- CƠ SỞ PHƯƠNG PHÁP LUẬN CỦA VIỆC NGHIÊN CỨU MỐI TƯƠNG QUAN GIỮA SỰ PHÁT TRIỂN ĐỊA HÌNH VÀ ĐỊA ĐỘNG 18 LỰC HIỆN ĐẠI 1.4. - KHÁI QUÁT CHUNG VỀ ĐỊA HÌNH VÀ CÁC NHÂN TỐ THÀNH 32 TẠO 2.1.1. - Đặc trưng địa hình khu vực 34 2.1.3. - ĐẶC ĐIỂM TRẮC LƯỢNG HÌNH THÁI ĐỊA HÌNH 36 2.2.1. - Đặc điểm phân bậc địa hình 36 2.2.2. - ĐẶC ĐIỂM CÁC KIỂU NGUỒN GỐC ĐỊA HÌNH 57 2.4.1. - Nhóm địa hình có nguồn gốc kiến tạo và kiến trúc bóc mòn 58 2.4.2. - Nhóm địa hình bóc mòn tổng hợp 58 2.4.3. - Nhóm địa hình karst 64 2.4.4. - Địa hình do dòng chảy 65 2.5. - LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN ĐỊA HÌNH 69 2.5.1. - Khái quát sự phát triển kiến tạo và địa hình trước Pliocen 69 2.5.2. - Lịch sử phát triển địa hình khu vực và vùng lân cận từ Pliocen 72 tới nay KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 75 CHƯƠNG 3: KIẾN TẠO TRẺ VÀ ĐỊA ĐỘNG LỰC HIỆN ĐẠI ĐỚI 76 ĐỨT GÃY SÔNG HỒNG 3.1. - Chuyển động kiến tạo hiện đại dọc đới ĐGSH 102 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 115 CHƯƠNG 4: MỐI LIÊN QUAN GIỮA ĐẶC ĐIỂM PHÁT TRIỂN ĐỊA HÌNH VỚI ĐỊA ĐỘNG LỰC HIỆN ĐẠI VÀ TAI BIẾN ĐỘNG 116 ĐẤT ĐỚI ĐGSH 4.1. - SỰ THỂ HIỆN CỦA CHUYỂN ĐỘNG THEO PHƯƠNG THẲNG 116 ĐỨNG TRÊN ĐỊA HÌNH 4.1.1. - Sự thể hiện của các chuyển động nâng trẻ trên địa hình 116 4.1.2. - MỐI LIÊN QUAN GIỮA ĐỊA HÌNH VÀ SỰ CHUYỂN DỊCH NGANG 121 4.3. - MỐI TƯƠNG QUAN GIỮA SỰ PHÁT TRIỂN ĐỊA HÌNH VÀ ĐẶC 135 TRƯNG ĐỊA CHẤN KHU VỰC 4.4.1. - (b) Chú giải tương ứng Hình 2.13: Các dạng địa hình thềm khu vực xã Báo Đáp Hình 3.1: Sơ đồ phân bố đứt gãy trẻ khu vực từ Việt Trì đến Lào Cai. - Hình 4.6: Chi tiết đoạn biến vị của địa hình dọc đứt gãy nhánh bờ phải sông Hồng khu vực thôn Tân Xuân, Yên Hợp, Văn Yên, Yên Bái. - (A-Địa hình hiện tại. - B- Khôi phục lại địa hình cổ trước khi bị chuyển dịch). - Hình 4.7a: Địa hình hiện tại khu vực thôn Tân Xuân, xã Yên Hợp, Văn Yên, Yên Bái (Đứt gãy cắt qua ranh giới giữa thềm bậc III và bậc II và làm biến vị địa hình thềm III, ~142m). - Hình 4.7b: Địa hình cổ được khôi phục lại bằng phép dịch chuyển địa hình ngược chiều chuyển dịch của đứt gãy khu vực thôn Tân Xuân, xã Yên Hợp, Văn Yên, Yên Bái. - Hình 4.8a: Địa hình hiện tại khu vực thôn Tân Xuân, xã Yên Hợp, Văn Yên, Yên Bái (Đứt gãy cắt qua ranh giới giữa thềm bậc III và bậc II và làm biến vị địa hình thềm III, ~142m). - vi Hình 4.8b: Địa hình cổ được khôi phục lại bằng phép dịch chuyển địa hình ngược chiều chuyển dịch của đứt gãy khu vực thôn Yên Viễn, xã Xuân Ai, Văn Yên, Yên Bái. - Các nghiên cứu còn thiếu hoặc chưa quan tâm đúng mức đến việc liên kết giữa địa mạo, địa chất, kiến tạo trẻ và địa động lực hiện đại với việc sử dụng các công cụ mới như phân tích viễn thám, mô hình số địa hình 3 chiều. - Mặt khác, vẫn đang tồn tại nhiều tranh luận sổi nổi