CÁC VÙNG NGUỒN ĐỘNG ĐẤT - SÓNG THẦN TRÊN BIỂN ĐÔNG VÀ VÙNG VEN BIỂN VIỆT NAM
IV.2. HOẠT ĐỘNG NÚI LỬA VÀ NGUY CƠ TRƯỢT LỞ ĐẤT TRÊN DẢI VEN BIỂN VIỆT NAM
IV.2.2. Nguy cơ trượt lở trong dới ven biển miền Trung Việt Nam
Đi kèm với hoạt động của các đới đứt gãy ở bắc Biển Đông và tây Biển Đông là các hiện tượng trượt lở đất. Động đất mạnh sẽ là tác nhân kích thích hiện tượng ấy.
Ngoài nguyên nhân về động đất, sóng thần có thể liên quan với các hiện tượng núi lửa và trượt lở đất. Chính vì vậy, người ta đã tiến hành các nghiên cứu nhằm xác định hiện tượng trượt lở ở vùng biển Việt Nam. Trong phần này, trình bày các kết quả phân tích số liệu địa chấn phục vụ nghiên cứu trượt lở đất ở vùng biển Việt Nam.
IV.2.2.1. Địa hình đáy biển
Dọc bờ biển Việt Nam tồn tại nhiều khu vực đáy biển có địa hình dốc. Các khu vực này chủ yếu chạy dọc kinh tuyến 109003’ và nằm ở khu vực phía nam vĩ tuyến 140, nghĩa là ở vùng biển phía nam Quy Nhơn. Ở vùng biển Phú Yên – Khánh Hòa, ở khoảng cách cách bờ biển hiện tại từ 70-100 km, nghĩa là ở khu vực kinh tuyến 109030’, chiều sâu đáy biển thay đổi khá đột ngột từ 300-400 m nước, xuống 1000-1500m (Hình IV-18a). Theo các số liệu địa chấn thì góc dốc của địa hình đáy biển hiện tại ở mép rìa thềm có thể đạt tới 20-300. Sự thay đổi đột ngột của địa hình đáy biển như vậy có thể gây ra trượt lở đất. Nếu lưu ý thêm rằng, ngoài yếu tố địa hình, ở khu vực này còn phát triển hệ thống đứt gãy kiến tạo trẻ dọc kinh tuyến 1090 và 109030’. Đi kèm với hoạt động này là các quá trình phun trào núi lửa trẻ và động đất với cường độ đạt tới 6 độ richter thì khả năng gây trượt lở đất càng cao.
Chương IV. Các vùng nguồn động đất-sóng thần trên Biển Đông và vùng ven biển VN 153 IV.2.2.2. Số liệu khảo sát địa chấn
Để phát hiện các trượt lở đất dọc đới ven biển Việt Nam thì các số liệu địa chấn đã được khai thác.
Ở vùng biển từ Quảng Ngãi đến Ninh Thuận tồn tại bể trầm tích triển vọng dầu khí Phú Khánh. Chính vì vậy, ở khu vực này các công ty dầu khí như GSI (USA, 1974), Vietsovpetro (Nga - Việt, 1984), GECO – PRAKLA (1993) và NOPEC (1993) đã tiến hành đo 17.000 km tuyến địa chấn. Các khảo sát địa chấn đã được tiến hành bằng phương pháp địa chấn phản xạ điểm sâu chung (Common depth point method) với bội từ 24-60. Để phát sóng đã sử dụng nhóm gồm 6-8 Airgun. Thu sóng được tiến hành bằng cáp máy (streamer) có độ dài từ 3.000-4.000 m. Trong quá trình ghi sóng, nguồn phát và streamer đã được đặt ở độ sâu 6-8 m cách mặt biển. Định vị tuyến đã được tiến hành bằng hệ thống định vị dẫn đường – Navigation GPS.
Các số liệu địa chấn đã được xử lý ở các trung tâm xử lý. Kết quả xử lý được in ra dưới dạng các mặt đất địa chấn như biểu diễn ở các hình từ Hình IV-24 tới Hình IV-31.
Để phục vụ cho việc phát hiện hiện tượng trượt lở đất ở vùng biển Nam Trung Bộ chúng tôi đã thu thập và xử lý các mặt cắt địa chấn dọc các tuyến đo của NOPEC và Malugin. Các tuyến này NOPEC được đánh số từ VOR-93-101 đến VOR-93-210. Các tuyến Malugin gồm các tuyến ngang được đánh số từ 83-61 đến 83-69 và các tuyến dọc 73A, 74A. Các tuyến đã được bố trí theo mạng lưới chữ nhật với khoảng cách các tuyến từ 15 – 20 km (Hình IV-18b).
