái Lan. Đới đứt gãy Lai Châu -
Điện Biên là một phần nhỏ của đới đứt gãy Lai Châu - Luông Pra Băng - Pursat có
bề rộng 40 - 50 km , dài 1200 km. Đoạn đứt gãy trên lãnh thổ nớc ta dài 160 km
nằm gọn trong phạm vi tỉnh Lai Châu bắt đầu từ biên giới Việt Trung tại Chiềng
Chai chạy qua Thị xã Lai Châu , xuống Thị xã Điện Biên rồi uốn quanh về cửa khẩu
Tây trang sang đất Lào. Đới đứt gãy Lai Châu - Điện Biên là dải trũng thấp dới
1000 m thuộc sờn và đáy của một loạt các thung lũng suối Nậm Nà, Nậm Lay,
Nậm Lức và Nậm Rốn nối tiếp nhau từ biên giới Việt Trung ở phía Bắc đến biên
giới Việt - Lào ở phía Nam , nằm giữa một bên là cao nguyên Tà Phình cao 1500
1900 m, dãy núi dạng cao nguyên Huổi Long cao 1200 1700 m và các dãy núi
khác ở phía Đông và một bên là dãy núi cao 1200 1700 m ở khu vực Mờng Tè,

Mờng Chà, Si Pa Phìn ở phía Tây. Chiều rộng của dải thay đổi từ 6 km đến 11 km.
Trên mặt cắt ngang, kiến trúc của đới đứt gãy Lai Châu - Điện Biên đợc thể hiện
dới dạng ba dải: một dải chính và hai dải phụ. Dải chính gồm đứt gãy chính kéo dài
liên tục và các đứt gãy phụ chạy song song. Đứt gãy chính gần nh thẳng đứng, hơi
nghiêng về phía Tây Tây Tây Bắc. Từ Nam Mờng Mơn, đứt gãy chính tách ra ba
nhánh. Nhánh phía Tây chạy dọc theo phơng Đông Bắc Tây Nam cắt qua phía
Bắc Mờng Pôn sang đất Lào. Nhánh giữa chạy qua Mờng Pôn , phía Tây Thị xã
Điện Biên rồi chạy sang đất Lào. Nhánh phía Đông chạy dọc theo phơng Bắc Tây
Bắc Nam Đông Nam cắt qua trũng Điện Biên, sau đó chạy theo phơng Đông Bắc
Tây Nam qua sờn Tây Trang sang đất Lào. Dải phụ phía Tây gồm các đứt gãy
phụ có chiều dài trên dới 10 km có phơng chủ đạo là á kinh tuyến ở phía Bắc và
phơng Đông Bắc Tây Nam ở phía Nam. Dải phụ phía Đông gồm các đứt gãy phụ
có chiều dài đến vài chục km và có phơng chủ đạo là kinh tuyến làm với đứt gãy
chính một góc nhọn.
Các nghiên cứu về hoạt động tân kiến tạo tại đới đứt gãy Lai Châu-Điện Biên
gần đây cho thấy đới đứt gãy này đã trải qua hai pha hoạt động kiến tạo trong
11
kainozoi: pha sớm trợt bằng phải và trợt bằng phải nghịch và pha muộn trợt bằng
trái và trợt bằng trái thuận. Cấu trúc phức tạp của đứt gãy cùng các thể hiện dị
thờng cao về địa hoá khí và địa nhiệt cho thấy rằng đới đứt gãy này có hoạt động
kiến tạo mạnh với sự xẩy ra thờng xuyên các trận động đất, các trận lở đất và lũ
quét bùn đá. Dọc theo đới đứt gãy Lai Châu-Điện Biên đã ghi nhận đợc nhiều trận
động đất có cờng độ 5,1-5,5 độ Rich Te. Ví dụ ở Lai Châu (1944,2001), Điện Biên
(1920) đã xẩy ra các trận động đất có cờng độ 5,6 độ Rich Te.
Đới đứt gãy Sơn La - Bỉm Sơn trớc đây đợc xác định một cách không rõ
ràng và không đầy đủ kể cả trên các bản đồ địa chất tỷ lệ 1/ 200.000 vùng Tây Bắc
xuất bản năm 1979. Trên các bản đồ này phân bố lân cận đứt gãy chính (đứt gãy Sơn
La) còn hàng loạt các đứt gãy (cha đợc phân cấp). Tất cả các đứt gãy này phát
triển chủ yếu trong các thành tạo PZ tạo thành một dải kéo dài theo phơng Tây Bắc-
Đông Nam kẹp giữa các thành tạo PR thuộc phức nếp lồi Sông Mã và các thành tạo

