Mô hình cấu trúc vỏ trái đất miền bắc việt nam trên cơ sở tài liệu địa chấn và trọng lực

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
----------------------------------

LẠI HỢP PHÒNG

MÔ HÌNH CẤU TRÚC
VỎ TRÁI ĐẤT MIỀN BẮC VIỆT NAM TRÊN CƠ SỞ
TÀI LIỆU ĐỊA CHẤN VÀ TRỌNG LỰC

LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA VẬT LÝ

HÀ NỘI - 2016


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
............***............

LẠI HỢP PHÒNG

MÔ HÌNH CẤU TRÚC
VỎ TRÁI ĐẤT MIỀN BẮC VIỆT NAM TRÊN CƠ SỞ

TÀI LIỆU ĐỊA CHẤN VÀ TRỌNG LỰC

Chuyên ngành: Địa vật lý
Mã số: 62 44 02 10

LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA VẬT LÝ
Người hướng dẫn khoa học:
1. PGS. TS. Đinh Văn Toàn
2. GS. TS. Chau Huei-Chen

HÀ NỘI - 2016


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số
liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố
trong bất kỳ công trình nào khác.

Tác giả luận án

Lại Hợp Phòng


MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH
MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1 LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC SÂU VỎ TRÁI
ĐẤT MIỀN BẮC VIỆT NAM ...................................................................... 6

1.1. SƠ LƯỢC VỀ CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT KHU VỰC NGHIÊN
CỨU ........................................................................................................... 6
1.2. LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC SÂU VỎ TRÁI ĐẤT KHU
VỰC MIỀN BẮC VIỆT NAM ................................................................... 7
1.2.1 Phương pháp từ Tellua ................................................................... 9
1.2.2 Phương pháp thăm dò từ và trọng lực thăm dò............................. 11
1.2.3 Phương pháp địa chấn .................................................................. 14
Kết luận chương 1 .................................................................................... 18
CHƯƠNG 2 CƠ SỞ TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
CẤU TRÚC SÂU VỎ TRÁI ĐẤT MIỀN BẮC VIỆT NAM ....................... 19
2.1 CƠ SỞ TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC SÂU VỎ TRÁI
ĐẤT MIỀN BẮC VIỆT NAM ................................................................. 19
2.1.1 Tài liệu địa chấn sâu .................................................................... 19
2.1.2 Cơ sở tài liệu trọng lực miền Bắc Việt Nam................................. 21
2.2 PHƯƠNG PHÁP ĐỊA CHẤN NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC SÂU
VỎ TRÁI ĐẤT MIỀN BẮC VIỆT NAM................................................. 23
2.2.1 Phương pháp địa chấn khúc xạ ............................................... 23
2.2.2 Mô hình hóa tài liệu địa chấn dò sâu nghiên cứu cấu trúc vỏ Trái
đất ........................................................................................................ 39


2.3 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH TRỌNG LỰC NGHIÊN CỨU
CẤU TRÚC SÂU VỎ TRÁI ĐẤT MIỀN BẮC VIỆT NAM ................... 47
2.3.1 Phương pháp nâng trường ............................................................ 47
2.3.2 Phương pháp tính gradient ngang cực đại .................................... 48
2.3.3 Phương pháp phân tích định lượng tài liệu trọng lực .................... 49
CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC SÂU VỎ TRÁI
ĐẤT MIỀN BẮC VIỆT NAM BẰNG TÀI LIỆU ĐỊA CHẤN VÀ
TRỌNG LỰC............................................................................................... 56
3.1 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH TÀI LIỆU ĐỊA CHẤN................................ 56

3.1.1 Kết quả phân tích tài liệu địa chấn phản xạ .................................. 56
3.1.2 Kết quả phân tích tài liệu địa chấn khúc xạ ................................. 62
3.1.3 Xây dựng mặt cắt cấu trúc theo tài liệu địa chấn .......................... 72
3.2 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC SÂU VỎ TRÁI ĐẤT
MIỀN BẮC VIỆT NAM BẰNG TÀI LIỆU TRỌNG LỰC ...................... 76
3.2.1 Kết quả nghiên cứu đứt gãy kiến tạo ............................................ 76
3.3 PHÂN TÍCH KẾT HỢP TÀI LIỆU TRỌNG LỰC VÀ ĐỊA CHẤN .. 88
3.3.1 Mối quan hệ vận tốc truyền sóng và mật độ đất đá dọc theo 2
tuyến địa chấn dò sâu ........................................................................... 88
3.3.2 Giải bài toán ngược trọng lực cho các tuyến xa tuyến địa chấn sâu94
Kết luận chương 3 .................................................................................... 98
CHƯƠNG 4 ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC SÂU VỎ TRÁI ĐẤT MIỀN BẮC
VIỆT NAM ................................................................................................ 100
4.1 BỀ MẶT MÓNG KẾT TINH MIỀN BẮC VIỆT NAM ................... 100
4.2. BỀ MẶT CONRAD MIỀN BẮC VIỆT NAM................................. 105
4.2.1 Mặt Conrad trong vùng Đông Bắc ............................................. 106
4.2.2 Mặt Conrad trong đới Sông Hồng .............................................. 107
4.2.3 Mặt Conrad ở vùng Tây Bắc và phần còn lại ............................. 108


4.3. BỀ MẶT MOHO MIỀN BẮC VIỆT NAM ..................................... 111
4.3.1. Bề mặt Moho tại vùng Đông Bắc .............................................. 111
4.3.2. Bề mặt Moho trong đới Sông Hồng .......................................... 112
4.3.3 Bề mặt Moho tại vùng Tây Bắc và các phần diện tích còn lại .... 113
Kết luận chương 4 .................................................................................. 115
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................... 116
CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN
LUẬN ÁN.................................................................................................. 118
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................... 120
PHẦN PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
2D

Bài toán hai chiều

3D

Bài toán ba chiều

BĐTK

Biểu đồ thời khoảng

H

Độ sâu

NCS

Nghiên cứu sinh

P*

Sóng dọc truyền từ ranh giới lớp Granit và Bazan

Pg

Sóng dọc truyền thẳng từ chấn tiêu đến máy thu

Pn

Sóng dọc truyền từ bề mặt Moho

S*

Sóng ngang truyền từ ranh giới lớp Granit và Bazan

Sg

Sóng ngang truyền thẳng từ chấn tiêu đến máy thu

Sn

Sóng ngang truyền từ bề mặt Moho

VP

Vận tốc sóng dọc

VS

Vận tốc sóng ngang


DANH MỤC CÁC BẢNG
TT

Tên bảng

Trang

Bảng 1.1. Kết quả nghiên cứu vận tốc các sóng động đất Miền Bắc Việt
Nam (theo Vũ Ngọc Tân, Nguyễn Đình Xuyên) ......................... 15
Bảng 1.2. Mô hình vận tốc vỏ trái đất Miền Bắc Việt Nam theo [20] ........... 16
Bảng 1.3. Mặt cắt vận tốc của vỏ Trái đất Việt Nam theo công trình trên ..... 16
Bảng 3.1: Tọa độ các trạm địa chấn khu vực tây Thanh Hóa ........................ 71
Bảng 3. 2: Vận tốc truyền sóng địa chấn theo các lớp khu vực tây Thanh
Hóa ............................................................................................. 72
Bảng 3.3: Quan hệ giữa giá trị mật độ và vận tốc sóng P .............................. 93
Bảng 3.4: Mật độ đất đá các khối cấu trúc chính miền Bắc Việt Nam .......... 93


