Luận án Tiến sĩ Địa chất: Đặc điểm biến dạng, trường ứng suất kiến tạo hiện đại và mối quan hệ của chúng với các tai biến địa chất khu vực Biển Đông Việt Nam và các vùng lân cận

VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

VIỆN ĐỊA CHẤT

Nguyễn Văn Hướng

ĐẶC ĐIỂM BIẾN DẠNG, TRƯỜNG ỨNG SUẤT
KIẾN TẠO HIỆN ĐẠI VÀ MỐI QUAN HỆ CỦA CHÚNG
VỚI CÁC TAI BIẾN ĐỊA CHẤT KHU VỰC
BIỂN ĐÔNG VIỆT NAM VÀ CÁC VÙNG LÂN CẬN

LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT

Hà Nội – Năm 2012


VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

VIỆN ĐỊA CHẤT

Nguyễn Văn Hướng

ĐẶC ĐIỂM BIẾN DẠNG, TRƯỜNG ỨNG SUẤT
KIẾN TẠO HIỆN ĐẠI VÀ MỐI QUAN HỆ CỦA CHÚNG
VỚI CÁC TAI BIẾN ĐỊA CHẤT KHU VỰC
BIỂN ĐÔNG VIỆT NAM VÀ CÁC VÙNG LÂN CẬN
Chuyên ngành: Địa Kiến tạo
Mã số: 62 44 55 05

LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. PGS.TS Phan Trọng Trịnh
2. PGS.TS Nguyễn Trọng Tín

Hà Nội – Năm 2012


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

Nguyễn Văn Hướng


MỤC LỤC

Trang

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

iii

DANH MỤC CÁC BẢNG

iv

DANH MỤC HÌNH VẼ

iv

MỞ ĐẦU

1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU
VÀ LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU

6

1.1 TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU

6

1.1.1 KHÁI QUÁT BỐI CẢNH KIẾN TẠO KAINOZOI

6

1.1.2. KIẾN TẠO TRẺ BIỂN ĐÔNG VIỆT NAM VÀ CÁC VÙNG LÂN CẬN

9

1.1.2.1. Khu vực Vịnh Bắc Bộ và ngoài khơi Bắc Trung Bộ

10

1.1.2.2. Khu vực ngoài khơi Trung Trung Bộ

14

1.1.2.3 Khu vực ngoài khơi Nam Trung Bộ và Nam Bộ

14

1.1.2.4. Khu vực Bắc Biển Đông

16

1.1.2.5. Khu vực Trung tâm Biển Đông

16

1.1.2.6. Khu vực Nam Biển Đông

17

1.1.2.7. Khu vực Đông Biển Đông

17

1.2 LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU

19

1.2.1. NGHIÊN CỨU VỀ VẬN TỐC BIẾN DẠNG KIẾN TẠO HIỆN ĐẠI

20

1.2.2. NGHIÊN CỨU VỀ TRƯỜNG ỨNG SUẤT KIẾN TẠO HIỆN ĐẠI

22

1.2.3. NGHIÊN CỨU VỀ ĐỘNG ĐẤT-SÓNG THẦN

25

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

27

2.1. KHÁI NIỆM KIẾN TẠO-ĐỊA ĐỘNG LỰC HIỆN ĐẠI

27

2.2. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH VẬN TỐC BIẾN DẠNG
THEO SỐ LIỆU CHUYỂN DỊCH GPS

27

2.2.1. CƠ SỞ LÝ LUẬN NGHIÊN CỨU VẬN TỐC BIẾN DẠNG THEO SỐ LIỆU
CHUYỂN DỊCH GPS

27

2.2.2. BIẾN DẠNG MỘT CHIỀU

29

2.2.3. BIẾN DẠNG HAI CHIỀU

30

2.2.3.1. Các vận tốc biến dạng

30

2.2.3.2. Biểu diễn tensor vận tốc biến dạng theo biến dạng chính

32

2.2.3.3. Chuyển đổi ngược

34

2.2.3.4. Biểu diễn biến dạng trượt cực đại

34

2.2.3.5. Các đại lượng bất biến của biến dạng

36

2.2.4. KHÁI QUÁT VỀ PHẦN MỀM QOCA TÍNH BIẾN DẠNG

38

2.3. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TRƯỜNG ỨNG SUẤT
KIẾN TẠO HIỆN ĐẠI

