Nghiên cứu đối sánh mức độ hoạt động kiến tạo hiện đại đới đứt gãy sông Hồng và Điện Biên - Lai Châu trên cơ sở các chỉ số địa mạo - kiến tạo

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN



Phùng Thị Thu Hằng


NGHIÊN CỨU ĐỐI SÁNH MỨC ĐỘ HOẠT ĐỘNG KIẾN TẠO
HIỆN ĐẠI ĐỚI ĐỨT GÃY SÔNG HỒNG VÀ ĐIỆN BIÊN – LAI CHÂU
TRÊN CƠ SỞ CÁC CHỈ SỐ ĐỊA MẠO – KIẾN TẠO


LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC







Hà Nội – Năm 2011

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN


Phùng Thị Thu Hằng

NGHIÊN CỨU ĐỐI SÁNH MỨC ĐỘ HOẠT ĐỘNG KIẾN TẠO
HIỆN ĐẠI ĐỚI ĐỨT GÃY SÔNG HỒNG VÀ ĐIỆN BIÊN – LAI CHÂU
TRÊN CƠ SỞ CÁC CHỈ SỐ ĐỊA MẠO – KIẾN TẠO

Chuyên ngành: Địa chất học
Mã số: 60 44 55

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS. Nguyễn Văn Vượng



Hà Nội – Năm 2011

1
MỤC LỤC

MỞ ĐẦU ………………………………………………………………………… 3
Chƣơng 1: TỔNG QUAN CHUNG VỀ HOẠT ĐỘNG KIẾN TẠO HIỆN ĐẠI
HAI ĐỚI ĐỨT GÃY …………………………………………………………… 8
1.1 Đới đứt gãy Sông Hồng ………………………………………………… 8
1.1.1 Đặc điểm địa chất, kiến trúc – kiến tạo và địa mạo đới đứt gãy ……. 8
1.1.2 Đặc điểm hoạt động kiến tạo hiện đại ……………………………… 10
1.2 Đới đứt gãy Điện Biên – Lai Châu …………………………………… 21
1.2.1 Đặc điểm chất, kiến trúc – kiến tạo và địa mạo đới đứt gãy …… …21
1.2.2 Đặc điểm hoạt động kiến tạo hiện đại ………………………………… 23
Chƣơng 2: PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ………………………………… 26
2.1 Các chỉ số địa mạo – kiến tạo ………………………………………… 26

2.1.1 Tính đối xứng bồn thoát nước ………………………………………… 26
2.1.2 Chỉ số gradient chiều dài dòng chảy sông suối ……………………… 27
2.1.3 Chỉ số uốn khúc chân sườn núi ………………………………………… 27
2.1.4 Tỉ số giữa độ rộng đáy thung lũng và chiều cao thung lũng ……… 28
2.2 Phƣơng pháp viễn thám ……………………………………………… 28
2.3 Phƣơng pháp phân tích địa hình – địa mạo …………………………… 29
Chƣơng 3. ĐẶC ĐIỂM HOẠT ĐỘNG KIẾN TẠO HIỆN ĐẠI HAI ĐỚI ĐỨT
GÃY SÔNG HỒNG VÀ ĐIỆN BIÊN – LAI CHÂU TRÊN CƠ SỞ CÁC CHỈ
SỐ ĐỊA MẠO …………………………………………………………………… 30
3.1 Đới đứt gãy Sông Hồng …………………………………………………. 30
3.1.1 Hoạt động kiến tạo hiện đại qua các chỉ số địa mạo – kiến tạo… 30
3.1.2 Các đặc điểm địa hình – địa mạo khác ………………………… 45
3.2 Đới đứt gãy Điện Biên – Lai Châu …………………………………… 52
3.2.1 Hoạt động kiến tạo hiện đại qua các chỉ số địa mạo – kiến tạo 52
3.2.2 Các đặc điểm địa hình – địa mạo khác ………………………… 61
Chƣơng 4: ĐỐI SÁNH MỨC ĐỘ HOẠT ĐỘNG KIẾN TẠO HIỆN ĐẠI VÀ
LIÊN HỆ TÍNH ĐỊA CHẤN …………………………………………………… 70

2
4.1 Đối sánh hoạt động kiến tạo hiện đại hai đới đứt gãy trên cơ sở kết quả
các phƣơng pháp đã sử dụng …………………………………………… 70
4.2 Đối sánh hoạt động kiến tạo hiện đại hai đới đứt gãy trên cơ sở các tài
liệu địa chấn – địa vật lý khác ………………………………………… 73
KẾT LUẬN ……………………………………………………………………… 80
TÀI LIỆU THAM KHẢO ……………………………………………………… 81

