Đặc điểm hoạt động kiến tạo các hệ thống đứt gãy khu vực thủy điện sông tranh 2, tỉnh quảng nam

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .......................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU VÀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1 Đặc điểm điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu ..................................................... 5
1.1.1 Đặc điểm địa hình, địa mạo .............................................................................. 6
1.1.2 Đặc điểm khí hậu, thủy văn ............................................................................... 6
1.1.3 Đặc điểm địa chất ............................................................................................. 9
1.2 Đặc điểm hồ chứa và hoạt động đất ở khu vực hồ thủy điện Sông Tranh 2 ............. 13
2.2.1 Đặc điểm hồ chứa thủy điện Sông Tranh 2 ...................................................... 13
1.2.2 Đặc điểm động đất ở khu vực hồ thủy điện Sông Tranh 2 ................................ 14
CHƯƠNG 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..................................................... 21
2.1 Cách tiếp cận giải quyết vấn đề nghiên cứu ............................................................ 21
2.2 Các phương pháp nghiên cứu ................................................................................. 22
2.2.1 Phương pháp phân tích ảnh DEM và Landsat ETM plus bằng phần mềm Global
Mapper và ERMAPPER........................................................................................... 22
2.2.2 Phương pháp khảo sát thực địa ....................................................................... 24
2.2.3 Phương pháp phân tích biến dạng dòn ............................................................ 25
2.3.4 Phương pháp xác định trạng thái ứng suất kiến tạo của Angelier .................... 26
2.3.5 Phương pháp xác định tính chất cơ lý đá ........................................................ 27
CHƯƠNG 3. ĐẶC ĐIỂM HOẠT ĐỘNG KIẾN TẠO CÁC HỆ THỐNG ĐỨT GÃY
KHU VỰC THỦY ĐIỆN SÔNG TRANH 2, TỈNH QUẢNG NAM ................................ 28
3.1 Đặc điểm hình học, động học hệ đứt gãy khu vực thủy điện Sông Tranh 2 ............. 28
3.1.1 Đặc điểm các đứt gãy phương á vĩ tuyến và tây bắc-đông nam........................ 30
3.1.2 Đặc điểm các đứt gãy phương á kinh tuyến và đông bắc-tây nam .................... 36
3.2 Đặc điểm ứng suất kiến tạo khu vực thủy điện Sông Tranh 2 ................................. 38
3.3 Tiến hóa ứng suất kiến tạo và mối quan hệ với lịch sử hoạt động đứt gãy khu vực
thủy điện Sông Tranh 2................................................................................................ 40
3.3.1 Tiến hóa ứng suất kiến tạo và mối quan hệ với hoạt động đứt gãy khu vực thủy
điện Sông Tranh 2 ................................................................................................... 41
3.3.2 Đặc điểm hoạt động và các pha chuyển dịch của hệ đứt gãy khu vực thủy điện
Sông Tranh 2 ........................................................................................................... 48

3.4 Mối quan hệ giữa hoạt động đứt gãy và sự phát sinh động đất ở khu vực thủy điện
Sông Tranh 2 ............................................................................................................... 54
KẾT LUẬN..................................................................................................................... 56
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................... 58


MỞ ĐẦU
Tính cấp thiết và mục tiêu của đề tài
Thủy điện sông Tranh 2 là một tổ hợp các công trình gồm hồ chứa nước và
nhà máy phát điện trên sông Tranh, tỉnh Quảng Nam. Đây là công trình thứ 3 trong
tổng số 8 nhà máy thủy điện bậc thang thuộc hệ thống sông Thu Bồn-Vu Gia. Đập
chính ngăn nước cho hồ thủy điện được xây dựng trên một nhánh sông ở thượng lưu
sông Thu Bồn, thuộc địa bàn huyện Bắc Trà My. Theo thiết kế, nhà máy thủy điện
Sông Tranh 2 có công suất 190 MW gồm 2 tổ máy, sản lượng điện trung bình hàng
năm theo thiết kế là 679,6 triệu KWh. Thể tích hồ thủy điện là 730 triệu m 3, với cao
trình 175 m. Công trình thủy điện Sông Tranh 2 được khởi công xây dựng từ đầu
năm 2006 và bắt đầu phát điện vào 19/12/2010.
Theo tài liệu thống kê của Viện Vật lý Địa cầu, Viện Hàn lâm Khoa học và
Công nghệ Việt Nam, trước khi xây dựng công trình thủy điện Sông Tranh 2, ở khu
vực Bắc Trà My và lân cận chỉ ghi nhận khoảng 8 trận động đất có độ mạnh từ 2.1
đến 4.8 độ Richter. Trong báo cáo thiết kế tiền khả thi thực hiện năm 2003, Ban dự
án Thủy điện sông Tranh 2 đã dự báo độ lớn cực đại của động đất ở khu vực này có
thể lên tới 5,5 độ Richter. Do đó, thân đập chính được thiết kế có khả năng chịu
được chấn động 7 độ Richter [2].
Sau khi hoàn thành xây dựng đập thủy điện và cho tích nước đến cao trình
thiết kế, từ ngày 03/11/2011 đến nay, đã có hàng trăm trận động đất được Viện Vật
lý Địa cầu ghi nhận xảy ra ở khu vực xung quanh khu vực hồ chứa thủy điện Sông
Tranh 2. Động đất xảy ra với tần xuất cao trong khoảng thời gian 2 năm đầu khi hồ
thủy điện bắt đầu tích nước (năm 2012) và có xu hướng giảm dần về cả tần suất
xuất hiện cũng như độ mạnh. Trận động đất mạnh nhất (4,7 độ Richter) ghi nhận

được ở khu vực Bắc Trà My xảy ra vào ngày 15/11/2012 kèm theo nhiều tiếng nổ
lớn, đã gây ảnh hưởng trong bán kính 50km thậm chí đến thành phố Đà Nẵng và
các huyện Trà Bồng, Sơn Hà, Tây Trà, tỉnh Quảng Ngãi. Động đất xảy ra liên tiếp ở
khu vực hồ thủy điện Sông Tranh 2 kể từ khi hồ thủy điện tích nước cho đến nay