DANH MỤC CÁC HÌNH
TT

Tên hình

Trang

Hình 1.1: Sơ đồ khu vực nghiên cứu .............................................................. 3
Hình 1.2: Sơ đồ cấu trúc - kiến tạo miền Bắc Việt Nam ................................. 7
Hình 2.1: Vị trí tuyến địa chấn dò sâu miền Bắc Việt Nam .......................... 21
Hình 2.2: Thiết bị ghi sóng địa chấn và băng sóng ghi được......................... 21
Hình 2.3: Sơ đồ dị thường Bouguer miền Bắc Việt Nam tỷ lệ 1: 500 000 .... 23
Hình 2.4. Sự hình thành sóng khúc xạ ......................................................... 25
Hình 2.5. BĐTK sóng khúc xạ ..................................................................... 26
Hình 2.6. Biểu đồ thời khoảng sóng khúc xạ trong môi trường có nhiều
mặt ranh giới ................................................................................ 28

Hình 2.7. Biểu đồ thời khoảng sóng khúc xạ vùng có đứt gãy ...................... 30
Hình 2.8. Hệ thống quan sát sóng khúc xạ .................................................... 33
Hình 2.9. Liên kết sóng khúc xạ. .................................................................. 34
Hình 2.10. Tính vrg bằng BĐTK hiệu ........................................................... 38
Hình 2.11: Mô hình truyền sóng trong môi trường 2 lớp .............................. 43
Hình 2.12: Mối quan hệ giữa biểu đồ thời khoảng và các tham số trường sóng 46
Hình 2.13: Đa giác sử dụng tính hiệu ứng trọng lực trong xây dựng mô
hình mật độ................................................................................... 54
Hình 3.1: Băng sóng quan sát tại điểm nổ Phổ Yên ...................................... 57
Hình 3.2: Ranh giới các mặt phản xạ tại điểm nổ Phổ Yên ........................... 57
Hình 3.3: Biểu đồ thời khoảng các tia phản xạ tuyến T1 .............................. 58
Hình 3.4: Sơ đồ tia sử dụng trong bài toán mô hình hóa ............................... 58
Hình 3.5: Mô hình cấu trúc vận tốc sóng P tuyến Thái Nguyên - Hòa Bình ..... 59
Hình 3.6: Trường sóng thu được dưới tuyến đo Hòa Bình - Thanh Hóa ....... 61
Hình 3.7: Vận tốc sóng P trong vỏ theo bài toán 1D , điểm nổ Ân Nghĩa ..... 61


Hình 3.8: Mô hình cấu trúc vận tốc sóng P dưới tuyến đo Hòa Bình - Thanh
Hóa ............................................................................................... 62
Hình 3.9: Mặt cắt sóng khúc xạ, tổng 2 vụ nổ tại Phổ Yên ........................... 63
Hình 3.10: Biểu đồ thời khoảng sóng khúc xạ tuyến Thái Nguyên - Hòa Bình ... 64
Hình 3.11: Mô hình tia sóng và kết quả tính theo phương pháp cắt lớp
tuyến Thái Nguyên - Hòa Bình ..................................................... 65
Hình 3.12: Mặt cắt cấu trúc vỏ Trái đất tuyến Thái Nguyên - Hòa Bình
theo tài liệu địa chấn khúc xạ........................................................ 66
Hình 3.13: Mặt cắt sóng khúc xạ tại Ân Nghĩa, tuyến Hòa Bình - Thanh Hóa ... 68
Hình 3.14: Biểu đồ thời khoảng sóng khúc xạ tuyến Hòa Bình - Thanh Hóa 68
Hình 3.15: Mặt cắt cấu trúc vỏ Trái đất tuyến Hòa Bình - Thanh Hóa theo
tài liệu địa chấn khúc xạ ............................................................... 69
Hình 3.16: Mô hình vận tốc 1D khu vực tây Thanh Hóa theo tài liệu địa

chấn động đất ............................................................................... 71
Hình 3.17: Mặt cắt cấu trúc tuyến Thái Nguyên - Hòa Bình theo địa chấn ... 74
Hình 3.18: Mặt cắt cấu trúc tuyến Hòa Bình - Thanh Hóa theo địa chấn ...... 75
Hình 3.19: Sơ đồ dị thường trọng lực Bouguer miền Bắc Việt Nam ............. 78
Hình 3.20: Dị thường trọng lực Bouguer nâng lên độ cao 2 km.................... 80
Hình 3.21: Dị thường trọng lực Bouguer nâng lên độ cao 5km..................... 81
Hình 3.22: Dị thường trọng lực Bouguer nâng lên độ cao 15 km .................. 82
Hình 3.23a: Sơ đồ cực đại gradient ngang tính cho trường nâng lên 2 km .... 84
Hình 3.23b: Sơ đồ cực đại gradient ngang tính cho trường nâng lên 5 km .... 84
Hình 3.24: Sơ đồ đứt gãy kiến tạo theo kết quả phân tích tài liệu trọng lực .. 85
Hình 3.25: Sơ đồ cực đại gradient ngang tính cho trường nâng lên 10 km .... 87
Hình 3.26: Sơ đồ chồng chập gradient ngang cực đại trường trọng lực nâng
lên độ cao khác nhau .................................................................... 87
Hình 3.27a: Phân tích kết hợp tài liệu trọng lực và địa chấn sâu tuyến 1 ...... 90


Hình 3.27b: Phân tích kết hợp tài liệu trọng lực và địa chấn sâu tuyến 2 ...... 91
Hình 3.28: Mối quan hệ giữa mật độ và vận tốc truyền sóng theo tuyến địa
chấn .............................................................................................. 92
Hình 3.29: Sơ đồ các tuyến phân tích trọng lực ............................................ 96
Hình 3.30: Kết quả phân tích trọng lực 2.5D tuyến T2 ................................. 98
Hình 4.1: Sơ đồ phân bố độ sâu bề mặt móng kết tinh miền Bắc Việt Nam 101
Hình 4.2: Sơ đồ phân bố độ sâu bề mặt Conrad miền Bắc Việt Nam .......... 108
Hình 4.3: Sơ đồ phân bố độ sâu bề mặt Moho miền Bắc Việt Nam ............ 113