3
Danh mục hình vẽ
Hình 1.1: Biểu hiện của đới xiết trượt Sông Hồng trên ảnh DEM ………………….11
Hình 1.2: Biên độ dịch trượt phải của ĐSH tại Yaojie (cự ly tại điểm a và b từ vài

chục mét đến 70m)………………………………………………………………………… 13
Hình 1.3: Biên độ dịch trượt phải của ĐSH tại Nabing – Atu ……………………… 13
Hình 1.4: Biên độ dịch trượt của ĐSH giai đoạn Pliocen - Đệ tứ tại Shuitian –
Danuo ……………………………………………………………………………………… 14
Hình 1.5: Chuyển dịch phải của đới Sông Hồng tại Sinh Quyền ………………… 14
Hình 1.6: Chuyển dịch phải của đới Sông Hồng tại thị trấn Bát Xát …………… 14
Hình 1.7: Chuyển dịch phải của đới Sông Hồng tại Phong Hải – Bảo Thắng … 14
Hình 1.8: Sơ đồ phân bố các điểm động đất, nứt đất, nước nóng, nước khoáng
đới đứt gãy Sông Hồng – Sông Chảy …………………………………………………. 16
Hình 1.9: Sơ đồ đứt gãy kiến tạo của đới đứt gãy Sông Hồng ở khu vực vịnh Bắc
Bộ…………………………………………………………………………………………… 18
Hình 1.10: Lớp phủ Pliocen – Đệ tứ không bị các đứt gãy cắt qua (tuyến địa chấn
93-23) …………………………………………………………………………………… 18
Hình 1.11: Trường sóng phân lớp ngang của lớp phủ Pliocen – Đệ tứ không bị các
đứt gãy cắt qua (tuyến địa chấn 83-84) ……………………………………………… 19
Hình 1.12: Các đứt gãy trẻ của đới đứt gãy Sông Hồng cắt qua lớp phủ Pliocen –
Đệ tứ (tuyến địa chấn 83-27) …………………………………………………………. 19
Hình 1.13: Hoạt động đứt gãy đi kèm với quá trình phun trào núi lửa ở phần phía
nam vịnh Bắc Bộ (tuyến địa chấn 83-24) ……………………………………………. 20
Hình 1.14: Biểu hiện đới đứt gãy Điện Biên – Lai Châu trên ảnh vệ tinh ……… 24
Hình 3.1: Lưu vực sông Hồng và lưu vực các nhánh sông …………………………. 31
Hình 3.2: Sơ đồ lưu vực Sông Hồng và Sông Chảy ………………………………… 32
Hình 3.3: Sơ đồ phân bố các vị trí điểm tính giá trị V
f
……………………………… 35
Hình 3.4: Sơ đồ các đường đẳng trị V
f
………………………………………………… 38
Hình 3.5: Sơ đồ các vị trí tính giá trị S
mf

đới đứt gãy Sông Hồng …………………. 39
Hình 3.6: Sơ đồ các sông suối nhánh tính giá trị gradient dòng chảy ……………. 40

4
Hình 3.7: Trắc diện dọc gradient một số lưu vực sông suối nhánh lưu vực sông
Hồng ……………………………………………………………………………………… 42
Hình 3.8: Sơ đồ phân bố các độ cao và tuyến mặt cắt cắt qua đới đứt gãy Sông
Hồng khu vực từ Biên giới Việt – Trung đên TP. Việt Trì ………………………… 46
Hình 3.9: Các mặt cắt địa hình cắt ngang đới đứt gãy Sông Hồng ……………… 50
Ảnh 3.1: Toàn cảnh địa hình hai bên đới đứt gãy Sông Hồng đoạn từ biên giới Việt
– Trung đến TP. Việt Trì ………………………………………………………………… 51
Ảnh 3.2: Toàn cảnh địa hình hai bên đới đứt gãy Sông Hồng đoạn từ biên giới Việt
– Trung đến TP. Việt Trì ………………………………………………………………… 51
Ảnh 3.3: Địa hình phía bắc đới đứt gãy Sông Hồng trong phạm vi lãnh thổ Việt
Nam ………………………………………………………………………………………… 52
Hình 3.10: Sơ đồ mạng lưới thủy văn khu vực đới đứt gãy Lai Châu – Điện Biên. 53
Hình 3.11: Sơ đồ các vị trí tính điểm V
f
……………………………………………… 54
Hình 3.12: Sơ đồ các đường đẳng trị V
f
cả khu vực đới đứt gãy Sông Hồng
và Điện Biên - Lai Châu ………………………………………………………………… 59
Hình 3.13: Sơ đồ vị trí tính giá trị S
mf
khu vực đới đứt gãy Điện Biên – Lai Châu .60
Hình 3.14: Sơ đồ phân bố vị trí các tuyến mặt cắt ngang qua đới đứt gãy Điện Biên
- Lai Châu …………………………………………………………………………………. 62
Hình 3.15: Các mặt cắt địa hình ngang qua đới đứt gãy Điện Biên - Lai Châu … 66
Ảnh 3.4: Biểu hiện trên ảnh DEM của đới đứt gãy Điện Biên - Lai Châu………… 67

