ĐẶC ĐIỂM PHÁT TRIỂN ĐỊA HÌNH TRONG MỐI LIÊN QUAN VỚI ĐỊA ĐỘNG LỰC HIỆN ĐẠI ĐỚI ĐỨT GÃY SÔNG HỒNG

VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

VIỆN ĐỊA CHẤT

NGÔ VĂN LIÊM

ĐẶC ĐIỂM PHÁT TRIỂN ĐỊA HÌNH
TRONG MỐI LIÊN QUAN VỚI ĐỊA ĐỘNG LỰC HIỆN ĐẠI
ĐỚI ĐỨT GÃY SÔNG HỒNG

LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT

HÀ NỘI - 2011


VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

VIỆN ĐỊA CHẤT

NGÔ VĂN LIÊM

ĐẶC ĐIỂM PHÁT TRIỂN ĐỊA HÌNH
TRONG MỐI LIÊN QUAN VỚI ĐỊA ĐỘNG LỰC HIỆN ĐẠI
ĐỚI ĐỨT GÃY SÔNG HỒNG

Chuyên ngành: Địa mạo và cổ địa lý
Mã số: 62.44.72.01
LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
1. PGS.TS. Phan Trọng Trịnh

2. TS. Vy Quốc Hải

HÀ NỘI - 2011


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 công bố trong
bất cứ công trình nào khác.

Tác giả luận án

Ngô Văn Liêm


LỜI CẢM ƠN

Luận án được hoàn thành tại Phòng Địa động lực - Viên Địa chất, dưới
sự hướng dẫn của PGS.TS. Phan Trọng Trịnh và TS. Vy Quốc Hải. NCS xin
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 hoàn thành luận án. Ngoài ra, NCS còn nhận
được sự quan tâm giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi của Lãnh đạo Viện
Địa chất, của Phòng Địa động lực; sự góp ý, trao đổi của các nhà khoa học
trong và ngoài Viện Địa chất; sự động viên, khích lệ của bạn bè và người
thân; sự hỗ trợ của đề tài Cơ bản, mã số 105.06.36.09. NCS trân trọng cảm ơn
những sự giúp đỡ quý báu này.

Hà Nội, tháng 6 năm 2011
NCS. Ngô Văn Liêm

MỤC LỤC
Trang
CÁC THUẬT NGỮ, KÍ HIỆU VIẾT TẮT

iv

DANH MỤC HÌNH

v

DANH MỤC BẢNG

viii

DANH MỤC ẢNH

viii
1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của luận án

1

2. Mục tiêu của luận án

2

3. Nhiệm vụ của luận án

2

4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

2

5. Những điểm mới của luận án

3

6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

4

7. Cơ sở tài liệu

4

8. Cấu trúc của luận án

5

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU

6

1.1. MỘT SỐ KHÁI NIỆM LIÊN QUAN

6

1.1.1. Địa động lực hiện đại

6

1.1.2. Kiến tạo trẻ

7

1.2. KHÁI QUÁT VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU

7

1.2.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước

8

1.2.2. Tình hình nghiên cứu trong nước

11

1.3. CƠ SỞ PHƯƠNG PHÁP LUẬN CỦA VIỆC NGHIÊN CỨU MỐI
TƯƠNG QUAN GIỮA SỰ PHÁT TRIỂN ĐỊA HÌNH VÀ ĐỊA ĐỘNG
LỰC HIỆN ĐẠI

18

1.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

21

1.4.1. Các phương pháp địa chất, địa mạo truyền thống

21

1.4.2. Phương pháp viễn thám và GIS

25

1.4.3. Nhóm phương pháp trắc địa

26

1.4.4. Các phương pháp phân tích cổ động đất

27

i


1.4.5. Các phương pháp đánh giá địa chấn kiến tạo và gia tốc rung
động

27

1.4.6. Các phương pháp mô phỏng, mô hình

31

CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA MẠO ĐỚI ĐỨT GÃY SÔNG HỒNG

32

2.1. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ ĐỊA HÌNH VÀ CÁC NHÂN TỐ THÀNH
TẠO

32

2.1.1. Đặc trưng địa chất - kiến tạo trước Pliocen khu vực nghiên cứu
và khu vực lân cận

32

2.1.2. Đặc trưng địa hình khu vực

34

2.1.3. Khái quát đặc điểm khí hậu

35

2.2. ĐẶC ĐIỂM TRẮC LƯỢNG HÌNH THÁI ĐỊA HÌNH

36

2.2.1. Đặc điểm phân bậc địa hình

36

2.2.2. Đặc điểm chia cắt sâu

38

2.2.3. Đặc điểm chia cắt ngang

41

2.2.4. Đặc điểm độ dốc

42

2.3. ĐẶC ĐIỂM KIẾN TRÚC HÌNH THÁI

43

2.3.1. Nhóm kiến trúc hình thái nâng kiến tạo

43

2.3.2. Nhóm kiến trúc hình thái hạ tương đối và sụt lún Tân kiến tạo

50

2.4. ĐẶC ĐIỂM CÁC KIỂU NGUỒN GỐC ĐỊA HÌNH

57

2.4.1. Nhóm địa hình có nguồn gốc kiến tạo và kiến trúc bóc mòn

58

2.4.2. Nhóm địa hình bóc mòn tổng hợp

58

2.4.3. Nhóm địa hình karst

64

2.4.4. Địa hình do dòng chảy

65

2.5. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN ĐỊA HÌNH

69

2.5.1. Khái quát sự phát triển kiến tạo và địa hình trước Pliocen

69

2.5.2. Lịch sử phát triển địa hình khu vực và vùng lân cận từ Pliocen
tới nay
KẾT LUẬN CHƯƠNG 2

72
75

CHƯƠNG 3: KIẾN TẠO TRẺ VÀ ĐỊA ĐỘNG LỰC HIỆN ĐẠI ĐỚI
ĐỨT GÃY SÔNG HỒNG

76

3.1. ĐẶC ĐIỂM KIẾN TẠO TRẺ

76

ii


3.1.1. Các dấu hiệu hoạt động trẻ từ Pliocen –Hiện đại

76

3.1.2. Biên độ và tốc độ chuyển dịch thẳng đứng từ Pliocen tới nay

79

3.1.3. Đặc điểm chuyển dịch trượt bằng trẻ

82

3.2. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA ĐỘNG LỰC HIỆN ĐẠI

96

3.2.1. Đặc điểm hoạt động địa chấn

96

3.2.2. Chuyển động kiến tạo hiện đại dọc đới ĐGSH

102

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3

115

CHƯƠNG 4: MỐI LIÊN QUAN GIỮA ĐẶC ĐIỂM PHÁT TRIỂN
ĐỊA HÌNH VỚI ĐỊA ĐỘNG LỰC HIỆN ĐẠI VÀ TAI BIẾN ĐỘNG
ĐẤT ĐỚI ĐGSH

116

4.1. SỰ THỂ HIỆN CỦA CHUYỂN ĐỘNG THEO PHƯƠNG THẲNG
ĐỨNG TRÊN ĐỊA HÌNH

116

4.1.1. Sự thể hiện của các chuyển động nâng trẻ trên địa hình

116

4.1.2. Sự thể hiện của các chuyển động hạ lún tương đối

120

4.2. MỐI LIÊN QUAN GIỮA ĐỊA HÌNH VÀ SỰ CHUYỂN DỊCH NGANG

121

4.3. MỐI QUAN HỆ GIỮA CHUYỂN ĐỘNG THEO CHIỂU THẲNG ĐỨNG
VÀ TRƯỢT BẰNG DỌC ĐỚI ĐỨT GÃY SÔNG HỒNG

132

4.4. MỐI TƯƠNG QUAN GIỮA SỰ PHÁT TRIỂN ĐỊA HÌNH VÀ ĐẶC
TRƯNG ĐỊA CHẤN KHU VỰC

135

4.4.1. Kết quả đánh giá động đất cực đại

137

4.4.2. Đánh giá gia tốc rung động cực đại

140

4.4.3. Mô hình hóa quá trình biến dạng và biến đổi ứng suất Coulomb
khi xảy ra động đất cực đại

141

KẾT LUẬN CHƯƠNG 4

144

KẾT LUẬN

145

TÀI LIỆU THAM KHẢO

147

PHỤ LỤC

157

Phụ lục 3.1: Kết quả tính tính toán chuyển dịch tuyệt đối dạng đầy đủ từ
hai chu kỳ đo GPS năm 2000 và 2010 bằng phần mềm Bernese 5.0