Hình IV-18. Địa hình đáy biển và sơ đồ tuyến khảo sát địa chấn của Nopect và Malugin khu vực Nam Trung Bộ
IV.2.2.3. Phương pháp phân tích số liệu địa chấn
Hiện nay, phương pháp địa chấn, đặc biệt là phương pháp địa chấn nông phân giải cao đang được sử dụng như một công cụ gần như duy nhất để phát hiện các khối trượt lở ngầm dưới đáy biển. Trên Hình IV-19 là các khối trượt lở được phát hiện trên các mặt cắt địa chấn dầu khí đo ở bồn trầm tích Organe nằm trên vùng biển phía tây của Nam
Phi. Tương tự, hiện tượng trượt lở đất có thể quan sát được trên các mặt cắt địa chấn nông phân giải cá sử dụng nguồn phát ở dải tần từ vài trăm đến vài kilôhec. Trên Hình IV-20 và Hình IV-21 là hình ảnh các khối trượt lở được [87], [98] phát hiện ở vịnh Mexico và khu vực rìa thềm lục địa của các bang Texas và Louisiana, Hoa Kỳ.
Hình IV-19. Hình ảnh trượt lở đất ở vùng biển tây Nam Phi [89]
Hình IV-20. Các khối trượt lở đất ở vùng biển Texas (Hoa Kỳ), ký hiệu bằng chữ sl, trên mặt cắt địa chấn nông phân giải cao [87]
Hình IV-21. Khối trượt lở đất nằm đề lên đáy biển (ký hiệu bằng chữ sl) theo số liệu địa chấn nông phân giải cao [87]
Hình IV-22. Hình ảnh trượt lở trên tuyến địa chấn VOR93-102
Chương IV. Các vùng nguồn động đất-sóng thần trên Biển Đông và vùng ven biển VN 155
Hình IV-23. Không xảy ra trượt lở trên đáy biển ở tuyến địa chấn VOR93-115 Từ các hình trên, chúng ta có thể nhận thấy rằng các khối trượt lở được thể hiện trên các mặt cắt địa chấn bằng các dấu hiệu của trường sóng như sau:
- Tồn tại hiện tượng các ranh giới phản xạ bị cắt cụt một cách đột ngột.
- Tồn tại các trường sóng hỗn độn không quy luật dạng chaotic và các mặt phản xạ bị uốn nếp biến dạng liên quan với khối đất đá bị trượt lở dập vỡ.
- Tồn tại các mặt ranh giới dốc, với góc đổ trên vài chục độ liên quan đến địa hình sườn dốc của đáy biển cổ.
- Tồn tại các dấu hiệu trường sóng phản ánh sự có mặt các đứt gãy kiến tạo và các mặt trượt.
- Tồn tại các dấu hiệu bất chỉnh hợp địa chấn phản ánh các khối trượt lở nằm không chỉnh hợp (không song song) trên các thành tạo trầm tích sát đáy biển.
Dựa vào các dấu hiệu trên, đã tiến hành phân tích các mặt cắt địa chấn do NOPEC và Vietsovpetro đo ở vùng biển từ Phú Yên đến khu vực đông nam các đảo Phú Quý, Hòn Hải.
IV.2.2.4. Kết quả phân tích số liệu địa chấn về hiện tượng trượt lở ở vùng biển Việt Nam
Dưới đây là một số kết quả phân tích dọc một số tuyến điển hình:
• Trên Hình IV-24 là đoạn mặt cắt địa chấn tuyến VOR-93-103 đo được ở vùng biển Tuy Hòa, chạy dọc vĩ tuyến 13025’. Trên mặt cắt địa chấn có thể quan sát thấy đới trượt lở nằm sát đáy biển hiện tại ở khu vực rìa lục địa, nơi độ sâu nước thay đổi đột ngột từ khoảng 250 m nước xuống 2.000 – 3.000 m nước, góc dốc của đáy biển ở khu vực này có thể đạt từ 20 – 300. Trên mặt cắt địa chấn khối trượt lở được thể hiện bằng các dấu hiệu như:
- Địa hình sụt bậc, lồi lõm của đáy biển hiện tại.