38

2.3.1. MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN

38

2.3.1.1. Ứng suất

38

2.3.1.2. Chỉ thị ứng suất trong giếng khoan

40

i


2.3.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ỨNG SUẤT

42

2.3.2.1. Phương pháp xác định α[SHmax] từ tài liệu hình ảnh thành giếng khoan

42

2.3.2.2. Phương pháp xác định độ lớn ứng suất thẳng đứng - Sv từ log mật độ

44

2.3.2.3. Phương pháp xác định áp suất lỗ rỗng - Pp

45

2.3.2.4. Phương pháp xác định độ lớn ứng suất ngang cực tiểu - Shmin từ tài liệu thử vỡ vỉa

46

2.3.2.5. Phương pháp xác định độ lớn ứng suất ngang cực đại – SHmax

48

CHƯƠNG 3: VẬN TỐC BIẾN DẠNG KHU VỰC BIỂN ĐÔNG VIỆT NAM VÀ
CÁC VÙNG LÂN CẬN THEO SỐ LIỆU CHUYỂN DỊCH GPS

50

3.1. CƠ SỞ DỮ LIỆU

50

3.2. PHÂN CHIA LƯỚI ĐA GIÁC TÍNH TOÁN

52

3.3. NỘI SUY TRƯỜNG VẬN TỐC CHUYỂN DỊCH

54

3.4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

57

3.4.1. Biến dạng chính

57

3.4.3. Độ lớn biến dạng

61

3.4.4. Biến dạng trương nở hai chiều

63

3.4.5. Biến dạng trượt cực đại

65

3.5. KẾT LUẬN CHƯƠNG 3

67

CHƯƠNG 4: TRƯỜNG ỨNG SUẤT KIẾN TẠO HIỆN ĐẠI KHU VỰC BIỂN
ĐÔNG VIỆT NAM VÀ CÁC VÙNG LÂN CẬN

68

4.1. PHƯƠNG ỨNG SUẤT NGANG CỰC ĐẠI (α[SHmax])

68

4.1.1 KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH α[SHmax] BỂ CỬU LONG VÀ NAM CÔN SƠN

68

4.1.2. ĐẶC ĐIỂM PHÂN BỐ α[SHmax] TRÊN TOÀN BỘ KHU VỰC NGHIÊN CỨU

74

4.1.2.1. Khu vực TN Biển Đông

77

4.1.2.2. Khu vực Nam Biển Đông - Bắc Borneo

77

4.1.2.3. Khu vực Đông Biển Đông

78

4.1.2.4. Khu vực Bắc Biển Đông

80

4.1.2.5. Khu vực trũng Trung tâm Biển Đông

81

4.2. ĐỘ LỚN BA THÀNH PHẦN ỨNG SUẤT CHÍNH

81

4.2.1. ĐỘ LỚN ỨNG SUẤT THẲNG ĐỨNG – SV

81

4.2.2. ĐẶC ĐIỂM ÁP SUẤT LỖ RỖNG

83

4.2.3. ĐỘ LỚN ỨNG SUẤT NGANG CỰC TIỂU - Shmin

84

4.2.4. ĐỘ LỚN ỨNG SUẤT NGANG CỰC ĐẠI – SHmax

90

4.3. KẾT LUẬN CHƯƠNG 4

89

CHƯƠNG 5: TAI BIẾN ĐỘNG ĐẤT – SÓNG THẦN KHU VỰC
BIỂN ĐÔNG VIỆT NAM

92

5. 1. LÝ THUYẾT VỀ ĐỘNG ĐẤT VÀ SÓNG THẦN

92

5.1.1. ĐỘNG ĐẤT

92

5.1.2. SÓNG THẤN

93

5.2. SO SÁNH VÀ PHÂN TÍCH BIẾN DẠNG XÁC ĐỊNH TỪ CHUYỂN DỊCH

93

ii


THEO SỐ LIỆU GPS VÀ ỨNG SUẤT KIẾN TẠO HIỆN ĐẠI XÁC ĐỊNH TỪ SỐ
LIỆU GIẾNG KHOAN
5.3. SỰ BIẾN ĐỔI MẬT ĐỘ NĂNG LƯỢNG BIẾN DẠNG VÀ NGUY CƠ ĐỘNG
ĐẤT

98

5.4. VẬN TỐC TÍCH LŨY MOMENT ĐỊA CHẤN VÀ NGUY CƠ ĐỘNG ĐẤT

102

5.5. SÓNG THẦN KHU VỰC BIỂN ĐÔNG VIỆT NAM

104

KẾT LUẬN

108

TÀI LIỆU THAM KHẢO
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CỦA NGHIÊN CỨU SINH

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
STT

Viết tắt

Đọc là

1

B-N

Bắc-Nam

2

Đ-T

Đông-Tây

3

ĐB

Đông Bắc

4

TN

Tây Nam

5

TB

Tây Bắc

6

ĐN

Đông Nam

7

BO

Phá hủy nén ép trong giếng khoan (Borehole breakout)

8

DIF

Khe nứt căng giãn sinh ra trong quá trình khoan (Drillinginduced fracture)

9

Sv

10

Shmin

Độ lớn ứng suất ngang cực tiểu

11

SHmax

Độ lớn ứng suất ngang cực đại

12

α[SHmax]

13

Pp

Áp suất lỗ rỗng

14

GK

Giếng khoan

15

WSM

World Stress Map (Bản đồ ứng suất thế giới)

16

LOT

Thử vỡ vỉa

17

LOP

Áp suất vỡ vỉa

18

SH

Bể Sông Hồng

19

PK

Bể Phú Khánh

20

CL

Bể Cửu Long

21

NCS

Độ lớn ứng suất thẳng đứng

Phương của ứng suất nén ngang cực đại

Bể Nam Côn Sơn

iii


DANH MỤC CÁC BẢNG
STT
1

Bảng 2.1

2

Bảng 3.1

3

Bảng 3.2

4

Bảng 4.1a
Bảng 4.1b

Tên bảng
Độ lớn ứng suất tương đối và các cơ chế đứt gãy
Vận tốc chuyển dịch tuyệt đối của các điểm đo GPS trong khu vực
nghiên cứu được sử dụng để tính biến dạng
Kết quả tính biến dạng trong từng đa giác
Kết quả xác định phương ứng suất nén ép ngang cực đại (SHmax) bể
Cửu Long theo tài liệu hình ảnh thành giếng khoan.
Kết quả xác định phương ứng suất nén ép ngang cực đại (SHmax) bể
Nam Côn Sơn theo tài liệu hình ảnh thành giếng khoan.

Trang
40
52
58
69

70

5

Bảng 4.2

Tổng hợp α[SHmax] khu vực bể Cửu Long và Nam Côn Sơn.

70

6

Bảng 4.3

So sánh kết quả xác định α[SHmax]

75

7

Bảng 4.4

8
9
10

Bảng 4.5
Bảng 4.6
Bảng 4.7

11

Bảng 4.8

Độ lớn ứng suất thẳng đứng – Sv và gradient của Sv trong các bể trầm
tích xác định dựa trên log mật độ
So sánh gradient ứng suất thẳng đứng trong các bể trầm tích chính
Độ lớn ứng suất ngang cực tiểu xác định từ phép đo thử vỡ vỉa
Mối quan hệ Shmin và Sv trong các bể trầm tích
Độ lớn ứng suất ngang cực đại – SHmax ước lượng trong giếng khoan
có mặt DIF và theo lý thuyết giới hạn ma sát.

82
83
85
86
89

DANH MỤC HÌNH VẼ
STT
1

Hình 1.1

2

Hình 1.2

3

Hình 1.3

4

Hình 1.4

5

Hình 1.5

6
7

Hình 2.1
Hình 2.2

8

Hình 2.3

9

Hình 2.4

10
11

Hình 2.5
Hình 2.6

12

Hình 3.1

Tên hình vẽ
Trang
Sơ đồ cấu trúc-kiến tạo khu vực Biển Đông Việt Nam và các vùng
7
lân cận.
Mặt cắt địa chấn minh họa xác định đứt gãy trẻ ở các bể trầm tích
11
trên thềm lục địa Việt Nam
Sơ đồ cấu trúc-kiến tạo khu vực Vịnh Bắc Bộ và ngoài khơi Bắc
13
Trung Bộ
Sơ đồ cấu trúc-kiến tạo khu vực Trung Trung Bộ và ngoài khơi
14
Sơ đồ cấu trúc-kiến tạo khu vực ngoài khơi Nam Trung Bộ và Nam
15
Bộ
Minh hoạ biến dạng một chiều
29
Minh hoạ biểu diễn biến dạng theo các biến dạng chính
33
Sơ đồ phân loại Anderson cho độ lớn ứng suất tương đối trong các
40
vùng đứt gãy thuận, trượt bằng và nghịch.
(a) Phá huỷ nén ép (BO) và khe nứt căng giãn sinh ra trong quá trình
khoan (DIF) minh giải từ ảnh CBIL giếng CL10. (b) DIF minh giải
43

trên ảnh FMI giếng CL1.
Biểu đồ minh hoạ áp suất theo độ sâu.
46
Minh hoạ về đường cong áp suất đặc trưng của phép thử vỡ vỉa
47
Vận tốc chuyển dịch tuyệt đối của các điểm đo GPS được sử dụng
51
để tính biến dạng.

iv


13

Hình 3.2

14

Hình 3.3

15

Hình 3.4

16

Hình 3.5

17

Hình 3.6

18
19
20

Hình 3.7
Hình 3.8
Hình 3.9

Sơ đồ lưới đa giác tính biến dạng (từ T1 đến T19)
Vận tốc biến dạng trong các đa giác nội mảng (từ T1 đến T14) tính
từ số liệu chuyển dịch GPS thể hiện các trạng thái biến dạng nén ép,
trượt bằng hoặc căng giãn trong các đa giác khác nhau
Vận tốc biến dạng trong các đa giác ở ranh giới mảng (từ T15 đến
T19) tính từ số liệu chuyển dịch GPS
Vận tốc chuyển dịch nội suy theo lưới 1o×1o bằng phương pháp
Kriging từ các giá trị đo chuyển dịch tuyệt đối của các điểm GPS.
Vận tốc biến dạng tính từ vận tốc chuyển dịch nội suy. Cơ cấu chấn
tiêu động đất theo danh mục CMT (1976-2011).
Độ lớn biến dạng tính từ vận tốc chuyển dịch nội suy.
Độ lớn biến dạng trương nở 2D tính từ vận tốc chuyển dịch nội suy.
Độ lớn biến dạng trượt cực đại tính từ vận tốc chuyển dịch nội suy.