MZ thuộc phức nếp lõm Sông Đà [14,21]. Đới đứt gãy tân kiến tạo Sơn La - Bỉm Sơn
chính thức đợc đề cập nh là một đới đứt gãy tân kiến tạo hoạt động mạnh ở trong
một vài công trình nghiên cứu địa động lực hoặc có liên quan đến địa động lực của
vùng Tây Bắc trong những thời gian muộn hơn [15,16]. Tuy nhiên cho đến nay các
công trình đó chỉ mới đề cập đến những nét hết sức khái quát của đới đứt gãy này và
nó chỉ đợc thể hiện trên các sơ đồ tỷ lệ nhỏ (1/500.000; 1/1.000.000 và nhỏ hơn).
Những đặc điểm cơ bản nhất của đới đứt gãy tân kiến tạo này nh : đặc điểm phân
bố không gian, đặc điểm địa chất, địa mạo, đặc điểm kiến trúc của đới, đặc điểm
hoạt động trong tân kiến tạo và một số đặc điểm đặc trng khác hoàn toàn mới đợc
một số các giả đề cập đến gần đây [17,23]. Đới đứt gãy tân kiến tạo Sơn La - Bỉm
Sơn (tên gọi mới) biểu hiện rõ nét nhất bắt đầu từ phía nam đèo Pha Đin chạy theo
chân sờn phía Đông Bắc của dãy núi Phu Xung Chảo Chai kéo dài về phía Đông
Nam đến bản Nà Đít và đ
ợc chia thành hai nhánh. Nhánh phụ chạy qua qua hai
điểm trầm tích Neogen ở hang Mon và bản Tà Vài, sau đó cắt về đờng số 6 ở đầu
thị trấn Mộc Châu và kết thúc tại đây. Hớng chính chạy dọc theo biên giới Lào -
Việt đến Pa Háng - Chiềng Ve đổi sang phơng á vĩ tuyến qua Xuân Nha, Mai
Châu và bắt đầu mở rộng phạm vi của mình. Phần chính của đới chạy theo rìa phía
Tây Nam của dãy núi đá vôi ranh giới tự nhiên giữa hai tỉnh Ninh Bình và Thanh
Hoá ra bờ biển Nga Sơn. Phần các đứt gãy nhánh bắt đầu tách ra khỏi đới từ khu vực
Bá Thớc và phát triển theo hớng Nam Đông Nam tại các huyện Cẩm Thuỷ, Vĩnh
Lộc, Thạch Thành về hớng trung tâm đồng bằng Thanh Hoá. Đới đứt gãy Sơn La -
Bỉm Sơn dài hơn 360km, thể hiện rất rõ bằng một đới lineamen trên ảnh vệ tinh và
một dải dị thờng lớn trên sơ đồ mật độ lineamen [17,23]. Dọc đới đử gãy đã tiến
hành nghiên cứu kiến tạo vật lý trên 60 điểm, nhiều điểm đo vẽ địa mạo, địa chất,
12
địa nhiệt và địa hoá.Theo tài liệu địa vật lý, đới đứt gãy Sơn La - Bỉm Sơn phát triển
đến độ sâu 60km [20]. Đới đứt gãy Sơn La - Bỉm Sơn cắt qua hầu hết các thành tạo
có tuổi từ PZ đến KZ. ở rìa Đông Bắc đới đứt gãy cắt chủ yếu các đá có tuổi từ
Devon cho đến Neogen. ở rìa Tây Nam và dải trung tâm các đứt gãy cắt qua các đá

tuổi từ Cambri đến Q. Các thành tạo Kanozoi trong đới gồm: cát kết màu xám, bột
kết, đá sét và sét vôi, chứa các vỉa than nâu hệ Neogen có diện tích rất nhỏ ở khu vực
Hang Mon; cát sạn, cuội sỏi, bột sét bở rời của các thành tạo Q phân bố dọc các
thung lũng sông, suối và dải đồng bằng trũng ở phía Đông Nam [17,18,19,20].Thành
phần thạch học có các phân vị địa tầng trẻ (Kreta-Neogen - Đệ tứ ) phân bố trong
phạm vi phá huỷ và biến dạng của đới cho phép khẳng định tính chất hoạt động của
đới đứt gãy này trong suốt giai đoạn tân kiến tạo cho đến tận ngày nay. Đới đứt gãy
Sơn La - Bỉm Sơn có một đứt gãy chính (ĐGc) kéo dài gần nh liên tục và nhiều đứt
gãy phụ (ĐGp). Theo sự kết hợp không gian của các đứt gãy có thể chia đới đứt gãy
Sơn La - Bỉm Sơn trong phạm vi nghiên cứu thành một số đoạn:
- Đoạn Chiềng Ve-Mai Châu ĐGc và các ĐGp song song kéo dài theo phơng
á vĩ tuyến, sau đó đổi lại phơng Tây Bắc-Đông Nam tạo thành kiểu kiến trúc song
song;
- Đoạn Mai Châu-bờ biển (Nga Sơn) ĐGc phơng Tây Bắc-Đông Nam, nằm
giữa đới. Các ĐGp trên cánh Đông Bắc song song với ĐGc, trên cánh Tây Nam
chuyển hớng và tách ra xa ĐGc tạo thành kiểu kiến trúc "đuôi ngựa".
Dọc đới đứt gãy có một số trũng kiểu P phân bố rải rác ở một số nơi. ĐGc của
đới đứt gãy Sơn La - Bỉm Sơn có thế nằm thay đổi 30-50
0
60-80
0
ở những đoạn có
phơng Tây Bắc-Đông Nam và 20-30
0
80
0
ở đoạn có phơng á vĩ tuyến. Trên cánh
Đông Bắc, các đứt gãy rìa ngoài cùng và gần rìa đều nghiêng về Tây Nam, hớng
vào trong đới về đứt gãy chính. Các đứt gãy phụ ở gần đứt gãy chính hơn có thế nằm
thay đổi, nghiêng về đứt gãy chính hoặc hớng ra ngoài.Trên cánh Tây Nam, các

đứt gãy rìa ngoài cùng hoặc gần ngoài cùng có thế nằm nghiêng về đứt gãy chính
với góc dốc thoải hơn (30-70
0
), các đứt gãy còn lại có thế nằm thay đổi nghiêng về
Đông Bắc hoặc Tây Nam. Riêng đoạn Mai Châu - bờ biển các đứt gãy trên cánh Tây
Nam nghiêng về Đông Đông Bắc hoặc Tây Tây Nam.
I.2.2. Đới đứt gy Sông M
Đới đứt gãy Sông Mã thuộc khu vực tỉnh Sơn La và tỉnh Thanh Hoá cách đứt
gãy Lai Châu-Điện Biên khoảng 70km. Hai đứt gãy này không có quan hệ với nhau.
Sự phân bố của đới đứt gãy Sông Mã trong hệ thống các đới đứt gãy ở vùng Tây Bắc
Việt Nam đợc thể hiện ở hình 1. Đới đứt gãy tân kiến tạo Sông Mã đợc xác định
13
theo tài liệu viễn thám, địa chất - địa mạo và các tài liệu khác. Trong khu vực nghiên
cứu thuộc địa phận tỉnh Thanh Hoá, nó đợc bắt đầu từ Mờng Lát kéo dài theo
hớng á vĩ tuyến đến Ko Long chuyển sang hớng Tây Bắc - Đông Nam cắt về
Lang Chánh. Từ đây đới đứt gãy chuyển sang hớng Nam Đông nam chạy qua
Thờng Xuân đến Bái Thợng, rồi chia làm nhiều nhánh phát triển rộng về phía
biển. Một nhánh theo hớng cũ qua Yên Cát đến Nghệ An và gặp đờng A1 ở phía
Nam Hoàng Mai. Các nhánh còn lại toả ra và tạo thành một dải rộng hơn 10 km kéo
theo hớng Tây Nam cắt ra phía bờ biển. Đứt gãy rìa phía Đông Bắc chạy theo rìa
phía Tây của huyện Triệu Sơn qua núi Na, Nông Cống gặp đờng 1A ở khu vực
Quảng Trờng (Quảng Xơng). Đứt gãy rìa Tây Nam cắt qua khu vực Bến En chạy
về phía Tĩnh Gia gặp đờng A1 ở phía nam thị trấn Cồng. Nh vậy phần cuối của đới
đứt gãy này toả ra theo kiểu nan quạt và chỗ rộng nhất đạt trên 15km. Theo đặc điểm
địa mạo, từ Tây Bắc xuống Đông Nam có thể chia đới đứt gãy thành một số đoạn
nh sau:
- Đoạn Mờng Lát - Lang Chánh dài gần 100km, là dải đồi và núi thấp
dạng tuyến, rộng 5-6 km với các đỉnh cao 7000 -800m, nằm giữa một bên là dãy núi
cao trên 1500m Mờng Lát- Bá Thớc ở phía Bắc và Đông Bắc, thuộc tả ngạn sông
Mã và một bên là vùng núi cao trên 1000m, thuộc rìa dãy Phu Hoạt, ở Tây Nam.

