Tài liệu Phân tích đặc điểm địa chất tỉnh lai châu và các tai biến địa chất

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÂY BẮC NGUYỄN THỊ LONG PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT TỈNH LAI CHÂU VÀ CÁC TAI BIẾN ĐỊA CHẤT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Sơn La, năm 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÂY BẮC NGUYỄN THỊ LONG PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT TỈNH LAI CHÂU VÀ CÁC TAI BIẾN ĐỊA CHẤT Chuyên ngành: Địa lí tự nhiên KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Ngƣời hƣớng dẫn: ThS. Nguyễn Văn Minh Sơn La, năm 2014 LỜI CẢM ƠN Với tất cả tình cảm chân thành, tác giả xin bày tỏ lòng cảm ơn Ban Giám hiệu trường Đại học Tây Bắc, các thầy cô giáo trong khoa Sử - Địa cùng các phòng ban chức năng đã tạo điều kiện giúp đỡ tác giả trong quá trình nghiên cứu và hoàn thiện khóa luận. Tác giả xin được bày tỏ sự biết ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn ThS. Nguyễn Văn Minh - đã rất nhiệt tình giúp đỡ, hướng dẫn tận tâm, đóng góp nhiều ý kiến trong suốt quá trình tác giả thực hiện khóa luận để khóa luận có thể hoàn thành có chất lượng và đúng thời hạn. Trong quá trình thực hiện khóa luận, tác giả còn nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Lai Châu, Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Lai Châu, Trung tâm Khí tượng Thủy văn tỉnh Lai Châu, Thư viện trường Đại học Tây Bắc đã giúp đỡ trong việc sưu tầm tài liệu, số liệu. Tác giả cũng đặc biệt gửi lời cảm ơn chân thành tới người thân trong gia đình, thầy giáo chủ nhiệm, bạn bè đã động viên giúp đỡ tác giả rất nhiều trong suốt quá trình thực hiện khóa luận. Tác giả xin chân thành cảm ơn! Sơn La, tháng 5 - năm 2014 Sinh viên Nguyễn Thị Long DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Viết là Đọc là CSDL Cơ sở dữ liệu ĐG Đứt gãy ĐCB – TY Đới đứt gãy Cao Bằng – Tiên Yên ĐĐK – H Đới đứt gãy Đa Krông – Huế ĐSK – NHS Đới đứt gãy Sông Kôn – Ngũ Hành Sơn TBĐC Tai biến địa chất TB – ĐN Tây Bắc – Đông Nam PHTKT Phức hệ thạch kiến tạo NXB Nhà xuất bản UNESCO Tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hóa của Liên hiệp quốc TUSKT Trường ứng suất kiến tạo DANH MỤC BẢNG BIỂU BẢNG BIỂU STT Số bảng Tên bảng Trang 1 Bảng 1 Phân bố của một số nguyên tố trong môi 21 trường đất 2 Bảng 2 Hàm lượng trung bình của một số nguyên tố trong đất 22 MỤC LỤC MỞ ĐẦU .............................................................................................................. 1 1. Lý do chọn đề tài ............................................................................................... 1 2. Lịch sử nghiên cứu ............................................................................................ 2 3. Mục tiêu, nhiệm vụ............................................................................................ 4 3.1. Mục tiêu.......................................................................................................... 4 3.2. Nhiệm vụ ........................................................................................................ 4 4. Đối tượng nghiên cứu ........................................................................................ 4 5. Giới hạn nghiên cứu .......................................................................................... 5 6. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................... 5 6.1. Phương pháp thu thập, xử lí, phân tích, tổng hợp nguồn tài liệu ................... 5 6.2. Phương pháp thực địa ...................................................................................... 5 6.3. Phương pháp bản đồ ....................................................................................... 6 7. Đóng góp của khóa luận .................................................................................... 