21

Hình 4.1

Sơ đồ phân bố α[SHmax] khu vực bể Cửu Long

69

22

Hình 4.2

Sơ đồ phân bố α[SHmax] bể Cửu Long.

73

23

Hình 4.3

Sơ đồ phân bố α[SHmax] bể Nam Côn Sơn.

74

24

Hình 4.4

25

Hình 4.5

26

Hình 4.6

27

Hình 4.7

28

Hình 4.8

28

Hình 4.9

30

Hình 4.10

31

Hình 5.1

32
33

Hình 5.2
Hình 5.3

Biểu đồ hoa hồng thể hiện độ lệch

α[SHmax] bể Cửu Long và Nam

Côn Sơn so với phương MORVEL.
Bản đồ phân bố phương của trục ứng suất nén ép ngang cực đại
(α[SHmax]) khu vực Biển Đông Việt Nam và các vùng lân cận
Độ lớn ứng suất thẳng đứng Sv trong bể Sông Hồng và Hà Nội xác
định trong 17 giếng khoan khác nhau.
Áp suất thành hệ (SH-1P đến SH-7P), độ lớn ứng suất thẳng đứng
(Sv) và ứng suất ngang cực tiểu (Shmin) khu vực bể SH.
Áp suất thành hệ (PK-1P đến PK-3P), độ lớn ứng suất thẳng đứng
(Sv) và ứng suất ngang cực tiểu (Shmin) khu vực bể PK
Áp suất thành hệ (CL-1P đến CL-3P), độ lớn ứng suất thẳng đứng
(Sv) và ứng suất ngang cực tiểu (Shmin) khu vực bể Cửu Long
Áp suất thành hệ, độ lớn ứng suất thẳng đứng và ứng suất ngang cực
tiểu khu vực bể Nam Côn Sơn.
Quan hệ của trục biến dạng nén ngang cực đại theo số liệu GPS và
trục ứng suất nén ngang cực đại theo tài liệu địa chất-địa vật lý
Vận tốc biến đổi mật độ năng lượng biến dạng
Vận tốc tích luỹ moment địa chấn

v

53
55
56
59
61
62
64
66

75

79
83
87
87
88
88
96
101
103


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của luận án
Trong những năm gần đây, Việt Nam đang phát triển mạnh về cơ sở hạ tầng
ven biển. Sau khi xảy ra động đất-sóng thần Sumatra năm 2004, nhiều câu hỏi đặt ra
về nguy cơ động đất-sóng thần ở vùng biển Việt Nam. Thực tiễn đó đòi hỏi phải
đánh giá các vùng nguồn động đất-sóng thần trên Biển Đông nhằm phục vụ cho
công tác quy hoạch, thiết kế và xây dựng các công trình quan trọng ở ven biển như
nhà máy điện nguyên tử, nhà máy lọc dầu, cầu cảng và các công trình phục vụ dân
sinh khác.
Biển Đông là biển rìa thuộc vành đai lửa Thái Bình Dương – vành đai xuất
hiện của khoảng 70% các trận động đất có cường độ mạnh nhất thế giới (theo NIEC
catalog). Rìa đông của Biển Đông có cấu trúc khá phức tạp với sự có mặt của hai
đới hút chìm cắm ngược hướng. Đây là nơi phân bố chủ yếu của hoạt động địa chấn
trong Biển Đông. Trong khu vực nội mảng, trên Biển Đông, với chứng cớ là các
trận động đất, tài liệu trắc địa và mặt cắt địa chấn cho thấy hoạt động biến dạng kiến
tạo trong giai đoạn hiện đại có khả năng tồn tại và có thể tiềm ẩn nguy cơ phát sinh
các tai biến địa chất trên vùng biển này [18, 19].
Trong các công bố về biến dạng vỏ trái đất ở Đông Nam Á từ số liệu GPS,
khu vực Biển Đông là vùng trống số liệu đo GPS nên không cho phép xác định các

đặc trưng biến dạng chi tiết hơn trong khu vực này, đặc biệt là biến dạng trên các
cấu trúc cụ thể nếu có. Các mạng lưới GPS trên đất liền Việt Nam trước đây [3, 15,
36, 38] thường mang quy mô địa phương nên giá trị biến dạng tính được chỉ phản
ánh tính chất vận động cục bộ của từng đứt gãy.
Các nghiên cứu về đặc điểm trường ứng suất kiến tạo hiện đại khu vực Biển
Đông Việt Nam và các vùng lân cận mới dừng lại ở mức nghiên cứu phương nén
ngang cực đại và độ lớn tương đối của các thành phần ứng suất. Các nghiên cứu
toàn diện cả phương và độ lớn tuyệt đối của cả ba thành phần ứng suất mới chỉ được
thực hiện trong quy mô nội bể trầm tích [1, 5, 7, 62, 70, 71].
Tai biến địa chất nguy hiểm nhất trên Biển Đông có lẽ là động đất và sóng
thần. Các nghiên cứu về biến dạng, trường ứng suất kiến tạo hiện đại cho phép đánh
giá nguy cơ của loại tai biến này một cách toàn diện hơn. Tuy nhiên các tai biến địa

1


chất mới được đánh giá riêng rẽ, trong đó phần lớn dựa trên biến dạng đứt gãy hiện
đại. Ít có công trình tích hợp được cả biến dạng cũng như trường ứng suất vào quá
trình đánh giá tai biến.
Do đó, việc liên kết yếu tố biến dạng với ứng suất kiến tạo hiện đại và đánh
giá mối quan hệ của chúng với các tai biến địa chất khu vực Biển Đông Việt Nam
và các vùng lân cận là vấn đề rất cấp thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn. Các
vấn đề nêu trên là lý do để Nghiên cứu sinh chọn đề tài: “Đặc điểm biến dạng,
trường ứng suất kiến tạo hiện đại và mối quan hệ của chúng với các tai biến
địa chất khu vực Biển Đông Việt Nam và các vùng lân cận”.
2. Mục tiêu của luận án: Làm sáng tỏ đặc điểm biến dạng và trường ứng suất kiến
tạo hiện đại khu vực Biển Đông Việt Nam và đánh giá nguy cơ động đất – sóng
thần các đới sinh chấn trong khu vực nội mảng thuộc Biển Đông từ góc độ biến
dạng-ứng suất.
3. Nhiệm vụ của luận án: (1) Xác định đặc điểm biến dạng kiến tạo hiện đại trên