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của luận án

Việc nghiên cứu cấu trúc sâu ở nước ta được tiến hành trong nhiều năm
qua, nhiều kết quả đã đóng góp tích cực cho các nghiên cứu về địa động lực
lãnh thổ, phân bố tài nguyên khoáng sản và tai biến địa chất. Tuy nhiên cũng
còn nhiều vấn đề liên quan đến cấu trúc sâu vẫn còn chưa được giải quyết một
cách thoả đáng.
Cho đến nay các sơ đồ cấu trúc sâu vỏ Trái Đất cho toàn lãnh thổ hoặc
từng vùng như lãnh thổ phía Bắc cũng đều được xây dựng bằng phân tích tài
liệu trọng lực. Do bài toán trọng lực có tính đa trị tương đối cao làm cho việc
đánh giá độ tin cậy của các sơ đồ này gặp khó khăn. Đáng lưu ý là hiện nay
có không ít các sơ đồ thuộc loại này, với sự khác biệt rất đáng kể trong cấu
trúc vỏ Trái đất.
Mặc dù đã có một số kết quả trong việc nghiên cứu cấu trúc sâu bằng
địa chấn động đất, nhưng do mạng máy ghi quá thưa nên tài liệu này chỉ phản
ánh tính trung bình của cấu trúc vỏ, chỉ thích hợp cho các nghiên cứu mang
tính khu vực. Ngoài các tài liệu trên một số tuyến đo sâu từ Tellua cũng đã
được thực hiện, trong kết quả nghiên cứu cũng đã tiến hành dự đoán về cấu
trúc vỏ Trái đất thông qua đặc điểm phân bố của các cấu trúc dẫn điện. Dựa
vào đó, các dấu hiệu sử dụng phân tầng có tính định lượng hơn so với tài liệu
trọng lực, tuy nhiên bài toán từ Tellua cũng là bài toán nhậy cảm với tính đa
trị nên cũng khó đánh giá độ tin cậy của mô hình cấu trúc vỏ.
Như vậy ở thời điểm hiện tại chưa có được sơ đồ cấu trúc sâu nào
khẳng định độ tin cậy bảo đảm. Trong khi đó các nghiên cứu sâu hơn về các
vấn đề địa chất quan trọng như các hoạt động địa động lực, nguy cơ tai biến
địa chất, vv… lại đang rất cần có được những thông tin đủ độ tin cậy về cấu
trúc sâu lãnh thổ.


2

Tài liệu địa chấn dò sâu là tài liệu nghiên cứu cấu trúc sâu định lượng

trong các phương pháp địa vật lý. Do vậy đề tài " Mô hình cấu trúc vỏ Trái
đất miền Bắc Việt Nam trên cơ sở tài liệu địa chấn và trọng lực" của nghiên
cứu sinh được đặt ra là một cách tiếp cận mới giải quyết vấn đề nêu trên,
chính vì vậy đề tài nghiên cứu có tính thời sự, khoa học và thực tiễn.
2. Mục tiêu của luận án
Xây dựng mô hình cấu trúc sâu vỏ Trái đất lãnh thổ Bắc Việt Nam
bằng tài liệu địa chấn và tài liệu trọng lực.
3. Nhiệm vụ của luận án
- Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc sâu vỏ Trái đất theo tài liệu địa chấn dò
sâu.
- Phân tích kết hợp tài liệu địa chấn dò sâu và tài liệu trọng lực xây dựng
mô hình cấu trúc sâu vỏ Trái đất lãnh thổ Bắc Việt Nam.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Phạm vi vùng nghiên cứu của đề tài dự kiến giới hạn trong phần lãnh
thổ phía Bắc, khoảng từ vĩ tuyến 190N trở ra, bao gồm vùng Tây Bắc và vùng
Đông Bắc theo bản đồ địa chất, kiến tạo. Đây cũng là vùng có cấu trúc địa
chất phức tạp, lại có nhiều loại tai biến địa chất xảy ra mạnh nhất cả về quy
mô, cường độ và tần suất so với cả nước (hình 1.1).
5. Những điểm mới
- Trên cơ sở phân tích tài liệu địa chấn dò sâu trên 02 tuyến đo: Thái
Nguyên - Hòa Bình và Hòa Bình - Thanh Hóa, đã xây dựng được mặt cắt cấu
trúc vỏ Trái đất có cơ sở tin cậy, trong đó vận tốc truyền sóng dọc trung bình
trong lớp trầm tích nhỏ hơn 5,5 km/s với độ sâu đáy lớp thay đổi từ 0 đến 6
km, lớp granit khoảng có vận tốc khoảng 6,0 đến 6,2 km/s có độ sâu đáy lớp
thay đổi từ 10 km đến khoảng 18 km, lớp bazan có vận tốc trong khoảng 6,8 -


3

7,0 km/s vi sõu ỏy lp thay i nụng nht l 26 km v sõu nht l 38 km

v lp di v l cú vn tc xp x 8,0 km/s.
- S dng mt ct cu trỳc theo ti liu a chn lm ti liu ta, bng
bi toỏn mụ hỡnh húa ti liu trng lc cho tuyn dc theo tuyn o a chn
ó ỏnh giỏ c mi quan h gia mt cỏc lp trong v Trỏi t v vn
tc truyn súng. Kt qu ny cho phộp gim c tớnh a tr ca bi toỏn
ngc trng lc trong vựng nghiờn cu. iu ny cng phn ỏnh c s tin cy
ca s cu trỳc v Trỏi t min Bc Vit Nam xõy dng c thụng qua
gii bi toỏn ngc trng lc vựng nghiờn cu.
103

105

104

106

107

Trung Quốc

23
Hà Giang
Cao Bằng

gQ
un
Tr

Lào Cai

c
uố

Bắc Kạn
Lai Châu

22

Lạng Sơn

Tuyên Quang
Yên Bái

Thái Nguyên

chú giải

Sơn La

Vĩnh Yên

Việt Trì

Bắc Giang
Bắc Ninh

Thang địa hình

21

Hà Nội

Hạ Long

Hải Dương

< 100

hải Phòng

Hòa Bình

100 - 200
TX Hưng yên

200 - 300

Phủ Lý
Thái Bình

300 - 500

Nam Định
Ninh Bình

Biên giới

20

ng

700 - 1000
1000 - 1500

Bi
ển

Thanh Hoá

Đô

Địa danh

Là
o

Vĩnh Yên

500 - 700

1500 - 1700

Bờ biển
1700 - 2000
2000 - 2500
> 2500

(Nguồn: Atlas Quốc gia)

Hỡnh 1.1: S khu vc nghiờn cu

6. Lun im bo v
- Cu trỳc vn tc v Trỏi t dc theo hai tuyn a chn dũ sõu trờn
lónh th min Bc Vit Nam.
- Phõn tớch kt hp ti liu a chn v ti liu trng lc xõy dng mụ
hỡnh cu trỳc sõu v Trỏi t min Bc Vit Nam.


4

7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
- Mô hình cấu trúc vận tốc sóng địa chấn trong vỏ Trái đất và kết quả
phân tích tài liệu trọng lực là cơ sở góp phần làm sáng tỏ thêm đặc điểm cấu
trúc sâu vỏ Trái đất lãnh thổ Bắc Việt Nam.
- Sơ đồ cấu trúc sâu vỏ Trái đất được hoàn thiện thêm một bước trong
nghiên cứu này là nguồn tài liệu có ích cho các nghiên cứu sâu về địa động
lực và nguy cơ tai biến địa chất trong vùng nghiên cứu.
8. Cơ sở tài liệu
Luận án được hình thành trên cơ sở các số liệu thu thập sau: Luận án
được xây dựng chủ yếu trên cơ sở tài liệu của chính bản thân Nghiên cứu sinh
thu thập tại Viện Địa chất thực hiện trong quá trình tham gia các đề tài
nghiên cứu khoa học các cấp từ năm 2002 đến nay; từ hơn 10 công bố trên
các tạp chí và hội thảo khoa học trong và ngoài nước. Luận án được sử dụng
số liệu từ đề tài cấp Nhà nước KC08.06/06-10 mà NCS là tác giả chính.
Ngoài ra, NCS còn chọn lọc tham khảo hơn 70 công trình nghiên cứu đã công
bố có liên quan.
9. Cấu trúc của luận án
Ngoài phần mở đầu, kết luận và kiến nghị, phụ lục và tài liệu tham
khảo luận án gồm 04 chương. Luận án được trình bày trong 129 trang đánh
máy và hơn 50 hình vẽ và bảng biểu. Cấu trúc của Luận án được trình bày
như sau:

- Chương 1: Lịch sử nghiên cứu cấu trúc sâu vỏ Trái đất lãnh thổ miền
Bắc Việt Nam.
- Chương 2: Cơ sở tài liệu và phương pháp nghiên cứu cấu trúc sâu vỏ
Trái đất miền Bắc Việt Nam.
- Chương 3: Kết quả nghiên cứu cấu trúc sâu vỏ Trái đất miền Bắc Việt
Nam bằng tài liệu địa chấn và tài liệu trọng lực.