Các đứt gãy trong đới trùng vào các thung lũng sông suối ngắn, song song, nh suối
Bản Bo, thung lũng sông Âm và các thung karst kéo dài giữa các dãy núi đá vôi
trong khu vực [17, 23];
- Đoạn Lang Chánh - bờ biển là dải đồi thấp dới 400m rộng từ 20 đến hơn
30 km, kéo dài hơn 100km nằm giữa một bên là các dải núi với các đỉnh cao 500-
1000m ở phía Tây, Tây Nam và một bên là đồng bằng Thanh Hoá thấp hơn 50m ở
phía Đông Bắc. ở đoạn này đới đứt gãy gồm nhiều nhánh: đới chính và các đới phụ
đều là các dải trũng kéo dài, thấp hơn địa hình hai bên. Đới chính là dải đồi - thềm
thấp dới 100m bị phân cắt ngang mạnh, rộng 3,5 - 4km, kéo dài từ Lang Chánh
theo phơng Bắc Tây Bắc-Nam Đông Nam dọc thung lũng sông Âm đến Bái
Thợng, đổi sang phơng Tây Bắc-Đông Nam qua Yên Cát, Bến En cắt dọc theo rìa
phía tây đồng bằng các huyện Nông Cống, Tĩnh Gia ra phía bờ biển. Đới phụ thứ
nhất ở phía Đông Bắc đới chính, là dải thung lũng karst hẹp chừng 1,5-2km kéo dài
từ Lang Chánh đến Ngọc Lạc theo phơng Tây Bắc-Đông Nam, tiếp đến là dải địa
hình thấp trũng đầm hồ và lòng sông cổ phơng á kinh tuyến chạy qua Thọ Xuân rồi
đổi sang phơng Tây Bắc-Đông Nam kéo dài ra bờ biển. Đới phụ thứ hai cũng ở phía
Đông Bắc đới chính, là dải đồi thềm thấp, rộng chừng 1km bắt đầu từ phía nam Bái
Thợng theo phơng Tây Bắc-Đông Nam chạy dọc thung lũng suối Mậu Lâm, rìa
14
Tây Nam núi Na cắt về phía cửa sông Gép. Đới phụ thứ ba ở về Tây Nam nhánh
chính, là dải đồi thấp dới 100m rộng gần 10km bắt đầu từ tây Bái Thợng theo
hớng Bắc Tây Bắc-Nam Đông Nam kéo dài hơn 50km về phía Hoàng Mai (Nghệ
An ) [17,23].
Theo đặc điểm địa chất, đới đứt gãy Sông Mã trùm lên đới đứt gãy Sông Mã
cổ, dọc theo phần tiếp giáp giữa hai đơn vị kiến trúc lớn: đới kiến trúc Sông Mã
(cánh Đông Bắc) và đới kiến trúc Sầm Na - Hoành Sơn (cánh Tây Nam). Các đứt
gãy trong đới cắt qua tất cả các đá có tuổi từ PR2 đến Q. Trên cánh Đông Bắc các
đứt gãy cắt qua chủ yếu các đá có tuổi PR2 - Pz . Trên cánh Tây Nam các đứt gãy
cắt chủ yếu là các thành tạo Mz. Dọc theo phần trung tâm và đầu Đông Nam của đới
các đứt gãy còn cắt qua cả các thành tạo bazan QI-II (các huyện Nh Xuân và Nông

