ĐẶC ĐIỂM CÁC TRƯỜNG ĐỊA VẬT LÝ VÀ CẤU TRÚC SÂU VỎ TRÁI ĐẤT
3.5.2. Trường địa nhiệt trên Biển Đông
Trường địa nhiệt trên vùng Biển Đông được nghiên cứu chậm và có ít kết quả khảo sát hơn so với các trường địa vật lý khác. Đi đầu trong hướng nghiên cứu dòng nhiệt trên vùng Biển Đông là các nhà
nghiên cứu của Trung Quốc, Mỹ và Nga.
Việc nghiên cứu dòng nhiệt tại Biển Đông được tiến hành trong phạm vi 40N đến 250N và 1040E đến 1250E, tuy nhiên các nghiên cứu không đều và chưa đầy đủ. Nguồn tư liệu chủ yếu là số liệu xác định trực tiếp thông số này vào các thời điểm khác nhau và tính toán chúng theo số liệu khoan thăm dò trong tầng trầm tích của thềm và sườn lục địa. Số liệu chủ yếu sử dụng ở đây được thu thập từ một số nguồn đã công bố và một số tư liệu thực tế chưa công bố. Một phần số liệu tại miền tây Biển Đông do một số các cơ quan tiến hành như Viện Núi lửa, Viện Hải dương học, Viện Địa vật lý và Địa chất biển của Phân viện Viễn đông, Viện Hàn lâm Khoa học Liên Xô, Viện Địa chất thuộc Bộ Địa chất và Khoáng sản Trung Quốc.
Nhìn chung Biển Đông là vùng có hoạt động địa nhiệt gia tăng.
Sự phân bố dòng nhiệt trong khu vực không đồng nhất, nhất là tại những hố sâu. Giá trị của thông số này đạt cao nhất tại phần Tây và Tây Nam và tạo nên bất thường phức tạp được bao bọc bởi đường đẳng trị 2 “đơn vị dòng nhiệt” (ĐVDN), (1ĐVDN= 41,87mW/m2).
Phần tiếp giáp với máng Philippin và quần đảo Palawan, được đặc trưng bởi giá trị giảm của dòng nhiệt đến 1 – 0,5 ĐVDN. Từ phía Tây hướng về đây có 3 dải bất thường gia tăng dòng nhiệt, một trong số đó bao trùm vùng thềm và vùng sườn lục địa Trung Quốc tới đảo Hải Nam (19 - 200 N ). Dải thứ hai kéo dọc theo sống núi ngầm Scabôrô (150 - 170N) và dải thứ ba vươn theo dải 120 - 130N.
Trong phạm vi của các bất thường trên, giá trị dòng nhiệt đạt tới 2 - 2,5 ĐVDN. Giá trị cực đại của dòng nhiệt tập trung vào phần Tây Nam và đạt tới 3,5 ĐVDN.
Ở vùng chuyển tiếp từ hẻm sâu tới thềm lục địa nói chung dòng nhiệt tăng từ từ trong phạm vi 1,5 - 2 ĐVDN, vào vùng thềm lục địa giá trị dòng nhiệt giảm đến 1- 1,5 ĐVDN. Trên phông này cũng tách ra được vài vùng có bất thường dòng nhiệt. Tất cả các bất thường này nằm ở phạm vi thềm lục địa Sunđa và vùng Tây Bắc của đảo Kalimantan. Một trong những vùng bất thường lớn hơn cả nằm giữa đảo Natuna và bờ phía Tây của đảo Kalimantan, chiếm cả vùng thềm lục địa và sườn của vùng biển này và vươn tới bể trầm tích Sarawak và đông Natuna. Giá trị dòng nhiệt ở đây đạt tới 3- 3,5 ĐVDN. Từ đây dọc theo rìa của thềm lục địa theo hướng kinh tuyến đến bờ biển Đông Nam bán đảo Đông Dương có một dải gia tăng dòng nhiệt. Trong phạm vi của đới này quan sát thấy hai khu
vực bất thường. Một trong số chúng nằm giữa 6- 70N, còn khu vực thứ hai thuộc về đảo núi lửa Cù lao Thu. Giá trị dòng nhiệt ở khu vực một đạt tới 3 ĐVDN còn khu vực hai là 8 ĐVDN. Còn một vùng có giá trị dòng nhiệt cao nằm trong phạm vi phần Đông Nam vịnh Thái Lan và phía Tây đảo Natuna và thuộc bể trầm tích Kainozoi. Giá trị dòng nhiệt ở đây đạt tới 2 - 3 ĐVDN. Về chế độ nhiệt độ trong bể trầm tích có thể đánh giá theo giá trị grad T, hoặc xác định trực tiếp trong các giếng khoan (bảng 3.9).