5

- Chương 4: Đặc điểm cấu trúc sâu vỏ Trái đất lãnh thổ miền Bắc Việt
Nam.
10. Lời cảm ơn
Luận án được hoàn thành tại Phòng Địa Vật lý - Viện Địa chất dưới sự
hướng dẫn của PGS.TS Đinh Văn Toàn và GS.TS Chau Huei-Chen. NCS bày
tỏ lòng biết ơn sâu sắc sự hướng dẫn sát sao và tận tình của các thầy trong
suốt quá trình nghiên cứu và làm luận án. NCS cũng nhận được sự quan tâm
giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho công việc nghiên cứu của Lãnh đạo
Viện Địa chất, Phòng Địa Vật lý; sự góp ý, trao đổi của các nhà khoa học
trong và ngoài Viện, sự động viên khích lệ của bạn bè và người thân. NCS
trân trọng cảm ơn những sự giúp đỡ quý báu này.


6

CHƯƠNG 1
LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC SÂU VỎ TRÁI ĐẤT
MIỀN BẮC VIỆT NAM
1.1. SƠ LƯỢC VỀ CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU
Trên cơ sở các tài liệu địa chất, kiến tạo, địa vật lý hiện có, những kết

quả nghiên cứu địa chất có thể thấy rằng khu vực Miền Bắc Việt Nam có bốn
miền cấu trúc: Đông Bắc Bộ, Tây Bắc Việt Nam, Bắc Trung Bộ và Thượng
Lào. Ranh giới giữa chúng là các đứt gãy lớn như Sông Hồng, Lai Châu-Điện
Biên và Sông Mã [2, 33, 35]. Bình đồ cấu trúc trong mỗi miền gồm có các cấu
trúc vòm, phức nếp lồi, phức nếp lõm, các trũng chồng gối, các hố sụt và cấu
trúc tách giãn dạng Rift.
Miền Đông Bắc Bộ đặc trưng bởi kiểu cấu trúc đẳng thước, vòng cung,
trong đó có phức nếp lồi Sông Lô, phức nếp lồi Dãy núi Con Voi, phức nếp
lồi Bắc Thái - Hạ Lang, phức nếp lồi Quảng Ninh, phức nếp lõm Sông Gâm,
phức nếp lõm An Châu, võng chồng Sông Hiến. Ranh giới giữa các cấu trúc
thường là đứt gãy: Sông Chảy, Sông Phó Đáy, Phú Lương-Yên Minh,
QL13A-Sông Thương và Yên Tử. Ngoài ra còn có cấu trúc dạng Rift Sông
Hồng và các hố sụt: Cao Bằng, Thất Khê, Lộc Bình, Hoành Bồ.
Miền Tây Bắc Việt Nam đặc trưng bởi kiểu cấu trúc tuyến tính, kéo dài
theo phương tây bắc - đông nam, trong đó có phức nếp lồi Fansipan, phức nếp
lồi Sông Mã, phức nếp lõm Sông Đà, trũng chồng gối Tú Lệ. Ranh giới giữa
các cấu trúc cũng là các đứt gãy Phong Thổ, Than Uyên, Mường La-Bắc YênChợ Bờ, Sơn La. Ngoài ra còn có các hố sụt, trũng - địa hào Kainozoi: Nghĩa
Lộ, Hoà Bình - Bất Bạt, Thanh Hoá.


7
102 00'

104 00'

103 00'

106 00'

105 00'

107 00'

108 00'

Trung Quốc
Quốc
Trung
23
00'

gãy
Sông
M

Phức nếp lõm Sông Đà

IIb
IIb
IIb
IIb
IIb
IIb

IIIc
IIIc
IIIc
IIIc
IIIc
IIIc

IIIc
IIIc
IIIc

Đứt gãy Sốp Cộp Quan Sơn
IIIb
IIIb
IIIb
IIIb
IIIb
IIIb
IIIb
IIIb
IIIb

óĐ
áy

Miền kiến tạo Thượng Lào
IV
IV
IV
IV
IV
IV

Rì
Na
Ii
Ii

Ii
Ii
IiIi
IiIi
Ii

Phức nếp lõm Mường Tè

103 00'

80km

22
00'
Bằ

ng

-T

iên

Yê
n

Tấ

Ig
Ig
Ig

Ig
Ig
Ig

nM

ài

Id
Id
Id
Id
Id
Id

y QL
18

Đứt
gãy Yê
n Tử
Đứt gãy Tru
ng Lương

Id
Id
Id
Id
Id
Id

21
00'

TP.hải
TP.hải
TP.hảiPhòng
Phòng
Phòng
Phòng
TP.hải
TP.hải
TP.hải
Phòng
Phòng
Phòng
TP.hải
TP.hải
TP.hải
Phòng
Phòng

Thái
Thái
Thái
Bình
Bình
Thái
Thái
TháiBình

Bình
Bình
Bình
Thái
Thái
Thái
Bình
Bình
Bình

Đứt

gãy

TP.Nam
TP.Nam
TP.NamĐịnh
Định
Định
Định
TP.Nam
TP.Nam
TP.Nam
Định
Định
Định
TP.Nam
TP.Nam
TP.Nam
Định

Định

Sơn
La

Đứ
tg
ãy

Ninh
Ninh
NinhBình
Bình
Bình
Bình
Ninh
Ninh
Ninh
Bình
Bình
Bình
Ninh
Ninh
Ninh
Bình
Bình

Sô
ng
Đ

Biển đông
Biển
đông

à

20
00'

Đ ứt

Đứ
t gã
y

Sôn

Đứt gã
IIIb
IIIb
IIIb

IIIb
IIIb
IIIb

gC

y Nậm

ả

gãy
Sô

ng H

TP.
TP.
TP.Thanh
Thanh
Thanh
ThanhHoá
Hoá
Hoá
Hoá
TP.
TP.
TP.
Thanh
Thanh
Thanh
Hoá
Hoá
Hoá
TP.
TP.
TP.
Thanh

Thanh
Hoá
Hoá

Đứ
t

IIIa
IIIa
IIIa
IIIa
IIIa
IIIa

Các trũng Đệ tứ

Phủ
Phủ
PhủLý
Lý
Lý
Lý
Phủ
Phủ
Phủ
Lý
Lý
Lý
Phủ
Phủ

Phủ
Lý
Lý

60

Hưng
Hưng
Hưngyên
yên
yên
yên
Hưng
Hưng
Hưng
yên
yên
yên
Hưng
Hưng
Hưng
yên
yên

IIIc
IIIc
IIIc
IIIc
IIIc
IIIc

Các trũng Neogen
Đứt gãy phân
miền kiến trúc
Đứt gãy phân các
kiến trúc chính
Đứt gãy cấp cao hơn