1


không gây thiệt hại nhiều về tài sản, song lại gây tâm lý lo sợ cho người dân sinh
sống ở huyện Bắc Trà My, tỉnh Quảng Nam và các vùng lân cận. Từ năm 2013 đến
nay, động đất vẫn tiếp tục xảy ra ở khu vực này nhưng độ mạnh không quá 4 độ
Richter và có xu hướng giảm dần.
Động đất xảy ra liên quan tới công trình thủy điện Sông Tranh 2 và vấn đề an
toàn của đập thủy điện này đã trở thành vấn đề mang tính thời sự trong thời gian dài
của cả nước. Tuy vậy, đến nay các nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc-kiến tạo cũng
như đặc điểm địa chấn ở khu vực Bắc Trà My chưa có nhiều.
Xuất phát từ những lý do trên, dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Nguyễn Văn
Vượng, học viên lựa chọn đề tài: “Đặc điểm hoạt động kiến tạo các hệ thống đứt
gãy khu vực thủy điện Sông Tranh 2, tỉnh Quảng Nam”.
Đề tài nhằm giải quyết 2 mục tiêu sau đây:
- Làm rõ đặc điểm phân bố mạng đứt gãy ở khu vực thủy điện Sông Tranh 2.
- Làm rõ tính chất chuyển dịch và các giai đoạn hoạt động của các đứt gãy ở
khu vực hồ thủy điện Sông Tranh 2. Từ đó làm cơ sở xác định mối quan hệ giữa
hoạt động đứt gãy và sự phát sinh động đất ở khu vực nghiên cứu.
Phạm vi và nội dung nghiên cứu
Phạm vi nghiên cứu: vùng nghiên cứu của luận văn được giới hạn trong bán
kính khoảng 20-30km tính từ thân đập chính thủy điện Sông Tranh 2.
Nội dung nghiên cứu:
- Xác định đặc điểm hình học, động học đứt gãy.
- Nghiên cứu đặc điểm biến dạng ở các quy mô khác nhau, tính toán khôi

phục các trạng thái cổ ứng suất, tách pha chuyển động kiến tạo, từ đó xác định các
giai đoạn hoạt động của các đứt gãy.
- Xác định mối quan hệ giữa hoạt động đứt gãy và sự phát sinh động đất ở
khu vực nghiên cứu.

2


Cơ sở tài liệu của luận văn
- Các tài liệu khảo sát, thu thập tại thực địa và các kết quả phân tích, nghiên
cứu của học viên từ năm 2013 đến nay.
- Kết quả thực hiện Hợp đồng nghiên cứu khoa học số 02/2013/HĐ-TV do
PGS.TS Nguyễn Văn Vượng chủ trì thực hiện, thuộc Chương trình “Tăng cường
năng lực và chuyển giao công nghệ phục vụ giảm thiểu địa tai biến ở Việt Nam
trong bối cảnh biến đổi khí hậu”, SRV-10/0026.
- Kết quả thực hiện đề tài nhánh đề tài Độc lập cấp Nhà nước mã số ĐTĐL.
2012-G/57 “Nghiên cứu tác động địa chấn kiến tạo đến sự ổn định công trình thủy
điện Sông Tranh 2, khu vực Bắc Trà My, tỉnh Quảng Nam” do TS. Lê Huy Minh,
Viện Vật lý Địa cầu, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam làm chủ
nhiệm.
- Các tài liệu đã công bố: các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước có
liên quan đến vùng nghiên cứu.
Cấu trúc của luận văn
Kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn tốt nghiệp như sau:
MỞ ĐẦU
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU VÀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1 Đặc điểm điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu
1.1.1 Đặc điểm địa hình, địa mạo
1.1.2 Đặc điểm khí hậu, thủy văn
1.1.3 Đặc điểm địa chất

1.2 Đặc điểm hồ chứa và hoạt động đất ở khu vực hồ thủy điện Sông Tranh 2
2.2.1 Đặc điểm hồ chứa thủy điện Sông Tranh 2
1.2.2 Đặc điểm động đất ở khu vực hồ thủy điện Sông Tranh 2
CHƯƠNG 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1 Cách tiếp cận giải quyết vấn đề nghiên cứu
2.2 Các phương pháp nghiên cứu

3


2.2.1 Phương pháp phân tích ảnh DEM và Landsat ETM plus bằng phần
mềm Global Mapper và ERMAPPER
2.2.2 Phương pháp khảo sát thực địa
2.2.3 Phương pháp phân tích biến dạng dòn
2.3.4 Phương pháp xác định trạng thái ứng suất kiến tạo của Angelier
2.3.5 Phương pháp xác định tính chất cơ lý đá
CHƯƠNG 3. ĐẶC ĐIỂM HOẠT ĐỘNG KIẾN TẠO CÁC HỆ THỐNG ĐỨT GÃY
KHU VỰC THỦY ĐIỆN SÔNG TRANH 2, TỈNH QUẢNG NAM
3.1 Đặc điểm hình học, động học hệ đứt gãy khu vực thủy điện Sông Tranh 2
3.1.1 Đặc điểm các đứt gãy phương á vĩ tuyến và tây bắc-đông nam
3.1.2 Đặc điểm các đứt gãy phương á kinh tuyến và đông bắc-tây nam
3.2 Đặc điểm ứng suất kiến tạo khu vực thủy điện Sông Tranh 2
3.3 Tiến hóa ứng suất kiến tạo và mối quan hệ với lịch sử hoạt động đứt gãy khu
vực thủy điện Sông Tranh 2
3.3.1 Tiến hóa ứng suất kiến tạo và mối quan hệ với hoạt động đứt gãy khu
vực thủy điện Sông Tranh 2
3.3.2 Đặc điểm hoạt động và các pha chuyển dịch của hệ đứt gãy khu vực
thủy điện Sông Tranh 2
3.4 Mối quan hệ giữa hoạt động đứt gãy và sự phát sinh động đất ở khu vực thủy
điện Sông Tranh 2

KẾT LUẬN
TÀI LIỆU THAM KHẢO.

4


CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU
VÀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1 Đặc điểm điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu
Phạm vi vùng nghiên cứu của luận văn được giới hạn trong bán kính khoảng
20-30km tính từ thân đập chính thủy điện Sông Tranh 2, chiếm phần lớn địa bàn
huyện Bắc Trà My, một phần phía nam huyện Tiên Phước và một phần nhỏ phía
bắc huyện Nam Trà My, tỉnh Quảng Nam (hình 1).
Hồ thủy điện Sông Tranh 2 nằm trên một nhánh sông Tranh có phương
đông-tây, cách thị trấn Trà My, huyện Bắc Trà My khoảng 9km về phía tây. Đập
chính của hồ thủy điện Sông Tranh nằm ở tọa độ: 15019’49” vĩ độ bắc và
108008’55” kinh độ đông.

Hình 1: Sơ đồ vị trí khu vực nghiên cứu

5


1.1.1 Đặc điểm địa hình, địa mạo
Tỉnh Quảng Nam có địa hình nghiêng dần từ Tây sang Đông với 3 kiểu cảnh
quan rõ rệt là kiểu núi cao phía Tây, kiểu trung du ở giữa và dải đồng bằng hẹp ven
biển. Địa hình ở đây có sự phân dị mạnh theo độ cao. Vùng đồi núi phía tây chiếm
hơn 70% diện tích tự nhiên của tỉnh với nhiều ngọn núi cao trên 2.000m như núi
Lum Heo cao 2.045m, núi Tion cao 2.032m, núi Gole - Lang cao 1.855m (thuộc
huyện Phước Sơn) và núi Ngọc Linh cao 2.598m là đỉnh núi cao nhất của dãy