157

Phụ lục 3.2: Kết quả tính tính toán chuyển dịch tương đối khu vực đới
ĐGSH với sự cố định của điểm NAM0 bằng phần mềm Bernese 5.0

159

Phụ lục 4.1 : Bảng kết quả tính gia tốc rung động gây ra do đứt gãy SC2

160

iii


CÁC THUẬT NGỮ, KÍ HIỆU VIẾT TẮT

BMSB

Bề mặt san bằng

CCN

Chia cắt ngang

CCS

Chia cắt sâu

DEM

Digital Elevation Model (Mô hình số độ cao)

DNCV

Dãy núi Con Voi

ĐGSH

Đứt gãy Sông Hồng

ĐGSC

Đứt gãy Sông Chảy

ĐB

Đông bắc

GEODYSSEA

Geodynamics of South and South-East Asia (Địa động
lực Nam và Đông Nam Á)

GIS

Geographic Informations System (Hệ thông tin địa lý)

GPS

Global Positioning System (Hệ định vị toàn cầu)

KTHT

Kiến trúc hình thái

ITRF (IGS)

Khung tọa độ Trái đất quốc tế

NCS

Nghiên cứu sinh

nnk

Nhiều người khác

SC

Sông Chảy

SH

Sông Hồng

TB-ĐN

Tây Bắc-Đông Nam

THCBM

Tập hợp các bề mặt

TKT

Tân kiến tạo

TN

Tây nam

tr.n

Triệu năm

iv

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1:

Sơ đồ vị trí khu vực nghiên cứu

Hình 1.2:

Dữ liệu đầu vào, đầu ra và mục đích xã hội của việc nghiên cứu sự phát
triển địa hình và địa động lực hiện đại

Hình 2.1:

(a)- Sơ đồ địa chất khu vực nghiên cứu; (b,c,d)- Chú giải tương ứng

Hình 2.2:

Sơ đồ phân cấp độ cao và vị trí các tuyến mặt cắt địa hình
(Khu vực đới ĐGSH đoạn Lào Cai – Việt Trì)

Hình 2.3:

Mặt cắt trùng hợp thể hiện các BMSB khu vực nghiên cứu

Hình 2.4:

Sơ đồ chia cắt sâu đới ĐGSH khu vực Lào Cai-Việt Trì và vùng lân cận

Hình 2.5:

Sơ đồ chia cắt ngang đới ĐGSH khu vực Lào Cai-Việt Trì và vùng lân
cận

Hình 2.6:

Sơ đồ độ dốc đới ĐGSH khu vực Lào Cai-Việt Trì và vùng lân cận

Hình 2.7:

Sơ đồ kiến trúc hình thái đới ĐGSH khu vực Lào Cai-Việt Trì và vùng
lân cận

Hình 2.8:

Sơ đồ địa mạo trũng Lào Cai và vùng lân cận

Hình 2.9:

Sơ đồ địa mạo khu vực trũng Bảo Hà và vùng lân cận

Hình 2.10: Sơ đồ địa mạo khu vực trũng Yên Bái và vùng lân cận
Hình 2.11: Sơ đồ địa mạo khu vực trũng Bảo Yên và vùng lân cận
Hình 2.12: (a) Sơ đồ địa mạo đới ĐGSH khu vực Lào Cai đến Phú Thọ và vùng lân
cận; (b) Chú giải tương ứng
Hình 2.13: Các dạng địa hình thềm khu vực xã Báo Đáp
Hình 3.1:

Sơ đồ phân bố đứt gãy trẻ khu vực từ Việt Trì đến Lào Cai.

Hình 3.2:

Đoạn đứt gãy trẻ - Sông Hồng 2 (Ảnh vệ tinh Landsat TM được chồng
trên mô hình số độ cao)

Hình 3.3:

Đứt gãy đang hoạt động vùng Văn Yên – Trấn Yên (Quan sát từ ảnh vệ
tinh SPOT)

Hình 3.4:

Đứt gãy trẻ khu vực TP.Lào Cai (Ảnh vệ tinh Landsat TM)

Hình 3.5:

Mô hình số độ cao thể hiện các nhánh đứt gãy trẻ khu vực TP. Yên Bái

Hình 3.6:

Đứt gãy trẻ (SC1) khu vực Lục Yên đến ĐN Phố Ràng (Ảnh vệ tinh Spot
được lồng trên DEM )

Hình 3.7:

Vị trí đứt gãy trẻ (SC2) trên ảnh vệ tinh Landsat ETM+

Hình 3.8:

Chuyển dịch theo dấu hiệu địa chất và địa mạo lớn hơn 5km dọc ĐGSH

Hình 3.9:

Biên độ dịch chuyển theo phân tích các sông suối nhánh của ĐGSC khu
vực Lục Yên, Yên Bái đến Phố Ràng, Lào Cai

Hình 3.10: Mặt cắt trong trầm tích Neogen - Đệ tứ và đoán giải cấu trúc từ ảnh (điểm
v


khảo sát thuộc thôn An Lạc - Bắc Cường - TP Lào Cai)
Hình 3.11: Sơ đồ phân bố chấn tâm động đất miền Bắc Việt Nam và lân cận
Hình 3.12: Sơ đồ véc tơ tốc độ chuyển dịch tuyệt đối trong khung tham chiếu toàn
cầu IGS_05 của các điểm đo dọc đới ĐGSH, theo kết quả đo lặp ~10 năm
của hai chu kỳ đo 2000 và 2010
Hình 3.13: Sơ đồ đối sánh các véc tơ chuyển dịch tuyệt đối của luận án với kết quả
của đề tài trọng điểm cấp nhà nước mã số KC.09.11/06-10 [146] và nhiệm
vụ bổ sung mã số KC.09.11BS/06-10 [142]
Hình 3.14: Sơ đồ chi tiết đối sánh véc tơ tốc độ chuyển dịch tuyệt đối của luận án với
kết quả trong đề tài trọng điểm cấp nhà nước mã số KC.09.11/06-10 [146]
và KC.09.11BS/06-10 [142]
Hình 3.15: Sơ đồ tốc độ chuyển dịch tương đối của các điểm đo dọc đới ĐGSH với
phương án cố định của điểm NAM0, theo kết quả đo lặp ~10 năm của hai
chu kỳ đo 2000 và 2010
Hình 4.1:

Mạng lưới sông tỏa tia thể hiện khối nâng địa phương (DNCV)

Hình 4.2:

Bản đồ địa hình (1:50.000) được chồng trên mô hình số độ cao thể hiện
“thung lũng xuyên thủng” cắt qua bậc địa hình cao 150m, được cấu tạo
bởi các đá trầm tích Neogen dưới các góc nhìn khác nhau ( A-Nhìn từ
hướng TN lên ĐB; B- Nhìn từ hướng ĐB về TN).

Hình 4.3:

Các dạng địa hình thềm sông khu vực cầu Bảo Hà, thông qua giải đoán
ảnh vệ tinh được chồng lên mô hình số độ cao (DEM)

Hình 4.4:

Mạng lưới sông suối hướng tâm thể hiện sự hạ lún tương đối của địa hình
khu vực trũng Nghĩa Lộ

Hình 4.5:

Sơ đồ thể hiện sự chuyển dịch ngang của địa hình thông qua biến vị sông
suối và sự chuyển dịch ngang đồng thời với sự nâng lên của địa hình dẫn
tới sự cướp dòng của suối dọc đứt gãy SH 3 (khu vực Yên Hợp- Xuân ÁiHoàng Thắng-Báo Đáp).