- Các ranh giới phản xạ bị cắt đứt đột ngột, trường sóng phân lớp ở khối đá không bị phá hủy thể hiện rõ tính phân lớp, trong khi đó trường sóng của khối trượt lở bị dập vỡ có dạng hỗn độn chaotic, uốn lượn mạnh.
- Khối trượt lở nằm đè bất chỉnh hợp trên bề mặt của tập trầm tích phân lớp nằm sát đáy biển.
Dựa vào mặt cắt địa chấn có thể xác định được một số thông số cơ bản của khối trượt lở như sau:
- Độ sâu đáy biển ở khoảng thay đổi đột ngội từ 250 lên 1500 m độ dốc đáy biển đạt 20 -300.
Hình IV-24. Biểu hiện trượt lở đất trên mặt cắt địa chấn tuyến VOR-93-103 - Biên độ trượt khoảng 200 m.
- Kích thước của khối trượt lở: Dài (dọc tuyến) ~ 10 km; Rộng, xác định theo tuyến vuông góc, ~ 5 km; Cao: 150 – 200m
- Thể tích của khối trượt bằng: V = 10.103.5.103.2.102 = 1.109 m3, khối lượng khối trượt: M = 1.109.1,8 tấn/m3 = 1,8.109 tấn
• Trên Hình IV-25 là mặt cắt địa chấn tuyến VOR-93-104. Tuyến này nằm cách tuyến VOR-93-103 mô tả trên khoảng 20 km về phía nam và chạy dọc vĩ tuyến 13015’.
Hình IV-25. Mặt cắt địa chấn tuyến VOR-93-104
Trên mặt cắt địa chất tuyến VOR-93-104 có thể quan sát thấy ít nhất ba đợt trượt lở đất kéo dài từ Pleistocen muộn đến Holocen. Khối trượt lở trong Holocen có kích thước rất lớn nằm đè trượt lên trên đáy biển hiện tại. Khối trượt lở này cũng xảy ra ở rìa thềm lục địa nơi độ sâu nước tăng từ 300 m lên 1000 m. Các thông số của khối trượt như sau:
- Biên độ trượt khoảng 200 -250 m, kích thước của khối: dài 20 km, cao 400 m, rộng ~ 5 km. Thể tích của khối trượt V = 20.103.4.102.5.103 = 4.1010 m3 và khối lượng xấp xỉ 8.1010 tấn.
• Trên Hình IV-26 là đoạn mặt cắt địa chấn VOR-93-105 đo dọc vĩ tuyến 130 , ở ngoài khơi vùng biển Tuy Hòa.
Chương IV. Các vùng nguồn động đất-sóng thần trên Biển Đông và vùng ven biển VN 157
Hình IV-26. Mặt cắt địa chấn tuyến VOR-93-105
Trên mặt cắt địa chấn có thể quan sát thấy các mặt phản xạ bị trượt lở làm đứt đoạn đột ngột. Các khối trượt lở bị phá hủy biến dạng tạo ra trường sóng rối, uốn cong, trắng.
Trên các mặt cắt địa chấn có thể xác định được các mặt trượt và hiện tượng các khối đá trượt lở nằm đè bất chỉnh hợp lên các lớp trầm tích sát đáy biển.
Từ các số liệu địa chấn có thể xác định được các thông số của khối trượt lở trẻ nhất nằm sát đáy biển hiện tại như sau:
- Khối trượt lở nằm ở khu vực rìa thềm, nơi độ sâu nước thay đổi đột ngột từ 250 m xuống 1600 m; góc dốc của đáy biển có thể đạt 20 – 300.
- Biên độ trượt lở khoảng 150 – 200m, thể tích của khối trượt V = 5.103.5.103.2.102
= 5.109m3, khối lượng của khối trượt khoảng 9.109 tấn.
• Trên Hình IV-27 là đoạn mặt cắt tuyến địa chấn 83-61 do Vietsovpetro đo bằng tàu khảo sát Malugin năm 1983 ở vùng biển Khánh Hòa dọc vĩ tuyến 12010’. Trên mặt cắt có thể quan sát thấy ít nhất ba khối trượt lở xảy ra trong giai đoạn từ Pleistocen muộn đến nay. Tương tự như trên mặt cắt VOR-93-105 trên tuyến này hiện tượng trượt lở làm các ranh giới phản xạ bị đứt đoạn đột ngột các trường sóng ở phía ngoài mặt trượt trở nên hỗn độn dạng chaotic đặc trưng cho các khối đá trượt lở bị dập vỡ và biến dạng.