40

Phủ
Phủ
PhủLý
Lý
Lý
Lý
Phủ
Phủ
Phủ
Lý
Lý
Lý
Phủ
Phủ
Phủ
Lý
Lý

ã

Trũng chồng gối Sầm Nưa

IIIc
IIIc
IIIc
IIIc
IIIc
IIIc

20

- Bá Thước

Phức nếp lồi Sông Mã

IIc
IIc
IIc
IIc
IIc
IIc

gãy

n
Uyê
Đứ
t gã
yT
h an

âu - Đi
ện Biên
Lai Ch
Đứt gãy

Phức nếp lõm Sông Cả

0

Hải
Hải
HảiDương
Dương
Dương
Dương
Hải
Hải
Hải
Dương
Dương
Dương
Hải
Hải
Hải
Dương
Dương

Đứt gãy Thường Xuân

IIIb
IIIb
IIIb
IIIb
IIIb
IIIb

Phức nếp lồi Fan Si Pan

IIb
IIb
IIb
IIb
IIb
IIb

Sông
Ph

nh
Bì

Khối nhô Phu Hoạt

Tách giãn dạng rift
Sông Hồng
Miền kiến tạo Tây Bắc Việt Nam

102 00'

Đứt

o

10

TP.Hạ
TP.Hạ
TP.Hạ
Long
Long
TP.Hạ
TP.Hạ
TP.HạLong
Long
Long
Long
TP.Hạ
TP.Hạ
TP.Hạ
Long
Long
Long

Đà
Hòa
Hòa
HòaBình
Bình
Bình

Bình
Hòa
Hòa
Hòa
Bình
Bình
Bình
Hòa
Hòa
Hòa
Bình
Bình

Trũng chồng gối Tú Lệ

Ii
IiIi
IiIi
Ii

19
00'

oà

Trũng chồng Sông Hiến

Phức nếp lõm An Châu

gãy

-H

Ih
Ih
Ih
Ih
Ih
Ih

IIa
IIa
IIa
IIa
IIa
IIa

TP
TP
TP
Hà
Hà
Hà
Nội
Nội
Nội
TP
TP
TP
Hà

Hà
Nội
Nội
TP
TP
TPHà
Hà
Hà
HàNội
Nội
Nội
Nội

LL
àà
oo

IIIa
IIIa
IIIa
IIIa
IIIa
IIIa

Đứt gãy Bình Gia - Thất Khê

Lộ

Phức nếp lõm Sông Gâm

ô

ĩa

y Sô
ng

Ca

Bắc
Bắc
BắcGiang
Giang
Giang
Giang
Bắc
Bắc
Bắc
Giang
Giang
Giang
Bắc
Bắc
Bắc
Giang
Giang
Bắc
Bắc
BắcNinh
Ninh

Ninh
Ninh
Bắc
Bắc
Bắc
Ninh
Ninh
Ninh
Bắc
Bắc
Bắc
Ninh
Ninh

Đứt gã

ã

ãy

Ig
Ig
Ig
Ig
Ig
Ig
g
ơn
hư
gT

ôn
-S

TP.
TP.
TP.
Thái
Thái
Thái
Nguyên
Nguyên
Nguyên
TP.
TP.
TP.
Thái
Thái
Nguyên
Nguyên
TP.
TP.
TP.Thái
Thái
Thái
TháiNguyên
Nguyên
Nguyên
Nguyên

Vĩnh

Vĩnh
VĩnhYên
Yên
Yên
Yên
Vĩnh
Vĩnh
Vĩnh
Yên
Yên
Vĩnh
Vĩnh
Vĩnh
Yên
Yên
Yên

Việt
Việt
ViệtTrì
Trì
Trì
Trì
Việt
Việt
Việt
Trì
Trì
Trì
Việt

Việt
Việt
Trì
Trì

tg

Lạng
Lạng
Lạng
Sơn
Sơn
Lạng
Lạng
LạngSơn
Sơn
Sơn
Sơn
Lạng
Lạng
Lạng
Sơn
Sơn
Sơn

gh
N

Phức nếp lồi Quảng Ninh

gL

y
gã

Id
Id
Id
Id
Id
Id

n
Sô

ứt
ợ Bờ

Miền kiến tạo Bắc Trung Bộ

Ie
Ie
Ie
Ie
Ie
Ie
Ig
Ig
Ig

ảy

Yên- Ch

Đứ
t gã

Sơn

20
00'

Id
Id
Id
Id
Id
Id

km20

Đứ

Ic
Ic
Ic
Ic
Ic
Ic

13A

IIc
IIc
IIc
IIc
IIc
IIc
IIc
IIc
IIc

IId
IId
IId
IId
IId
IId

Ic
Ic
Ic
Ic
Ic
Ic

Ic
Ic
Ic
Ic

Ic
Ic

Tuyên
Tuyên
TuyênQuang
Quang
Quang
Quang
Tuyên
Tuyên
Tuyên
Quang
Quang
Quang
Tuyên
Tuyên
Tuyên
Quang
Quang

Đ

- Bắc

Miền kiến tạo Đông Bắc Bộ
Phức nếp lồi Sông Lô
Phức nếp lồi
Dãy Núi Con Voi
Phức nếp lồi Bắc Thái

Ie
Ie
Ie
Ie
Ie
Ie

Đứt gãy
QL

Sơn
Sơn
Sơn
La
La
Sơn
Sơn
SơnLa
La
La
La
Sơn
Sơn
Sơn
La
La
La

Sô

ng
M

Ih
Ih
Ih
Ih
Ih
Ih

Bắc
Bắc
BắcKạn
Kạn
Kạn
Kạn
Bắc
Bắc
Bắc
Kạn
Kạn
Bắc
Bắc
Bắc
Kạn
Kạn
Kạn

Yên
Yên

YênBái
Bái
Bái
Bái
Yên
Yên
Yên
Bái
Bái
Yên
Yên
Yên
Bái
Bái
Bái

ườ
ng
La

an
Qu

Chú giải

Ch

Cộ
p

Hồ
ng

IId
IId
IId
IId
IId
IId
M

Ic
Ic
Ic
Ic
Ic
Ic

Ia
Ia
Ia
Ia
Ia
Ia

ng
Sô

yS
ốp

IIIb
IIIb
IIIb
IIIb
IIIb
IIIb
IIIb
IIIb
IIIb

ãy
Sô
ng

Nhu

Đứ
tg
ãy

Đứ
tg

y Suối

Đứ
t gã

ãy

Nhai
- Quỳnh
a
nL
Sơ
ãy

tg

Da Bọp

IIIc
IIIc
IIIc
IIIc
IIIc
IIIc
21
00'

Châu

IIb
IIb
IIb
IIb
IIb
IIb

Đứ

TP.
TP.
TP.Điện
Điện
Điện
ĐiệnBiên
Biên
Biên
BiênPhủ
Phủ
Phủ
Phủ
TP.
TP.
TP.
Điện
Điện
Điện
Biên
Biên
Biên
Phủ
Phủ
Phủ
TP.
TP.
TP.
Điện