Hình 4.6:

Chi tiết đoạn biến vị của địa hình dọc đứt gãy nhánh bờ phải sông Hồng
khu vực thôn Tân Xuân, Yên Hợp, Văn Yên, Yên Bái. Vị trí nghiên cứu
xem trên Hình 4.9. (A-Địa hình hiện tại; B- Khôi phục lại địa hình cổ
trước khi bị chuyển dịch).

Hình 4.7a: Địa hình hiện tại khu vực thôn Tân Xuân, xã Yên Hợp, Văn Yên, Yên Bái
(Đứt gãy cắt qua ranh giới giữa thềm bậc III và bậc II và làm biến vị địa

hình thềm III, ~142m). Vị trí xem trên Hình 4.9a.
Hình 4.7b: Địa hình cổ được khôi phục lại bằng phép dịch chuyển địa hình ngược
chiều chuyển dịch của đứt gãy khu vực thôn Tân Xuân, xã Yên Hợp, Văn
Yên, Yên Bái. Vị trí xem trên Hình 4.9b.
Hình 4.8a: Địa hình hiện tại khu vực thôn Tân Xuân, xã Yên Hợp, Văn Yên, Yên Bái
(Đứt gãy cắt qua ranh giới giữa thềm bậc III và bậc II và làm biến vị địa
hình thềm III, ~142m). Vị trí xem trên Hình 4.9a.

vi


Hình 4.8b: Địa hình cổ được khôi phục lại bằng phép dịch chuyển địa hình ngược
chiều chuyển dịch của đứt gãy khu vực thôn Yên Viễn, xã Xuân Ai, Văn
Yên, Yên Bái. Vị trí xem trên Hình 4.9b.
Hình 4.9a: Sự bất chỉnh hợp của địa hình thềm bậc III và thềm II ở hiện tại, khu vực
xã Yên Hợp và Xuân Ai, huyện Văn Yên, tỉnh Yên Bái
Hình 4.9b: Khôi phục lại địa hình cổ trước giai đoạn Pleistocen giữa bị đứt gãy làm
chuyển dịch bằng phải một đoạn ~142m, khu vực xã Yên Hợp và Xuân
Ai, huyện Văn Yên, tỉnh Yên Bái
Hình 4.9c: Đường địa hình cổ (giai đoạn trước Pleistocen giữa) và địa hình hiện tại
khu vực xã Yên Hợp và Xuân Ai, huyện Văn Yên, tỉnh Yên Bái
Hình 4.10: Biến vị của các suối nhánh, nơi có đứt gãy Pliocen-Hiện đại cắt qua
(khu vực Mậu Đông-Mậu A)
Hình 4.11: Biến vị của các suối nhánh và trầm tích trẻ, nơi có đứt gãy SC1 cắt qua
khu vực các xã thuộc huyện Bảo Yên, tỉnh Yên Bái
Hình 4.12: Biến vị của suối Ban Song Ho tại khu vực Bản Qua, Bát Xát
Hình 4.13: Mối quan hệ giữa nâng kiến tạo khu vực và trượt bằng dọc đới ĐGSH
Hình 4.14: Mô hình biến đổi ứng suất COULOMB trên bề mặt địa hình khi xảy ra
động đất cực đại ở các chấn đoạn đứt gãy hoạt động chính dọc sông Hồng
khu vực từ Lào Cai-Việt Trì. (Mũi tên chỉ vị trí thân đập Thác Bà).

Hình 4.15: Mô hình biến đổi ứng suất COULOMB ở độ sâu 10km khi xảy ra động
đất cực đại ở các chấn đoạn đứt gãy hoạt động chính dọc sông Hồng khu
vực từ Lào Cai-Việt Trì (Mũi tên chỉ vị trí thân đập Thác Bà)
Hình 4.16: Mô hình hóa các véc tơ biến dạng trên bề mặt địa hình khi xảy ra động
đất cực đại ở các chấn đoạn đứt gãy hoạt động chính dọc sông Hồng khu
vực từ Lào Cai-Việt Trì (Mũi tên chỉ vị trí thân đập Thác Bà)
Hình 4.17: Mô hình hóa các véc tơ biến dạng ở độ sâu 10km khi xảy ra động đất cực
đại ở các chấn đoạn đứt gãy hoạt động chính dọc sông Hồng khu vực từ
Lào Cai-Việt Trì (Mũi tên chỉ vị trí thân đập Thác Bà)

vii


DANH MỤC BẢNG
Bảng 3.1: Kết quả tính tính toán chuyển dịch tuyệt đối dạng rút gọn từ hai chu kỳ đo
năm 2000 và 2010
Bảng 3.2: Kết quả tính tính toán chuyển dịch tuyệt đối chu kỳ đo năm 2000 và 2010
Bảng 3.3: Kết quả tính tính toán chuyển dịch tương đối khu vực đới ĐGSH với
phương án cố định của điểm NAM0 (chu kỳ 2000-2010)
Bảng 4.1: Các thông số đầu vào và kết quả tính động đất cực đại của đới Sông Hồng
(Lào Cai – Việt Trì).
Bảng 4.2: Kết quả tính động đất cực đại có thể xảy ra ở vùng đứt gãy SH3
Bảng 4.3: Kết quả tính động đất cực đại có thể xảy ra ở vùng đứt gãy SC 2
Bảng 4.4: Các giá trị gia tốc tại thân đập Thác Bà do các đứt gãy hoạt động gây ra

DANH MỤC ẢNH
Ảnh 2.1:

Vết xước kiến tạo (trượt bằng phải) trong lớp trầm tích Neogen (Khu
vực cầu yên Bái)

Ảnh 2.2:

Trầm tích Neogen ở khu vực xã Việt Tiến - Bảo Yên (cạnh Quốc lộ 70)

Ảnh 2.3:

Trầm tích Neogen ở khu vực Phố Ràng

Ảnh 2.4:

Bãi bồi thấp thuộc sông Chảy, khu vực cầu Bảo Nhai

Ảnh 2.5:

Bãi bồi cao khu vực TP. Lào Cai

Ảnh 2.6:

Bề mặt bãi bồi cao khu vực xã Bảo Nhai

Ảnh 3.1:

Thung lũng hình chữ “V”, vùng Khánh Hoà- An Lạc - Lục Yên, Yên
Bái

Ảnh 3.2:

a- Đới trượt cắt trẻ (Shear) phát triển trong các thành tạo Neogen và vỏ
phong hoá của chúng, rộng 1,8 - 2m; b- vật liệu sét bị ép phiến song

song với đới và mặt trượt của đới (vị trí quan sát đông nam TP. Lao
Cai 6 km)

Ảnh 4.1:

Đứt gãy làm dịch chuyển trầm tích Đệ tứ tại suối nhánh cách Trịnh
Tường (Bát Xát) 3km về phía tây bắc, với biên độ xác định > 150m

Ảnh 4.2:

Mặt trượt và vết xước kiến tạo (trượt bằng phải) trong lớp vỏ phong
hóa (Khu vực trường Cao đẳng Sư phạm Lào Cai)

viii


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của luận án
Đới đứt gãy Sông Hồng (ĐGSH) kéo dài hơn 1000km từ Tây Tạng tới Biển
Đông. Khu vực này đóng vai trò quan trọng trong bình đồ kiến tạo khu vực Châu Á
và được coi là ranh giới phân chia khối lục địa Nam Trung Hoa và khối Đông
Dương. Đây là khu vực được sự quan tâm nghiên cứu của nhiều nhà khoa học trong
và ngoài nước. Tuy nhiên, các nghiên cứu mới chủ yếu tập trung về cấu trúc địa
chất và kiến tạo mà chưa quan tâm nhiều đến vai trò và ý nghĩa địa mạo của chúng.
Các nghiên cứu còn thiếu hoặc chưa quan tâm đúng mức đến việc liên kết giữa địa
mạo, địa chất, kiến tạo trẻ và địa động lực hiện đại với việc sử dụng các công cụ
mới như phân tích viễn thám, mô hình số địa hình 3 chiều; thiếu các mô hình liên
kết giữa hình học đứt gãy, chuyển dịch và phân bố ứng suất. Mặt khác, vẫn đang tồn
tại nhiều tranh luận sổi nổi về cơ chế chuyển dịch kiến tạo và phát triển địa hình
[42], [43], [61], [60], [122], [125], [93], [13]; về cơ chế trồi lộ hay cơ chế nâng [89],