Ảnh 3.5: Biểu hiện trên ảnh DEM của đới đứt gãy Điện Biên - Lai Châu ……… 67
Ảnh 3.6: Biểu hiện trên ảnh DEM của đới đứt gãy Điện Biên - Lai Châu khu vực
phía bắc … 68
Ảnh 3.7: Biểu hiện trên ảnh DEM của đới đứt gãy Điện Biên - Lai Châu đoạn phía
nam đến TP. Điện Biên ………………………………………………………………… 68
Hinh 4.1: Sơ đồ phân bố chấn tâm động đất khu vực đới đứt gãy Sông Hồng … 74
Hinh 4.2: Sơ đồ phân bố chấn tâm động đất khu vực đới đứt gãy Điện Biên – Lai
Châu ……………………………………………………………………………………… 75
Hình 4.3: Bề dày vỏ Trái đất lãnh thổ Việt Nam và kế cận ………………………… 77
Hình 4.4: Bề dày thạch quyển lãnh thổ Việt Nam và kế cận ………………………. 78

5
Hình 4.5: Sơ đồ đẳng sâu mặt Moho phần phía Bắc Việt Nam (Km) ……………. 79


Danh mục bảng biểu
Bảng 3.1: Thông số lưu vực sông Hồng và các sông suối nhánh đoạn từ biên giới
Việt – Trung đến Việt Trì ……………………………………………………………… 31
Bảng 3.2: Giá trị tỷ số Vf tính cho bờ phải lưu vực Sông Hồng ……………………. 35
Bảng 3.3: Giá trị tỷ số Vf tính cho bờ trái lưu vực Sông Hồng …………………… 37
Bảng 3.4: Các đoạn tính giá trị khúc khuỷu trước núi ……………………………… 39
Bảng 3.5: Giá trị SL các lưu vực bờ phải Sông Hồng ………………………………. 41
Bảng 3.6: Các nhánh sông tính giá trị SL bờ trái Sông Hồng …………………… 43
Bảng 3.7:Các giá trị SL bờ phải Sông Chảy ………………………………………… 44
Bảng 3.8: Các giá trị SL bờ trái Sông Chảy ………………………………………… 44
Bảng 3.9: Giá trị điểm V
f
cánh đông đới đứt gãy Điện Biên - Lai Châu ……… 56
Bảng 3.10: Giá trị điểm V
f

cánh tây đới đứt gãy Điện Biên - Lai Châu ……… 57
Bảng 3.11: Các đoạn tính giá trị S
mf
khu vực đới đứt gãy Điện Biên – Lai Châu
và lân cận ……………………………………………………………………………… 60


6
BẢNG CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Ký hiệu
Giải thích
AKT
Á kinh tuyến
BĐB – NTN
Bắc đông bắc – Nam đông nam
DNCV
Dãy núi Con Voi
ĐSC
Đới Sông Chảy
ĐB – LC
Điện Biên – Lai Châu
ĐB – TN
Đông bắc – tây nam
ĐSH
Đới Sông Hồng
KZ
Kainozoi
SH
Sông Hồng
TB-ĐN

Tây bắc – đông nam
TƯSKT
Trường ứng suất kiến tạo

7
MỞ ĐẦU

Tính cấp thiết của đề tài
Hiện nay có rất nhiều phương pháp được áp dụng để nghiên cứu kiến tạo, đặc
biệt là hoạt động kiến tạo hiện đại. Xu hướng nghiên cứu bây giờ tập trung đi sâu sử
dụng các hệ phương pháp mới. Trong đề tài này, học viên đã ứng dụng các phương
pháp địa mạo – kiến tạo (phân tích địa hình – địa mạo, viễn thám và các chỉ số địa
mạo – kiến tạo) kết hợp sử dụng một số tài liệu địa chấn để xác định hoạt động kiến
tạo hiện đại của đới đứt gãy Sông Hồng và Điện Biên – Lai Châu là phương pháp
còn ít được ứng dụng ở Việt Nam.
Trên cơ sở đó khẳng định tính tích cực của việc sử dụng phương pháp này trong
nghiên cứu hoạt động kiến tạo hiện đại.
Ngoài ra, hai đới đứt gãy Sông Hồng và Điện Biên – Lai Châu là hai yếu tố kiến
trúc khá lớn trong lãnh thổ Việt Nam nói chung và miền Bắc nói riêng. Hai đới đứt
gãy có vai trò to lớn trong bình đồ cấu trúc – kiến tạo Việt Nam, phân chia các cấu
trúc lớn trong lãnh thổ. Chính vì vậy, chúng có hoạt động kiến tạo rất phức tạp và
được nghiên cứu khá nhiều bởi các tác giả khác nhau.
Bước đầu, học viên cũng muốn đem đến những kết quả nghiên cứu của riêng
mình về hoạt động kiến tạo hiện đại hai đới đứt gãy này. Xuất phát từ các lý do trên,
học viên đã lựa chọn đề tài “Nghiên cứu đối sánh mức độ hoạt động kiến tạo hiện
đại đới đứt gãy Sông Hồng và Điện Biên – Lai Châu trên cơ sở các chỉ số địa mạo
– kiến tạo”.
Mục tiêu của đề tài
Làm sáng tỏ thêm hoạt động kiến tạo hiện đại của hai đới đứt gãy Sông Hồng và
Điện Biên – Lai Châu qua kết quả tính toán các chỉ số địa mạo – kiến tạo kết hợp