về cơ chế chuyển dịch kiến tạo và phát triển địa hình . - về đặc điểm địa nhiệt với phát triển địa hình [148], [6. - Các nghiên cứu về giai đoạn từ Pliocen - Hiện đại còn nhiều điểm chưa thống nhất và thiếu các minh chứng đủ sức thuyết phục về hoạt động nâng và phát triển trượt bằng phải của địa hình. - Sự biến đổi ứng suất và biến dạng trên bề mặt địa hình như thế nào. - Lào Cai, Yên Bái, Việt Trì,… 1 Do vậy, việc nghiên cứu đặc điểm phát triển địa hình trong mối tương quan với địa động lực hiện đại khu vực là cần thiết và cấp bách nhằm bổ sung và hỗ trợ tương hỗ lẫn nhau. - Nghiên cứu đặc điểm phát triển địa hình cho phép xác định tốc độ biến dạng địa hình trong khoảng thời gian dài nhưng độ chính xác lại hạn chế. - Như vậy, nghiên cứu đặc điểm phát triển địa hình được bổ sung và kiểm chứng bởi các kết quả nghiên cứu về địa động lực hiện đại. - Ngược lại, các kết quả về địa động lực hiện đại được soi sáng bởi các kết quả về sự phát triển địa hình trong khoảng thời gian dài. - Từ đó cho phép đánh giá, dự báo một cách chính xác hơn về sự phát triển địa hình và các quá trình địa động lực hiện đại cũng như các hệ quả của chúng (đặc biệt là tai biến động đất) trong tương lai. - Các vấn đề nêu trên là lý do để NCS chọn đề tài: “Đặc điểm phát triển địa hình trong mối liên quan với địa động lực hiện đại đới đứt gãy Sông Hồng”. - Mục tiêu của luận án Làm sáng tỏ mối liên quan giữa đặc điểm phát triển địa hình với kiến tạo trẻ và địa động lực hiện đại đới đứt gãy Sông Hồng từ Pliocen đến nay. - Phân tích mối quan hệ giữa đặc điểm địa hình hiện tại với chế độ địa động lực từ Pliocen tới nay và tai biến động đất liên quan. - Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Là các dạng địa hình được hình thành hoặc bị biến dạng bởi các quá trình địa động lực nội sinh từ Pliocen đến nay. - Chuyển động thẳng đứng tạo ra 9 bề mặt địa hình. - Tiêu biểu là đề tài “Đặc điểm phát triển địa hình trong mối tương quan với địa động lực đới ĐGSH từ Pliocen-Hiện tại” (Đề tài cấp Viện Địa chất, năm 2009. - Các loại bản đồ liên quan: Bản đồ địa hình khu vực tỷ lệ 1:50.000. - Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục, cấu trúc của luận án gồm 4 chương: Chương 1: Tổng quan vấn đề và các phương pháp nghiên cứu Chương 2: Đặc điểm địa mạo đới đứt gãy Sông Hồng Chương 3: Kiến tạo trẻ và địa động lực hiện đại đới đứt gãy Sông Hồng Chương 4: Mối liên quan giữa địa hình với địa động lực hiện đại và tai biến động đất đới đứt gãy Sông Hồng. - Địa động lực trẻ là những vận động địa chất xảy ra trong Paleogen- Đệ tứ dẫn đến hình thành địa hình và bình đồ kiến trúc hiện nay. - Theo NCS, sự am hiểu về quá trình kiến tạo trong vài triệu năm là cần thiết cho sự hiểu biết đầy đủ về đặc điểm phát triển địa hình trong mối liên quan với