[3, 6]; về đặc điểm địa nhiệt với phát triển địa hình [148], [6],…
Các nghiên cứu về giai đoạn từ Pliocen - Hiện đại còn nhiều điểm chưa
thống nhất và thiếu các minh chứng đủ sức thuyết phục về hoạt động nâng và phát
triển trượt bằng phải của địa hình. Ví như biên độ và tốc độ dịch trượt phải theo các
tài liệu địa mạo, địa chất dọc theo đứt gãy là rất khác nhau, từ ~5km đến trên 40km,
tương ứng với tốc độ trong khoảng từ ~1mm/năm đến 1cm/năm [2, 76, 99, 111,
155, 156]. Đặc biệt, về chuyển động hiện đại dọc đới ĐGSH vẫn còn nhiều điểm
chưa thống nhất giữa các nghiên cứu. Có nghiên cứu đánh giá tốc độ trượt bằng
phải dọc đới ĐGSH là 8.9 ± 4.5mm/năm [92], nghiên cứu khác cho kết quả trong
khoảng 1-5mm/năm [35], có thể không vượt quá 2mm/năm [133-135] hoặc đánh
giá hoạt động không đáng kể ở hiện tại [115]. Vậy tốc độ chuyển động hiện tại thực
tế là bao nhiêu, điều này cần thiết tiếp tục bổ sung và hoàn thiện các nghiên cứu có
tính định lượng chính xác cao bằng công nghệ GPS.
Phần lớn các nghiên cứu về hoạt động kiến tạo trẻ và kiến tạo hiện đại dọc
đới ĐGSH đều cho rằng đới này vẫn tiếp tục hoạt động hoặc hoạt động gần đây. Vì
vậy khả năng xảy ra các trận động đất là rất có thể. Vậy nếu trong tương lai, khu
vực dọc đới đứt gãy này xảy ra động đất thì cường độ mạnh nhất (có thể) là bao
nhiêu (?). Sự biến đổi ứng suất và biến dạng trên bề mặt địa hình như thế nào (?).
Động đất ảnh hưởng đến các khu vực xung quanh ra sao, đặc biệt liên quan tới các
đô thị lớn dọc đới đứt gãy này như TP. Lào Cai, Yên Bái, Việt Trì,…

1


Do vậy, việc nghiên cứu đặc điểm phát triển địa hình trong mối tương quan
với địa động lực hiện đại khu vực là cần thiết và cấp bách nhằm bổ sung và hỗ trợ
tương hỗ lẫn nhau. Nghiên cứu đặc điểm phát triển địa hình cho phép xác định tốc
độ biến dạng địa hình trong khoảng thời gian dài nhưng độ chính xác lại hạn chế.
Còn nghiên cứu, định lượng các chuyển dịch kiến tạo hiện đại cho kết quả có độ
chính xác cao nhưng khoảng thời gian lại không đủ lớn. Như vậy, nghiên cứu đặc

điểm phát triển địa hình được bổ sung và kiểm chứng bởi các kết quả nghiên cứu về
địa động lực hiện đại. Ngược lại, các kết quả về địa động lực hiện đại được soi sáng
bởi các kết quả về sự phát triển địa hình trong khoảng thời gian dài. Từ đó cho phép
đánh giá, dự báo một cách chính xác hơn về sự phát triển địa hình và các quá trình
địa động lực hiện đại cũng như các hệ quả của chúng (đặc biệt là tai biến động đất)
trong tương lai.
Các vấn đề nêu trên là lý do để NCS chọn đề tài: “Đặc điểm phát triển địa
hình trong mối liên quan với địa động lực hiện đại đới đứt gãy Sông Hồng”.
2. Mục tiêu của luận án
Làm sáng tỏ mối liên quan giữa đặc điểm phát triển địa hình với kiến tạo trẻ
và địa động lực hiện đại đới đứt gãy Sông Hồng từ Pliocen đến nay.
3. Nhiệm vụ của luận án
- Nghiên cứu đặc điểm địa mạo đới đứt gãy Sông Hồng.
- Nghiên cứu đặc điểm đặc điểm kiến tạo trẻ và địa động lực nội sinh từ
Pliocen tới nay.
- Phân tích mối quan hệ giữa đặc điểm địa hình hiện tại với chế độ địa động
lực từ Pliocen tới nay và tai biến động đất liên quan.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: Là các dạng địa hình được hình thành hoặc bị biến
dạng bởi các quá trình địa động lực nội sinh từ Pliocen đến nay.
Phạm vi nghiên cứu:
- Phạm vi về thời gian: Nghiên cứu giới hạn phạm vi thời gian từ Pliocen
(N2) đến nay.
- Phạm vi không gian: Khu vực nghiên cứu là một phần của đới ĐGSH trong
phạm vi từ Lào Cai tới Việt Trì, kéo dài khoảng 250km và bề rộng khoảng 100km

2


với dải trung tâm là thung lũng sông Hồng, trong giới hạn kinh tuyến 103013’ đến

105043’ và vĩ tuyến từ 21012’ đến 22052’ (Hình 1.1).

Hình 1.1: Sơ đồ vị trí khu vực nghiên cứu
5. Những điểm mới của luận án
- Xác định được 3 giai đoạn phát triển của địa hình trong khoảng từ Pliocen
tới nay với xu thế tăng dần của chuyển động thẳng đứng và giảm dần của chuyển
động ngang. Tốc độ chuyển động thẳng đứng (nâng) từ ~0.12 ÷ ~0.3mm/năm trong
Pliocen đến ~0.7 ÷ ~1.2mm/năm trong Đệ tứ muộn; tốc độ chuyển động ngang
giảm từ ~1.8mm/năm trong giai đoạn Pleistocen sớm - giữa đến dưới 1mm/năm ở
hiện tại.
- Chuyển động thẳng đứng tạo ra 9 bề mặt địa hình; chuyển động ngang tạo
ra các chấn đoạn đứt gãy, trong đó xác định được vị trí và kích thước của 5 chấn
đoạn đứt gãy hoạt động chính có khả năng gây động đất cực đại với magnitude từ
6.3 đến 7.0 độ Richter.
3


6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Ý nghĩa khoa học: Góp phần hoàn thiện cơ sở lý luận của việc nghiên cứu
mối quan hệ giữa quá trình phát triển địa hình với kiến tạo trẻ và địa động lực hiện
đại, đặc biệt là việc ứng dụng các công nghệ mới trong nghiên cứu và các phương
pháp bán định lượng, định lượng trong phân tích, đánh giá. Kết quả nghiên cứu còn
góp phần làm sáng tỏ đặc điểm hoạt động và vai trò phân đới của ĐGSH trong giai
đoạn hiện đại.
Ý nghĩa thực tiễn: Kết quả nghiên cứu góp phần lý giải nguyên nhân và cơ
chế của nhiều dạng tai biến khác nhau. Đặc biệt góp phần đánh giá chi tiết động đất
cực đại cũng như gia tốc rung động cực đại ảnh hưởng tới các công trình trong khu
vực. Điều này đặc biệt có ý nghĩa trong quy hoạch và sử dụng hợp lý lãnh thổ.
7. Cơ sở tài liệu
Luận án được xây dựng trên cơ sở tài liệu của chính bản thân NCS thu thập,