Trường Sơn, nằm ở ranh giới giữa tỉnh Quảng Nam và tỉnh Kon Tum.
Thị trấn Trà My, huyện Bắc Trà My là một thung lũng hẹp giữa núi, thuộc
đới phá hủy của đứt gãy Trà Bồng phương á vĩ tuyến. Khu vực thị trấn Trà My
được bao bọc bởi các dải núi cao thuộc dãy Trường Sơn ở phía tây và tây nam, các
dải núi thấp ở phía bắc và vùng đồng bằng thuộc vùng hạ lưu các sông Thu Bồn-Vu
Gia và sông Trà Bồng ở phía đông bắc.
1.1.2 Đặc điểm khí hậu, thủy văn
Đặc điểm khí hậu
Quảng Nam chỉ có 2 mùa là mùa mưa và mùa khô. Khí hậu ở đây chịu ảnh
hưởng của mùa đông lạnh miền Bắc. Nhiệt độ trung bình năm ở khu vực này là
25,6oC. Mùa đông, nhiệt độ vùng đồng bằng có thể xuống dưới 12 oC và nhiệt độ
vùng núi thậm chí còn thấp hơn. Độ ẩm trung bình trong không khí đạt 84%. Lượng
mưa trung bình năm của vùng là 2000-2500mm.
Mùa mưa thường kéo dài từ tháng 10 đến tháng 12, mùa khô kéo dài từ tháng
2 đến tháng 8, tháng 1 và tháng 9 là các tháng chuyển tiếp với đặc trưng là thời tiết
hay nhiễu loạn và khá nhiều mưa. Mưa phân bố không đều theo không gian, mưa ở
miền núi nhiều hơn đồng bằng. Vùng Tây Bắc thuộc lưu vực sông Bung (các huyện
Đông Giang, Tây Giang và Nam Giang) có lượng mưa thấp nhất trong khi vùng đồi
núi Tây Nam thuộc lưu vực sông Thu Bồn (các huyện Nam Trà My, Bắc Trà My,
Tiên Phước và Hiệp Đức) có lượng mưa lớn nhất vùng. Huyện Bắc Trà My là một
trong những trung tâm mưa lớn nhất của Việt Nam với lượng mưa trung bình năm

6


hơn 4,000mm. Mưa lớn thường tập trung trong thời gian ngắn (khoảng 3 tháng mùa
mưa) trên một địa hình hẹp, dốc đã tạo điều kiện thuận lợi cho lũ các sông lên
nhanh.
Kể từ năm 1976, trên địa bàn tỉnh Quảng Nam đã có hai trạm khí tượng quan
trắc đầy đủ các yếu tố khí tượng là trạm Tam Kỳ và trạm Trà My. Các yếu tố khí

tượng của vùng núi phía Tây tỉnh Quảng Nam trong đó có vùng nghiên cứu được
tính toán từ các thông số của trạm khí tượng Trà My đặt tại thị trấn Trà My, huyện
Bắc Trà My. Giá trị trung bình của các yếu thời tiết cơ bản tại vùng nghiên cứu theo
tài liệu quan trắc của trạm Trà My, đại diện cho vùng núi phía Tây của tỉnh được
trình bày trong bảng dưới đây.
Bảng 1: Giá trị trung bình các yếu tố thời tiết cơ bản vùng nghiên cứu
Tháng

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Năm

Cao
kỉ lục,
°C

32.8

36.4

37.9

40.5

38.9

38.7

37.9

39.7

36.7

34.1

32.4

31.9

40,5

Trung
bình
cao,
°C

24.9

26.9

30.2

32.9

33.6

33.5

33.7

33.5

31.4

28.6

25.9

23.6

29,9

Trung
bình
ngày,
°C

20.7

21.9

24.1

26.0

26.7

27.1

26.9

26.9

25.7

24.3

22.5

20.5

24,4

Trung
bình
thấp, °C

18.3

19.1

20.5

22.2

23.1

23.5

23.2

23.2

22.8

22.0

20.6

18.8

21,4

Thấp kỉ
lục, °C

11.8

13.0

12.9

18.2

19.9

20.2

20.8

20.2

19.0

15.1

14.1

10.4

10,4

Lượng
mưa
(mm)

133.0

67.4

190.0

109.0

301.0

244.0

166.0

174.0

386.0

982.0

1038.0

502.0

4.292,4

Độ ẩm,
%

89

87.0

84.0

83

85

84.0

84.0

84

88.0

88.0

93.0

93.0

86,8

Số ngày
mưa TB

16

12

9

12

20

17

16

16

20

23

24

23

208

Số giờ
nắng
trung
bình
hàng
tháng

78.0

136.0

190.0

194.0

210.0

244.0

207.0

199.0

158.0

121.0

75.0

59.0

1.871

Nguồn: o/

7


Đặc điểm thủy văn
Nằm trong vùng có lượng mưa lớn, tỉnh Quảng Nam có hệ thống sông suối
phát triển với tiềm năng thủy điện khá lớn, trong đó đáng kể nhất là lưu vực của hệ
thống sông Vu Gia - Thu Bồn. Hệ thống sông Thu Bồn là một trong những hệ thống
sông nội địa lớn nhất của Việt Nam với tổng diện tích lưu vực khoảng 10.350 km2.
Đứng thứ hai là sông Tam Kỳ với diện tích lưu vực vào khoảng 800 km 2. Ngoài ra
còn có các sông có diện tích lưu vực nhỏ hơn như lưu vực sông Cu Đê 400 km2, lưu
vực sông Tuý Loan 300 km2, lưu vực sông LiLi 280 km2...
Sông Thu Bồn dài 95 km gồm 2 đoạn: đoạn 1 dài 65 km, điểm đầu là Nông
Sơn, điểm cuối là Cửa Đại, do Trung ương quản lý; đoạn 2: dài 30 km, điểm đầu là
ngã ba sông Tranh, điểm cuối là Nông Sơn, do địa phương quản lý. Phần lớn diện
tích lưu vực sông chảy trong địa phận tỉnh Quảng Nam và thành phố Đà Nẵng.
Sông bắt nguồn từ núi Ngọc Linh (Nam Quảng Nam-Bắc Kon Tum); phần thượng
lưu này được gọi là Đak Di. Sông chảy ngược lên phía Bắc qua các huyện Nam Trà
My, Bắc Trà My, Tiên Phước và Hiệp Đức. Khi chảy qua đây, sông nhận thêm
nhiều chi lưu là các sông, suối nhỏ. Đoạn chảy qua Tiên Phước và Hiệp Đức được
gọi là sông Tranh. Bắt đầu khi đi qua địa phận Nông Sơn, Duy Xuyên, sông mới bắt
đầu được gọi là Thu Bồn. Ở Nông Sơn, sông đổi sang hướng Tây Nam-Đông Bắc.
Khi chảy qua ranh giới giữa Duy Xuyên và Đại Lộc, sông Thu Bồn nhận chi lưu lớn

nhất ở tả ngạn là sông Vu Gia. Sông Thu Bồn cùng với sông Vu Gia, hợp lưu tại
Đại Lộc tạo thành hệ thống sông lớn có vai trò rất quan trọng đối với đời sống và
tâm hồn người Quảng Nam. Trước khi đổ ra biển ở Cửa Đại, sông tạo ra một số
phân lưu như sông Ba Chươm, sông Cổ Cò, sông Đình, sông Đò, sông Hội An.
Nhìn chung, các sông ở Quảng Nam có lưu lượng dòng chảy lớn, đầy nước
quanh năm. Lưu lượng dòng chảy trung bình trên các sông: sông Vu Gia là
400m 3/s, sông Thu Bồn là 200m3/s có giá trị thủy điện, giao thông và thủy nông lớn.
Do vậy, tỉnh Quảng Nam được đánh giá là tỉnh có tiềm năng thủy điện lớn với hệ
thống sông Vu Gia - Thu Bồn đứng thứ tư cả nước và đang được đầu tư khai thác.