Cống) và các trầm tích bở rời Q phân bố dọc thung lũng sông Mã, sông Âm, sông
Chu và ở đồng bằng Thanh Hoá) [14,15,17,21].
Kiến trúc của đới đứt gãy sông Mã rất phức tạp gồm một đứt gãy chính phân
bố gần rìa Tây Nam, chạy suốt chiều dài của đới và nhiều đứt đứt gãy phụ ở hai bên.
Các đứt gãy trong đới kết hợp với nhau tạo nên nhiều dạng kiến trúc (Hình 2) và
gồm một số đoạn:
- Đoạn Mờng Lát- Lang Chánh, đới có phơng Tây Bắc-Đông Nam và gồm
2-3 đứt gãy phụ gần song song nhng hớng vào và gần sát với đứt gãy chính tại
Lang Chánh. Chiều rộng của đới đạt 12-16 km;
- Đoạn Lang Chánh - bờ biển gồm đới chính và các đới phụ toả rộng kiểu
"đuôi ngựa". ở đới chính các đứt gãy phụ song song với đử gãy chính, bắt đầu từ
Lang Chánh theo phơng Bắc Tây Bắc-Nam Đông Nam kéo dài đến Bái Thợng, đổi
sang phơng Tây Bắc-Đông Nam chạy qua Bến En cắt ra phía bờ biển Tĩnh Gia.
Nhánh này rộng 3-4km;
- Đới phụ thứ nhất trên cánh Đông Bắc tách ra từ Lang Chánh, gồm 3 đứt gãy
song song với nhau theo phơng Tây Bắc-Đông Nam kéo dài đến Ngọc Lạc hơi uốn
cong về phía nam (phơng á kinh tuyến) rồi kéo dài ra phía bờ biển. Chiều rộng của
nó khoảng 5-8km;
- Đới phụ thứ hai cũng trên cánh Đông Bắc, tách ra từ Hạ Hai (nam Bái
Thợng) gồm 2-3 đứt gãy, theo phơng Tây Bắc - Đông Nam chạy dọc rìa Tây Nam
Núi Na rồi cắt ra bờ biển. Nhánh này rộng 3-4km;
- Đới phụ thứ ba trên cánh Tây Nam tách ra từ tây Bái Thợng, gồm 2 đứt gãy
lớn có phơng Bắc Tây Bắc-Nam Đông Nam cánh nhau gần 10km và một số đứt gãy
nhỏ, ngắn nằm giữa chúng. Nhánh này theo phơng NĐN chạy về phía Hoàng Mai
15
(Nghệ An) dài hơn 50km.
Chiều rộng tổng cộng của đới đứt gãy Sông Mã ở đoạn này tăng từ 15 20 km
tại Ngọc Lạc lên 30-35 km tại phía Đông Nam.
Xét về đặc điểm thế nằm của đới đứt gãy, đứt gãy chính trên suốt chiều dài
đều dốc đứng, góc dốc khoảng 80-90

0
, ít khi 70
0
và nghiêng về hớng Đông Bắc (40-
60
0
). ở những đoạn có phơng Tây Bắc-Đông Nam, về hớng Đông hoặc Đông
Đông Bắc ở những đoạn phơng á kinh tuyến, về hớng Bắc Đông Bắc ở đoạn có
phơng á vĩ tuyến. Các đứt gãy phụ có góc cắm thoải hơn 60-70
0
, đôi chỗ 45-50
0
có
hớng cắm thay đổi tuỳ thuộc vào vị trí, phơng và mối quan hệ với đứt gãy chính.
Nhìn chung ở phần Tây Bắc của đới, các mặt trợt đứt gãy có xu thế hội tụ với mặt
trợt của đứt gãy chính khi phát triển xuống sâu. Một số khác không theo quy luật
đó nhng lại bị bao bởi những đứt gãy khác ở xa hơn, có mặt trợt hớng về phía đứt
gãy chính. ở phần Đông Nam của đới, ngợc với đứt gãy chính một số đứt gãy phụ
trên cánh Đông Bắc nghiêng về phía Tây Nam, một số khác lại song song hoặc ngả
xa mặt trợt đứt gãy chính. Trên cánh Tây Nam cũng có tình trạng tơng tự. Quan hệ
phức tạp này giữa các đứt gãy phụ với đứt gãy chính là do kiểu kiến trúc, phản ánh
tính chất trợt bằng của đới đứt gãy tại khu vực này tạo nên.
Về đặc điểm hoạt động của đới đứt gãy, các kết quả nghiên cứu vào những
năm đầu tiên của Thế kỷ XXI đều xác định tính chất của đới đứt gãy chủ yếu là trợt
bằng [17,23]. Cũng từ các kết quả phân tích trên đây đã xác định đợc hai pha hoạt
động với tính chất chủ yếu của đới đứt gãy nh sau:
- Pha bằng trái chiếm u thế, tơng ứng với trờng ứng suất có S
1
phơng á vĩ
tuyến, gần nằm ngang; S

3
phơng á kinh tuyến, gần nằm ngang; S
2
gần thẳng đứng
[17, 23];
- Pha bằng phải chiếm u thế, tơng ứng với trờng ứng suất có S
1
phơng á
kinh tuyến, gần nằm ngang; S
3
phơng á vĩ tuyến, gần nằm ngang; S
2
gần thẳng
đứng.
Đáng chú ý là trong pha trớc ở những đoạn có phơng á kinh tuyến, đới đứt
gãy có tính chất trợt bằng trái - nghịch hoặc trợt nghịch. Tại đó trờng ứng suất
thay đổi chút ít: S
1
phơng á vĩ tuyến, gần nằm ngang; S
3
nghiêng một góc lớn hơn
30
0
hoặc gần thẳng đứng [17,23]. Còn trong pha sau ở những đoạn đới đứt gãy (hoặc
những đứt gãy thành phần) có phơng á kinh tuyến, tính chất thuận tăng lên. ở đây
đới đứt gãy trợt bằng phải thuận. Các phân tích sự biến dạng các yếu tố địa mạo
(trong đó có các thành tạo Đệ Tứ nh thung lũng sông, suối, thềm, bãi bồi v.v )
cho phép xác định pha trợt bằng phải xẩy ra cả trong thời gian Đệ Tứ và sau pha
16
trợt bằng trái [17, 23]. Đối sánh những nghiên cứu trên với những nghiên cứu khác