Hình IV-27. Mặt cắt địa chấn tuyến 83-61
Khối trượt lở xảy ra gần đây nhất nằm sát đáy biển hiện tại có các đặc điểm như sau:
- Xảy ra ở khu vực chiều sâu đáy biển thay đổi đột ngột từ 300m nước xuống 2000m nước, góc dốc của đáy biển hiện tại đạt xấp xỉ 300.
- Biên độ trượt có thể đạt 200 – 300m.
- Kích thước của khối trượt: dài ~ 5 km, rộng ~ 5 km, cao ~ 150 m.
- Thể tích khối trượt bằng V = 5.103.5.103.1,5.102 = 4.109 m3, khối lượng khoảng 8.109 tấn.
• Trên Hình IV-28 là mặt cắt địa chấn tuyến VOR-93-112 do NOPEC đo nằm ngoài khơi vịnh Cam Ranh, Khánh Hòa. Trên đoạn mặt cắt địa chấn từ cọc 3500 – 5900 (~ 20 km) có thể quan sát thấy hình ảnh ranh giới phản xạ bị cắt cụt, trường sóng trắng, bề mặt địa hình đáy biển và các lớp đất đá nằm sát đáy biển bị uốn cong, biến dạng mạnh.
Hình ảnh trên của trường sóng địa chấn phản ảnh hiện tượng trượt lở ở khu vực này kéo dài từ cuối Pleistocen đến hiện tại. Phần trên cùng của mặt cắt địa chấn tồn tại một khối trượt lở hiện đại. Khối này trượt dọc mặt trượt nằm dọc đường tụt sâu của địa hình đáy biển và tạo ra trên đáy biển các khối nhô cao. Khối trượt lở được đặc trưng bởi các thông số sau:
Hình IV-28. Mặt cắt địa chấn tuyến VOR – 93 – 112
- Nằm ở rìa thềm lục địa, nơi độ sâu đáy biển tăng đột ngột từ khoảng 300 m lên 1500 – 2000m.
- Biên độ trượt đạt tới 500 – 600m.
- Kích thước của khối trượt lở như sau: dài ~ 20km, rộng ~ 5km, cao ~300m - Thể tích V = 2.104.5.103.3.102 = 3.1010 m3, khối lượng M = 5,4.1010 tấn.
• Trên Hình IV-29 là đoạn mặt cắt địa chấn 83-63 do tàu Malugin đo năm 1983 ở vùng biển Minh Hải, dọc vĩ tuyến 11050’. Trên mặt cắt địa chấn chúng ta có thể quan sát thấy các khối trượt lở nằm ở rìa thềm lục địa nơi đáy biển thay đổi đột ngột từ độ sâu 300 m xuống độ sâu ~ 1000 m nước.
Trên mặt cắt địa chấn khối trượt lở đã tạo ra các khối nhô cao và trũng sâu trên đáy biển. Hiện tượng trượt lở ở khu vực này tạo ra lớp đất đá bị phá hủy dài tới 500-600m nằm sát đáy biển. Khối đá trượt lở làm đứt đoạn các ranh giới phản xạ và phá hủy tính phân lớp của các lớp trầm tích, tạo ra trên mặt cắt địa chấn trường sóng dạng chaotic.
Khối trượt lở này tạo ra trên mặt cắt địa chấn tuyến 74A-83 nằm vuông góc với tuyến 83-63 các hố trũng sâu đến 300m và rộng tới 5 km (Hình IV-30). Cần lưu ý rằng trên tuyến 74A-83 ngoài các hố trũng sâu, còn tồn tại đới đào khoét, trượt lở kéo dài trên 100km, chiều dài của lớp đất bị phá hủy do trượt lở và có thể do cả các hoạt động sông lạch đạt tới 500 – 700m.
Chương IV. Các vùng nguồn động đất-sóng thần trên Biển Đông và vùng ven biển VN 159
Hình IV-29. Mặt cắt địa chấn tuyến 83 – 63
Hình IV-30. Mặt cắt địa chấn tuyến 74A-83
• Trên Hình IV-31 là đoạn mặt cắt địa chấn tuyến VOR93-114 đo ở khu vực phía đông đảo Hòn Hải. Ở khu vực này chúng ta không quan sát thấy trượt lở. Các thành tạo Holocen và hiện địa nằm phủ khá chỉnh hợp lên bề mặt đáy biển. Điều này chỉ rằng trong Holocen không xảy ra quá trình trượt lở đất.
Hình IV-31. Mặt cắt địa chấn VOR 93-114