8


Hiện tại trên hệ thống sông Thu Bồn, nhiều nhà máy thủy điện công suất lớn
như Sông Tranh 1 và 2, Sông A Vương, Sông Buong... đang được xây dựng góp
phần cung cấp điện cho nhu cầu ngày càng tăng của cả nước. Hiện nay tỉnh có các
nhà máy thủy điện đã và đang xây dựng như: A Vương (210 MW - Tây Giang),
Sông Bung 2 (100 MW), Sông Bung 4 (220 MW), Sông Giằng (60 MW), Đak Mi 1
(255 MW), Đak Mi 4 (210 MW), Sông Côn 2 (60 MW), Sông Tranh 2 (190 MW).
Tuy nhiên, việc xây dựng các công trình thủy điện ở thượng lưu sông Vu Gia
- Thu Bồn đã có tác động tiêu cực đến chế độ thủy văn của các sông trong vùng.
Việc các nhà máy thủy điện chuyển nước từ sông Vu Gia sang sông Thu Bồn đã
làm suy giảm đáng kể dòng chảy ở hạ lưu sông Vu Gia, gây xâm nhập mặn ở các
vùng vùng Đại Lộc, Điện Bàn và thành phố Đà Nẵng vào mùa kiệt (từ tháng 3 đến
tháng 8).

1.1.3 Đặc điểm địa chất
Nhìn chung, các công trình nghiên cứu về đặc điểm địa chất ở khu vực
nghiên cứu chủ yếu tập trung vào 2 mảng lớn: một là, các nghiên cứu về đặc điểm
thạch học, hoạt động biến chất, biến dạng liên quan tới các chuyển động kiến tạo

xảy ra trên quy mô cả nước và toàn khu vực Đông Dương; hai là, một số nghiên cứu
ban đầu về đặc điểm của động đất xảy ra liên quan tới hoạt động tích nước cho hồ
thủy điện Sông Tranh 2.
a. Đặc điểm nền thạch học
Nền đá gốc ở khu vực nghiên cứu chủ yếu là các đá biến chất tướng
amphibolit, được hình thành trong giai đoạn chuyển động tạo núi Indosini [1, 4-6]
và các đá granit không bị ép phiến [10]. Mặt phiến của đá biến chất có hướng chủ
đạo kéo dài theo phương á vĩ tuyến, đôi chỗ bị uốn lượn và cắm về phía nam với
góc dốc từ 450 đến dốc đứng. Đập thủy điện Sông Tranh 2 được xây dựng trên nền
đá biến chất của phức hệ Trà Bồng và hệ tầng Khâm Đức (hình 2).

9


Ghi chú: 1- đá biến chất Indosini; 2- đới mylonit; 3- đá granit không bị ép phiến;
4- trầm tích Đệ tứ; 5- thế nằm mặt ép phiến
Hình 2: Sơ đồ địa chất khu vực nghiên cứu
b. Đặc điểm kiến tạo khu vực
Ở khu vực nghiên cứu có mặt 2 hệ thống đứt gãy lớn, quy mô khu vực phát
triển theo phương á vĩ tuyến là đới đứt gãy Trà Bồng và đới đứt gãy Hưng NhượngTà Vi.
Các kết quả nghiên cứu kiến tạo, biến chất bằng phương pháp xác định tuổi
đồng vị phóng xạ thực hiện trên các khoáng vật monazit, zircon trong đá biến chất
tướng amphibolite, granulite ở địa khối KonTum và các đá gneiss phức hệ Đại Lộc
thuộc đai tạo núi Trường Sơn; khoáng vật biotite đồng chuyển động trong các đá
mylonite phức hệ Trà Bồng cho thấy khu vực nghiên cứu đã trải qua 3 giai đoạn

10


chuyển động kiến tạo với đặc điểm biến dạng khác nhau [3, 4, 5, 6, 7, 9, 11, 13, 15,

16, 23, 24].
Chuyển động kiến tạo trước Indosini
Chuyển động kiến tạo trước Indosini chỉ được ghi nhận thông qua kết quả
phân tích tuổi đồng vị của một số khoáng vật bền như zircon và monazit trong đá
biến chất. Theo kết quả phân tích tuổi đồng vị trên các khoáng vật zircon, monazit
và titanit, khu vực nghiên cứu và lân cận đã trải qua một pha nhiệt kiến tạo vào
khoảng 410-470 triệu năm trước đây và di chỉ của các sự kiện nhiệt kiến tạo cổ hơn
[7, 9, 16].
Chuyển động kiến tạo Indosini
Đây là pha chuyển động kiến tạo có quy mô lớn, ghi nhận trên toàn lãnh thổ
Đông Dương, bắt đầu từ cuối Permi và kết thúc vào Trias muộn. Dấu ấn của chuyển
động kiến tạo này được ghi nhận rõ nét trên hầu khắp các đá có tuổi từ tiền Cambri
đến Trias giữa ở lãnh thổ Việt Nam. Các đá biến chất, biến dạng dẻo lộ ra ở khu vực
nghiên cứu chính là sản phẩm của giai đoạn chuyển động kiến tạo này. Chúng có
đặc trưng cơ bản là trên mặt ép phiến phương á vĩ tuyến ghi nhận rõ chuyển động
trượt phải, góc chúi (plunge) của lineation rất thoải đến nằm ngang. Kết quả phân
tích tuổi đồng vị trên các khoáng vật của đá biến chất cho thấy hoạt động biến chất,
biến dạng dẻo ở khu vực xảy ra mạnh nhất trong khoảng từ 245 đến 250 triệu năm
trước [5, 6, 7, 11, 13].
Chuyển động kiến tạo Cenozoi
Chuyển động kiến tạo trong giai đoạn Cenozoi đã làm khối Đông Dương bị
trôi trượt về phía đông nam dọc theo đới xiết trượt Ailao Shan-Sông Hồng, tách mở
hình thành biển Đông. Trong suốt quá trình dịch trượt của khối Đông Dương và mở
biển Đông, khối nâng Kom Tum, trong đó có khu vực nghiên cứu, đã trải qua hai
pha biến dạng dòn chính với cơ chế chuyển động chung là trượt bằng, trong đó: pha
sớm có trục nén ép phương á vĩ tuyến, trục căng giãn phương á kinh tuyến [21].
Dưới trường ứng suất này, các đứt gãy phương tây bắc-đông nam hoạt động trượt