6 8. Cấu trúc khóa luận............................................................................................. 7 CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN ........................................... 8 1.1. Cơ sở lí luận ................................................................................................... 8 1.1.1. Khái niệm về địa chất học ........................................................................... 8 1.1.2. Lí luận về tai biến địa chất .......................................................................... 8 1.1.3. Phân loại tai biến địa chất ......................................................................... 10 1.2. Cơ sở thực tiễn ............................................................................................. 11 1.2.1. Nguy cơ tai biến địa chất ở Việt Nam ....................................................... 11 1.2.2. Tình hình nghiên cứu tai biến địa chất ở Lai Châu ................................... 14 CHƢƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN, ĐỊA CHẤT TỈNH LAI CHÂU ẢNH HƢỞNG ĐẾN TAI BIẾN ĐỊA CHẤT ............................................................ 16 2.1. Sơ lược đặc điểm tự nhiên tỉnh Lai Châu .................................................... 16 2.1.1. Vị trí địa lí ................................................................................................. 16 2.1.2. Đặc điểm khí hậu, thời tiết và thiên tai ..................................................... 16 2.1.3. Đặc điểm địa hình, thủy văn và rừng ........................................................ 17 2.1.4. Đặc điểm vỏ phong hóa, thổ nhưỡng ........................................................ 18 2.2. Đặc điểm địa chất tỉnh Lai Châu .................................................................. 22 2.2.1. Các phân vị địa tầng .................................................................................. 22 2.2.1.1. Cambri – Orđovic ................................................................................... 23 2.2.1.2. Orđovic – Silur ....................................................................................... 23 2.2.1.3. Đevon hạ ................................................................................................ 24 2.2.1.4. Cacbon – Pecmi ...................................................................................... 25 2.2.1.5. Trias ........................................................................................................ 26 2.2.1.6. Jura ......................................................................................................... 27 2.2.1.7. Kreta ....................................................................................................... 28 2.2.1.8. Paleogen ................................................................................................. 29 2.2.2. Các đới cấu trúc, các phức hệ magma ....................................................... 30 2.2.2.1. Các đới cấu trúc...................................................................................... 30 2.2.2.2. Các phức hệ magma ............................................................................... 31 2.2.3. Các nhóm đá chính .................................................................................... 32 2.2.4. Đặc điểm Tân kiến tạo .............................................................................. 34 2.2.5. Đặc điểm địa hình, địa mạo....................................................................... 35 CHƢƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM TAI BIẾN ĐỊA CHẤT VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP PHÒNG, TRÁNH, GIẢM THIỂU HẬU QUẢ................................... 39 3.1. Đặc điểm tai biến địa chất tại Lai Châu ....................................................... 39 3.2. Phân vùng dự báo nguy cơ xảy ra tai biến địa chất chung tại tỉnh Lai Châu ..... 