với ảnh viễn thám, ảnh DEM, phân tích địa hình – địa mạo.
Nhiệm vụ đề tài
Xác định hoạt động kiến tạo hiện đại hai đới đứt gãy Sông Hồng và Điện Biên –
Lai Châu thông qua việc tính toán các chỉ số địa mạo – kiến tạo kết hợp thêm một
số đặc điểm địa hình – địa mạo trên ảnh viễn thám, ảnh DEM.

8
Đối sánh hoạt động kiến tạo hiện đại hai đới đứt gãy qua việc đối sánh kết quả
nghiên cứu các chỉ số địa mạo – kiến tạo.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Mở rộng ứng dụng phương pháp địa mạo – kiến tạo (trắc lượng hình thái, viễn
thám và các chỉ số địa mạo – kiến tạo) vào việc xác định hoạt tính kiến tạo hiện đại
của các hệ thống đứt gãy tại các khu vực khác nhau trên lãnh thổ Việt Nam.
Đưa ra những kết quả khoa học có tính đúng đắn và chính xác cao.
Góp phần làm sáng tỏ đặc điểm và biểu hiện hoạt động kiến tạo hiện đại của đới
đứt gãy Sông Hồng và Điện Biên – Lai Châu.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Trong đề tài, đối tượng nghiên cứu là các địa hình – địa mạo trong phạm vi và
lân cận khu vực hai đới đứt gãy. Phạm vi nghiên cứu là một phần hai đới đứt gãy
Sông Hồng và Điện Biên – Lai Châu trong phạm vi lãnh thổ Việt Nam (Hình 1).

Trong luận văn thạc sĩ này, học viên sử dụng các tài liệu thu thập được từ các
công trình nghiên cứu trước đây về hai đới đứt gãy Sông Hông và Điện Biên – Lai
Châu đã công bố. Ngoài ra, học viên sử dụng các bản đồ địa hình để tính toán các
chỉ số địa mạo – kiến tạo, các mặt cắt địa hình, phân tích địa hình - địa mạo trên cơ
sở bản đồ địa hình tỷ lệ 1:500.000 và 1: 250.000, ảnh vệ tinh ASTER, Google và
ảnh DEM. Quá trình phân tích và thể hiện các kết quả đó được tiến hành bằng sử
dụng các phần mềm Map Info 7.5; Surfer 7.0, Global Mapper 8.5.

8

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.
1.1.1 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
(S
2
-D
1
pp), hệ tầng Đại Thị (D
1
đt), thành tạo trầm tích lục địa, trầm tích chứa than
(T
3

n-r).
Phần trung tâm là đá biến chất thuộc phức hệ Sông Hồng (PR
1
sh). 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
(PR
1
sq), hệ tầng Sa Pa (PR
2
- sp), các thành tạo đá trầm tích, biến chất, thành tạo
lục nguyên, đá phiến sét, carbonat hệ tầng Sông Mua (D
1
sm), hệ tầng Bản Nguồn

9
(D
1
bn), các thành tạo Permi – Trias (P
2
– T
1
), trầm tích lục nguyên hệ tầng Nậm
Thẳm (T
2
nt) 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 (PR
1
sh), 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 (P
2
– T
1
), trầm tích lục nguyên (T
1
tl), thành tạo carbonat hệ tầng Đồng Giao
(T
2
đg).
b. 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].
c. 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 (N
2
- 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 (E
2
2-3
- N
1
) 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

10
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.
d. 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.
1.1.2 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 1.1).

11

Hình 1.1: 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 N
2
– 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.

12
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].
b. 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.R. 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.n., ứng với tốc độ 2 – 3mm/năm. C.R. Allen đánh giá chung về tốc
độ dịch trượt phải của ĐSH trong N

2
– Q là khoảng 2 – 5mm/năm.