11

trái. Ngược lại, pha biến dạng muộn có đặc trưng trục nén ép phương á kinh tuyến
và trục căng giãn phương á vĩ tuyến. Dưới tác động của trường ứng suất này, các
đứt gãy phương tây bắc-đông nam tái hoạt động trượt phải; một số đứt gãy phương
á kinh tuyến và phương đông bắc-tây nam tái hoạt động trượt thuận. Pha chuyển
động kiến tạo Cenozoi muộn có quan hệ chặt chẽ với hoạt động phun trào núi lửa ở
miền Trung và Nam Việt Nam trong giai đoạn Neogen-Đệ tứ [21].
c. Đặc điểm địa chấn
Khu vực nghiên cứu nói riêng và khu vực Miền Trung Việt Nam nói chung
được đánh giá là khá bình ổn về mặt địa chấn. Theo thống kê của Viện Vật lý địa
cầu [2], kể từ năm 1715 đến năm 2003 (trước khi có công trình thủy điện Sông
Tranh 2) tại khu vực đập thủy điện Sông Tranh 2 và lân cận chỉ ghi nhận 8 trận
động đất (bảng 2). Trong số này, trận động đất ngày 25/7/1957 có M=4,8 độ Richter
gây chấn động cấp 6 là trận động đất mạnh nhất quan trắc được.
Các nghiên cứu về đặc điểm địa chấn-kiến tạo ở khu vực này chủ yếu được
thực hiện cùng với công tác đo vẽ bản đồ địa chất và khoáng sản và một vài công
trình đánh giá tiền khả thi phục vụ xây dựng các công trình thủy điện, thủy lợi lớn.
Công trình đầu tiên đánh giá về đặc điểm địa chấn ở khu vực huyện Bắc Trà My là
báo cáo “Đánh giá độ nguy hiểm động đất ở khu vực công trình thủy điện Sông
Tranh 2” do Viện Vật lý Địa cầu, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
thực hiện năm 2003.
Bảng 2: Danh mục động đất khu vực thủy điện Sông Tranh 2 và lân cận
tính đến năm 2003 (trước khi có công trình thủy điện Sông Tranh 2) [2]
Vị trí
chấn tâm

Thời gian phát sinh động đất
STT
Năm

Tháng

1

1715

3

2

1919

11

Ngày

16

Giờ Phút Giây

10

5

33

12

Vĩ độ

Kinh
độ

Độ
sâu
(km)

Độ
mạnh

Cấp
độ

M
mạnh,
(richter)
I

15,53

108,15

15

4,7

15,00

109,00

33

KXĐ

5


3

1957

7

25

21

14,50

108,50

4

1991

6

11

5

50

5

1991

6

25

4

6

1991

12

5

7

1992

5

8

1992

10

15

4,8

38,6

14,73

108,36

2,6

9

33,4

14,92

108,14

2,1

5

14

0,8

14,75

108,30

2,3

26

10

43

14,5

15,68

108,87

3,8

7

19

19

53

14,50

108,22

2,7

6

Kể từ khi xảy ra động đất liên tiếp ở khu vực thủy điện Sông Tranh 2, vấn đề
nghiên cứu hoạt động động đất ở khu vực này đã thu hút được sự quan tâm nhất
định. Để đánh giá mức độ an toàn của hồ thủy điện, Chính phủ Việt Nam đã mời
Tập đoàn OYO, Nhật Bản thực hiện nghiên cứu “Research, Detailed Review of
Geological Condition, Geodynamics and Geological Activities in Song Tranh 2
Hydropower Area (Bac Tra My District, Quang Nam Province)”, bắt đầu thực hiện
từ năm 2012 và đã hoàn thành vào năm 2013 [19]. Đồng thời, để nghiên cứu, làm rõ
về đặc điểm và xu hướng của động đất xảy ra ở khu vực này, Bộ Khoa học và Công
nghệ đã phê duyệt đề tài nghiên cứu Độc lập Cấp Nhà nước mã số: ĐTĐL. 2012G/57 “Nghiên cứu tác động địa chấn kiến tạo đến sự ổn định công trình thủy điện
Sông Tranh 2, khu vực Bắc Trà My, tỉnh Quảng Nam” giao Viện Vật lý Địa cầu,
Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam triển khai thực hiện kể từ năm
2012, đề tài dự kiến sẽ hoàn thành vào năm 2016.
1.2 Đặc điểm hồ chứa và hoạt động đất ở khu vực hồ thủy điện Sông Tranh 2
2.2.1 Đặc điểm hồ chứa thủy điện Sông Tranh 2
Hồ thủy điện Sông Tranh 2 nằm trên một nhánh sông Tranh có phương
đông-tây, cách thị trấn Trà My, huyện Bắc Trà My khoảng 9km về phía tây. Thể
tích nước hồ thủy điện khi tích nước đến cao trình thiết kế (175m) là 730 triệu m3.
Đập chính của hồ thủy điện Sông Tranh nằm ở tọa độ: 15019’49” vĩ độ bắc
và 108008’55” kinh độ đông. Tuyến đập chính dài 660m, bao gồm:

13

- Phần đập không tràn có kết cấu là bê tông đầm lăn, nằm ở vai phải và vai
trái của tuyến đập. Chiều cao đập lớn nhất là 96m, cao trình đỉnh đập 180m.
- Phần đập tràn nước nằm ở khu vực lòng sông. Mặt tràn dạng ofixerop
không chân không với 6 cửa van cung, kích thước b*h= 14*14m. Kết cấu đập tràn
có lõi là bê tông đầm lăn, ngoài bọc bê tông cốt thép M200.
Đập phụ của hồ thủy điện Sông Tranh 2 nằm ở tọa độ: 15 020’24” vĩ độ bắc
và 108009’12” kinh độ đông, thuộc eo bờ trái của hồ thủy điện, có kết cấu bằng đất
đồng chất. Cao trình đỉnh đập 180m.
Tuyến năng lượng được bố trí bên bờ trái hồ chứa, gồm cửa lấy nước, đường
hầm dẫn nước và nhà máy thuỷ điện.
1.2.2 Đặc điểm động đấ t ở khu vự c hồ thủy điện Sông Tranh 2
a. Hiện tượng động đất kích thích liên quan tới các hồ chứa trên thế giới
Hiện tượng phát sinh động đất kích thích liên quan tới hồ chứa đã được ghi
nhận trên toàn thế giới kể từ những năm 1950 của thế kỷ trước. Cho đến năm 2000,
trên thế giới đã ghi nhận hơn 90 công trình hồ chứa có phát sinh động đất kiểu này
[10]. Theo độ mạnh của các trận động đất ghi nhận được, các hồ chứa có phát sinh
động đất kích thích được chia thành 4 nhóm:
-

Nhóm hồ chứa có động đất kích thích ≥ 6 độ richter

-

Nhóm hồ chứa có động đất kích thích từ 5 đến 5,9 độ richter

-

Nhóm hồ chứa có động đất kích thích từ 4 đến 4,9 độ richter

-

Nhóm hồ chứa có động đất kích thích < 4 độ richter.