Bảng 3.9. Grad T và nhiệt độ tầng trầm tích Biển Đông
Lưu vực Grad T
(0C/100 m)
Nhiệt độ (0C)
Độ sâu xác định nhiệt độ (m) Thái Lan 4,5 - 7,3 176 3200 Malaysia 3,5 - 5,5 150 2135 Tây Natuna 3,4 - 5,2 - - Xaravak phần Tây
(Đông Natuna)
3,2 - 6,4 150 2100 - 2450 Phần Đông Balixan 4,2 - -
Trung tâm Lucônhia 3,7 - 5,6 - - Châu thổ Baram 2,6 - -
Trũng Hà Nội 2,8 - 4,1 60 - 80 800 - 1400 Trũng Cửu Long 90 - 135 1500 - 3250 Nam Côn Sơn 135 - 180 2500 - 400
Trong phạm vi Biển Đông giá trị dòng nhiệt cao còn quan sát thấy ở phạm vi quần đảo Xulu và Xulavecxi. Giá trị tại đây đạt tới 1,5 - 2 ĐVDN. Cấu trúc trường nhiệt xác định bởi các bất thường có hướng Đông Nam - Tây Bắc tương quan với cấu trúc địa mạo của vịnh Bắc Bộ. Giá trị dòng nhiệt nhỏ (0,5 ĐVDN) đặc trưng bởi phần Tây Nam của biển Xulavecxi. Các dải bất thường hẹp có giá trị cao vươn theo hướng kinh tuyến từ cuối đảo Luzon đến bờ đông cuả đảo Đài Loan. Trong phạm vi vùng này giá trị dòng nhiệt đạt tới 10 ĐVDN. Nói chung sự phân bố dòng nhiệt có sự phụ thuộc rõ ràng tới kiến tạo địa mạo của vùng. Giá trị cao tương quan với cấu trúc Kainozoi dãn (vùng sâu, vịnh Riftơ) và với vùng hoạt động kiến tạo hiện đại có sự xuất hiện núi lửa.
Trên khu vực thềm lục địa Việt Nam một điểm đáng chú ý là quan sát thấy bất thường dòng nhiệt dọc theo đứt gãy kinh tuyến 1090E. Tại đây giá trị đạt tới ≈ 10 ĐVDN. Bất thường này nằm ở
phía Nam của lãnh thổ Việt Nam và nằm ở phần cuối của hệ thống đứt gãy sâu 1090E.
Rõ ràng hệ thống đứt gãy sâu này hoạt động đến đáy tầng trầm tích Kainozoi, còn ở một số hệ thống đứt gãy khác chưa quan sát được bất thường địa nhiệt có thể là do mức độ hoạt động của các hệ thống đứt gãy chưa đạt tới tầng trầm tích trên.
Do tài liệu chưa đầy đủ nên sự phân bố dòng nhiệt tại vịnh Bắc Bộ và phía Nam đảo Hải Nam còn sơ sài. Những số liệu hiện có chưa phản ánh đầy đủ hoạt động hiện đại của vỏ Trái đất tại đây, đặc biệt nếu đem đối sánh với hoạt động địa chấn của khu vực này.
Tuy nhiên, những số liệu sơ lược về phân bố dòng nhiệt trên Biển Đông cho thấy sự phù hợp và mức độ liên quan với các trường địa vật lý khác như địa từ, địa chấn, trọng lực và có chung những nguồn chính là cấu trúc đứt gãy của vỏ Trái đất và các hoạt động macma và núi lửa dọc theo các hệ đứt gãy sâu.
Số liệu khảo sát địa nhiệt trên các vùng trung tâm, phía Bắc và Tây Nam của Biển Đông theo các tuyến chi tiết cũng như hàng trăm trạm đo bổ sung đã được liên kết xử lý, xây dựng thành những mặt cắt và tiến hành so sánh với số liệu bất thường từ trên vùng biển (Qiang Yipeng, 1990). Sự so sánh này cho kết quả phù hợp giữa hai nguồn số liệu về đặc điểm hình thành cấu trúc và tuổi hình thành vỏ Trái đất trên Biển Đông. Căn cứ vào số liệu dòng nhiệt thực tế và những mô hình tiến triển của vỏ Trái đất đã tái lập được khoảng thời gian tiến hoá về điạ nhiệt đó cũng là khoảng thời gian tồn tại của vỏ Trái đất.
Theo những kết quả khảo sát toàn Biển Đông có thể chia ra 5 vùng địa nhiệt khác nhau (bảng 3.10).
Bảng 3.10.
Vùng
Giá trị trung bình dòng
nhiệt mW/m2/s
Tuổi xác định địa nhiệt ( triệu
năm )
Tuổi xác định theo bất thường từ tuyến tính
(triệu năm )
Phần phía Bắc 89,46 22 32
Phần Trung tâm 100,38 17 17 Phần Tây Nam 108,36 15 15
- Vùng dòng nhiệt thấp là dải ven Palawan và Manila (Philippin) giá trị trung bình ở ven biển Palawan 47,46 mW/m2/s, ở ven biển vùng Manila = 38,22 mW/m2/s. Chỉ có một trạm ở đây có
giá trị cao là 121,8 mW/m2/s (15020’N và 119030’E).
- Vùng giá trị dòng nhiệt cao là Tây Nam của trũng lòng chảo Biển Đông (từ 88,2 mW/m2/s đến 152 mW/m2/s).
- Vùng có dòng nhiệt khá cao ở trung tâm Biển Đông (từ 80,2 đến 111,3 mW/m2/s) giá trị trung bình ≈ 100 mW/m2/s.
- Vùng có dòng nhiệt tương đối cao ở phía Bắc Biển Đông giá trị trung bình từ 75,6 đến 103,32 mW/m2/s.
- Vùng có dòng nhiệt trung bình trên vùng sườn lục địa phía Bắc Biển Đông. Giá trị trung bình là 81,8 mW/m2/s.