13



- P.H. Leloup (1995) xác định biên độ biến vị các khe suối ở Shitian – Danuo
(hình 1.4) là 20 – 50km tron N
2
– Q khoảng 5 tr.n. và tốc độ trượt bằng phải trung
bình của đới là 7 + 3mm/năm.
- E.Wang (1998) xác định đoạn uốn khúc đổi hướng dòng chảy sông Hồng ở
Majie với biên độ 6km trong khoảng 4 tr.n., tốc độ trượt bằng phải của ĐSH là 1 –
3mm/năm. Nhưng giai đoạn phát triển trượt bằng phải của đới xảy ra trước Pliocen
(hơn 5,3 tr.n.), biên độ 14 – 48km, với tốc độ trượt bằng phải trung bình khoảng
6mm/năm.
Tốc độ dịch trượt của ĐSH cũng thể hiện khá rõ đoạn Lào Cai – Việt Trì, trên
lãnh thổ Việt Nam. Theo kết quả nghiên cứu của Nguyễn Đăng Túc (2001) phía bờ
phải sông Hồng khu vực tây bắc thị xã Lào Cai, quan sát thấy có sự đổi dòng đột
ngột của các khe suối từ phương đông bắc – tây nam về phương tây bắc – đông
nam, đồng thời gây ra sự biến vị các trầm tích. Cự ly dịch chuyển ngang của các
khe suối tính được ở Sinh Quyền là 70 – 90m (hình 1.5), ở Bát Xát là 60 – 100
(Hình 1.6) và ở Bảo Thắng thuộc sườn đông bắc dẫy Núi Con Voi là 50 – 80m
(hình 1.7).
Thời gian dịch trượt ngang được tính là Holocen khoảng 10.000 năm và cự ly
dịch trượt phải trung bình của là 6 – 9mm/năm. Ngoài ra, ở các khu vực Bảo Yên cự
ly dịch chuyển rất lớn 13 – 17km, ở Yên Bình là 8 – 9km và thời gian hình thành là
Pleistocen sớm, khoảng 1,6 tr.n Trong giai đoạn N
2

– Q biên độ trượt bằng phải
của ĐSH được tính khoảng 5 tr.n. ứng với tốc độ là 7,4mm/năm.
Hình 1.2: Biên độ dịch trượt phải của
ĐSH tại Yaojie (cự ly tại điểm a và b
từ vài chục mét đến 70m)
Hình 1.3: Biên độ dịch trượt phải của
ĐSH tại Nabing - Atu

14





Hình 1.4: Biên độ dịch trượt
của ĐSH giai đoạn Pliocen -
Đệ tứ tại Shuitian - Danuo
Hình 1.5: Chuyển dịch phải của đới
Sông Hồng tại Sinh Quyền
1-thềm bào mòn; 2-trầm tích hiện đại;
3-khe suối và nón phóng vật;
4-đứt gãy và hướng trượt
Hình 1.6: Chuyển dịch phải của đới
Sông Hồng tại thị trấn Bát Xát
Hình 1.7: Chuyển dịch phải của đới Sông
Hồng tại Phong Hải – Bảo Thắng

15
Các nghiên cứu về đặc điểm trắc lượng hình thái là cần thiết khi nghiên cứu
về các đặc trưng tân kiến tạo và kiến tạo hiện đại của ĐSH. Kết quả nghiên cứu

hình thái và trắc lượng hình thái của Lê Đức An và nnk (2004) về đặc điểm của
ĐSH như sau: trên các sơ đồ phân cắt sâu và phân cắt ngang thấy nổi rõ các cấu trúc
Tân kiến tạo dựa trên mức độ phân cắt. Các khối nâng mạnh như Phan Si Păng, Tú
Lệ, Con Voi, Hoàng Su Phì, và các trũng hạ lún Phong Thổ - Bình Lư, Nghĩa Lộ -
Văn Chấn, Sông Hồng, Sông Chảy. Tuy nhiên tính chất nâng hạ và dịch chuyển
kiến tạo mỗi cấu trúc đều khác nhau. Như vậy, dọc theo ĐSH tốc độ nâng hạ và
dịch chuyển kiến tạo không đồng nhất.
Dẫy Con Voi được nhiều nhà địa chất xem như chìa khóa để nghiên cứu địa
động lực đới đứt gãy Sông Hồng, đặc biệt chuyển động trượt bằng và nâng kiến tạo
trong Kainozoi. Đặc biệt là quan điểm về tuổi rất trẻ (cuối Miocen) của mặt san
bằng vùng chia nước dẫy Fansipan. Dựa vào kết quả nghiên cứu của nhiều tác giả,
tuổi các bậc thềm sông Hồng từ Lào Cai đến Yên Bái đã được xác định như sau:
thềm I cao tương đối 5m và thềm II (8 – 9m) đều là thềm tích tụ, thuộc tuổi Q
III
;
Thềm bậc III có móng là Neogen, trên mặt có cuội tướng lòng có tuổi Q
II-III
tương
ứng hệ tầng Hà Nội; Thềm bậc IV (28 – 29m) là thềm xâm thực cắt vào đá Neogen
(N
1
) thuộc địa hình đồi thoải cao 75 – 85m thuộc tuổi Q
1
. Bậc địa hình đồi cao hơn
100m trở lên cắt vào các trầm tích Miocen nên có thể thuộc tuổi Pliocen (phần
muộn N
2
2
). Trên cơ sở đó các bậc địa hình của dẫy Núi Con Voi được xếp vào các
tuổi: bậc địa hình độ cao từ 0 – 400m xếp vào tuổi Pliocen (N