thực hiện trong quá trình tham gia 9 đề tài nghiên cứu khoa học các cấp từ năm
2006 đến nay. Tiêu biểu là đề tài “Đặc điểm phát triển địa hình trong mối tương
quan với địa động lực đới ĐGSH từ Pliocen-Hiện tại” (Đề tài cấp Viện Địa chất,
năm 2009; NCS làm chủ nhiệm); Đề tài “Tiếp tục quan trắc và nâng cao độ chính
xác, xác định chuyển dịch đới ĐGSH bằng công nghệ GPS” (Đề tài cấp Viện Khoa
học và Công nghệ Việt Nam; thời gian thực hiện năm 2006-2007; NCS với vai trò
là người tham gia chính); Đề tài “Kiến tạo trẻ và nguy hiểm động đất Việt Nam”
(Đề tài nghiên cứu khoa học cơ bản, Mã số: 105.06.36.09; thời gian thực hiện từ
năm 2009-2012; NCS với vai trò là người tham gia chính); Đề tài “Nghiên cứu hoạt
động kiến tạo trẻ, kiến tạo hiện đại và địa động lực Biển Đông làm cơ sở khoa học
cho việc dự báo các tai biến liên quan và đề xuất giải pháp phòng tránh” (Đề tài
trọng điểm cấp nhà nước; Mã số: KC.09.11/06-10; Thời gian thực hiện từ năm
2007-2010; NCS với vai trò là người tham gia chính); Đề tài “Nghiên cứu mối quan
hệ giữa nguy cơ dầu tràn và các biến cố địa chất tự nhiên trên vùng biển Việt Nam”
(Đề tài trọng điểm cấp nhà nước; Mã số: KC.09.11BS/06.10; Thời gian thực hiện từ
năm 2008-2010; NCS với vai trò là người tham gia chính);…
Trong quá trình thực hiện luận án, NCS đã công bố các kết quả nghiên cứu
có liên quan đến đề tài luận án trong 15 bài báo khoa học trên các tạp chí và hội
thảo khoa học. Các công trình tập trung vào các nội dung sau: Nghiên cứu đứt gãy
đang hoạt động và đánh giá động đất cực đại; Ứng dụng viễn thám và GIS đánh giá
động đất cực đại; Ứng dụng công nghệ GPS trong việc xác định chuyển dịch kiến

4


tạo hiện đại; Vai trò của hoạt động kiến tạo trẻ và kiến tạo hiện đại tới tai biến địa
chất; Ứng dụng phương pháp địa mạo nghiên cứu tai biến thiên nhiên,...
Các tài liệu khác: - Các loại bản đồ liên quan: Bản đồ địa hình khu vực tỷ lệ
1:50.000; 1:100.000; Bản đồ địa chất và khoáng sản tỷ lệ 1:200.000; Các loại ảnh
vệ tinh (SPOT, LANDSAT TM và ETM+) dọc toàn bộ đới; ảnh vệ tinh Quickbirth,

ảnh máy bay các vùng, điểm chìa khóa; DEM 1:100.000 toàn khu vực và 1:50.000
phần thuộc lãnh thổ Việt Nam.
- Các số liệu GPS của đề tài hợp tác giữa các nhà khoa học Viện Địa chất với
các nhà khoa học Pháp năm 1994, 2000 và từ đề tài Cơ bản, Mã số 105.06.36.09.
- Kết quả 5 đợt khảo sát thực địa từ năm 2006 tới nay.
Ngoài ra NCS còn tham khảo hàng loạt các công trình đã nghiên cứu ở khu
vực (xem tài liệu tham khảo).
8. Cấu trúc của luận án
Luận án được trình bày trong 146 trang đánh máy, gồm 51 hình, 7 bảng và
10 ảnh minh họa. Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục, cấu
trúc của luận án gồm 4 chương:
Chương 1:

Tổng quan vấn đề và các phương pháp nghiên cứu

Chương 2:

Đặc điểm địa mạo đới đứt gãy Sông Hồng

Chương 3:

Kiến tạo trẻ và địa động lực hiện đại đới đứt gãy Sông Hồng

Chương 4:

Mối liên quan giữa địa hình với địa động lực hiện đại và tai
biến động đất đới đứt gãy Sông Hồng.

5

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1.1. MỘT SỐ KHÁI NIỆM LIÊN QUAN
1.1.1. Địa động lực hiện đại
Nghiên cứu sự phát triển các khái niệm về vấn đề và các phương pháp
nghiên cứu địa động lực hiện đại được tổng hợp khá đầy đủ trong công trình của
Yu. O. Kuzmin (Viện Vật lý Địa cầu Schmidt, thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Nga).
Đáng lưu ý là công trình “Kiến tạo vật lý và Địa động lực hiện đại” (Tectonophysics
and Recent Geodynamics) (2009) [73], bằng việc tổng hợp và phân tích với nhiều
hướng tiếp cận khác nhau, Kuzmin đưa ra định nghĩa về địa động lực “là một ngành
khoa học, nghiên cứu các chuyển động của lớp vỏ, manti và nhân Trái đất, cũng như
các yếu tố khác phục vụ cho các chuyển động này”. Tiếp đến, Kuzmin xây dựng
định nghĩa về địa động lực hiện đại trên cơ sở nhấn mạnh đến một số vấn đề về
động lực học. Theo nghĩa tổng quát thì “Động lực học là khoa học nghiên cứu cả
các chuyển động và các yếu tố gây ra chuyển động”. Theo nghĩa này thì “chuyển
động hiện đại của vỏ Trái đất” được ông thay bằng “điạ động lực hiện đại”. Từ đó
Kuzmin [73] cho rằng: “Địa động lực hiện đại là một phần của địa động lực nói
chung, nghiên cứu về các chuyển động bên trong Trái đất và các yếu tố liên quan,
khi thời gian của hoạt động gần đây có liên quan tới khoảng thời gian của quá trình
quan sát (các chuyển động được quan sát bởi con người)”. Thời gian quan sát là
khoảng giữa các phép đo lặp (phép đo trắc địa, địa vật lý, địa chấn) hoặc thời gian
ghi liên tục các tham số bởi các phương pháp (công cụ) địa vật lý. Khác với địa
động lực - chỉ nghiên cứu quá trình tự nhiên, địa động lực hiện đại nghiên cứu cả
các quá trình tự nhiên và nhân sinh. Sự biến dạng và các quá trình địa chấn, cũng
như sự biến đổi của các trường địa vật lý và địa hóa học liên quan đến các quá trình
này là các hiện tượng chính được nghiên cứu trong khuôn khổ địa động lực hiện
đại.
Trong công trình “Địa động lực và tai biến địa chất” (Chu Văn Ngợi, 2007)

[91], căn cứ vào thời gian xảy ra các vận động địa chất, địa động lực được chia
thành địa động lực cổ, địa động lực trẻ và địa động lực hiện đại.
Theo đó, địa động lực cổ là những vận động địa chất xảy ra trước Paleogen.
Sản phẩm của chúng để lại là các tổ hợp đá, các hình hài kiến trúc và các khoáng

6


sản đặc trưng. Địa động lực trẻ là những vận động địa chất xảy ra trong PaleogenĐệ tứ dẫn đến hình thành địa hình và bình đồ kiến trúc hiện nay. Thời gian bắt đầu
các vận động này không như nhau, dao động từ Oligocen sớm đến Miocen. Còn địa
động lực hiện đại là những quá trình địa chất xảy ra hiện nay hoặc đã xảy ra trong
thời gian lịch sử có con người. Địa động lực hiện đại có nhiệm vụ nghiên cứu các
vận động địa chất hiện đại (nội sinh, ngoại sinh, nhân sinh) thông qua các dấu tích
hoặc sản phẩm của các quá trình đó và các nguồn lực gây ra các vận động đó.
Như vậy, các khái niệm trên về địa động lực hiện đại đều nhấn mạnh tới hai
vấn đề là các vận động của Trái đất (nội sinh, ngoại sinh, nhân sinh) và thời gian
xảy ra các vận động đó là ở hiện tại hoặc trong thời gian gần đây mà được quan sát
bởi con người. Trong nghiên cứu này, NCS cũng thống nhất quan điểm về địa động
lực hiện đại như các tác giả trên, nhưng chỉ đề cập đến các hoạt động địa động lực
nội sinh hiện đại của vỏ Trái đất.
1.1.2. Kiến tạo trẻ
Kiến tạo trẻ hay kiến tạo hoạt động (Active tectonic) dùng để chỉ quá trình
kiến tạo làm biến dạng lớp vỏ của Trái đất ở một tỉ lệ thời gian có ý nghĩa đối với
xã hội loài người [67]. Chúng ta chủ yếu quan tâm đến các quá trình gây ảnh hưởng
đến xã hội trong khoảng thời gian một vài thập kỉ tới một vài trăm năm – khoảng
thời gian mà chúng ta dự kiến sự tồn tại của công trình xây dựng và các nhà máy
quan trọng như các đập và nhà máy thủy điện. Tuy nhiên, để nghiên cứu và dự báo
các sự kiện kiến tạo trong thời kỳ này, chúng ta phải nghiên cứu các quá trình của
chúng trong khoảng thời gian dài hơn, ít nhất là vài nghìn năm đến hàng chục nghìn
năm, bởi vì đặc trưng của đứt gãy sinh chấn thường có chu kỳ tái diễn dài (khoảng