Theo tài liệu thống kê đến năm 2000, có khoảng một nửa (42/95) địa điểm
ghi nhận được động đất kích thích có độ mạnh lớn hơn 4 độ richter (bảng 3) trong
đó có hồ thủy điện Hòa Bình của Việt Nam.
Bảng 3: Danh mục động đất có độ mạnh ≥ 4 độ richter có liên quan
đến tích nước hồ chứa trên thế giới cập nhật đến năm 2000 [10]

14


Số
thứ
tự

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.

15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.

Độ
cao
Thể tích
Tên đập/
Quốc gia
của
hồ chứa
hồ chứa
đập (triệu m3)
(m)
Những vị trí đã xảy ra động đất M ≥ 6.0
Hsinfengkiang
Trung Quốc
105
13,896

Zambia–
Kariba
128
175,000
Zimbabwe
Koyna
Ấn Độ
103
2780
Kremasta
Hy Lạp
160
4750
Những vị trí đã xảy ra động đất có M = 5.0 đến 5.9
Aswan
Ai Cập
111
164,000
Benmore
New Zealand
110
2040
Charvak
Uzbekistan
148
2000
Eucumbene
Australia
116
4761

Geheyan
Trung Quốc
151
3400
Hoover
Hoa Kỳ
221
36,703
Marathon
Hy Lạp
67
41
Oroville
Hoa Kỳ
236
4400
Srinagarind
Thái Lan
140
11,750
Warna
Ấn Độ
80
1260
Những vị trí đã xảy ra động đất có M = 4.0 đến 4.9
Aksombo Main
Ghana
134
148,000
Bajina Basta

Nam Tư
90
340
Bhatsa
Ấn Độ
88
947
Bratsk
Nga
100
169
Camarillas
Tây Ban Nha
49
37
Canelles
Tây Ban Nha
150
678
Capivari–
Brazil
58
180
Cachoeira
Clark Hill
Hoa Kỳ
60
3517
Dahua
Trung Quốc

74.5
420
Danjiangkou
Trung Quốc
97
16,000
Foziling
Trung Quốc
74
470

Năm
bắt
đầu
tích
nước

Grandval
Hòa Bình
Kastraki

Pháp
Việt Nam
Hy Lạp

88
125
96

15

292
9450
1000

Năm
có
Độ
động
mạnh
đất lớn (richter)
nhất

1959

1962

6.1

1958
1962
1965

1963
1967
1966

6.2
6.3
6.2

1964
1964
1971
1957
1993
1935
1929
1967
1977
1987

1981
1966
1977
1959
1997
1939
1938
1975
1983
1993

5.6
5.0
5.3
5.0
VI
5.0
5.7

5.7
5.9
5.0

1964
1966
1981
1960
1960

1964
1967
1983
1996
1964
1962

4.0-4.3?
4.5– 5.0
4.9
4.2
4.1
4.7

1970
1952
1982
1967
1954

1971
1974
1993
1973
1973

1959
1988
1968

1963
1989
1969

4.0-4.5?
4.3
4.5
4.7
4.5
4.04.3?
4.9
4.6


Số
thứ
tự
29.
30.
31.

32.
33.
34.
35.
36.
37.
38.
39.
40.
41.
42.

Tên đập/
hồ chứa
Kerr
Komani
Kurobe
Hồ Baikal
Hồ Pukaki
Manicouagan 3
Marimbondo
Monteynard
Nurek
P. Colombia/V.
Grande
Piastra
Pieve de Cadore
Shenwo
Vouglans

Quốc gia

Hoa Kỳ
Albania
Nhật Bản
Nga
New Zealand
Canada
Brazil
Pháp
Tadjikistan
Brazil
Italia
Italia
Trung Quốc
Pháp

Độ
cao
của
đập
(m)
60
130
186
106
108
94
155
317

Thể tích
hồ chứa
(triệu m3)
1505
1600
149
9000
10,423
6150
275
1000

Năm
bắt
đầu
tích
nước
1958
1985
1960

1976
1975
1975
1962
1972
1973–
40/56 1500/2300 1974
93

13
1965
116
69
1949
50
540
1972
130
605
1968

Năm
có
Độ
động
mạnh
đất lớn (richter)
nhất
1971
4.9
1986
4.2
1961
4.9
4-4.8
1978
4.6
1975
4.1

1975
4
1963
4.9
1972
4.6
1974
1966
1950
1974
1971

4.2
4.4
4.0-4.3?
4.8
4.4

Độ mạnh và tần xuất xuất hiện động đất kích thích ở các hồ chứa rất khác
nhau. Động đất kích thích thường có xu hướng giảm dần sau vài năm hồ đi vào hoạt
động. Về bản chất, cơ chế phát sinh động đất kích thích ở các hồ chứa tương tự như
cơ chế phát sinh động đất kiến tạo.
b. Lịch sử động đất liên quan tới hoạt động của hồ thủy điện Sông Tranh 2
Sau khi hoàn thành xây dựng, vào ngày 29 tháng 11 năm 2010, công trình
thủy điện Sông Tranh 2 được tích nước thử nghiệm lần đầu tiên với mực nước đạt
cao trình 61m bằng mực nước chết. Đến ngày 19 tháng 10 năm 2011, hồ thủy điện
Sông Tranh 2 được tích nước đến cao trình 175m tương ứng với mực nước cực đại.
Khoảng 5 tháng sau khi tích nước, hoạt động địa chấn bắt đầu xuất hiện ở khu vực
lân cận hồ thuỷ điện Sông Tranh 2. Tính riêng từ cuối tháng 9 năm 2012 đến cuối
năm 2013, đã có hơn 100 trận động đất xảy ra. Mối quan hệ giữa số lượng các trận

16


động đất quan trắc được với mực nước tích trong hồ thủy điện và được biểu diễn ở
hình 3.

Hình 3: Mối quan hệ giữa số lượng các trận động đất quan trắc được với
mực nước tích trong hồ thủy điện Sông Tranh 2 [19]
Nhìn chung, động đất xảy ra liên quan với hoạt động của hồ thủy điện Sông
Tranh 2 có độ mạnh không quá 4 độ richter (bảng 4). Hai trận động đất có độ mạnh
lớn nhất ghi nhận được ở khu vực này là 4.6 độ richter (xảy ra ngày 22/10/2012) và
4.7 độ richter (xảy ra ngày 15/11/2012). Kể từ đầu năm 2014 đến nay, động đất vẫn
xảy ra ở khu vực này song đã giảm đáng kể cả về tần xuất xuất hiện và độ mạnh.
Bảng 4: Danh mục động đất ở khu vực hồ thủy điện Sông Tranh 2
STT
1
2
3
4
5
6