Điện
Biên
Biên
Phủ
Phủ

Đứ
tg

Thuận

Búng Lao
Đứt gãy

Đứt gãy

IIc
IIc
IIc
IIc
IIc
IIc

Ia
Ia
Ia
Ia
Ia
Ia

ãy
tg

Ib
Ib
Ib
Ib
Ib
Ib

ng
y Mườ
Đứt gã Khánh Yên
Than -

Đứt gã

Lai
Lai
Lai
Châu
Châu
Châu
Lai
Lai
Lai
Châu
Châu
Lai
Lai

LaiChâu
Châu
Châu
Châu

Đ ứt

Bàn

Đ ứt

Vă n

h

Pa
-

Cao
Cao
CaoBằng
Bằng
Bằng
Bằng
Cao
Cao
Cao
Bằng
Bằng
Cao

Cao
Cao
Bằng
Bằng
Bằng

M in

Th
ổ

Gia
ng

Đứt gãy Yên Bình Xã

IIa
IIa
IIa
IIa
IIa
IIa

hé

22
00'

Ia
Ia

Ia
Ia
Ia
Ia

Hà

Yên

Đứ
t gã
y Sa

Đứ

gu
ồn
Sô
ng
IV
IV
IV
IV
IV Đà

gã
yP
ho
ng

ãy
tg

ng
N

Đứt gãy Mường Tè

Lào
Lào
LàoCai
Cai
Cai
Cai
Lào
Lào
Lào
Cai
Cai
Cai
Lào
Lào
Lào
Cai
Cai

Đứ

ườ

Đứ
t

g-

Th
ượ
ng
n

Đứ
tg
ãy
M

Ib
Ib
Ib
Ib
Ib
Ib

ơn
-

Ia
Ia
Ia
Ia
Ia

Ia

n
Lươ

tg
ãy

hú
yP

Vă
nS

Hà
Hà
HàGiang
Giang
Giang
Giang
Hà
Hà
Hà
Giang
Giang
Giang
Hà
Hà
Hà
Giang

Giang

Đứ

Lĩnh
Đứt gãy Cao Bằng - Trà

gã
y

t gã

Đứ
t

Đứ

23
00'

gã
y

Sô
ng

M

ã

iếu

Chou

Địa danh

19
00'
104 00'

105 00'

106 00'

107 00'

108 00'

Hỡnh 1.2: S cu trỳc - kin to min Bc Vit Nam
(Ngun ti liu ti KC08.06/06.10)

Trong min cu trỳc Bc Trung B, thuc khu vc Min Bc Vit
Nam, cú khi nhụ Phu Hot, phc np lừm Sụng C, trng chng gi Sm
Na. Cũn trong min cu trỳc Thng Lo, thuc khu vc Min Bc Vit
Nam ch cú phc np lừm Mng Tố (hỡnh 1.2).
1.2. LCH S NGHIấN CU CU TRC SU V TRI T KHU
VC MIN BC VIT NAM
c im cu trỳc sõu mt vựng lónh th l mt thụng s quan trng
cho nghiờn cu bc tranh a ng lc. S cu trỳc sõu cú tin cy cng
cao, cng cú c s tin cy cho vic lý gii cỏc hot ng a ng lc ca

vựng nghiờn cu. iu ny cng cú ngha l tin cy ca cỏc nghiờn cu v
c ch hỡnh thnh phỏt sinh mt s loi tai bin a cht ni sinh nh ng


8

đất, nứt - trượt đất, v.v... cũng phụ thuộc vào độ chính xác của sơ đồ cấu trúc
sâu lãnh thổ, chưa nói đến những vấn đề liên quan đến quy luật phân bố tài
nguyên khoáng sản.
Một số đặc điểm liên quan đến cấu trúc sâu có thể đánh giá thông qua các tài
liệu nghiên cứu về thành tạo magma, biến chất, các tài liệu địa hoá, nhưng để
có được sơ đồ cấu trúc sâu phân tầng theo các ranh giới cấu trúc cho một
vùng lãnh thổ thì tài liệu địa vật lý đóng một vai trò quan trọng. Có nhiều
cách tiếp cận sử dụng các phương pháp địa vật lý để nghiên cứu cấu trúc sâu
vỏ Trái đất: phương pháp mô hình hoá tài liệu trọng lực và từ, phương pháp
từ Tellua, phương pháp phân tích trường sóng địa chấn do động đất gây ra,
v.v.... Tuy nhiên, cho đến nay phương pháp địa vật lý được coi có độ tin cậy
cao nhất trong nghiên cứu cấu trúc sâu vỏ Trái đất vẫn là phương pháp địa
chấn dò sâu [32, 33, 57, 61, 64, 65, 68, 69, 72].
Ở nước ta, việc nghiên cứu xây dựng các sơ đồ cấu trúc sâu vỏ Trái đất
trên cơ sở sử dụng tài liệu địa vật lý lãnh thổ Việt Nam đã được bắt đầu đề
cập đến trong một số công trình từ sau những năm 70 của thế kỷ trước [12].
Tuy nhiên, việc nghiên cứu các quá trình địa chất liên quan đến cấu trúc sâu
cũng đã được triển khai khá sớm thông qua các nghiên cứu thành lập bản đồ
địa chất, bản đồ phân vùng kiến tạo v.v... Ngay từ trước năm 1945, các nghiên
cứu về địa chất chủ yếu do các nhà địa chất Pháp thực hiện đã xuất bản được
tờ bản đồ kiến trúc Đông Dương tỉ lệ 1: 2 500 000 của Fromaget và các cộng
sự. Theo các kết quả nghiên cứu về địa tầng, magma, kết hợp với sử dụng
thuyết địa di, nhóm tác giả trên đã chia lãnh thổ Đông Dương thành 3 yếu tố
kiến trúc lớn: Địa khối Kon tum, Địa khối Đông Nam Trung Quốc, Khối

Miến Điện (Tây Thượng Lào) và các cánh cung Phú Hoạt, Sông Mã. Những
yếu tố này tạo thành khung cấu trúc và giữa chúng là các võng địa máng
“Neotriat” bị vò nhàu – uốn nếp.


9

Trong giai đoạn 1945 đến 1970, các tài liệu cho thông tin về cấu trúc
sâu được phản ánh chủ yếu qua kết quả nghiên cứu các thành tạo magma và
biến chất. Dựa trên thuyết địa máng thống trị ở giai đoạn này, một số nhà kiến
tạo đã có những ý kiến khác nhau về bản chất và lịch sử tiến hoá của kiến tạo
Việt Nam, nhưng nhìn chung các nghiên cứu nêu trên đã khẳng định vùng
Bắc Việt Nam có những yếu tố kiến trúc chính như sau:
+ Khối nền Nam Trung Hoa.
+ Hệ uốn nếp Việt Lào.
+ Địa máng uốn nếp Shan Thái.
+ Caledonit Catazia.
+ Đới khâu Sông Hồng.
+ Đứt gãy sâu Sông Mã (đới khâu).
Từ năm 1971, việc nghiên cứu cấu trúc sâu vỏ Trái đất bắt đầu có sự
tham gia của phương pháp Địa vật lý. Các kết quả nhận được phần nào cũng
đã xác định một cách định tính các đặc trưng chung nhất của cấu trúc vỏ Trái
đất. Có thể thấy cấu trúc vỏ Trái đất Việt Nam cho đến hiện nay đã được
nghiên cứu chủ yếu theo các phương pháp cơ bản sau đây:
-

Phương pháp từ Tellua.