49 3.3. Đề xuất biện pháp phòng tránh, giảm thiểu hậu quả do tai biến địa chất gây ra tại Lai Châu ..................................................................................................... 49 KẾT LUẬN ........................................................................................................ 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 57 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Tại Việt Nam trước đây nghiên cứu tai biến địa chất thường được gắn liền với công tác điều tra địa chất hoặc sau khi tai biến đã xảy ra. Việc điều tra tai biến địa chất như quan trắc, đo đạc, phân tích, đánh giá các yếu tố tác động và ảnh hưởng của các tai biến địa chất đối với các công trình và hoạt động kinh tế của con người chưa được quan tâm đúng mức. Khi xảy ra các tai biến địa chất chúng ta luôn ở thế bất ngờ, bị động và chưa thực sự chuẩn bị ứng phó. Tại khu vực khóa luận nghiên cứu, trong những năm gần đây đã xảy ra nhiều vụ tai biến địa chất như: động đất, sụt đất, lũ quét, trượt – lở đất đá… gây xôn xao dư luận và làm ảnh hưởng rất lớn đến đời sống của các khu dân cư nơi xảy ra các hiện tượng tai biến. Địa bàn nghiên cứu đang trong quá trình phát triển khá nhanh. Theo dự kiến, trong những năm tới sẽ có nhiều công trình, khu đô thị mới được xây dựng nên việc nghiên cứu các tai biến địa chất tiềm ẩn, liên quan đến quá trình phát triển cơ sở hạ tầng tỉnh có ý nghĩa to lớn về mặt khoa học. Để có cơ sở xây dựng kế hoạch phát triển kinh tế - xã hội lâu dài của tỉnh như: phát triển đô thị, xây dựng các công trình hạ tầng cơ sở, nâng cao mức sống của nhân dân, bảo vệ môi trường… thì việc nắm vững toàn diện và đồng bộ về điều kiện địa chất, tài nguyên khoáng sản, địa chất thủy văn và các tai biến địa chất là vô cùng quan trọng và cần thiết. Chỉ ra được những khu vực có nguy cơ sảy ra tai biến, làm sáng tỏ đặc điểm và đề xuất các giải pháp xử lí thích hợp các tai biến địa chất nhằm góp phần xây dựng kế hoạch xây dựng kế hoạch sử dụng hợp lý lãnh thổ. Hơn thế nữa, các công trình nghiên cứu, điều tra cơ bản về địa chất, địa chất thủy văn, tai biến địa chất của tỉnh Lai Châu còn nghèo nàn, sơ lược, không đồng đều và không đồng bộ. Hiện tại chưa có Bộ cơ sở dữ liệu về địa chất, địa chất thủy văn và tai biến địa chất của tỉnh Lai Châu. Dó đó việc tiến hành thực hiện khóa luận “Phân tích đặc điểm địa chất tỉnh Lai Châu và các tai biến địa chất” sẽ có ý nghĩa vô cùng thiết thực và cấp bách. 1 2. Lịch sử nghiên cứu Trên phạm vi toàn cầu, các vấn đề nghiên cứu tai biến thiên nhiên nói chung và các tai biến địa chất nói riêng cũng đã được quan tâm đầu tư nghiên cứu từ rất sớm, đặc biệt từ những năm 60 trở lại đây. Từ 1960, UNESCO đã cam kết đề xuất các biện pháp giảm nhẹ các rủ ro bởi các tai biến địa chất (TBĐC), hỗ trợ cho các nghiên cứu về tai biến khí tượng, thủy văn. Có thể nói UNESCO đã thành công trong nghiên cứu tai biến thiên nhiên, tai biến địa chất, giảm nhẹ thiên tai ở nhiều quốc gia. Năm 1972, UNDRO ra đời đánh dấu một nấc mới cho sự phát triển của các nghiên cứu tai biến thiên nhiên. Các quốc gia Châu Á và Đông Nam Á cũng rất quan tâm đến vấn đề nghiên cứu TBĐC và giảm nhẹ thên tai. Từ năm 1994 đến nay Nhật Bản chủ trì dự án “Lập bản đồ tai biến thiên nhiên khu vực Đông Á” và hằng năm đều tiến hành các cuộc hội nghị, hội thảo về vấn đề tai biến nói chung và giảm nhẹ thiên tai. (Tokyo, 1994; Bắc Kinh, 1996; Tsukuba, 1998; Subic, 2000). Tại cuộc hội thảo về “Lập bản đồ tai biến thiên nhiên khu vực Đông Á” tổ chức năm 1996 tại Bắc Kinh (Trung Quốc) Tiến sỹ Trần Văn Trị đã trình bày khái quát tình hình nghiên cứu TBĐC ở Việt Nam cũng như phương pháp trong thời gian tới. Ở Việt Nam vấn đề nghiên cứu một cách toàn diện TBĐC nói riêng và địa chất môi trường nói chung chỉ mới được đề cập trong những năm gần đây. Hiện tại ở nước ta chưa có bản đồ dự báo khoanh vùng TBĐC trên phạm vi toàn quốc (vĩ mô). Có lẽ hiện tượng TBĐC được nghiên cứu