cho toàn khu vực thì pha trợt bằng phải xẩy ra trong thời kỳ Plioxen - Đệ Tứ, còn
pha trợt bằng trái xẩy ra trớc đó - thời kỳ Paleogen - Mioxen.
Hình 1. Sự phân bố của đới đứt gãy Sông Mã trong hệ thống các đới đứt gãy ở
vùng Tây Bắc Việt Nam
Xét về biên độ và tốc độ dịch trợt, trong pha sớm tại khu vực Lâm Phú, Làng
Trà (huyện Lang Chánh - Thanh Hoá) đã tìm thấy hai vị trí có dấu vết các thung
lũng cổ bị dịch bằng trái. Đó là những dải địa hình trũng thấp mang hình thái của
những thung lũng xâm thực. Dấu vết nguồn gốc của nó còn tìm thấy là các mảnh bề
mặt tơng đối bằng phẳng dới dạng các mảnh đồi sót phân bố dọc theo đáy thung
lũng nằm trên cùng một độ cao tơng đối so với đáy suối hiện tại và cao hơn các
thành tạo Đệ Tứ có mặt trong các thung lũng đó. Dịch bằng trái tại vị trí thứ nhất là
600m nhng các thành tạo Đệ Tứ của dòng suối hiện đại tại đó lại bị dịch bằng phải
khoảng 100m. Nh vậy "thung lũng" này đã bị dịch trái 700m [17, 23]. ở vị trí thứ
hai "thung lũng " bị dịch trái 500m, ở đây không có dấu hiệu dịch phải của pha sau
[17, 23]. Tổng biên độ trợt bằng trái của hai đứt gãy tại hai vị trí này là 1200m. Hai
đứt gãy cách nhau 2,5 km theo chiều vuông góc với đới đứt gãy. Nếu giả định rằng
17
gradien dịch chuyển Bt là nh nhau trên toàn bộ chiều ngang của đới, thì với chiều
rộng hiện nay (tại vị trí mặt cắt là 15-16km) sẽ có biên độ trợt bằng trái khoảng 7-
7,5 km. Các bề mặt bóc mòn này nằm trong những thung lũng xâm thực. Chúng thấp
hơn các bề mặt đỉnh của các núi kế cận và cao hơn các bề mặt Q, do đó có thể giả
thiết rằng chúng đợc hình thành trong N và bị biến dạng trong thời gian từ 23 triệu
năm đến 6 triệu năm trớc. Trên cơ sở đó tốc độ dịch chuyển của đới đứt gãy sông
Mã trong giai đoạn này sẽ vào khoảng 0,42-0,45mm/n.
01020 km
2000'
1945'
1930'
2015'
2045'

10430'
2030'
10515'
10500'
10445'
10530'
10600'
10545'
Đ
G

S
ô
n
g

M
ã
ĐG

S
ơ
n

L
a
Đ
G

S

ô
n
g

Đ
à
CHI1
PLO1
YTH1
Bản Uôn

LUY1
CSN1
CHE1
KTH1
Cửa Đạt


Thanh Hoá
Bái Thợng
LAI1
<

Hình 2. Cấu trúc của đới đứt gãy Sông Mã
Trong pha muộn (Plioxen - Đệ Tứ ), những dấu hiệu dịch chuyển phải của đới
thu thập đợc ở rất nhiều nơi:
- Tại Lâm Phú (Lang Chánh) dọc theo thung lũng suối chảy vuông góc với
đới, các đứt gãy đã làm dịch chuyển phải nhiều đoạn với biên độ khác nhau. Về phía
Tây đoạn suối vừa mô tả, một số đứt gãy khác cũng làm dịch chuyển các đờng chia
nớc ở đó. Tổng biên độ dịch chuyển của các đứt gãy trong đới đây là 950m;

- Tại Khe Hạ (phía nam Bái Thợng) và Yên Cát, các đứt gãy cũng làm dịch
chuyển các thung lung suối và các đờng chia nớc với biên độ tổng cộng là 1600-
18
1700m;
- ở phần Tây Bắc, tại khu vực phía nam Chiềng Khơng, biên độ trợt bằng
phải vào khoảng 1200-1400 m, tại Mờng Lầm là 1000 1200 m.
Với biên độ trên, nếu tính cho cả thời kỳ Plioxen-Đệ tứ (6 triệu năm) thì tốc
độ trợt bằng phải của đới đứt gãy Sông Mã sẽ đạt từ 0,15 đến 0,3mm/n. Nếu tính
cho riêng giai đoạn Đệ Tứ (1 tr. năm) sẽ đạt giá trị từ 0,9 -1,7 mm/n.
Xét về hoạt động hiện đại tích cực của đới đứt gãy đợc khẳng định bằng hàng
loạt các dấu hiệu khác nhau:
- Các dị thờng địa hóa đặc biệt nh Ra, Hg, CO2, CH4 đã đợc tìm thấy ở
các khu vực thị trấn Sông Mã, Mờng Hung, ở Bá Thớc, Lang Chánh, Thờng
Xuân và Mục Sơn [16,17,19,23];
- Các dị thờng địa nhiệt phản ánh tính hoạt động hiện đại của đới đứt gãy
cũng thể hiện khá rõ ở khu vực Bái Thợng và Tĩnh Gia [23];
- Nhiều điểm nứt - trợt đất lớn cũng xuất hiện tại nhiều nơi dọc theo đới đứt
gãy nh ở đèo Tâng Quái (Mờng ảng), thị trấn Sông Mã (Sơn La), Quảng Trờng
(Quảng Xơng) [23].
Điểm lộ nớc nóng ở Lâm Phú ( Lang Chánh ) nằm trong đới đứt gãy cũng là
bằng chứng về sự hoạt động hiện đại của nó [23]. Những trận động đất mạnh có
Msmax = 6,5 - 7,0 độ Richte đã từng sảy ra ở Sông Mã trong đới đứt gãy và nhiều
trận khác có cờng độ thấp hơn ở khu vực Lang Chánh, Bá Thớc. Theo bản đồ phân
vùng động đất, đới đứt gãy Sông Mã có khả năng phát sinh địa chấn với Msmax =
6,5-7,0 và độ sâu chấn tiêu khoảng 25 - 30km [22]. Đánh giá giới hạn M
smax
của đới
đứt gãy Sông Mã theo chiều dài 390km, đới đứt gãy có khả năng phát sinh địa chấn
với Msmax=6,4 và độ sâu chấn tiêu đến 28km [23].
Nh vậy mặc dù trong thời gian hiện nay trên khu vực đới đứt gãy Sông Mã

không ghi nhận đợc các trận động đất, nhng các kết quả nghiên cứu địa chất trên
đới đứt gãy này cho thấy đới đứt gãy đang hoạt động. Khả năng xẩy ra các trận động
đất thờng liên quan đến việc quan sát đợc chuyển dịch đứng gắn liền với quá trình
tích luỹ năng lợng bên trong lòng Quả đất trên khu vực đứt gãy. Việc nghiên cứu
chuyển dịch của vỏ Trái đất trên đới đứt gãy sông Mã cùng với các đới đứt gãy khác
trong hệ thống các đới đứt gãy vùng Tây Bắc Việt Nam là công việc rất cấp bách để
phục vụ việc dự báo tai biến tự nhiên ở khu vực này.