Biển Đông và lân cận theo vận tốc chuyển dịch GPS; (2) Xác định trường ứng suất
kiến tạo hiện đại trên Biển Đông và lân cận theo tài liệu địa chất-địa vật lý; (3) Phân
tích nguy cơ động đất-sóng thần dựa trên các đặc trưng của trường biến dạng - ứng
suất đối với các đới sinh chấn nội mảng.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: các đặc trưng địa chấn, trầm tích và trường vận tốc
chuyển dịch trong giai đoạn hiện tại của lớp vỏ trái đất trong khu vực Biển Đông
Việt Nam và lân cận.
- Phạm vi nghiên cứu:
+ Phạm vi thời gian: trong thời gian lịch sử có con người - giai đoạn hiện tại.
+ Phạm vi không gian: Trọng tâm khu vực nghiên cứu của luận án là khu vực trên
Biển Đông thuộc hải phận Việt Nam, tuy nhiên khi xem xét về nguồn gốc gây biến
dạng và ứng suất kiến tạo hiện đại trong khu vực này, cần đặt nó trong mối quan hệ
với các mảng/khối thạch quyển liền kề. Do đó phạm vi nghiên cứu chung được xác
định trong khoảng từ 0 đến 26 độ vỹ bắc và từ 100 đến 126 độ kinh đông (Hình

2


1.1). Khu vực trọng tâm nghiên cứu là từ 0 đến 25 độ vỹ bắc và từ 105 đến 118 độ
kinh đông.
5. Những điểm mới:
- Biến dạng kiến tạo hiện đại khu vực Biển Đông Việt Nam xác định theo số
liệu GPS có vận tốc nhỏ hơn 10 nano-strain/năm, nằm trong khoảng trung gian giữa
giá trị biến dạng đặc trưng cho các khu vực hoạt động về mặt kiến tạo (>10 nanostrain/năm) và các khu vực lục địa ổn định (<0,1 nano-strain/năm). Giá trị vận tốc
biến dạng xác định được chứng tỏ khu vực nghiên cứu có biểu hiện hoạt động về
mặt kiến tạo trong giai đoạn hiên tại nhưng ở mức độ yếu.
- Đặc điểm biến dạng và trường ứng suất kiến tạo hiện đại khu vực Biển
Đông Việt Nam tuân theo chế độ trượt bằng và tách giãn, chủ yếu thuận lợi cho
hoạt động đứt gãy trượt bằng và đứt gãy thuận.

- Với việc phát hiện xu thế biến dạng tách giãn chủ đạo ở phía nam Biển
Đông có thể suy diễn: không tồn tại hoạt động hút chìm ở tây bắc đảo PalawanBorneo trong giai đoạn hiện tại.
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn:
- Ý nghĩa khoa học: Góp phần nâng cao khả năng khai thác, phân tích số liệu GPS
và số liệu giếng khoan phục vụ cho mục tiêu nghiên cứu địa động lực ở Việt Nam.
Kết quả nghiên cứu góp phần làm sáng tỏ đặc điểm biến dạng-ứng suất kiến tạo
hiện đại và sự khống chế của chúng đối với hoạt động đứt gãy hiện đại trong khu
vực Biển Đông Việt Nam đóng góp số liệu mới cho nghiên cứu đánh giá tai biến
động đất – sóng thần của Việt Nam trong tương lai.
- Ý nghĩa thực tiễn: Kết quả nghiên cứu về ứng suất có thể sử dụng trong công tác
định hướng giếng khoan thăm dò dầu khí nhằm tránh các sự cố gặp phải liên quan
đến phá hủy giếng khoan, các số liệu này cũng có thể được sử dụng trong việc thiết
kế và xây dựng các công trình quan trọng ở ven biển. Kết quả tính biến dạng có thể
sử dụng để đánh giá chu kỳ lặp lại của các trận động đất mạnh trong khu vực nghiên
cứu, nhận dạng các khu vực có nguy cơ động đất cao và sử dụng để xây dựng kịch
bản và đánh giá nguy hiểm sóng thần.

3


7. Cơ sở tài liệu: 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 và các đơn vị khác nhau thuộc Tập
đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam, thực hiện trong quá trình tham gia 2 đề tài nghiên
cứu khoa học các cấp nhà nước từ năm 2006 đến nay; từ hơn 10 công bố trên các
tạp chí và hội thảo khoa học trong và ngoài nước. Ngoài ra, Nghiên cứu sinh còn
chọn lọc tham khảo hơn 90 công trình nghiên cứu đã công bố có liên quan.
8. Cấu trúc của luận án: Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, luận
án gồm 5 chương. Luận án được trình bày trong 108 trang đánh máy, gồm 11 bảng
và 33 hình vẽ minh họa.
Để có căn cứ minh giải các kết quả xác định vận tốc biến dạng và ứng suất

kiến tạo hiện đại trong các phần sau của luận án, Nghiên cứu sinh dành phần đầu
của Chương 1 để mô tả bối cảnh địa chất khu vực nghiên cứu, trong đó tập trung
vào bối cảnh kiến tạo Kainozoi. Hoạt động kiến tạo trẻ trên khu vực Biển Đông
được mô tả chi tiết, sử dụng các kết quả nghiên cứu trong quá trình Nghiên cứu sinh
tham gia các đề tài KC09-11/06-10 và KC09-11BS/06-10. Phần sau của Chương 1
giới thiệu về lịch sử nghiên cứu biến dạng từ số liệu GPS và trường ứng suất kiến
tạo hiện đại từ số liệu giếng khoan, động đất và dịch trượt trên các đứt gãy trẻ trên
thế giới, ở khu vực Châu Á, Đông Nam Á và Việt Nam. Các công trình nghiên cứu
nổi bật về tai biến động đất – sóng thần ở Biển Đông cũng được đề cập.
Chương 2 trình bày về “Phương pháp luận và phương pháp nghiên cứu”. Các
phương pháp sử dụng trong luận án để xác định vận tốc biến dạng và ứng suất kiến
tạo hiện đại được mô tả chi tiết.
Kết quả nghiên cứu chính đầu tiên của Nghiên cứu sinh là vận tốc biến dạng
khu vực Biển Đông xác định từ số liệu chuyển dịch GPS được thể hiện trong
Chương 3. Kết hợp số liệu chuyển dịch tính được từ số liệu GPS của đề tài
KC0911/06-10 và các số liệu khác khai thác được trong khu vực, sử dụng phần
mềm QOCA, lần đầu tiên đã xác định được vận tốc biến dạng với độ chi tiết cao.
Trường vận tốc biến dạng liên tục cũng được xác định thông qua phép nội suy vận
tốc chuyển dịch, từ đó xác định được các tham số biến dạng khác như độ lớn biến
dạng, vận tốc biến dạng trượt cực đại và vận tốc biến dạng trương nở hai chiều. Các
kết quả này được minh giải trên nền cấu trúc địa chất đã nêu ở Chương 1.