Thời gian phát sinh động đất

Độ
Độ sâu
mạnh
Kinh độ (km) (richter)
108.021

2.7
108.148
2.7
108.007
3.4
108.145
2.1
108.111
3.4
108.104
3.9

Vị trí chấn tâm

Năm Tháng Ngày Giờ Phút Giây Vĩ độ
2011
11
3
3
49
14.4 15.348
2011
11
16
14
40
41.3 15.355
2011
11
16

20
0
55.6 15.28
2011
11
26
15
58
37.1 15.317
2011
11
27
14
22
15.9 15.366
2012
3
2
4
07
28 15.395

17


STT
7
8
9
10

11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40

41
42
43
44
45

Thời gian phát sinh động đất

Độ
Độ sâu
mạnh
Kinh độ (km) (richter)
108.05
0.1
4.2
108.078
3
4.1
108.046
4
108.114
4.1
108.091
6.8
4.6
108.1
5.5
4.7
108.114
6.5

2.6
108.117
6.3
2.3
108.117
6.1
2.2
108.118
6.3
2
108.076
7.2
2.2
108.084
5.7
2.3
108.066
7.1
2.4
108.095
2.3
108.082
5.1
2.7
108.092
2.5
2.7
108.092
5.3
2.2

108.073
6
2.2
108.104
6
2.2
108.109
6.2
2.2
108.104
5.9
2.1
108.068
5.2
2.2
108.105
5
2
108.101
5.5
2.1
108.108
5.7
2.4
108.092
2.9
2
108.109
5
2.3

108.085
5.3
2.6
108.118
6.6
2.2
108.131
4
3.6
108.118
6.8
2.3
108.1
6.5
2
108.085
3
2.3
108.104
4
2.1
108.094
3
3
108.082
3
2
108.085
5
2.8

108.096
5
2
108.102
4.7
2.1

Vị trí chấn tâm

Năm Tháng Ngày Giờ Phút Giây Vĩ độ
2012
9
3
13
47
53.7 15.321
2012
9
7
2
28
4.1
15.33
2012
9
23
3
57
31.7 15.379
2012

9
27
6
34
12.9 15.39
2012
10
22
13
41
39.5 15.383
2012
11
15
7
24
8.6
15.35
2012
11
18
18
44
18.2 15.376
2012
11
18
19
01
22.3 15.374

2012
11
18
19
07
27.7 15.376
2012
11
18
19
09
57 15.375
2012
12
5
5
04
46 15.359
2012
12
7
4
45
58.2 15.361
2012
12
8
7
41
18 15.364

2012
12
9
2
02
59.7 15.31
2012
12
9
13
48
42.8 15.36
2012
12
9
13
48
43 15.355
2012
12
12
11
45
30.1 15.345
2012
12
12
17
29
18.5 15.356

2012
12
16
12
33
41.3 15.381
2012
12
19
10
24
37.4 15.393
2012
12
20
6
39
15.4 15.379
2012
12
21
16
58
44.2 15.401
2012
12
21
16
58
21.4 15.388

2012
12
24
7
47
6.3 15.377
2012
12
25
10
55
43
15.38
2012
12
25
11
2
36.3 15.372
2012
12
25
11
14
31.7 15.384
2012
12
26
6
15

40.3 15.372
2012
12
27
11
34
51.7 15.378
2012
12
28
2
48
19 15.371
2012
12
28
3
15
54.4 15.379
2012
12
30
21
30
13.8 15.371
2013
1
3
8
3

46.8 15.398
2013
1
3
9
33
36.8 15.38
2013
1
3
19
12
36.3 15.391
2013
1
3
19
13
41 15.399
2013
1
5
7
36
6.1 15.392
2013
1
21
5
26

24.8 15.394
2013
1
21
23
57
50.6 15.385

18


Thời gian phát sinh động đất

STT
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61

62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84

Năm Tháng Ngày Giờ Phút Giây

Vĩ độ

2013
2013

2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013

2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013

15.385
15.404
15.6
15.389
15.359
15.389
15.251
15.391
15.384
15.387
15.388
15.387
15.387
15.383
15.388
15.352
15.382
15.357
15.384
15.382
15.4
15.403

15.402
15.41
15.398
15.391
15.376
15.373
15.391
16.343
15.371
15.291
15.359
15.288
15.32
15.326
15.316
15.435
15.375

1
2
2
2
2
2
2
2
3
3
3
3

3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
4
4
4
4
4
5
5
5
5
5
5
6
6

26
13

15
15
25
25
26
26
4
7
7
7
7
7
7
8
14
17
18
18
20
20
20
20
29
30
7
7
9
22
28
2

9
11
11
13
31
21
29

14
1
12
12
20
23
11
18
7
8
8
8
8
8
8
4
12
9
14
14
14
21

21
22
14
3
2
2
12
20
6
12
18
5
5
16
11
14
2

44
8
37
52
38
26
36
52
54
39
43
48

48
47
48
16
18
22
40
40
48
40
40
18
47
13
0
33
48
7
39
0
25
44
45
9
11
18
21

Độ
Độ sâu

mạnh
Kinh độ (km) (richter)
108.105
5.1
2
108.106
2
2.8
107.089
3.1
108.104
4.1
2.1
108.096
5.1
2.1
108.097
5
2.2
108.205
9.4
2.5
108.096
4.1
2
108.064
7
2.9
108.101
6

3.2
108.104
5.4
2
108.103
5
2.9
108.104
5
2.7
108.103
6
2.4
108.104
5
2.7
108.129
7
2.3
108.114
7
2.2
108.129
5
2
108.1
5
2.1
108.1
5

2.1
108.088
3.1
3
108.097
2
2.3
108.098
1.1
2.5
108.083
2
2.1
108.098
2
2.3
108.103
3
2.4
108.136
3
2
108.137
3
3.2
108.09
6.3
2
107.495
2.8

108.131
3
2.3
108.044
3
2.3
108.052
3
2.3
108.059
3
3
108.121
4.3
2.7
108.109
1
2
108.091
3
2.1
108.142
3
2
108.115
5.2
2.2

Vị trí chấn tâm
47.4

9.2
8.8
33.6
40.4
20
9.1
59.9
12.2
52.2
59.7
34.3
34.3
22.8
34.3
19.9
54.7
59.8
49.1
49.1
38.7
2.8
26.8
13
24.3
14.6
15.6
25.9
23.8
31.3
28.2

58.1
2.7
27
16.1
5.1
0.6
8.9
9.2

19


Thời gian phát sinh động đất

STT
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99

100
101
102
103
104
105
106

Năm Tháng Ngày Giờ Phút Giây

Vĩ độ

2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2014
2014
2014
2014
2014
2014
2014

2014
2014
2014
2014

15.329
15.332
15.31
15.292
15.337
15.323
15.311
15.37
15.235
15.57
15.3
15.244
15.355
15.28
15.326
15.365
15.355
15.701
15.37
15.264
15.358
15.32