19
Chơng II. Nghiên cứu xây dựng quy trình thiết kế mạng
lới GPS địa động lực phục vụ việc nghiên cứu chuyển
dịch của vỏ Trái đất trên đới đứt gy
Việc nghiên cứu hoạt động kiến tạo trên khu vực các đứt gãy có thể đợc thực
hiện bằng các phơng pháp địa chất và phơng pháp trắc địa. Để nghiên cứu xây
dựng quy trình thiết kế mạng lới GPS địa động lực phục vụ việc nghiên cứu chuyển
dịch của vỏ Trái đất trên đới đứt gãy bằng phơng pháp trắc địa, trong chơng này
chúng ta sẽ xem xét các phơng pháp địa chất, phơng pháp trắc địa và xác định mối
quan hệ mật thiết giữa hai lĩnh vực Địa chất và Trắc địa trong nghiên cứu hoạt động
kiến tạo của đới đứt gãy. Từ đây hình thành các yêu cầu phải tính đến khi thiết kế
mạng lới GPS địa động lực phục vụ việc nghiên cứu chuyển dịch của vỏ Trái đất
trên đới đứt gãy.
II.1. Các phơng pháp nghiên cứu đứt gy
II.1.1. Tổng quan về các phơng pháp nghiên cứu đứt gãy của ngành Địa
chất
Đứt gãy hoạt động phá huỷ bình đồ cấu trúc cổ, tạo lập cấu trúc mới, làm biến
vị mạnh mẽ các đất đá Do đó nó có những dấu hiệu đặc trng cho hoạt động của
đứt gãy nh: các đới đập vỡ, dăm kết, mặt trợt, vết xớc, phay cũng nh những
dấu hiệu đặc trng riêng cho đứt gãy thời kỳ tân kiến tạo nh làm biến dạng các
thành tạo Kainozoi; làm xuất hiện các dị thờng về địa hoá khí đất, địa nhiệt, xuất lộ
các nguồn nớc khoáng, nớc nóng Nghiên cứu đặc điểm đứt gẫy tân kiến tạo khu

vực dựa vào các đặc điểm trên bằng phơng pháp địa chất đợc thực hiện nhờ các
phơng pháp nghiên cứu chính sau:

1. Phơng pháp phân tích ảnh viễn thám
Trên ảnh vệ tinh các dấu hiệu để xác định các đứt gãy bằng mắt thờng là hệ
thống lineamen (photolineamen - những yếu tố dạng tuyến). Các lineamen có độ lớn
(chiều dài, chiều rộng) khác nhau. Các lineamen nhỏ khi chuyển lên bản đồ tỷ lệ lớn
chúng vẫn thờng chỉ là những đờng đơn giản. Các lineamen lớn tạo thành một đới
có chiều rộng bằng chiều rộng lineamen trên ảnh theo tỷ lệ tơng ứng. Bản chất của
phơng pháp này chính là xác định và thể hiện các yếu tố photolineamen lên bản đồ
địa hình theo mức độ và phạm vi phát triển của chúng. Sau đó loại bỏ các lineamen
phi kiến tạo, thành lập bản đồ mật độ lineamen bằng phần mềm chuyên dụng. Trên
bản đồ này thờng nổi rõ các dải dị thờng mật độ lineamen với gradient cao. Các
dải này thờng là các đới đứt gãy. Chiều rộng của các dải dị thờng là cơ sở dể xác
định chiều rộng của đới động lực đứt gãy.
20
2. Các phơng pháp địa mạo - kiến tạo
Nguyên lý của phơng pháp này là xác định các đặc điểm địa hình, địa mạo
và mối quan hệ của chúng với hoạt động đứt gãy, từ đó làm sáng tỏ tính chất và cơ
chế dịch chuyển của các đứt gẫy trong giai đoạn tân kiến tạo - hiện đại.
Đứt gãy đang hoạt động sẽ đợc biểu hiện, phản ánh và làm biến đổi các yếu
tố địa hình, địa mạo. Vì vậy việc nghiên cứu địa hình, địa mạo cho phép xác định
hoạt động hiện đại của đới đứt gãy. Sau đây là các phơng pháp địa mạo đợc sử
dụng:
2.1. Phơng pháp xác lập các dải địa hình đặc trng
Phơng pháp này nhằm thiết lập những đặc điểm hình thái, nguồn gốc và các
quá trình địa mạo đặc trng của đới đứt gãy. Trên cơ sỏ đó xác định thời gian hoạt
động của các đứt gãy trong đới cũng nh phạm vi ảnh hởng của những hoạt động
này. Nội dung của nó là dựa trên trên các đặc điểm hình thái nh độ cao, độ phân
cắt, hình dạng; các dặc điểm về kiến trúc địa mạo nh phơng kéo dài, đặc điểm