thời gian giữa các sự kiện). Phụ thuộc vào các sự kiện đã xảy ra, mà các đứt gãy có
khả năng sinh động đất có thể tái hoạt động trong một vài thập kỷ hoặc một vài
nghìn năm. Quan điểm khác cho rằng, khung thời gian thích hợp cho nghiên cứu
kiến tạo hoạt động là vài triệu năm. Theo NCS, sự am hiểu về quá trình kiến tạo
trong vài triệu năm là cần thiết cho sự hiểu biết đầy đủ về đặc điểm phát triển địa
hình trong mối liên quan với kiến tạo trẻ và địa động lực hiện đại cũng như giảm
nhẹ tai biến địa chất, đặc biệt là tai biến động đất.
1.2. KHÁI QUÁT VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU
Đới ĐGSH kéo dài hơn 1000km từ Tây Tạng tới vịnh Bắc Bộ, nơi đây được
coi như là mô hình kinh điển của sự xuyên thủng vỏ và đứt gãy chuyển đổi nội lục
phân tách khối Đông Dương với khối Nam Trung Hoa (Tapponnier và Molnar,

7


1977 [124]; Tapponnier và nnk, 1990 [125]; Allen và nnk, 1984 [2]; Leloup và nnk,
1995 [76], 2001 [77]), vì vậy khu vực này được rất nhiều các nhà khoa học trong và
ngoài nước quan tâm nghiên cứu.
1.2.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước
Từ những năm đầu thế kỷ XX, các nhà địa chất Pháp đã áp dụng thuyết Địa
di để giải thích các vấn đề cấu trúc địa chất, vai trò chuyển động Hecxin ở Đông
Dương, về hoạt động của đới ĐGSH. Theo Fromaget (1941) [47], sự dịch chuyển
của các đại lục Gondvana và Âu - Á làm cho các yếu tố chính của kiến trúc Đông
Dương dịch lại gần nhau. Kết quả gây nên sự nén ép các kiến trúc nội bộ, chủ yếu là
các địa máng Trias và việc phát triển lớp phủ địa di, trong đó lớn nhất là ''lớp phủ
Sông Đà''. Lớp phủ này bị dịch khỏi phần tây của vòng cung Sông Mã sang phía
đông đến dãy Fansipan. Các bối cảnh địa động lực ở Đông Dương từng giai đoạn,
được xác định bởi các trường lực nén ép và căng giãn khi có sự di chuyển của đại
lục Gondvana và Âu - Á. Sự di chuyển các đại lục trên làm cho mảng Đông Dương
đã nhiều lần phá huỷ, sau đó lại được cố kết và trải qua thành tạo tương ứng với các

hướng dịch chuyển của các đại lục. Đây là những kết luận về tính đa kì của lịch sử
thành tạo kiến trúc Đông Dương.
E. Saurin (1956) [105], đưa ra mô hình đơn giản hơn trong vai trò uốn nếp
chính do móng bị phức tạp hoá bởi nhiều kiến trúc võng do chuyển động ngang tạo
ra. Còn trong công trình "Tân kiến tạo Đông Dương" (1967) [106], ông cho rằng
đới ĐGSH xuất hiện là kết quả của hiện tượng căng rạn mặt đất ở vòm các khối
nâng, khi các chuyển động xảy ra mạnh mẽ vào cuối Miocen và đều lấy ĐGSH làm
ranh giới giữa nền Nam Trung Hoa và các cấu trúc Đông Dương.
Tầm quan trọng của các đứt gãy trượt bằng chính dọc đới đụng độ trong khu
vực Châu Á (mà chủ yếu là ĐGSH) lần đầu tiên được đề xướng bởi Molnar và
Tapponnier (1975) [87] dựa trên cơ sở tài liệu địa chấn và ảnh vệ tinh Landsat, mở
ra cuộc tranh luận giữa quá trình làm dày lớp vỏ và phun trào bên với quá trình biến
dạng liệu có phải là cứng rắn hay khuyếch tán bên trong các khối vỏ xen vào.
Tapponnier và nnk (1982) [123] đã công bố một thử nghiệm có sức thuyết
phục ở nơi mà sự đụng độ được mô phỏng bởi sự hội tụ của mảng Ấn Độ cứng rắn
với mảng Châu Á biến dạng, được đại diện bởi tầng dẻo. Mô hình này có sự tương
đồng lớn đối với hình dạng cấu trúc Châu Á hiện đại, nhưng nó bị hạn chế về chiều
thẳng đứng, vì thế không thể kết hợp những ảnh hưởng của sự làm dày lớp vỏ. Trên
cơ sở đó, Tapponier và nnk (1982 [123], 1986 [122]) đã đề xuất rằng trong giai

8


đoạn sớm của sự đụng độ hình thành Biển Đông vào khoảng từ 32 tới 17 triệu năm,
mảng Ấn Độ thúc trượt từ phía đông nam (hệ toạ độ hiện tại), ranh giới phía đông
bắc là đới trượt cắt Ailao Shan. Sự biến dạng chuyển hướng bắc từ Miocen và
Pliocen. Theo mô hình đó, một khối lớp vỏ ngoài đã bắt đầu thúc trượt, giới hạn bởi
đứt gãy trượt trái Altyn Tagn ở phía bắc và đứt gãy trượt phải Sông Hồng ở phía tây
nam, một phần tái hoạt động và đảo chiều trượt theo đới trượt cắt Ailao Shan cổ
hơn.