4


Chương 4 trình bày về phương ứng suất ngang cực đại và độ lớn của ba
thành phần ứng suất trong các bể trầm tích lớn trên thềm lục địa Việt Nam được xác
định chủ yếu từ tài liệu giếng khoan dầu khí. Lần đầu tiên tại Việt Nam, độ lớn của
cả ba thành phần ứng suất được ước lượng trong các giếng khoan tại bể Sông Hồng
và Khú Phánh. Số liệu mới về ứng suất được bổ sung trong bể Cửu Long và Nam

Côn Sơn, kết hợp các tài liệu đã công bố trong và ngoài nước, Nghiên cứu sinh mô
tả các đặc điểm cơ bản của trường ứng suất kiến tạo hiện đại trong khu vực.
Trong Chương 5, các kết quả xác định vận tốc biến dạng trong Chương 3 và
ứng suất kiến tạo hiện đại trong Chương 4 được minh giải trên nền cấu trúc-kiến tạo
hiện đại của khu vực và so sánh chi tiết nhằm chứng minh sự phù hợp ứng suất-biến
dạng cũng như độ tin cậy của hai phép xác định này. Trường vận tốc ứng suất liên
tục cũng được xác định thông qua phương pháp giải bài toán ngược từ vận tốc biến
dạng. Các kết quả tính vận tốc biến dạng và ứng suất sau đó được sử dụng để đánh
giá một số tham số có ý nghĩa vật lý đối với việc đánh giá động đất, đó là vận tốc
biến đổi của mật độ năng lượng biến dạng và vận tốc tích lũy moment địa chấn.
Cuối cùng, các đặc trưng của trường biến dạng và ứng suất được sử dụng để đánh
giá nguy cơ sóng thần ở vùng biển Việt Nam.
9. Lời cảm ơn: Luận án được hoàn thành tại Phòng Địa động lực hiện đại – Viện
Địa chất, dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS. Phan Trọng Trịnh và PGS.TS.
Nguyễn Trọng Tín. Nghiên cứu sinh 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. Nghiên cứu sinh xin chân thành cảm ơn Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam,
Tổng Công ty Thăm dò Khai thác Dầu khí và Viện Dầu khí Việt Nam đã cho phép
tham khảo và sử dụng tài liệu giếng khoan và tài liệu địa chấn. Ngoài ra, Nghiên
cứu sinh còn nhận được sự quan tâm giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi của Lãnh
đạo Viện Địa chất, của phòng Địa động lực hiện đại; 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; sự
hỗ trợ của đề tài NCCB, mã số 105.06.36.09, đề tài KC09-11/06-10 và đề tài KC0911BS/06-10. Nghiên cứu sinh trân trọng cảm ơn những sự giúp đỡ quý báu này.

5


CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU VÀ LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU
1.1 TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU

1.1.1 KHÁI QUÁT BỐI CẢNH KIẾN TẠO KAINOZOI
Biển Đông có diện tích khoảng 3,5 × 106 km2, kéo dài từ đường Chí tuyến
bắc tới Xích đạo, phủ trên khoảng 20o vỹ tuyến tây Thái Bình Dương. Về mặt địa
lý, Biển Đông nằm giữa Châu Á và Thái Bình Dương - một lục địa lớn nhất và một
đại dương lớn nhất trên trái đất. Về phía tây nó được bao quanh bởi đất liền Việt
Nam, về phía bắc bởi Nam Trung Quốc; về phía đông và phía nam bởi một loạt các
đảo, từ Luzon ở phía bắc tới Borneo ở phía nam.
Địa hình đáy biển của Biển Đông bao gồm ba phần: trũng nước sâu, sườn lục
địa và thềm lục địa, lần lượt bao phủ khoảng 15%, 38% và 47% tổng diện tích, với
độ sâu trung bình 1,140m. Đặc điểm chính về địa hình Biển Đông là trũng nước sâu
dạng hình thoi, nằm trên phần vỏ đại dương và kéo dài theo phương ĐB-TN.
Lịch sử kiến tạo của Biển Đông có nguồn gốc liên quan tới biến dạng của lục
địa Châu Á. Sau sự kiện xô húc Ấn Độ - Âu Á trong Eocen, Châu Á đã được mở
rộng đáng kể về diện tích. Địa hình nghiêng về phía tây của khu vực Đông Á ngược
với xu thế nâng lên của cao nguyên Tây Tạng và quá trình mở ra của các biển rìa,
trong đó có Biển Đông. Ngăn cách bởi các khối lục địa, các biển rìa này được hình
thành là kết quả của sự căng giãn diễn ra trong thời gian dài, dọc theo rìa nam của
đại lục Châu Á [82].
Tuy nhiên cho tới nay, chưa có sự thống nhất về cơ chế thành tạo Biển Đông.
Các giả thuyết hiện nay được thừa nhận rộng rãi bao gồm (1) Sự xô húc Ấn Độ - Âu
Á và quá trình thúc trượt kiến tạo do xô húc, chủ yếu dọc theo đới đứt gãy Sông
Hồng, hay đới trượt cắt Ailao Shan-Sông Hồng [81] (2) Lực căng giãn từ quá trình
hút chìm của mảng Thái Bình Dương dọc theo rìa tây Thái Bình Dương [45], và (3)
Lực căng giãn từ chùm manti đi lên hay vận động của quyển mềm phía trên. Tuy
nhiên cũng không thể loại trừ rằng có một quá trình kết hợp của các lực vận động
nêu trên đã vận hành các hoạt động kiến tạo, đặc biệt là khi chế độ kiến tạo khu vực

6

thay đổi đột ngột sau sự kiện xô húc giữa các mảng Ấn Độ - Australia và Âu Á –
Thái Bình Dương trở nên dữ dội từ Eocen.

Hình 1.1. Sơ đồ cấu trúc-kiến tạo khu vực Biển Đông Việt Nam và các vùng lân cận. Biên chỉnh
theo [17, 18, 19, 68, 69]. Các khối cấu trúc chính viết tắt: SH: ShanThai; NT: Nam Trung Hoa;
DD: Đông Dương; HS: Hoàng Sa; TT: trũng trung tâm Biển Đông; TS: Trường Sa; BN: Borneo;
ML: Malaysia; LZ: Luzon; PH: mảng đại dương Phillippin. Các bể trầm tích chính viết tắt:BSH:
Bể Sông Hồng; BPK: Bể Phú Khánh; BCL: Bể Cửu Long; NCS: Bể Nam Côn Sơn; BCG: Bể cửa
Châu Giang; BVBB: Bể Bắc vịnh Bắc Bộ; BNHN: Bể Nam Hải Nam; BNTN: Bể Natuna; BMLTC: Bể Malay-Thổ Chu; CM BPTN: Bể Patani; BBBN: Bể Bắc Borneo.

7


Trọng tâm khu vực nghiên cứu của luận án là khu vực trên Biển Đông thuộc
hải phận Việt Nam, tuy nhiên khi xem xét về nguồn gốc gây biến dạng và ứng suất
kiến tạo hiện đại trong khu vực này, cần đặt nó trong mối quan hệ với các
mảng/khối thạch quyển liền kề (Hình 1.1). Cụ thể ở đây cần xem xét nó trong mối
tương tác với các mảng Ấn-Úc, phần còn lại của mảng Âu – Á (Nam Trung Hoa),
mảng Philippin và cả mảng Thái Bình Dương.
Khu vực Biển Đông phần lớn nằm trong khối Sundaland (khối Sundaland
theo định nghĩa của [78]). Khối này chiếm phần lớn diện tích Đông Nam Á ngày
nay, bao gồm Đông Dương (Camphuchia, Lào và Việt Nam), Thái Lan, bán đảo Mã
Lai, Sumatra, Borneo, Java, và các vùng biển nông nằm xen kẽ bên trong - lớn nhất
trong số các thềm của khu vực là thềm Sunda. Hầu hết được bao quanh bởi các đới
hút chìm hoạt động mạnh, trong đó (theo chiều kim đồng hồ từ phía đông sang tây)
bao gồm đới hút chìm Philippin, Australia và Ấn Độ. Ở phía bắc, Sundaland được
bao quanh bởi phần phía nam ĐN của đới xô húc Ấn Độ - Âu Á và khối Nam Trung
Hoa (Dương Tử). Trong khi phần lớn hoạt động địa chấn trong khu vực Đông Nam
Á xảy ra ở các đới hút chìm và xô húc vây quanh, thì nội lục Sundaland chỉ bị ảnh
hưởng bởi hoạt động địa chấn nông cường độ rất thấp.