-

Phương pháp thăm dò từ và trọng lực thăm dò.

-

Phương pháp địa chấn.

Dưới đây sẽ nêu ra một số kết quả nổi bật về nghiên cứu cấu trúc vỏ Trái
đất miền Bắc Việt nam theo các phương pháp nghiên cứu đã đề cập ở trên.
1.2.1 Phương pháp từ Tellua
Tổng cục Dầu khí là nơi áp dụng đầu tiên phương pháp từ Tellua cho
việc nghiên cứu cấu trúc sâu miền võng Hà Nội vào những năm 1971 - 1976,
vì hệ thiết bị sử dụng của Liên Xô lúc bấy giờ có độ chính xác không cao nên
kết quả nghiên cứu chỉ dừng ở mức đánh giá độ sâu đến bề mặt móng trước


10

Kanozoi tại một số điểm (Nguyễn Đức Tiến và nnk., 1978) [12]. Năm 1994 1995 trong khuôn khổ hợp tác giữa Viện Vật lý Địa cầu, Viện Địa chất – Viện
KHCNVN, Viện Dầu khí với Viện Vật lý địa cầu Paris, 4 tuyến đo sâu từ
Telllua: tuyến Yên Bái – Tuyên Quang, tuyến Nam Định – Hải Phòng, tuyến
Thanh Sơn - Thái Nguyên và tuyến Lương Sơn – Hà Nội - Bắc Ninh đã
được thực hiện. Đây là các tuyến đo sâu từ Tellua đầu tiên sử dụng hệ thiết bị
ghi số hiện đại hơn của Viện Vật lý địa cầu Paris. Kết quả đo đạc trên các
tuyến cho phép đưa ra mặt cắt tương đối sâu về cấu trúc địa điện của miền
võng Hà Nội, trong đó sự mỏng đi của bề dày vỏ Trái đất ở vùng trũng Đông
Quan được phản ánh khá rõ trong các công trình [47, 48]. Kết quả này cũng
khẳng định sự xuyên sâu ở phạm vi thạch quyển của đới đứt gãy Sông Hồng
như trong kết quả các công trình [ 49, 50]. Trong những năm 2004 - 2005, 3
tuyến đo sâu từ Tellua, mỗi tuyến dài khoảng 35 km đã được tiến hành ở khu
vực miền võng Hà Nội (vùng Thái Bình – Nam Định), với mục đích đánh giá

chi tiết cấu trúc sâu vùng trũng, nhất là đánh giá độ sâu móng cố kết trước
Kainozoi phục vụ việc tìm kiếm dầu khí ( Lê Huy Minh và nnk, 2005 ) [13,
14]. Kết quả cho thấy cấu trúc địa điện của miền võng rất phức tạp, cũng là
phản ánh tính chất phức tạp của các quá trình địa chất - kiến tạo trong lịch sử
hình thành và tiến hoá của nó. Các kết quả đo sâu từ Tellua tuy có ít, nhưng
bề dày vỏ Trái đất dưới các tuyến đo cắt qua đới Sông Hồng được đánh giá
theo độ dẫn điện mỏng đi đáng kể so với các kết quả phân tích tài liệu trọng
lực trong các nghiên cứu trước đó.
Trong công trình nghiên cứu của mình các tác giả Lê Huy Minh, Đinh Văn
Toàn và nnk đã tiến hành 02 tuyến đo sâu từ tellua từ Thái Nguyên đi Hòa
Bình và Hòa Bình - Thanh Hóa [15]. Kết quả đã xây dựng mô hình mặt cắt
cấu trúc sâu cho hai tuyến đo nói trên dựa theo đặc điểm độ dẫn của vật chất
trong vỏ Trái đất. Với cấu trúc dẫn điện của lớp giữa cao hơn lớp bên trên và


11

bên dưới, các tác giả đã phân chia vỏ Trái đất dọc các tuyến đo theo các ranh
giới phân lớp cơ bản theo kiểu vỏ Phanerozoi là loại hình vỏ Trái đất tiêu biểu
gặp ở nhiều nơi trên thế giới. Phân bố điện trở suất dọc theo hai tuyến này
cũng cho phép các tác giả khoanh định các đứt gãy lớn như đứt gãy Sông
Hồng, đứt gãy Sông Chảy, đứt gãy Sơn La, Mường La - Bắc Yên,...
1.2.2 Phương pháp thăm dò từ và trọng lực thăm dò
Sơ đồ đầu tiên về bề dày vỏ Trái đất lãnh thổ Bắc Việt Nam được xây
dựng trên cơ sở tính tương quan giữa tài liệu trọng lực và địa hình của Phạm
Khoản, Ixaev E.N., được ra đời vào năm 1971 [12]. Theo đó, bề dày vỏ Trái
đất ở phần lãnh thổ phía Bắc tăng dần từ 31 – 33 km ở vùng ven biển đến 45 –
47 km tại phần diện tích khu vực phía Bắc và Tây Bắc gần biên giới với
Trung Quốc. Do tài liệu trọng lực sử dụng trong nghiên cứu này có mạng lưới
điểm đo không đều và đặc biệt còn rất thưa ở các vùng núi, mặt khác, công

thức tính tương quan của Deminhixkaia phù hợp hơn cho mạng lưới toàn cầu
nên kết quả đánh giá bề dày vỏ Trái đất chủ yếu có ý nghĩa tham khảo cho các
nghiên cứu mang tính khu vực lớn. Năm 1978, trên cơ sở sử dụng các thuật
toán biến đổi trường trọng lực và từ, tác giả Quách Văn Gừng đã nghiên cứu
mối quan hệ giữa các trường biến đổi với ranh giới các bề mặt cơ bản trong
vỏ Trái đất đã xây dựng được sơ đồ cấu trúc các bề mặt móng kết tinh,
Conrad và Moho cho vùng lãnh thổ phía Bắc. Các sơ đồ được xây dựng như
trên mặc dù đã tạo dựng được mối liên quan giữa các yếu tố cấu trúc với đặc
điểm các dị thường biến đổi, nhưng cách làm này vẫn mang nặng màu sắc
định tính, hơn nữa mạng lưới điểm đo vẫn còn thưa nên tính trung bình phản
ánh khá rõ trong kết quả nghiên cứu.
Việc nghiên cứu cấu trúc sâu bằng các phương pháp từ và trọng lực
được đẩy mạnh lên rất nhiều nhờ ứng dụng các thuật toán phân tích mới và bổ
sung nhiều số liệu khảo sát, nhất là từ khi các bản đồ dị thường từ tỉ lệ 1: 200