kiến tạo trẻ và địa động lực hiện đại cũng như giảm nhẹ tai biến địa chất, đặc biệt là tai biến động đất. - Nghiên cứu về sự hình thành và phát triển của địa hình trong khu vực, các nghiên cứu phần lớn tập trung vào cao nguyên Tây Tạng (Raymo và nnk, 1988 [98]. - Clark và nnk mà chưa quan tâm nhiều đến sự phát triển địa hình dọc các đứt gãy trượt bằng như ĐGSH. - Nhìn chung các sườn thung lũng suối rất dốc phân bố chủ yếu ở bậc địa hình cao trên 1000m. - Như vậy, độ dốc cũng có sự phân dị phù hợp với địa hình và cấu trúc kiến tạo. - ĐẶC ĐIỂM KIẾN TRÚC HÌNH THÁI Các đặc trưng KTHT phản ánh rõ các yếu tố địa hình được thành tạo do các chuyển động kiến tạo, đặc biệt là các chuyển động kiến tạo trẻ. - Đây là bậc địa hình thấp, phần sườn bên ngoài của dãy Fansipan. - Đây là địa hình núi trung bình (loại cao - độ cao tuyệt đối 1000-1.600m) sườn núi dốc. - Trong khu vực đá trầm tích địa hình có bề mặt tương đối bằng phẳng. - Vì vậy cấu trúc địa chất không được phản ánh rõ nét trên địa hình. - Địa hình được nâng cao mạnh mẽ nhất do ảnh hưởng của hoạt động kiến tạo trẻ. - Địa hình bị chia cắt và xâm thực sâu mạnh mẽ ở sườn cũng như ở đỉnh. - Đó là trong mối tương quan giữa địa hình và cấu trúc địa chất, nó được xem như là một cấu trúc hình thái nghịch. - Với đặc điểm địa mạo trên ta có thể kết luận là KTHT địa hình vẫn đang được nâng cao. - Sự hình thành và phát triển địa hình ngoài nhân tố tích cực là kiến tạo còn liên quan đến vai trò thạch học với sự tham gia của nhân tố ngoại sinh. - Đó chính là một trong những đặc điểm của địa hình đới ĐGSH và vùng núi kế cận. - ĐẶC ĐIỂM CÁC KIỂU NGUỒN GỐC ĐỊA HÌNH Do địa hình khu vực chịu ảnh hưởng của nhiều tác nhân khác nhau như các hoạt động nâng hạ kiến tạo, chuyển dịch phá hủy của các đứt gãy kiến tạo trẻ, quá trình phong hóa, bóc mòn, xâm thực, tích tụ,… nên địa hình khu vực rất đa dạng, phức tạp và nhiều nguồn gốc khác nhau. - Để phục vụ nghiên cứu các đặc trưng địa hình khu vực và mối liên quan của chúng với địa động lực hiện đại, NCS đã tiến hành thành lập bản đồ địa mạo khu vực theo nguyên tắc các bề mặt đồng nguồn gốc và tuổi (nguyên tắc nguồn gốc-lịch sử). - Kiểu địa hình có nguồn gốc kiến tạo Nếu xét trên phương diện kiến trúc hình thái (như đã trình bày ở Mục 2.3), có thể nói rằng: hầu hết các núi, khối núi, thung lũng và trũng giữa núi trong khu vực đều được hình thành nhờ các hoạt động kiến tạo: hoạt động nâng hạ kiến tạo, hoạt động chuyển dịch của đứt gãy và đều có ranh giới khá rõ nét bởi các đứt gãy. - Nhưng vì khu vực nghiên cứu - đới ĐGSH, vẫn đang xảy ra các hoạt động kiến tạo hiện đại nên các dạng địa hình kiến tạo trong khu vực nhiều nơi vẫn được thể hiện khá rõ nét. - Dọc đới ĐGSH, dạng địa hình do các hoạt động kiến tạo trẻ tạo nên thường phân bố