7
7

7
7
8
8
8
9
10
11
11
1
4
5
6
6
6
7
7
7
7
7

10
21
23
23
7
7
19
3
24

12
25
12
3
28
8
12
30
4
5
6
8
11

11
9
20
20
20
20
16
0
9
7
18
3
14
20
7
6

18
7
21
19
23
10

33
22
51
51
58
58
30
8
24
13
55
19
48
57
39
59
18
50
46
54
5
16

Độ
Độ sâu
mạnh
Kinh độ (km) (richter)
108.091
3
2.2
108.09
3
2.4
108.1
3
2.1
108.068
3
2.3
108.09
3
2.2
108.09
3
2.7
108.511
3.3
2
108.12
5
3.3
108.097
4

2.3
108.22
10
2.3
108.15
10
2
108.093
5.5
2.6
108.119
5
3.4
108.134
6.5
2.2
108.107
6
2.9
108.112
5
2.5
108.132
7
2.6
107.989
7
2.5
108.092
5.5

2.7
108.177
6
2.5
108.128
5.7
3.6
108.08
6
2.4

Vị trí chấn tâm
36.8
9.2
48.7
48.6
45
44.8
24
19
0
27
17
0
0
54
0
22
49
43

59
27
57
4

20


CHƯƠNG 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1 Cách tiếp cận giải quyết vấn đề nghiên cứu
Động đất là hệ quả tự nhiên của các quá trình địa động lực. Các nghiên cứu
trên thế giới cho thấy rằng, ứng suất kiến tạo có vai trò quyết định đối với dịch
chuyển đứt gãy và phát sinh động đất [8, 10, 12, 17, 18, 20, 22, 25]. Khi ứng suất
kiến tạo tác động lên khối đá vượt quá giới hạn độ bền cơ học sẽ gây phá hủy đá,
tạo ra các đới đứt gãy hoặc làm các đứt gãy đã tồn tại từ trước dịch chuyển. Trong
quá trình dịch chuyển kiến tạo, ứng suất sẽ được giải phóng dưới dạng sóng địa
chấn và động đất xảy ra [8, 10, 12, 17, 18, 20, 22, 25]. Trên thực tế, hầu hết các trận
động đất kiến tạo xảy ra trên thế giới thường liên quan đến sự tái hoạt động của các
hệ thống đứt gãy đã có khi ứng suất kiến tạo tác động lên các mặt gián đoạn trong
khối đá vượt quá giá trị ma sát trong của chúng. Do vậy, các đứt gãy hoạt động
được coi là các vùng nguồn sinh chấn. Xác định các nguồn sinh chấn là bước đầu
tiên trong công tác đánh giá tiềm năng động đất ở mỗi khu vực cụ thể. Với cách tiếp
cận như vậy, trong nghiên cứu này, học viên lựa chọn khung giải quyết vấn đề như
ở hình 4.

Hình 4: Sơ đồ thể hiện cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

21

Đối với động đất liên quan tới hoạt động của các hồ chứa, cơ chế phát sinh
động đất xảy ra hoàn toàn tương tự. Song hoạt động tích nước trong hồ chứa có thể
làm quá trình dịch trượt dọc theo các mặt gián đoạn có sẵn xảy ra sớm hơn bởi 2
nguyên nhân:
- Gia tăng độ lớn của lực gây trượt (ứng suất cắt) do tăng thêm áp suất lỗ
rỗng và áp suất thủy tĩnh của lớp nước hồ [10, 20].
- Giảm độ lớn lực kháng trượt (ma sát trượt) trên các mặt gián đoạn có sẵn
do nước thấm [10, 20].
Trong nghiên cứu này, học viên tập trung làm rõ các pha hoạt động của các
hệ đứt gãy ở khu vực nghiên cứu từ đó xác định các đứt gãy có khả năng tái hoạt
động và sinh chấn để cung cấp cơ sở khoa học góp phần luận giải cơ chế phát sinh
động đất ở khu vực thủy điện Sông Tranh 2.
2.2 Các phương pháp nghiên cứu
Để làm sáng tỏ đặc điểm phân bố mạng đứt gãy ở khu vực thủy điện Sông
Tranh 2 và tính chất chuyển dịch cũng như các giai đoạn hoạt động của các đứt gãy
ở khu vực hồ thủy điện Sông Tranh 2, làm cơ sở xác định mối quan hệ giữa hoạt
động đứt gãy và sự phát sinh động đất ở khu vực nghiên cứu, học viên sử dụng tổ
hợp các phương pháp nghiên cứu sau:
2.2.1 Phương pháp phân tích ả nh DEM và Landsat ETM plus bằng phần mềm
Global Mapper và ERMAPPER
Hai phương pháp này được sử dụng để xác định sự phân bố không gian của
hệ thống đứt gãy lớn có mặt trong khu vực nghiên cứu. Nguồn số liệu sử dụng trong
nghiên cứu này gồm 2 loại: mô hình số độ cao (DEM) có độ phân giải không gian
30m (SRTM) (hình 5) và nguồn ảnh vệ tinh số Landsat ETM Plus có độ phân giải
không gian 28m của Đại học Maryland Mỹ (hình 6). Các số liệu này được sử dụng
trước khi tiến hành nghiên cứu trên thực địa và trong quá trình khảo sát các vết lộ
để phân tích, xác định các tuyến khảo sát và kiểm chứng các kết quả giải đoán ảnh.

22

Trong quá trình khảo sát thực địa, kết quả nghiên cứu, phân tích ở mỗi điểm khảo
sát liên tục được cập nhật để đối chiếu với kết quả phân tích ảnh, từ đó giúp xác
định phương phát triển và phân bố không gian của các mặt đứt gãy.

Hình 5: Phân tích ảnh DEM bằng phần mềm Global Mapper

Hình 6: Phân tích ảnh Landsat ETM plus bằng phần mềm ERMAPPER

23


2.2.2 Phương pháp khảo sát thực địa
Trong nghiên cứu cấu trúc-kiến tạo, khảo sát thực địa, thu thập thông tin, số
liệu từ thực địa là nhiệm vụ vô cùng quan trọng, quyết định kết quả nghiên cứu.
Trong nghiên cứu này, công tác khảo sát thực địa được thực hiện nhằm mục tiêu
xác định các thông số kiến tạo, mối quan hệ giữa các pha chuyển động và hoạt động
động đất ở khu vực, lấy mẫu đá gốc phục vụ nghiên cứu đặc điểm vi cấu trúc, kiến
tạo cũng như xác định tính chất cơ lý đá nhằm đánh giá độ bền cơ học của đá (rock
strength).

Hình 7: Sơ đồ các tuyến, điểm khảo sát thực địa
Việc bố trí các tuyến khảo sát phải đảm bảo theo dõi được sự biến đổi liên
tục của phương đứt gãy, hướng cắm của đứt gãy, đặc điểm hình học của các yếu tố
của mặt phân phiến (mặt S), mặt xiết trượt (mặt C), cấu trúc dạng tuyến lineation…
của các đá biến chất, biến dạng, và để xác định định hướng của 3 trục ứng suất
chính cũng như hình dạng của ellipsoid ứng suất kiến tạo đã tác động lên khu vực
nghiên cứu. Để nghiên cứu cấu trúc địa chất, đặc biệt là nghiên cứu hoạt động đứt

24