2
); bậc địa hình 600 –
1000m và 800 – 1200m được xếp vào tuổi Miocen (N
1
). Như vậy, cư ly nâng tân
kiến tạo của dẫy Con Voi ở các vị trí khác nhau là không bằng nhau. Từ đó ta có:
tốc độ nâng bề mặt Miocen lớn nhất 0,16mm/năm và nhỏ nhất 0,10mm/năm; Tốc
độ nâng bề mặt Pliocen lớn nhất 0,32mm/năm và nhỏ nhất 0,07mm/năm; Tốc độ
nâng thềm xâm thực Q
1
là 0,005mm/năm.
c. Số liệu đo GPS
Bằng các phương pháp đo lưới tam giác trắc địa từ năm 1982 – 1991 Trần Đình
Tô và nnk (2004) đã đưa ra những đánh giá định lượng đầu tiên về hoạt động của

16
đứt gãy Sông Hồng và Sông Chảy, trong đó đánh giá về tốc độ chuyển dịch tương
đối 5mm/năm giữa các khối. Từ năm 1994 – nay ứng dụng kỹ thuật định vị toàn
cầu GPS trên lưới GPS Tam Đảo – Ba Vì và Thác Bà đã đưa ra những giá trị
chuyển dịch tương đối chính xác của ĐSH đó là ĐSH có sự dịch chuyển ngang
không lớn hơn 1 hoặc 2mm/năm trong khoảng thời gian hiện tại. Điều đó giải thích,
trong giai đoạn hiện tại biến dạng không tích tụ trên đới xiết trượt Sông Hồng.
d. Đặc điểm hoạt động địa chấn
Trên lãnh thổ Trung Quốc từ năm 780 – 1976 và cả đến ngày nay, hoạt động địa
chấn không có biểu hiện nhiều, dọc ĐSH từ Mindu đến biên giới Việt Nam không
có trận động đất nào có Ms> 6, các trận động đất nhỏ cũng không nhiều. Đoạn từ
Mindu lên phía bắc cũng chỉ có 1 trận động duy nhất Ms = 7 – 7.9 [41].

Hình 1.8: Sơ đồ phân bố các điểm động đất, nứt đất, nước nóng, nước khoáng
đới đứt gãy Sông Hồng – Sông Chảy (N.Đ.Xuyên, 2000)

ĐSH trên lãnh thổ Việt Nam theo những tài liệu địa chấn cũng chưa xác định
được trận động đất nào có Ms > 6 và chỉ có 6 trận động đất Ms = 5.1 – 5.3 (hình

17
1.8). Kết quả phân tích số liệu địa chấn cho thấy tầng sinh chấn chủ yếu nằm ở độ
sâu 5 – 20km và chấn cấp tăng dần về tây bắc, ở trũng Hà Nội động đất chỉ xảy ra
với Ms<5.3, còn miền núi động đất đã xảy ra với chấn cấp Ms > 5.3.
Như vậy, có thể thấy rằng hoạt động địa chấn trong gian đoạn hiện đại trên cả
ĐSH là không lớn.
e. Theo tài liệu địa vật lý
Các hoạt động kiến tạo trẻ cắt qua lớp phủ Pliocen – Đệ tứ không quan sát thấy
ở đông nam Vịnh Bắc Bộ, chúng chỉ tồn tại ở khu vực tây nam vịnh Bắc Bộ (hình
1.9). Trên hình 1.10, 1.11, 1.12, 1.13 các mặt cắt địa chấn tuyến song song với bờ
quan sát thấy toàn bộ các đứt gãy thuộc đới Sông Hồng trong giai đoạn trước
Pliocen. Hoạt động của chúng làm phá hủy, uốn nếp đáng kêt các thành tạo địa chất
Oligocen và Miocen. Trong khi đó, phần lát cắt nằm trên ranh giới bất chỉnh hợp
Pliocen/ Miocen, mặt phản xạ gần như nằm ngang, khá liên tục và ổn định, không
thấy biểu hiện hoạt động của các đứt gãy trẻ cắt qua lớp phủ Pliocen – Đệ tứ. Các
hoạt động kiến tạo trẻ chủ yếu phát triển theo hướng á kinh tuyến, không quan sát
thấy hướng tây bắc – đông nam. Ở phần phía bắc vịnh Bắc Bộ chủ yếu quan sát
thấy các đứt gãy trẻ ở khu vực phía tây đứt gãy Sông Chảy, khu vực phía nam hoạt
động này mạnh hơn và không chỉ tồn tại ở đới ven bờ mà phát triển ra đến khu vực
kinh tuyến 110
0
.
Như vậy, ở khu vực đồng bằng và vịnh Bắc Bộ, hoạt động của đới đứt gãy có xu
hướng dịch chuyển, xoay đường phương theo chiều kim đồng hồ từ hướng tây bắc –
đông nam sang hướng kinh tuyến.
f. Những đặc điểm hoạt động hiện đại khác
Khu vực đới đứt gãy SH và lân cận đã và đang xảy ra nhiều các tai biến thiên