12

000 và bản đồ trọng lực Bouguer tỉ lệ 1: 500 000 hầu như phủ kín lãnh thổ cả
nước ra đời. Trong số đó, đáng ghi nhận nhất phải kể đến các công trình của
Bùi Công Quế và Cao Đình Triều thực hiện vào những năm 80 và 90 của thế
kỷ trước.
Bằng phân tích tổng hợp các tài liệu trọng lực và từ, kết hợp sử dụng
các kết quả nghiên cứu cấu trúc theo tài liệu địa chấn động đất trong những
năm 80 tác giả Bùi Công Quế đã xây dựng được sơ đồ cấu trúc vỏ Trái đất và
các hệ thống đứt gãy chính cho lãnh thổ Việt Nam [18,19]. Theo đó, độ sâu
mặt Moho ở lãnh thổ phía Bắc cũng có xu thế tăng dần từ 30 – 31 km ở vùng
ven biển đến 48 – 50 km tại vùng núi cao Tây Bắc. Đáng lưu ý là mức độ chi
tiết trong các nghiên cứu này đã được cải thiện rõ rệt. Trong đó, dưới các
vùng trũng Kainozoi, bề dày vỏ mỏng đi đáng kể. Mặt Conrad nhận được

trong các nghiên cứu này phản ánh hình thái tương tự mặt Moho, với độ sâu
phân bố thay đổi trong khoảng 11 – 12 km ở khu vực vùng trũng, đến 22 – 24
km ở các vùng núi cao. Bề mặt móng kết tinh thay đổi phức tạp và có sự phân
dị mạnh về độ sâu phân bố từ các vết lộ ở một số vùng núi đến rất sâu 8 - 9
km ở vùng trũng Hà Nội. Đáng ghi nhận là công trình nghiên cứu này đã tập
hợp được khá nhiều các loại tài liệu khảo sát bổ sung, bao gồm cả tài liệu địa
chấn thăm dò dầu khí, một số tuyến đo mới trọng lực, từ và tài liệu lỗ khoan
v.v... Hệ phương pháp phân tích tổng hợp cũng hoàn thiện hơn, cập nhật được
các tiến bộ về công nghệ nên kết quả nghiên cứu có tính thuyết phục hơn.
Cũng từ những năm 80 đến những năm 90, nhiều kết quả nghiên cứu về
cấu trúc sâu vỏ Trái đất cũng được phản ánh trong các công trình của tác giả
Cao Đình Triều. Năm 1985 trên cơ sở phân tích tài liệu trọng lực, kết hợp sử
dụng các tài liệu địa chất và địa vật lý khác, tác giả này đã xác định mối quan
hệ giữa đặc điểm trường trọng lực nâng lên các độ cao khác nhau với các ranh
giới cơ bản trong cấu trúc vỏ. Độ sâu bề mặt Moho ở vùng phía Bắc được


13

đánh giá ở vùng ven biển khoảng 30 km, cũng tăng dần về phía vùng núi Tây
Bắc và đạt đến 38 km tại đây. Độ sâu bề mặt Conrad cũng thay đổi trong
khoảng 10 km đến 24 km. Vùng sâu nhất 24 km tại khu vực Hà Giang [36,
37]. Các khu vực dưới các vùng trũng, mặt Conrad mỏng đi khá nhiều. Bề
mặt móng kết tinh được đánh giá thay đổi khá phức tạp tương tự như trong
các công trình [13,18, 19, 28, 29].
Trong các công trình [38, 39, 40, 41, 45, 76] các tác giả đã sử dụng số
liệu trọng lực và các nguồn số liệu khác liên quan, bằng các phương pháp biến
đổi trường nghiên cứu cấu trúc sâu lãnh thổ Việt nam đã xây dựng được bản
đồ cấu trúc đứt gãy và địa động lực hiện đại lãnh thổ Việt Nam và lân cận.
Các đặc trưng về cấu trúc sâu thạch quyển trong đó có phần vỏ ngoài cũng

được đề cập khá chi tiết trong xuất bản của tác giả Cao Đình Triều có tên "
Trường địa vật lý và cấu trúc thạch quyển lãnh thổ Việt Nam" năm 2005 [42].
Trong xuất bản này tác giả sử dụng cơ sở quan hệ hồi quy giữa độ sâu các mặt
ranh giới cơ bản vỏ Trái đất và thành phần trường trọng lực. Tác giả đã phân
chia cấu trúc vỏ Trái đất khu vực miền Bắc Việt Nam thuộc dạng vỏ lục địa
với các miền sau:
- Miền Đông Bắc có biến động mặt Moho tương đối bình ổn với độ sâu
nằm trong giới hạn 28 đến 42 km. Mặt móng kết tinh có biến động yếu với độ
sâu nằm trong giới hạn 2 - 6 km.
- Miền Tây Bắc đặc trưng bởi cấu trúc phức tạp mặt ranh giới phía dưới
vỏ Trái đất biến động trong giới hạn 26 đến 40 km. Mặt móng kết tinh cũng
biên đổi phức tạp tương tự như vậy từ lộ ra ở trên mặt đến độ sâu 7-8 km.
- Miền Trường Sơn có bề mặt Moho khá phức tạp từ 26 km đến 40 km.
Bề mặt kết tinh trong miền này cũng thay đổi từ lộ ra trên mặt đến độ sâu 5 6 km.
Năm 1989 tác giả Đinh Văn Toàn [28] đã sử dụng nhóm các phương
pháp phân tích thống kê và biến đổi trường để xây dựng bản đồ đẳng sâu


14

móng trước Kainozoi vùng đồng bằng Sông Hồng.
Trên cơ sở coi kết quả nghiên cứu bằng phương pháp từ Tellua như tài
liệu tựa, Đặng Thanh Hải đã tiến hành phân tích lại các tài liệu trọng lực bằng
sử dụng một hệ phương pháp phân tích ở mức hoàn thiện hơn [7]. Kết quả
cũng đã xây dựng được sơ đồ bề mặt các ranh giới cơ bản trong vỏ Trái đất ở
vùng lãnh thổ phía Bắc. Đáng lưu ý là kết quả thu được có mức độ chi tiết khá
cao và có nhiều điểm rất khác so với các nghiên cứu trước đây, cả về độ sâu
phân bố lẫn hình thái cấu trúc của các mặt ranh giới Moho và Conrad.
Ngoài các công trình như vừa nêu, các kết quả nghiên cứu về phân bố
các hệ thống đứt gãy và cấu trúc vỏ Trái đất, xác định bề dày các bồn trầm

tích, ... còn được phản ánh trong các công trình của các tác giả khác [11, 16,
17, 24, 25, 30, 39, 46]. Tuy các công trình này không tiến hành nghiên cứu
đồng bộ các yếu tố cấu trúc sâu của toàn lãnh thổ, nhưng các kết quả cũng
góp phần chi tiết thêm các yếu tố cấu trúc, nhất là các hệ thống đứt gãy ở một
số vùng.
1.2.3 Phương pháp địa chấn
Ngoài các nghiên cứu chủ yếu như nêu trên, về cấu trúc sâu còn một số
tác giả cũng đã tận dụng các số liệu ghi động đất để tính toán bề dày vỏ Trái
đất lãnh thổ Việt Nam nói riêng đã được tiến hành trong các công trình khác
nhau [4, 8, 9, 10, 22, 27].Tuy nhiên, phần lớn những nghiên cứu này đều được
tiến hành dựa trên các số liệu về thời gian truyền sóng địa chấn, ghi được bởi
hệ thống trạm cũ của Việt Nam. Kết quả của những nghiên cứu này cũng đã
chỉ ra một số mô hình vận tốc cho các khu vực khác nhau tương ứng.
Dựa trên phân tích thời gian truyền sóng và tính phổ Fourier ( Vũ Ngọc
Tân, 1979; Trần Trung Đoàn, 1983 ) [4, 22] đã xây dựng mô hình lát cắt vận
tốc truyền sóng tại một số điểm khác nhau ở miền Bắc Việt Nam. Mô hình lát
cắt cấu trúc nhận được từ các nghiên cứu này cũng được phản ánh trong mặt