Với nguồn tài liệu phong phú do được nghiên cứu điều tra chi tiết, bức tranh
đứt gãy của thềm lục địa bao quanh Biển Đông rất đa dạng. Ở thềm lục địa Bắc
Biển Đông phát triển hệ thống đứt gãy chủ yếu có phương ĐB – TN và á vĩ tuyến.
Một số đứt gãy lớn dự đoán kéo dài từ trong lục địa ra có phương TB – ĐN và á
kinh tuyến. Ranh giới giữa thềm lục địa Bắc Biển Đông và thềm lục địa Tây Biển
Đông là đới đứt gãy qui mô hành tinh Ailaoshan – Sông Hồng phương TB-ĐN
(Hình 1.1).
Bình đồ kiến trúc thềm lục địa tây Biển Đông quy định bởi hệ thống đứt gãy
phương kinh tuyến quy mô thạch quyển. Đới đứt gãy kinh tuyến 1100 bắt đầu từ
vùng biển phía nam Hải Nam qua sườn lục địa miền Trung, rồi tiếp tục phát triển
xuống phía nam trong cấu trúc thềm lục địa Sunda (Hình 1.1). Các tài liệu địa chấtđịa vật lý cho thấy đây là đới đứt gãy sâu qui mô thạch quyển (đứt gãy cấp 1), được
hình thành từ cuối Mesozoi và hoạt động mạnh trong Kainozoi.

8


Trên phạm vi thềm lục địa Nam Biển Đông phân định được hệ thống đứt gãy
cấp khác nhau phương chủ yếu là TB – ĐN, ĐB – TN và á kinh tuyến. Các đứt gãy
qui mô lớn có phương TB – ĐN như Ba Chùa, Sông Hậu đóng vai trò quan trọng
trong sự hình thành các bể Kainozoi vịnh Thái Lan. Cấu trúc nội tại của các bể
Pattani, Malay – Thổ Chu, Cửu Long, Nam Côn Sơn, Tư Chính - Vũng Mây, Đông
Natuna, Tây Natuna đều được giới hạn bởi hệ thống đứt gãy khu vực và nội bể (đứt
gãy cấp 2 và cấp 3) (Hình 1.1).
1.1.2. KIẾN TẠO TRẺ BIỂN ĐÔNG VIỆT NAM VÀ CÁC VÙNG LÂN CẬN
Trong khu vực Đông Nam Á nói chung và đất liền Việt Nam nói riêng, vai
trò của đới đứt gãy Sông Hồng là rất quan trọng. Đới đứt gãy này được xem là hoạt
động trong giai đoạn Pliocen – Đệ tứ. Ngoài đới Sông Hồng, các đới đứt gãy chính
khác như Sông Lô, Cao Bằng – Tiên Yên, Lai Châu – Điện Biên, Sông Cả, Rào
Nậy, Sông Ba, Thuận Hải – Minh Hải và Sông Hậu,… trên đất liền Việt Nam cũng
đóng vài trò quan trọng và ít nhiều biểu hiện hoạt động trong giai đoạn Pliocen đến

ngày nay.
Để phục vụ cho các nghiên cứu hoạt động kiến tạo trẻ ở vùng biển Việt Nam,
Đề tài KC09-11/06-10 [18, 19] đã thu thập khối lượng lớn các số liệu địa chấn dầu
khí do các công ty tìm kiếm, thăm dò dầu khí trong và ngoài nước tiến hành ở vùng
biển Việt Nam. Cơ sở dữ liệu còn bao gồm các mặt cắt địa chấn nông phân giải cao
do nhiều cơ quan khác nhau thực hiện trong nhiều năm qua, hiện lưu giữ tại Trung
tâm lưu trữ Địa chất và Viện Địa chất-Địa vật lý Biển.
Kết hợp nhiều nguồn tài liệu khác nhau, Đề tài KC09-11/06-10 thành lập sơ
đồ phân bố các đứt gãy trẻ (đứt gãy có tuổi Pliocen-Đệ tứ) khu vực Biển Đông Việt
Nam và các vùng lân cận. Các đứt gãy trẻ được phát hiện nhiều nhất trên tài liệu địa
chấn là các đứt gãy cấp 3. Theo dạng phân bố các hệ thống đứt gãy Biển Đông Việt
Nam và các vùng lân cận, có thể chia làm các vùng sau đây: (I) vùng vịnh Bắc Bộ
và ngoài khơi Bắc Trung Bộ, (II) vùng ngoài khơi Trung Trung Bộ, (III) vùng ngoài
khơi Nam Trung Bộ và Nam Bộ, (IV) vùng Bắc Biển Đông, (V) vùng trung tâm
Biển Đông, (VI) vùng Nam Biển Đông và (VII) vùng Đông Biển Đông.

9


1.1.2.1. Khu vực Vịnh Bắc Bộ và ngoài khơi Bắc Trung Bộ
Các đứt gãy trẻ trong khu vực TB Biển Đông-thuộc vịnh Bắc Bộ và ngoài
khơi Bắc Trung Bộ có mối liên hệ chủ yếu tới hoạt động của các đứt gãy được cho
là phần kéo dài của đứt gãy Sông Hồng ngoài khơi.
Vận động trượt bằng phải trong Pliocen–Đệ tứ của đứt gãy Sông Hồng trên
đất liền đã được chứng minh qua tài liệu địa mạo như dấu vết sắc nét của đứt gãy,
dịch chuyển ngang quy mô lớn của các sông suối và vách kiến tạo dốc đứng bảo tồn
tốt. Vận động trượt phải trên đứt gãy Sông Hồng có thể bắt đầu vào khoảng 8–
5 triệu năm, và tổng biên độ dịch trượt ước tính khoảng 9 m–54 km.
Kết quả minh giải mặt cắt địa chấn cho thấy trong khu vực vịnh Bắc Bộ, các
tập hậu rift Neogen–Đệ tứ bao gồm hai phần: hậu rift sớm và hậu rift muộn. Trong

giai đoạn hậu rift sớm Miocen, sự lún chìm phân dị cục bộ trên các đứt gãy đã giảm
đáng kể và lún chìm khu vực chủ yếu do quá trình nguội lạnh của thạch quyển. Sau
10,5 tr.n, bể Sông Hồng trải qua quá trình sụt lún. Trong giai đoạn hậu rift muộn
trong Pliocen–Đệ tứ, hoạt động đứt gãy tái hoạt động nhưng tốc độ trầm tích nhanh
chóng vượt qua cả tốc tộ lún chìm. Các thành tạo Pliocen–Holocen gần như không
bị biến dạng trong bể Sông Hồng (Hình 1.2a). Các phản xạ địa chấn song song và
địa hình nghiêng khu vực với độ liên tục cao phản ánh môi trường biển nông và sự
phát triển của châu thổ. Đã phát hiện hai đới đứt gãy trẻ ở rìa bể, một đứt đới gãy ở
trung tâm, và một đới ở phía nam bể Sông Hồng có thể là các phần kéo dài chính
ngoài khơi của đới đứt gãy Sông Hồng. Hai đới đứt gãy rìa bể định hướng theo các
rìa ĐB và TN của bể Sông Hồng thể hiện là các ranh giới bể (Hình 1.1 & 1.3).
Rìa ĐB bể Sông Hồng – TN đảo Hải Nam
Các đứt gãy trẻ ở rìa ĐB bể Sông Hồng định hướng theo phương TB- ĐN tới
BTB – NĐN. Đây là tập hợp của nhiều chấn đoạn đứt gãy khác nhau. Trên các mặt
cắt địa chấn, đứt gãy này là tập hợp của nhiều phá huỷ nhỏ, đôi khi cắt lên tận phần
trên cùng của mặt cắt.