nhiên như nứt trượt đất, xói lở bờ sông, lũ bùn đá dọc theo các đứt gãy (hình 1.9).
Hiện tượng nứt trượt lở đất xảy ra ở những nơi có độ dốc lớn, phong hóa mạnh như
Pa Cheo, Cốc San (Bát Xát, Lào Cai), Móng Sến (Sa Pa),… Các khối trượt có kích
thước và khối lượng lớn, phát triển theo tuyến tây bắc – đông nam [35].

18



Hình 1.10: Lớp phủ Pliocen – Đệ tứ không bị các đứt gãy cắt qua
(tuyến địa chấn 93-23) (Phạm Năng Vũ, 2004)
Hình 1.9: Sơ đồ đứt gãy kiến
tạo của đới đứt gãy Sông Hồng ở
khu vực vịnh Bắc Bộ
(Phạm Năng Vũ, 2004)
1-Đứt gãy trước Pliocen – Đệ tứ;
2- Đứt gãy cắt qua Pliocen – Đệ
tứ theo số liệu địa chấn dầu khí;
3- Đứt gãy cắt qua Pliocen – Đệ
tứ theo số liệu địa chấn nông
phân giải cao; 4- Phun trào núi
lửa

19

Hình 1.11: Trường sóng phân lớp ngang của lớp phủ Pliocen – Đệ tứ không bị
các đứt gãy cắt qua (tuyến địa chấn 83-84) (Phạm Năng Vũ, 2004)


Hình 1.12: Các đứt gãy trẻ của đới đứt gãy Sông Hồng cắt qua lớp phủ Pliocen

– Đệ tứ (tuyến địa chấn 83-27) (Phạm Năng Vũ, 2004)

20

Hình 1.13: Hoạt động đứt gãy đi kèm với quá trình phun trào núi lửa ở phần phía
nam vịnh Bắc Bộ (tuyến địa chấn 83-24) (Phạm Năng Vũ, 2004)
Hiện tượng xói lở bờ sông chủ yếu xảy ra dọc theo sông Hồng, sông Chảy (thị
xã Lào Cai, Bảo Thắng, Sơn Tây, Phúc Thọ,…) gây phá hủy nhiều làng mạc.
Dọc đới Sông Hồng còn xuất hiện các nguồn nước khoáng, nước nóng như suối
khoáng Thanh Thủy, Kim Bôi ở cánh tây nam, nước nóng Yên Sơn (Tuyên Quang)
ở cánh đông bắc và nước khoáng Tiền Hải.
Trong ĐSH còn xác định được các điểm dị thường Rn, Hg, CO
2
, CH
4
và địa
nhiệt:
- Dị thường Rn ở bờ trái sông Hồng thuộc Phố Lu (Bảo Thắng) > 2000
vết/cm
2
, cực đại đạt 7000 vết/cm
2
ở bờ phải sông Hồng. Tại thị xã Yên Bái
dị thường Rn đạt 15000 vết/cm
2
ở đông bắc và 4500 vết/cm
2
ở tây nam
sông Hồng [8].
- Dị thường Hg ở Tứ Liên kéo dài phương tây bắc – đông nam, nồng độ cao

nhất là 128 ng/m
3
[7]

21
- Dị thường địa nhiệt biểu hiện rõ ở Hưng Hà, Thanh Sơn và kéo dài phương
á kinh tuyến.
1.2 Đới đứt gãy Điện Biên - Lai Châu
Đới đứt gãy Điện Biên - Lai Châu là một đoạn của đới đứt gãy Lai Châu –
Luông Pra Băng – Pursat là đứt gãy lớn, bắt đầu từ lãnh thổ Trung Quốc, cắt qua
Việt Nam, Lào đến tận vịnh Thái Lan. Đoạn đi qua lãnh thổ nước ta có chiều dài
khoảng 160km, chạy từ biên giới Việt – Trung tại Chiềng Chai, qua thị xã Lai
Châu, nhánh chính xuống gần Na Pheo chạy qua bản Nậm Ty sang Lào, nhánh phụ
chạy qua thành phố Điện Biên phương AKT. Đới đứt gãy Điện Biên – Lai Châu có
phương chung BĐB – NTN, thể hiện rất rõ trên ảnh vệ tinh, ảnh máy bay, bản đồ
địa hình,…
1.2.1 Đặc điểm địa chất, kiến trúc – kiến tạo và địa mạo đới đứt gãy
a. Đặc điểm địa chất
Đới đứt gãy Điện Biên - Lai Châu là ranh giới giữa các đới kiến trúc
Paleozoi – Mezozoi ở phía tây và các đới kiến trúc từ Proterozoi đến Mezozoi ở
phía đông [9]. Rìa phía đông, các đứt gãy cắt qua chủ yếu các đá tuổi từ PR
3
đến D
2
,
riêng phía nam cắt vào các đá T
2
và T
3
. Rìa phía tây, đới đứt gãy cắt qua các đá có