đầy đủ và thành công nhất ở nước ta là động đất thông qua các trạm quang trắc địa chấn. Có khá nhiều công trình nghiên cứu động đất trong đó có nhiều đề tài cấp nhà nước. Vấn đề động đất vẫn đang được nhà nước đầu tư nghiên cứu tiếp. Hiện tượng trượt đất, lũ quét và nứt đất cũng được quan tâm nghiên cứu bởi nhiều cơ quan khác nhau như: Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, Viện Địa chất, Đại học Khoa học Tự nhiên, Mỏ Địa chất… Nhưng đa số các công trình nghiên cứu chỉ mang tính 2 định hướng, khái quát. Trong đó, đáng chú ý nhất là công trình nghiên cứu địa hóa sinh thái của Đỗ Văn Ái (1993). Việc sử dụng phương pháp viễn thám và GIS trong nghiên cứu điều tra lập bản đồ dự báo TBĐC ở Việt Nam còn rất hạn chế và mới chỉ có bước khởi đầu. Từ năm 1999 đến nay, có khá nhiều công trình nghiên cứu, điều tra TBĐC ở nhiều cơ quan khác nhau đã mang lại nhiều thành quả nhất định. Trong đó các công trình đáng chú ý nhất là các công trình nghiên cứu động đất của Nguyễn Đình Xuyên và Nguyễn Ngọc Thủy (2000, 2002), nghiên cứu môi trường địa chất vùng lòng hồ thủy điện Sơn La của Đỗ Tuyết (1999), nghiên cứu đánh giá tổng hợp các loại hình TBĐC của Trần Trọng Thụ (2001) và nghiên cứu thiên tai ở Việt Nam của Vũ Cao Minh (2000). Ở nước ta, có một số hiện tượng TBĐC đã được tiến hành nghiên cứu từ nhiều năm trước đây (như hiện tượng động đất, nứt đất, karts, biến đổi mực nước ngầm…) nhưng các kết quả nghiên cứu chưa được sử dụng triệt để. Mối hiểm họa của chúng chưa được đánh giá đúng mức. Mặt khác, các thiết bị nghiên cứu cũng đã lạc hậu so với hiện nay. Trong mấy năm gần đây đã có một số công trình (báo cáo khoa học) đề cập tới TBĐC, các công trình đều khẳng định tính cấp thiết và ý nghĩa to lớn của việc nghiên cứu và điều tra TBĐC. Cho đến giữa những năm 90 của thế kỷ XX, một số cán bộ công tác trong lĩnh vực môi trường và địa chất đã đưa ra những nhận định và đánh giá đó là Việt Nam chúng ta luôn luôn bị bất ngờ trước những thiên tai thiên nhiên nói chung và TBĐC nói riêng. Chúng ta chưa thực sự chuẩn bị và sẵn sàng để ứng phó với các tai biến thiên nhiên mang đến. Chỉ trong vài năm trở lại đây, trước thực trạng gia tăng của các TBĐC, một số công trình, chương trình, đề tài nghiên cứu liên quan đến các vấn đề của TBĐC đã và đang được triển khai ở một số cơ quan, trường đại học, Viện nghiên cứu và các tổ chức quốc tế. Hai công trình đáng chú ý nhất là: đề tài độc lập cấp nhà nước Nghiên cứu đánh giá tổng hợp các loại hình TBĐC trên lãnh thổ Việt Nam và các giải pháp phòng tránh do Tiến sỹ Trần Trọng Huệ, Viện trưởng Viện Địa chất làm chủ nhiệm (2001) và Dự án UNDP Project DMU 3 VIE/97/2002 về nghiên cứu thiên tai ở Việt Nam do Tiến sỹ khoa học Vũ Cao Minh (Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn) làm trưởng nhóm (2000). Ngoài các công trình nêu trên, còn có một số bài báo công trình nghiên cứu của các cá nhân ít nhiều có đề cập đến TBĐC trong thời gian gần đây như các vấn đề ô nhiễm nước ngầm, phóng xạ, asen, khai thác khoáng sản… Trong nội dung của “Chương trình Điều tra Địa chất đô thị” do Viện Nghiên cứu Địa chất và Khoáng sản, Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam tiến hành trong giai đoạn 1990 – 2000 cũng có đề cập đến TBĐC mặc dù ở mức độ hạn chế. Các đề án điều tra TBĐC tổng quan do Bộ Công nghiệp chủ trì bắt đầu được triển khai từ năm 2000 đã bắt đầu mở ra một trang mới vô cùng quan trọng trong nhận thức về mối hiểm họa của các loại TBĐC gây ra đối với con người, tiến tới việc tiến hành một chương trình điều tra, quan trắc TBĐC đồng bộ trên toàn quốc. 3. Mục tiêu, nhiệm vụ 3.1. Mục tiêu Làm sáng tỏ và cập nhật các thông tin về đặc điểm địa chất của tỉnh Lai Châu trên cơ sở phân tích, tổng hợp các tài liệu hiện có kết hợp với điều tra, nghiên cứu bổ sung nhằm xây dựng tài liệu địa chất tỉnh Lai Châu. Phân tích đặc điểm, hiện trạng của các loại tai biến xảy ra trong tỉnh. Xác định nguyên nhân, điều kiện hình thành và đề xuất giải pháp giảm thiểu hậu quả của các tai biến địa chất như: động đất, lũ lụt, đứt gãy hoạt động… gây ra. 3.2. Nhiệm vụ Sưu tầm, tổng hợp tài liệu, số liệu, dữ liệu về đặc điểm địa chất tỉnh Lai Châu phục vụ cho nghiên cứu khóa luận. Phân tích, đánh giá để làm sáng tỏ hai nhiệm vụ: phân tích đặc điểm địa chất và hiện trạng tai biến địa chất ở tỉnh. Xác định nguyên nhân, đề xuất các giải pháp giải quyết mục tiêu 3. 