thành dải hẹp, thể hiện sắc nét theo phương TB- ĐN dọc theo các đứt gãy kiến tạo lớn trong khu vực. - Dạng địa hình này có thể quan sát thấy rất rõ trên ảnh vệ tinh, mô hình số độ cao cũng như trên bản đồ địa hình đó là các bề mặt sườn có vách dốc đứng (thường trên 400), dọc theo bề mặt này, tại các cửa suối thường có các bề mặt nón phóng vật hoặc các dạng địa hình trẻ tuổi Đệ tứ bị biến dạng theo hướng dịch chuyển của đứt gãy (Hình 4.5 và Hình 4.6). - Ở những vùng địa hình thấp (dọc 2 bên bờ sông Hồng) cũng có thể quan sát thấy các dạng địa hình này thông qua sự biến vị của các bề mặt thềm sông, các đường sơn văn: dịch chuyển của sông suối, đường đỉnh theo đứt gãy (Hình 4.5, Hình 4.8). - Dạng địa hình này cũng tạo nên những ranh giới khá rõ nét giữa các bậc địa hình. - Trên bản đồ địa mạo, các dạng địa hình này được đánh số theo thứ tự là “1” và “2” (Hình 2.12). - Nhóm địa hình bóc mòn tổng hợp tuổi trước Pliocen Nhóm địa hình này thường là các bề mặt có độ cao trên 600m bao gồm. - Dạng địa hình này được đánh số “7” và “7.1” trên bản đồ địa mạo (Hình 2.12), đó là các bề mặt nghiêng thoải phân bố trên các đỉnh núi thấp hoặc ở dạng vai núi. - Bề mặt san bằng cao 200-300m, tuổi Pliocen giữa: Dạng địa hình này được đánh số “8” trên bản đồ địa mạo (Hình 2.12). - Dạng địa hình này đặc biệt phổ biến và dễ dàng quan sát thấy ở các trũng giữa núi, tạo kiểu bề mặt san bằng ven thung lũng như ở thung lũng Mường Hum, Văn Bàn, Tú Lệ, Nghĩa Lộ-Văn Chấn,… (Hình 2.12). - Bề mặt địa hình này 62 thường phát triển mạng lưới xâm thực dạng song song và dạng cành cây. - Sườn bóc mòn trọng lực: Dạng địa hình này phân bố ở phần trên của sườn gần đường chia nước. - Các quá trình hiện tại đang chuyển dần sang rửa trôi bề mặt do hoạt động bóc mòn địa hình ở các khu vực này. - Kiểu địa hình karst Trên bản đồ địa mạo (Hình 2.12), kiểu địa hình này bao gồm các dạng được đánh số từ “17” đến “23” đó là tập hợp các bề mặt đỉnh, thung lũng và sườn karst. - Các bề mặt đỉnh này tập hợp lại thành những bậc địa hình khá đặc trưng ở khu vực Bắc Hà, Mường Khương. - Địa hình do dòng chảy Khu vực nghiên cứu có mạng lưới sông ngòi khá phong phú. - Nhìn chung, nhóm dạng địa hình này khá đa dạng và phân bố rộng khắp dọc theo hệ thống thủy văn chính của khu vực nghiên cứu. - Nghiên cứu các dạng địa hình này mang nhiều ý nghĩa đối với các hoạt động địa động lực hiện đại, bởi vì các chúng còn giữ lại được nhiều dấu tích của hoạt động kiến tạo trẻ và hiện đại (vấn đề này sẽ được trình bày rõ ở Chương 4). - Dạng địa hình này có thể quan sát thấy ở các khu vực thuộc trũng Lào Cai (Ảnh 2.5, Hình 4.3, Hình 4.5), Yên Bái, các xã Vũ Ẻn, Đỗ Xuyên, Mai Tùng, Minh Hạc, Phương Xá, Hoàng Cương, Thanh Đình, Bảo Nhai (Ảnh 2.6. - Bề mặt thềm xâm thực-tích tụ bậc I, tuổi