tuổi PZ ở đoạn Chiềng Chai – Lai Châu, các đá T
2
và J ở đoạn Điện Biên – Lai
Châu và một ít đá D
1
, C
1
ở đoạn Điện Biên – Tây Trang. Trung tâm đới trùm lên dải
đá phiến T
3
rộng khoảng 1-2 km dài hơn 100km từ Chiềng Chai đến Mường Pồn,
tiếp về phía nam là đá T
3
n-r. Trong phạm vi của đới đứt gãy còn có mặt đá bazan
olivin, cấu tạo hạnh nhân (tuổi tuyệt đối khoảng 5,8 tr.n.), phân bố thành nhiều điểm
trong trũng Điện Biên Phủ. Ngoài ra còn có các thành tạo Q với chiều dày hàng
chục đến hàng trăm mét trong các trũng phân bố dọc theo đới [9].
b. Đặc điểm kiến trúc – kiến tạo
Trên bình đồ kiến trúc khu vực, đới đứt gãy Điện Biên - Lai Châu kéo dài
liên tục phương AKT từ biên giới Việt Trung, tại Chiềng Chai qua thị xã Lai Châu,
ở Huổi Chan đới đứt gãy phân nhánh:

22
- Nhánh chính từ bắc Huổi Chan chạy theo phương ĐB – TN qua bản
Nậm Ty sang Lào. Chiều rộng đới phá hủy nhánh chính khoảng 800 – 1000m.
Nhánh này có mặt trượt cắm về tây bắc khoảng 70
0
[36].
- Nhánh nhỏ hơn với chiều rộng đới phá hủy 200 – 350m chạy theo
phương AKT từ Huổi Chan 1 qua phía đông bản Tin Thóc, Bản Lính, Mường Pồn

rồi kéo dài xuống Điện Biên, chiều dài khoảng 40 km và mặt trượt gần thẳng đứng.
[36]
Đới đứt gãy Điện Biên - Lai Châu được đánh giá như một đứt gãy sâu phân
miền kiến tạo giữa một bên phía tây là miền vỏ lục địa hình thành vào Trias muộn –
Jura thuộc hệ uốn nếp Thái Lan – Malaixia và phía đông là vỏ lục địa hình thành
vào Paleozoi sớm – giữa (đới sông Mã), đầu Cacbon sớm (hệ uốn nếp Trường Sơn)
và miền tách lặp vỏ lục địa Paleozoi sớm – giữa hình thành lại vỏ mới vào đầu Trias
muộn (kẹp giữa đới đứt gãy Sơn La và Sông Hồng).
Hoạt động kiến tạo của đới đã phá hủy mạnh mẽ các thành tạo địa chất tuổi
khác nhau, đặc biệt các thành tạo Mezozoi. Dọc theo đứt gãy hoạt động nội sinh khá
mạnh mẽ, các khối granitoit, phun trào bazan, gabro-diabaz tuổi khác nhau phát
triển dọc đới. Đặc biệt chuyển dịch ngang dọc theo đứt gãy Điện Biên – Lai Châu
theo kiểu trượt bằng phải trong Kainozoi sớm đã tạo ra cấu trúc kiến tạo dạng cánh
cung ở hai cánh đứt gãy.
c. Đặc điểm trường ứng suất kiến tạo
Khôi phục trường ứng suất kiến tạo (TƯSKT) bằng phương pháp địa chất –
kiến trúc (sử lý khe nứt kiến tạo và mặt trượt) đã tái dựng được 4 trường ứng suất
kiến tạo khác nhau: Ứng suất kiến tạo kiểu trượt bằng ứng với hai pha kiến tạo ? –
N
1
và N
2
– Q. Pha muộn (N
2
– Q) đặc trưng bởi kiểu trượt bằng với trục nén ép cực
đại (
1
) gần nằm ngang phương á kinh tuyến, trục tách giãn cực đại (
3
) gần nằm

ngang phương á vĩ tuyến còn trục 
2
nằm trong miền thẳng đứng. Tác động của
TƯSKT ở khu vực Lai Châu và kế cận đã hình thành các hố sụt, trũng dạng địa hào
lấp đầy bởi các thành tạo Đệ tứ có phương á kinh tuyến (Điện Biên, Lai Châu,
Mường Mô, Chăn Nưa,…) [37].