phân bố không gian và sự đan xen giữa các yếu tố địa hình nh đồi, núi, thung lũng;
đặc điểm chính của các quá trình địa mạo: bóc mòn, xâm thực, tích tụ, quá trình
sờn và sự hiện diện của các yếu tố địa mạo đặc biệt: các vách kiến tạo - xâm thực,
các thung lũng thẳng, các khe hẻm nối tiếp nhau, dải các yên ngựa kéo dài, các
thung lũng karst v.v Tổ hợp các yếu tố này sẽ cho phép phân tách đợc những dải
địa hình dạng tuyến của đới đứt gãy và các khác biệt với hai bên cánh.
2.2. Phơng pháp phân tích biến dạng các yếu tố địa mạo
Phơng pháp này gồm các nội dung sau:
- Phân tích biến dạng (ngang và đứng) của hệ thống đờng chia nớc của các
dãy núi, các nhánh núi ngang, các vai núi trong đới đứt gãy. Đờng chia nớc (sống
núi) thuộc yếu tố địa hình dơng mà liên quan và tơng ứng với nó (sinh ra do cùng
một quá trình) là các yếu tố địa hình âm: sông, suối và các máng xói của những
dòng chảy tạm thời Sự biến dạng của các đờng chia nớc tại các vị trí giao cắt với
đứt gãy thờng phản ánh đặc điểm chuyển dịch của đứt gãy. Tuy nhiên quá trình
ngoại sinh (xâm thực bóc mòn) thờng làm lu mờ và gây nhiễu những biến dạng do
quá trình dịch trợt của đứt gãy gây nên. Để loại trừ những ảnh hởng (gây nhiễu)
này, ngoài những phân tích đánh giá cụ thể, những kết quả nghiên cứu đã đảm bảo
đợc tính biến dạng theo hệ thống và tính phổ biến của chúng, nghĩa là chúng bị
biến dạng theo cùng một tính chất trên cùng một đứt gãy và phải có một số lợng
lớn các điểm biến dạng này trên một khu vực nghiên cứu thuộc đới đứt gãy. Trên cơ
sở đó xác định đợc tính chất chuyển dịch của các đứt gãy, giai đoạn hoạt động, thời
gian biến dạng, biên độ và tốc độ chuyển động của từng đứt gãy cũng nh của cả đới
21
trong từng thời kỳ.
+ Phân tích hệ thống thung lũng sông suối, đờng đáy suối và các máng xói,
hệ thống dòng chảy tạm thời v.v là những yếu tố đã đợc sử dụng khá phổ biến
trong nghiên cứu đứt gãy hoạt động. Chúng cũng cho phép xác định vị trí có đứt gãy
cắt qua, biên độ và tốc độ dịch trợt của các đứt gãy trong một giai đoạn phát triển
kiến tạo nhất định trên cơ sở tuổi thành tạo của các yếu tố này.
+ Xác định các vách kiến tạo - xâm thực, một dạng đặc biệt của nó là các

faset, thể hiện không gian phát triển và tính chất chuyển động của đới đứt gãy.
- Phân tích biến dạng các thể địa mạo tích tụ có nguồn gốc khác nhau: proluvi
(nón phóng vật), aluvi (thềm, bãi bồi v.v.) đã đợc ứng dụng rộng rãi trong nghiên
cứu các đứt gãy kiến tạo trẻ ở Liên Xô (cũ) [23] cũng nh một số đứt gãy lớn trên
lãnh thổ Việt Nam. Yêu cầu của phơng pháp là phải nắm vững quy luật hình thành,
phát triển của các yếu tố này để xác định sự biến dạng kiến tạo của chúng. Trên cơ
sở đó xác định đặc điểm chuyển động, biên độ và tốc độ dịch chuyển của các đứt
gãy
2.3. Phân tích mặt cắt địa hình
Trên cơ sở thiết lập các mặt vuông góc các đới đứt gãy trên bản đồ tỷ lệ 1:100
000, 1:50 000 để xác định các chuyển động thẳng đứng, các đứt gãy kế cận. Phơng
pháp cho phép hỗ trợ xác định tính chất dịch chuyển thẳng đứng của các đứt gãy
thuận hay nghịch.
3. Phơng pháp địa chất
Trong nhóm phơng pháp địa chất nghiên cứu về đứt gãy chúng ta chủ yếu chỉ
xem xét phơng pháp phân tích cấu trúc nhỏ. Nhằm xác định các biến dạng không
lớn nh các nếp uốn, các phay, các nếp oằn võng, mặt trợt vết xớc, đới dập vỡ cà
nát v.v phân bố trong phạm vi đới đứt gãy. Các kiến trúc này đợc hình thành và bị
biến dạng do quá trình hoạt dộng của đới đứt gãy tạo nên. Chúng phản ánh vị trí
không gian, phạm vi phá huỷ, tính chất dịch trợt, các pha hoạt động, biên độ
chuyển dịch và nhiều tính chất khác của các đứt gãy, đặc biệt trong các đá Mezozoi
muộn và Kainozoi.
4. Các phơng pháp kiến tạo vật lý
Tồn tại một số phơng pháp kiến tạo vật lý chính sau đây:
- Phơng pháp kiến tạo động lực
(KTĐL) của Nikolaiev P. N. đợc đặt trên
cơ sở xử lý thống kê các số đo khe nứt kiến tạo [16]. Các số đo (không nhất thiết
phải là mặt trợt có vết xớc) đợc đa lên biểu đồ ma trận vuông, một chiều biểu
thị góc dốc của mặt trợt (chiều đứng), một chiều biểu thị giá trị phơng vị của mặt
trợt (chiều ngang). Mỗi giá trị đo ứng với một điểm trên biểu đồ. Sau đó chọn một

22
tấm đo (paletka) thích hợp để tính mật độ (%) phân bố của chúng và xác lập các
đờng đẳng trị. Các đờng này thờng khép kín và tạo ra các cực trị với hớng phân
tán xác định. Hai cực trị có hớng phân tán đối xứng qua một trục thẳng đứng nào
đó đợc xem là một hệ cộng ứng. Theo tác giả [16], hớng phân tán của các cực trị
có qui luật là định hớng theo các góc phần t tách, nghĩa là mật độ khe nứt bao giờ
cũng giảm từ từ theo hớng đến góc phần t tách và giảm đột ngột theo hớng đến
góc phần t nén. Sau khi đã xác định đợc giá trị của hai cực trị tơng ứng với một
cặp hệ khe nứt cộng ứng cùng với hớng phân tán của chúng, hoàn toàn có thể xác
định đợc giá trị của các trục ứng suất cực đại và cực tiểu cũng nh trục ứng suất
trung gian [16].
- Phơng pháp dải khe nứt (DKN) của Đanhilovic sử dụng đơn thuần số liệu
về khe nứt kiến tạo. Phơng pháp này dựa trên nguyên tắc là các hệ thống khe nứt
sinh ra trong một pha kiến tạo thờng cắt nhau theo một giao tuyến chung. Giao
tuyến này song song với mặt trợt đứt gãy và vuông góc với hớng dịch trợt của nó.
Những khe nứt không phân bố đồng đều theo các phơng khác nhau mà tập trung ở
một số phơng nào đó và tạo thành các cực trị của cực khe nứt (giao điểm giữa pháp
tuyến khe nứt với mặt cầu) trên biểu đồ cầu thống kê. Các cực trị (tối thiểu là 3)
phân bố theo một dải xác định. Dải này (đợc gọi là dải khe nứt) nằm trên giao
tuyến của mặt cầu chiếu và mặt phẳng (đi qua tâm cầu chiếu) vuông góc với giao
tuyến chung của các hệ thống khe nứt. Trong dải có một cực trị chính, có mật độ khe
nứt lớn nhất so với các cực trị còn lại. Đó là cực trị của hệ thống khe nứt song song
với mặt trợt của đứt gãy, phơng vị của nó là phơng vị của mặt trợt, giao tuyến
của nó với mặt phẳng chứa dải chính là phơng dịch trợt. Giao tuyến này giống nh
một vết xớc trên mặt trợt của đứt gãy nhng không cho biết chính xác chiều
chuyển dịch, chỉ là một giá trị về phơng và góc trợt, với hai khả năng về chiều
chuyển dịch: phải (hoặc trái), thuận (hoặc nghịch). Kết quả xử lý số liệu khe nứt
kiến tạo bằng phơng pháp này cho các thông tin về đứt gãy nh phơng kéo dài,
phơng vị của mặt trợt, phơng và góc chuyển dịch. Vì thế phải kết hợp với một
phơng pháp xử lý khác (ví dụ nh phơng pháp của Nikolaev) để có thể xác định