Trong hơn hai thập kỷ sau đó, một loạt các bài báo đi vào chi tiết về mô hình
thúc trượt. Avouac và Tapponnier (1993) [14] và Peltzer và Saucier (1996) [92] đã
công bố các mô hình số và nhấn mạnh về tính rắn chắc tự nhiên của các khối vỏ
ngoại lai (intervening crustal blocks) và Peltzer và Saucier (1996) [92] đã tranh luận
rằng trên 80% của sự hội tụ giữa Ấn Độ và Âu-Á có thể bị hút dọc các đứt gãy trượt
bằng chính. Một loạt các nghiên cứu khác tập trung vào các mối liên hệ thực tế và
địa thời của các đới trượt cắt chính, trong đó khẳng định vai trò quan trọng của đới
trượt cắt Ailao Shan và ĐGSH (Scharer và nnk, 1990 [108]; Harrison và nnk, 1992
[58]; Lacassin và nnk, 1993 [74]; Leloup và nnk, 1993 [78]; Leloup và Keinast,
1993 [75]; Schirer và nnk, 1994 [107]; Leloup và nnk, 1995 [76]; Harrison và nnk,
1996 [57]; Zhang và Scharer, 1999 [173]; Leloup và nnk, 2001 [77]; Replumaz và
nnk, 2001 [99]; Gilley và nnk, 2003 [50]). Nói chung, các nghiên cứu đó đã đưa ra
các giả thuyết về sự thúc trượt, xác minh đới trượt cắt Ailao Shan biến dạng dẻo,
trượt bằng trái trong Oligo-Miocen với độ dịch chuyển có thể tới một vài trăm
kilômét. Các nghiên cứu cũng xác nhận rằng ĐGSH là một đứt gãy hoạt động hoặc
hoạt động gần đây với cơ thức trượt bằng phải, nhưng có độ dịch chuyển bé hơn sự
hình dung ban đầu bởi mô hình thúc trượt (Allen và nnk, 1984 [2]; Leloup và nnk,
1995 [76]; Replumaz và nnk, 2001 [99]). Tuy nhiên, các nghiên cứu đó còn hạn chế
việc xem xét cách thức ở đó đới trượt cắt Ailao Shan và ĐGSH tương tác lẫn nhau
và với các đặc trưng địa chất khu vực khác.
Vì có nhiều các mô hình thúc trượt khác nhau dẫn đến sự đa dạng về các giả
thiết cho việc lý giải kiến tạo Châu Á, cho nên sự biến dạng của khu vực vẫn còn
nhiều tranh luận. Các mô hình mà ở đó thạch quyển của Châu Á được xem xét như
là một sự biến dạng mảng dẻo mỏng (England và Houseman, 1989 [44]; Houseman
và England, 1993 [61]) nhận thấy rằng sự hội tụ có thể được điều tiết trong suốt lớp
vỏ dày, với chỉ sự phát triển phụ hoặc sự quay của lớp vỏ dày xung quanh trục đông
Hymalayan. Schoenbohm và nnk (2004 [110, 112], 2005 [109], 2006 [111]) đã đưa
ra các thảo luận về một mô hình khác biệt, mô hình này dựa vào các mức độ thay

9

đổi lưu biến trong cách hoạt động của lớp vỏ với chiều sâu (Royden, 1996 [101];
Royden và nnk, 1997 [102]; Shen và nnk, 2001 [114]), nó cũng dự báo trước được
sự phân bố biến dạng, nhiều khi sự biến dạng đó được làm tăng lên bởi dòng chảy
bên trong lớp vỏ mềm. Các tác giả khác (Cobbold và Davy, 1988 [32]; Dewey và
nnk, 1989 [38]; England và Molnar, 1990 [45]) lại cho rằng, khu vực phía đông của
trục đông vẫn tiếp tục được phát triển mở rộng đi xuống, xuyên suốt sự phát triển
của đới đụng độ là sự quay theo chiều kim đồng hồ và đổi hướng trượt cắt phải dọc
các đứt gãy trượt trái trong giai đoạn trước đó.
Tài liệu minh chứng của Wang và Burchfiel (1997) [153] và Wang và nnk
(1998) [155] cho rằng việc mở rộng của sự biến dạng co rút ở Vân Nam là phù hợp
với thời kỳ của sự biến dạng dọc đới trượt cắt Ailao Shan và mô hình quay xung
quanh trục phía đông của Himalayan, giới hạn bởi hệ thống đứt gãy XianshuiheXiaojiang. Sự quay xung quanh trục đã được xác nhận, ít nhất là trong một giai
đoạn ngắn xác định bởi các tài liệu GPS (King và nnk, 1997 [68]; Chen và nnk,
2000 [28]).
Nghiên cứu về sự hình thành và phát triển của địa hình trong khu vực, các
nghiên cứu phần lớn tập trung vào cao nguyên Tây Tạng (Raymo và nnk, 1988 [98];
Ruddiman và Kutzbach, 1989 [103]; Royden, 1996 [101]; Royden và nnk, 1997
[102]; Shenet và nnk, 2001; Burchfiel và nnk, 1995 [21]; Clark và Royden, 2000
[30]; Kirby và nnk, 2002 [69]; 2003 [70]; Clark và nnk, 2003 [31] mà chưa quan
tâm nhiều đến sự phát triển địa hình dọc các đứt gãy trượt bằng như ĐGSH.
Trong lĩnh vực sử dụng trắc địa vệ tinh (GPS) để nghiên cứu chuyển động
kiến tạo hiện đại đã có một số công trình đề cập đến toàn bộ khu vực rìa Đông Nam
cao nguyên Tây Tạng, khu vực Đông Nam Á và cũng rất quan tâm tới đới ĐGSH:
Các kết quả GPS đầu tiên ở Đông Nam Á (Tregoning và nnk, 1994 [136]; Genrich
và nnk, 1996 [49]) kết luận rằng khu vực này dường như là một phần của mảng Âu
Á. Tuy nhiên, điều này dựa trên các đo đạc GPS từ các mạng lưới địa phương,
tương đối nhỏ mà chủ yếu nằm ở đới biến dạng thuộc các mảng (Sumatra, Java,
Sulawesi, Banda arc) bao quanh khối Sundaland. Ngược lại, mạng lưới

GEODYSSEA bao gồm khoảng 40 điểm GPS phân bố một cách có hệ thống trong
khu vực Đông Nam Á đã xác nhận Sundaland là một khối cố kết dịch chuyển so với
Âu Á và được ngăn cách khỏi nền Siberia qua một loạt các khối đang biến dạng và
dịch chuyển (Chamote-Rooke và Pichon, 1999 [26]; Simons và nnk, 1999 [117];
Michel và nnk, 2001 [84]). Các nghiên cứu GPS mới công bố gần đây cũng xác

10


định khối Sunda đang dịch chuyển một cách độc lập (Sella và nnk, 2002 [113];
Bock và nnk, 2003 [18]; Kreemer và nnk, 2003 [72]).
Nhờ việc chia sẻ dữ liệu GPS trong khu vực EU-ASEAN, Simons và nnk
(2007) [116] đã giới thiệu một trường tốc độ GPS thống nhất phủ toàn bộ khu vực
Đông Nam Á. Kết quả này dựa trên số liệu đo GPS trong vòng 10 năm (1994-2004)
ở hơn 100 điểm ở Indonesia, Malaysia, Thái Lan, Myanmar, Philippine, và Việt
Nam. Trái với các nghiên cứu trước đây, kết quả cho thấy Sundaland dịch chuyển
độc lập so với Nam Trung Hoa, phần phía đông của Java, đảo Sulawesi và đầu mút
phía bắc của Borneo. ĐGSH ở Nam Trung Hoa và Việt Nam thì vẫn đang hoạt động
và vận động trượt bằng ~2 mm/năm.
Một số kết quả nghiên cứu bằng việc xử lý số liệu GPS cho rằng vận động
tương đối giữa Nam Trung Hoa và Sundaland là bằng không (Michel và nnk, 2000
[85]; Bock và nnk, 2003 [18]; Iwakuni và nnk, 2004 [66]) hoặc nhỏ (<5 mm/năm)
(Michel và nnk, 2001 [84]). Các nghiên cứu GPS ở Trung Quốc và Việt Nam ngang
qua các đoạn phần trung tâm và đông nam của ĐGSH (phía đông của kinh tuyến
101oE) (King và nnk, 1997 [68]; Chen và nnk, 2000 [28]; Feigl và nnk, 2003 [46];
Shen và nnk, 2005 [115]) đã tính toán tốc độ trượt bằng phải cỡ 0–3 mm/ năm, phù
hợp với kết quả của các nghiên cứu bằng hào đào của Weldon và nnk (1994) [156].
Như vậy, hầu hết các kết quả từ tính toán GPS dọc theo đới ĐGSH đều nhỏ
hơn 5 mm/năm – nhỏ hơn kết quả dự đoán từ các nghiên cứu tân kiến tạo (Allen và
nnk, 1984 [2]; Leloup và nnk, 1995 [76]; Replumaz và nnk, 2001 [99]). Các kết quả

nghiên cứu GPS mới này phù hợp với các bằng chứng địa chất địa phương (King và
nnk, 1997 [68]; Chen và nnk, 2000 [28]; Feigl và nnk, 2003 [46]; Shen và nnk,
2005 [115]) trên ĐGSH, nhưng trái ngược với Michel và nnk (2000) [85], Bock và
nnk (2003) [18, 66], và Iwakuni và nnk (2004) [66].
1.2.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
Từ sau ngày miền Bắc được giải phóng, nghiên cứu về đới ĐGSH thường
được lồng ghép trong việc nghiên cứu địa chất và kiến tạo miền Bắc Việt Nam với
đặc trưng là sự phát triển của các công trình tổng hợp có liên quan trực tiếp đến đới
ĐGSH. Các công trình nghiên cứu về khu vực này đặc biệt phát triển mạnh trong
vài thập kỷ gần đây và trở thành “điểm nóng của nhiều tranh luận khoa học” với
nhiều công trình theo nhiều hướng và chi tiết hơn, có thể chia làm 5 hướng nghiên
cứu chính:

11


Hướng nghiên cứu về địa chất - kiến tạo: Tiêu biểu cho hướng nghiên cứu
này phải kể đến công trình thành lập bản đồ địa chất miền Bắc tỷ lệ l:500.000 và sơ
đồ phân vùng kiến tạo tỉ lệ 1:2.000.000 do A. E. Dovjikov (1965) [40] làm chủ
biên. Trong các công trình này các tác giả đặc biệt quan tâm tới đới ĐGSH và đã lấy
ĐGSC để phân chia hai miền kiến tạo lớn là miền chuẩn uốn nếp Đông Việt Nam
(miền nền Hoa Nam) và miền uốn nếp Tây Việt Nam (miền địa máng Mezozoi).
Còn Kitovani (1964) [71] trong công trình “Sơ lược về kiến tạo miền Bắc Việt
Nam”, lại lấy ĐGSH làm ranh giới phân chia hai miền kiến tạo này.
Trong công trình “Một số ý kiến về kiến tạo miền Bắc Việt Nam” của Iu. M.
Pushazovxki (1965) [95] và "Một số vấn đề về kiến tạo miền Bắc Việt Nam" của
Ngô Thường San (1965) [104], đã gọi DNCV là một “nêm kiến tạo”. Tiếp đến Iu.
Gatinxki và nnk (1970) [48], với công trình "Bàn về phân vùng kiến tạo miền Bắc
Việt Nam", hay Trần Đức Lương (1965) [83] "Cấu trúc địa chất Indosini miền Bắc
Việt Nam và tóm tắt lịch sử phát triển kiến tạo của chúng" cho rằng ĐGSC được

hình thành từ Proterozoi muộn, dạng tuyến tính kéo dài 350 km là ranh giới rìa nền
Hoa Nam và miền uốn nếp Mezozoi, còn ĐGSH biểu hiện là đới cà nát mạnh,...
Trần Văn Trị (1977) [137] đưa ra mô hình phân vùng kiến tạo và chia ra
miền uốn nếp Bắc Bộ nối liền với Caledonit Hoa Nam và miền uốn nếp Đông
Dương. Ranh giới giữa hai miền là ĐGSC.
Văn Đức Chương (1985) [29] dựa vào học thuyết tiến hoá vỏ Trái đất, đã
chia lãnh thổ Việt Nam thành 7 miền có tuổi hình thành vỏ lục địa khác nhau. Ông
xem ĐGSH là ranh giới giữa miền có vỏ lục địa tuổi tiền Cambri và miền có vỏ lục
địa Paleozoi sớm.
Phan Văn Quýnh, Võ Năng Lạc và nnk (1982) [97] đã phân tích đặc điểm
kiến tạo lãnh thổ Việt Nam theo lý thuyết kiến tạo vỏ đã xếp vùng tây bắc Việt Nam
vào các cấu trúc Đông Dương và có vỏ lục địa được hình thành vào Jura – Kreta.
Lê Duy Bách (1982) [16], đã xếp toàn bộ Bắc Bộ vào Caledoni và lấy đới
khâu Sông Mã làm ranh giới giữa mảng Âu - Á và mảng Đông Nam Á. Ông xem
cấu trúc đới Con Voi là cấu trúc tiền Cambri cố kết sớm trong địa máng Caledoni.
Phan Trường Thị (1998) [127] cũng đã nêu ra được vai trò ĐGSH đối với cơ
chế hình thành các dãy núi Fansipan, Con Voi và các bồn vịnh Bắc Bộ trong các
nghiên cứu cứu của mình.
Theo hướng tân kiến tạo và địa mạo- kiến tạo: Trong công trình “Cấu tạo các
bậc thềm sông thuộc lưu vực sông Hồng” của Nguyễn Cẩn, Nguyễn Thế Thôn, I. A.
12


Rezanov (1964) [25] đã phân định địa hình lưu vực sông Hồng (bao gồm cả các
sông nhánh như sông Đà, sông Chảy, sông Lô) thành 11 bậc thềm và bãi bồi. Tiếp
đến là công trình "Những nét cơ bản về lịch sử phát triển địa hình và tân kiến tạo
miền bắc Việt Nam", I. A. Rezanov, Nguyễn Cẩn, Nguyễn Thế Thôn (1967) [100]
cho rằng đới ĐGSH xuất hiện là kết quả của hiện tượng căng dạn mặt đất ở vòm các
khối nâng, khi các chuyển động xảy ra mạnh mẽ vào cuối Miocen và đều lấy ĐGSH
làm ranh giới giữa nền Nam Trung Hoa và các cấu trúc Đông Dương.

Các công bố của Nguyễn Trọng Yêm và cộng sự trong khoảng thời gian từ
1985 đến 1996 [167-169, 171, 172] đã xác định được ảnh hưởng của cơ thức trượt
bằng của đới ĐGSH trong chuyển động kiến tạo hiện đại và dựa vào trường ứng
suất kiến tạo khôi phục hai giai đoạn hoạt động kiến tạo trong Kainozoi. Trong các
công trình nghiên cứu về thời gian dịch chuyển của đới trượt Ailao Shan - Sông
Hồng (1996), đã xác định được thời kỳ nguội lạnh nhanh và cho rằng đới ĐGSH bắt
đầu trượt bằng trái từ 27 tr.n về trước.
Trần Ngọc Nam (1999) [88], phân tích tiến trình nguội lạnh của khoáng vật
trong các đá biến chất của đới trượt Sông Hồng, đã xác định giai đoạn trượt bằng
trái bắt đầu từ 35 tr.n trước.
Các công bố của Phan Trọng Trịnh và cộng sự từ 1990 đến 2004 [141, 145,
149], qua nghiên cứu về trường ứng suất khu vực Tây Bắc và đứt gãy đang hoạt
động ở Miền Bắc Việt Nam cũng như phân tích biến dạng sâu của đới ĐGSH và lân
cận, đã xác định được cơ thức trượt bằng trái của đới ĐGSH trong giai đoạn OligoMiocen và tốc độ dịch chuyển phải của đới ĐGSH trong Đệ tứ muộn.
Nguyễn Đăng Túc (2002) [150] nghiên cứu một số đặc điểm tân kiến tạo hệ
ĐGSH - Sông Chảy, đã xác định được đới động lực đới ĐGSH – Sông Chảy, cơ
thức dịch trượt, giai đoạn phát triển và trạng thái ứng suất kiến tạo của đới đứt gãy.
Các công trình của Lê Đức An, Lại Huy Anh, Đào Đình Bắc, Đặng Văn Bào,
Vũ Văn Phái và các đồng nghiệp (1985, 1990, 1994, 2000, 2001, 2004) [5-11],…,
đã nêu lên được những nét đặc trưng về địa hình Việt Nam cũng như khu vực đới
ĐGSH và bước đầu đánh giá được mức độ ổn định của chúng. Đáng lưu ý, Lê Đức
An và nnk (2001) [6], bằng các phương pháp địa mạo đã cho rằng DNCV có từ 3-5
bậc địa hình cơ bản, phân bố thành 3 dải chính phương TB-ĐN với đặc thù hình thái
khác nhau. Cự ly nâng DNCV từ cuối Miocen đến nay khoảng 700 đến 1100m
tương ứng với tốc độ 0.1-0.16mm/năm và từ Pliocen đến nay là 150m đến 650m,
tương ứng với tốc độ 0.07 đến 0.32mm/năm,...

13