10


11


Về phía ĐN, nó phát triển ép sát vào sườn phía TN của đảo Hải Nam. Các
đứt gãy ở rìa ĐB bể Sông Hồng tái hoạt động sau 5.5 tr.n. Sự tái hoạt động của nó
gián tiếp được hỗ trợ bởi hiện tượng thoát chất lỏng hiện tại quan sát thấy gần đứt
gãy. Hơn 100 điểm thoát khí hiện đại xuất hiện gần các đứt gãy này, phát hiện bởi
tài liệu sonar quét sườn. Sự tái hoạt động của đứt gãy này đi kèm bởi sự tái hoạt
động của hoạt động đứt gãy trong móng và sự đào khoét của channel ngầm.
Trung tâm bể Sông Hồng

Các đứt gãy ở trung tâm bể Sông Hồng định hướng chủ yếu theo phương
BTB- NĐN với dịch chuyển thuận gần thẳng đứng, phân kỳ và kéo dài lên phía trên
đi vào các tầng Pliocen và Holocen, và cắt lên tận trên cùng ở một số vị trí. Đứt gãy
này đi kèm các đứt gãy dạng en echelon phương bắc-nam, liên quan đến các cấu
trúc diapir. Các đứt gãy này tái hoạt động cục bộ sau 5.5 tr.n với dịch chuyển thẳng
đứng nhỏ. Các tầng Pliocen–Holocen liên quan không bị biến dạng mạnh.
Rìa TN bể Sông Hồng-thềm Thanh Nghệ
Các đứt gãy ở rìa TN bể Sông Hồng phát triển chủ yếu theo phương bắc-nam
ở phía bắc đến TB-ĐN ở phía nam trên khu vực thềm Thanh Nghệ nơi chiều dày
của các thành tạo Kainozoi không vượt quá 1-2 km. Ở khu vực này, các đới sụt lún
dạng địa hào có biên độ vài chục mét. Các đứt gãy với dịch chuyển thuận là chủ
yếu, nghiêng về phía trung tâm bể và cắt qua các thành tạo trầm tích Pliocen-Đệ tứ
với biểu hiện sắc nét trên mặt cắt địa chấn. Các đứt gãy này biểu hiện hoạt động cục
bộ sau 5.5 tr.n của đứt gãy ở rìa TN bể Sông Hồng với biên độ dịch chuyển thẳng
đứng nhỏ.
Phía nam bể Sông Hồng - ngoài khơi Bắc Trung Bộ
Các đứt gãy ở phía nam bể Sông Hồng thuộc vùng biển bắc Trung Bộ bao
gồm nhiều đứt gãy nằm gần như song song nhau, kéo dài từ vùng ven biển Thanh
Hóa-Nghệ An, Quảng Bình-Vĩnh Linh xuống phía nam. Các đứt gãy này có đặc
điểm phát triển thành những đoạn ngắn, song song với nhau, thường đổ về phía
đông với dịch chuyển thẳng đứng nhỏ.
Ở vùng biển từ đèo Ngang đến Quảng Ngãi, các hoạt động kiến tạo trẻ mạnh
lên đáng kể về số lượng đứt gãy, cũng như diện phân bố. Ở khu vực này, các hoạt

12


động kiến tạo trẻ không chỉ tồn tại ở đới biển ven bờ mà còn phát triển ra cả phần
trung tâm bể trầm tích Sông Hồng. Ngoài ra, các hoạt động kiến tạo còn đi kèm với
quá trình phun trào núi lửa khá mạnh trong Đệ tứ.

Hình 1.3. Sơ đồ cấu trúc-kiến tạo khu vực Vịnh Bắc Bộ và ngoài khơi Bắc Trung Bộ. Biên chỉnh
theo [17, 18, 19, 69]. Chú giải cấu trúc-kiến tạo xem Hình 1.1. Các khối cấu trúc chính viết tắt:
NT: Nam Trung Hoa; DD: Đông Dương; HS: Hoàng Sa.

Ngoài các đứt gãy mô tả trên, khu vực phía TB Biển Đông còn một số đới
đứt gãy có biểu hiện hoạt động mạnh trong giai đoạn hiện tại như các đứt gãy liên
quan với hoạt động động đất ở ĐB vịnh Bắc Bộ và phía nam đảo Hải Nam. Các đứt
gãy trẻ ở ĐB vịnh Bắc Bộ chủ yếu phát triển theo phương đông-tây, trong đó khu
vực phát triển dày nhất cách bán đảo Lôi Châu khoảng 70 km về phía tây. Các đứt
gãy này liên quan đến các trận động đất nhỏ hơn 6 với cơ cấu chấn tiêu trượt bằng.

13


1.1.2.2. Khu vực ngoài khơi Trung Trung Bộ
Các đứt gãy trẻ phát hiện được trên khu vực ngoài khơi Trung Trung Bộ
được thể hiện tương đối chi tiết. Chúng phát triển theo hai phương chủ yếu là bắcnam và TB-ĐN trong đó hệ đứt gãy bắc – nam đóng vai trò chủ đạo (Hình 1.2b và
1.4). Các đứt gãy có thể được vẽ liên tục theo hệ kinh tuyến 109oĐ (hay 110oĐ) như
trong các văn liệu trước đây, tuy nhiên nếu xét theo tiêu chí đứt gãy trẻ thì chỉ là các
đứt gãy không liên tục [18, 19]. Ngoài các biểu hiện trên địa hình đáy biển, hoạt
động của các đứt gãy trong khu vực này còn tạo ra quá trình phun trào núi lửa phát
triển dọc dải biển Miền Trung từ đảo Cồn Cỏ, Lý Sơn. Ngoài các hoạt động phun
trào núi lửa, hoạt động của hệ đứt gãy này còn gây ra trượt lở kiến tạo dưới biển.

Hình 1.4. Sơ đồ cấu trúc-kiến tạo khu vực Trung Trung Bộ và ngoài khơi. Biên chỉnh theo [17, 18,
19, 69]. Chú giải cấu trúc-kiến tạo xem Hình 1.1. Các khối cấu trúc chính viết tắt: DD: Đông
Dương; HS: Hoàng Sa; TT: trũng trung tâm Biển Đông.

14

1.1.2.3 Khu vực ngoài khơi Nam Trung Bộ và Nam Bộ
Ở vùng biển Nam Trung Bộ từ Nha Trang, Ninh Thuận đến phía ĐN đảo
Phú Quý là khu vực có hoạt động kiến tạo trẻ hoạt động mạnh trong vùng biển Việt
Nam. Các đứt gãy trẻ xuất hiện với số lượng lớn và tuy nhiên tính liên tục không
cao. Các đứt gãy chủ yếu phát triển theo phương bắc-nam đến TB-ĐN (Hình 1.2c,d
và 1.5). Các đứt gãy trẻ thuộc đới trượt cắt Tuy Hoà có xu hướng phát triển về phía
ĐN theo định hướng của đới trượt này. Trong khi đó tiến dần về phía nam đến đảo
Phú Quý, các đứt gãy chuyển sang phương gần bắc – nam.