đợc tính chất dịch trợt của đứt gãy.
- Phơng pháp Ba hệ khe nứt cộng ứng (3HKNCƯ) của Seminxki K Zi,
Serman X.I [16,22] là một phơng pháp xác định tính chất động học của đứt gãy có
khả năng cho những kết quả khả quan. Theo các tác giả này, các hệ thống khe nứt
kiến tạo trong đới đứt gãy bao giờ cũng tạo thành ba hệ cộng ứng gần vuông góc với
nhau. Ba hệ đó bao gồm: hệ khe nứt chính chiếm tỷ lệ lớn nhất (có mật độ lớn nhất),
song song với mặt trợt của đứt gãy, hệ khe nứt phụ có mật độ thấp hơn và hệ khe
nứt bổ xung có mật độ thấp nhất. Hơn nữa tổ hợp 3 hệ này phân bố trong không gian
23
theo 3 kiểu chính tơng ứng với 3 kiểu cơ bản của đứt gãy: trợt bằng, nghịch và
thuận. Trong đới trợt bằng hệ khe nứt chính và hệ khe nứt phụ có góc cắm gần
thẳng đứng, hệ khe nứt bổ xung gần nằm ngang. Trong đới đứt gãy nghịch hai hệ
thống khe nứt chính và phụ gần nằm ngang còn hệ thống khe nứt bổ xung gần thẳng
đứng. Trong đới đứt gãy thuận 3 hệ khe nứt cộng ứng có mật độ gần bằng nhau, góc
cắm gần bằng nhau. Tuy nhiên hệ khe nứt bổ xung gần thẳng đứng hoặc nghiêng
một góc nào đó, còn hệ khe nứt chính và hệ khe nứt phụ có đờng phơng gần song
song với nhau.
Kết hợp tính chất 3 hệ khe nứt cộng ứng với tính chất phân tán của chúng theo
Nikolaev và đặc điểm biến dạng giòn của đá là góc nén thờng nhỏ hơn hoặc bằng
90
0
, có thể dễ dàng nhận ra rằng trên biểu đồ mật độ cực khe nứt, hớng phân tán
của các cực trị định hớng về phía trục nén. ứng dụng tính chất này cho các đứt gãy
trợt bằng hoặc có hợp phần trợt bằng (trợt bằng - thuận, trợt bằng nghịch,
nghịch - trợt bằng và thuận - trợt bằng) có thể xác định đợc tơng đối chính xác
tính chất dịch trợt của đứt gãy: trợt bằng phải (hoặc trái); trợt bằng phải (trái) -
thuận (nghịch); trợt thuận (nghịch) -bằng phải (trái) Điều này có nghĩa là phơng
pháp Ba hệ khe nứt cộng ứng của Seminxki K.Gi và Serman X.I không chỉ xác
định đợc những tính chất của đứt gãy (hoặc đới đứt gãy) một cách khái quát: trợt
bằng hay thuận (nghịch), mà còn cho phép xác định các tính chất đó một cách chi

tiết và cụ thể hơn. Ngoài ra phơng pháp phân tích "3 hệ khe nứt cộng ứng" còn
đợc ứng dụng để xác định phơng vị của mặt trợt đứt gãy dựa vào sự phân bố của
hệ khe nứt chính và hơn thế nữa, xác định chiều rộng đới phá huỷ đứt gãy dựa vào
quy luật biến đổi theo mặt cắt ngang của tổ hợp Ba hệ cộng ứng này theo một quy
luật nh sau: Trên các mặt cắt ngang, tại phần trục đới (trùng với đứt gãy chính), cấu
trúc khe nứt khá phức tạp nhng nhìn chung hệ khe nứt chính chiếm u thế tuyệt đối,
tiếp đến là phần mà tơng quan 3 hệ khe nứt cộng ứng thể hiện rõ nhất, sau đó tính
chất này giảm dần cho tới rìa và mất hẳn khi ra ngoài phạm vi đới đứt gãy. Bằng
phơng pháp này một loạt mặt cắt vuông góc với các đới đứt gãy đã đợc thiết lập và
đã xác định đợc ranh giới dập vỡ kiến tạo cho từng đới đứt gãy.
II.1.2. Xác định mối quan hệ giữa phơng pháp địa chất và phơng pháp
trắc địa trong nghiên cứu hoạt động kiến tạo của đới đứt gãy
Từ kết quả xem xét các phơng pháp nghiên cứu đới đứt gãy của ngành Địa
chất ở mục II.1.1, chúng ta thấy rằng phơng pháp địa chất có những u điểm sau:
- Nhờ phơng pháp địa chất kiến tạo hoàn toàn có thể xác định đợc sự phân
bố không gian và cấu trúc của đới đứt gãy, lịch sử hình thành của nó trong quá trình
tiến hoá địa chất của lớp vỏ Trái đất;