Pleistocen muộn Dạng địa hình này phát triển khá liên tục dọc sông Hồng và sông Chảy từ Lào Cai tới Việt Trì, song mức độ phổ biến hơn là khu vực dọc sông Hồng. - Bề mặt thềm xâm thực-tích tụ bậc IV, tuổi Pleistocen sớm Dạng địa hình này được đánh số “24” trên bản đồ địa mạo (Hình 2.12), chiếm diện tích không nhiều trong khu vực nghiên cứu, có thể quan sát thấy ở Hoàng Thắng, Xuân Ai, Máng Nước, Mỹ Lương. - Hình 2.13: Các dạng địa hình thềm khu vực xã Báo Đáp Nhìn chung địa hình trong vùng có nguồn gốc khác nhau, khá phức tạp, nhưng tính phân bậc địa hình vẫn được thể hiện khá rõ nét. - Mỗi bậc địa hình có nguồn gốc hình thành riêng. - Nhưng cũng có khi trong cùng một nguồn gốc hình thành có hai bậc địa hình khác nhau. - Trên các bậc địa hình có khi còn giữ nguyên được các bề mặt cổ, có khi bị chia cắt, bóc mòn, xâm thực làm lu mờ các dấu vết ban đầu. - LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN ĐỊA HÌNH 2.5.1. - Đã có nhiều mô hình được xây dựng để nghiên cứu về sự hình thành và phát triển của địa hình- kiến tạo của đới ĐGSH và có thể thấy nổi lên hai quan điểm chính. - Tuy nhiên, mô hình thúc trượt (extrusion model) của Tapponnier và nnk có ảnh hưởng lớn nhất trong các công trình nghiên cứu về sự phát triển địa hình khu vực. - Như vậy, quá trình phát triển địa hình luôn để lại dấu ấn thông qua nhiều dấu hiệu khác nhau. - Tổng sự biến vị trượt bằng trái của địa hình trong giai đoạn này vào khoảng 700 ± 200 km và địa hình phát triển nâng yếu (0.03mm/năm), bề mặt san bằng cao 1600m (bề mặt Sa Pa) trong khu vực được hình thành trong giai đoạn này (Lê Đức An, 2003 [3. - Lịch sử phát triển địa hình khu vực và vùng lân cận từ Pliocen tới nay Trái ngược với sự biến dạng dẻo, trượt bằng trái trong giai đoạn trước Pliocen, giai đoạn từ Pliocen tới nay, đới ĐGSH là một thể địa mạo tiêu biểu, một cấu trúc trượt bằng phải và gần như là giới hạn phía đông bắc của đới trượt cắt Ailao Shan. - Trong giai đoạn này, địa hình khu vực thời kỳ này nâng lên rất mạnh, điển hình là dãy Himalaya nâng mạnh gấp 38 lần thời kỳ trước (Lê Đức An, 2003 [3. - Đối với khu vực đới ĐGSH đoạn Lào Cai-Việt Trì, qua quá trình nghiên cứu, thành lập bản đồ địa mạo (Hình 2.12), tổng hợp tài liệu về các bề mặt san bằng trẻ, các thềm sông và trầm tích liên quan, trong giai đoạn từ Pliocen tới nay có thể quan 73 sát thấy 3 giai đoạn phát triển của địa hình theo phương thẳng đứng và chuyển dịch theo phương ngang với cơ chế trượt bằng phải. - Hoạt động phun trào bazan chỉ diễn ra trong phạm vi hẹp nên ít ảnh hưởng đến bề mặt địa hình. - Đặc điểm các dạng địa hình này xem thêm ở Mục 2.4.2.2. - Giai đoạn 2 (từ Pleistocen sớm đến cuối Pleistocen giữa): địa hình vẫn tiếp tục chuyển dịch bằng phải nhưng tốc độ giảm hơn so với giai đoạn trước