Hình 1.5. Sơ đồ cấu trúc-kiến tạo khu vực ngoài khơi Nam Trung Bộ và Nam Bộ. Biên chỉnh theo
[17, 18, 19, 69]. Chú giải cấu trúc-kiến tạo xem Hình 1.1. Các khối cấu trúc chính viết tắt: DD:
Đông Dương; HS: Hoàng Sa; TT: trũng trung tâm Biển Đông; TS: Trường Sa.

Trên mặt cắt địa chấn, các đứt gãy trẻ thường bắt nguồn từ dưới sâu với biên
độ dịch chuyển thẳng đứng nhỏ (Hình 1.2 c và d). Các hoạt động kiến tạo hiện đại
đi kèm với quá trình phun trào núi lửa quan sát thấy ở khu vực quanh các đảo Phú
Quý và Hòn Tro. Các mặt cắt địa chấn đo ở khu vực này phát hiện thấy các đứt gãy

15


trẻ cắt qua đáy biển, đồng thời cũng ghi nhận các biểu hiện phun trào núi lửa nằm
phủ trên đáy biển liên quan đến hoạt động núi lửa Hòn Tro năm 1923.
Từ các mặt cắt địa chấn có thể thấy hoạt động kiến tạo đã làm móng
Kainozoi nâng lên rõ rệt ở khu vực giữa kinh tuyến 108o30’ và 109o. Ở khu vực này
các hoạt động nâng trồi đã tạo ra các đứt gãy trẻ cắt qua toàn bộ các thành tạo
Kainozoi. Các hoạt động đứt gãy phá hủy cắt qua gần như toàn bộ lớp phủ Đệ tứ và
lộ ra trên đáy biển hiện tại (Hình 1.2c và d).

Ở vùng biển Nam Bộ hệ thống đứt gãy phương BTB- NĐN đến gần bắc nam rất phát triển trong Pliocen – Đệ tứ. Hệ thống đứt gãy này bao gồm nhiều đứt
gãy nhỏ, thể hiện tính liên tục không cao. Các đứt gãy này phát triển mạnh về phía
nam và ĐN, có biên độ dịch chuyển thẳng đứng trong Pliocen – Đệ tứ đạt tới 3040m cắt qua toàn bộ lát cắt Kainozoi và có khả năng xuyên vào phần sâu của vỏ trái
đất và đóng vai trò chi phối bình đồ cấu tạo địa chất của 20 lát cắt Pliocen – Đệ tứ.
1.1.2.4. Khu vực Bắc Biển Đông
Các đứt gãy trẻ xuất hiện trong khu vực phía bắc Biển Đông-thềm và sườn
lục địa Trung Quốc với mật độ thưa, chủ yếu nằm ở bốn khu vực là ĐN đảo Hải
Nam, khu vực khối nâng Dongsha, khu vực ven bờ và khu vực gần đảo Đài Loan.
Biểu hiện rõ rệt nhất trên mặt cắt địa chấn về hoạt động của các đứt gãy trẻ là ở khu
vực khối nâng Dongsha [61]. Hầu hết trong số chúng phát triển xuống dưới sâu và
có khả năng thể hiện các đới tái hoạt động của các pha kiến tạo trước đó. Các đứt
gãy trẻ có phương chủ yếu là đông ĐB- tây TN (Hình 1.1). Một số đứt gãy ở gần
khu vực Đài Loan và ven bờ biển phía Bắc Biển Đông có phương ĐB-TN và
thường có biểu hiện trượt bằng. Các đứt gãy trẻ, một số trong chúng làm móng nâng
trồi, có phương ĐB-TN, theo sự định hướng của các đứt gãy đồng rift. Các đứt gãy
hiện địa khác là các bề mặt bóc tách của các khối dịch chuyển ở sườn lục địa, nơi
các khối trầm tích khổng lồ bị trượt xuống từ vị trí tích tụ ban đầu của nó. Ở rìa lục
địa quanh quần đảo Dongsha, có một khu vực có quy mô lên tới 100 km bị biến
dạng mạnh về mặt cấu trúc. Chúng được đánh dấu bởi một loạt liên tiếp các đứt gãy
cách nhau chỉ vài km, và có thể là nguyên nhân làm móng nâng trồi.

16


1.1.2.5. Khu vực Trung tâm Biển Đông
Khu vực trung tâm Biển Đông với các quần đảo trùng với vị trí của các khối
nhô móng trước Kainozoi. Các đứt gãy xuất hiện trong khu vực này có đặc điểm
chung là tuy cắt lên trên cùng nhưng đôi khi do không có trầm tích trẻ nên dễ gây
nhầm tưởng là các đứt gãy rất trẻ. Đứt gãy trẻ trong khu vực chỉ xuất hiện cục bộ
với dịch chuyển nhỏ, mà đa số là các phá huỷ không kèm dịch chuyển trẻ. Hầu như

không thấy biểu hiện của các đứt gãy hoạt động quy mô lớn trong khu vực này.
Tiến về phía ĐB của quần đảo Trường Sa, hay ĐN của khối nâng Dongsha,
xuất hiện một số đứt gãy liên quan đến các trận động đất nhỏ trong khu vực. Các
đứt gãy này thường có phương ĐB-TN trùng với phương của hệ thống sống núi cổ
(Hình 1.1).
1.1.2.6. Khu vực Nam Biển Đông
Khu vực nam Biển Đông nằm trong vùng ảnh hưởng của đới hút chìm cổ
Palawan-Borneo (Hình 1.1). Các mặt cắt địa chấn trong khu vực cho thấy hoạt động
nghịch chờm trên khu vực này đã ngừng hoạt động. Hoạt động kiến tạo trẻ chủ yếu
xuất hiện ở phía ĐB Borneo do ảnh hưởng của hoạt động kiến tạo ở ranh giới mảng
trong vùng biển Sulu và Celeb. Ngoài khơi TB Borneo thuộc hải phận Nam Biển
Đông, chỉ xuất hiện các đứt gãy trẻ với cường độ hoạt động không mạnh và thường
với tính chất cục bộ.
1.1.2.7. Khu vực Đông Biển Đông
Hoạt động kiến tạo trẻ trong khu vực phía Đông Biển Đông biểu hiện với
cường độ mạnh nhất trong khu vực Biển Đông, liên quan tới quá trình hội tụ ở ranh
giới mảng, với quá trình hút chìm tại máng biển sâu Manila đang xảy ra. Do đó các
đứt gãy trong khu vưc này được mô tả là các đứt gãy trẻ với mối liên quan mật thiết
tới hoạt động địa chấn dày đặc trong khu vực này.
Về mặt cấu trúc, quần đảo Philippin là một phần của một đới hội tụ rộng lớn
giữa khối Sundaland, một phần độc lập của mảng Âu Á và mảng Philippin. Bắc
Philippin đặc trưng bởi hai đới hút chìm cắm ngược hướng ở các rìa phía đông và
phía tây, các đứt gãy trượt bằng nội cung lớn, hoạt động núi lửa hiện đại và hoạt

17