4. Đối tƣợng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu của khóa luận là đặc điểm địa chất và các tai biến địa chất có liên quan ở tỉnh Lai Châu. 4 5. Giới hạn nghiên cứu - Không gian: Khóa luận chỉ nghiên cứu trong phạm vi không gian của tỉnh Lai Châu. Toạ độ địa lí từ 25051’’ đến 22049’’ Bắc và 102019’’ đến 103059’’ Đông. - Về nội dung: Tập trung phân tích đặc điểm địa chất và các tai biến địa chất tỉnh Lai Châu. 6. Phƣơng pháp nghiên cứu 6.1. Phương pháp thu thập, xử lí, phân tích, tổng hợp nguồn tài liệu Trong các phương pháp nghiên cứu địa lí thì đây là phương pháp truyền thống. Dữ liệu được coi như tiền đề không thể thay thế, còn số liệu được xem như xương sống của quá trình nghiên cứu, nhằm làm sáng tỏ, tường minh vấn đề nghiên cứu. Phương pháp này sử dụng kết quả của việc thu thập tài liệu, quan sát thực địa. Với việc quan sát, đo đạc, tìm hiểu thực tế các đối tượng, tiến hành thực nghiệm, xử lí thông tin qua hệ thống phân tích - tổng hợp, kết hợp nội suy và ngoại suy. Trong nghiên cứu địa chất tỉnh Lai Châu, việc thu thập tài liệu là một khâu hết sức quan trọng. Nguồn tài liệu cần thu thập có thể ở dạng tài liệu thành văn hoặc tài liệu bản đồ. Các tài liệu này thường không đầy đủ và thiếu đồng bộ, nguồn tài liệu của tỉnh thường tập trung ở Uỷ ban kế hoạch, Sở khoa học và công nghệ, chi cục thống kê và các cơ quan, ban ngành có liên quan (nông, lâm, công nghiệp, thủy lợi...). Do đặc điểm nguồn tài liệu ở tỉnh còn thiếu và không đồng bộ, nên việc xử lí tài liệu thô đã thu tập cần phải được xử lí thành tài liệu tinh, để từ đó rút ra những nhận xét chính xác về tự nhiên, kinh tế - xã hội của tỉnh. 6.2. Phương pháp thực địa Trong nghiên cứu địa lý tự nhiên và nghiên cứu địa lí kinh tế xã hội, phương pháp thực địa với việc quan sát, đo đạc, tìm hiểu, nghiên cứu thực tế các đối tượng tự nhiên - kinh tế - xã hội trong toàn tỉnh được coi là phương pháp chính, đưa lại hiệu quả nhất, khách quan nhất nhằm bổ trợ cho các phương pháp khác. 5 Phương pháp thực địa có ý nghĩa quan trọng trong việc khảo sát địa lý địa phương. Khi nghiên cứu về địa danh ở địa phương, muốn tìm hiểu sâu sắc vấn đề hiện trạng thì việc thực địa khảo sát cho chúng ta có cái nhìn toàn diện và sâu sắc. Từ đó đánh giá đúng hiện trạng, tiềm năng có và những biện pháp khắc phục. Khi nghiên cứu về địa phương thì những nguồn tài liệu chính thống còn khá nghèo nàn và sơ bộ, vì vậy việc khảo sát thực địa có ý nghĩa rất lớn với khóa luận, nghiên cứu nhằm làm sáng tỏ các mục tiêu và nhiện vụ của khóa luận đặt ra. 6.3. Phương pháp bản đồ Đây là phương pháp truyền thống không thể thiếu của khoa học địa lí. Trong nghiên cứu địa lí tỉnh Lai Châu, phương pháp bản đồ được vận dụng trong tất cả các khâu như: phân tích, xử lí số liệu, biên tập bản đồ, lựa chọn các phương pháp biểu hiện, phân tích đánh giá các biểu đồ để xác định sự phân bố các đối tượng địa lí trong không gian. Mặt khác, trong quá trình nghiên cứu cần xây dựng bản đồ phân vùng dự báo tai biến địa chất ở tỉnh Lai Châu. Việc nghiên cứu bản đồ có ý nghĩa hết sức quan trọng trong việc tư duy logic, trực quan khoa học hơn, tăng sức thuyết phục và giá trị cho khóa luận. 7. Đóng góp của khóa luận Khóa luận hoàn thành là tư liệu cần thiết để chúng ta hiểu sâu sắc về địa lí tỉnh Lai Châu nói chung, đặc điểm địa chất và các tai biến địa chất nói riêng, ngoài ra khóa luận còn có đóng góp sau: Dựa trên nguồn tài liệu của các nhà nghiên cứu, tác giả tổng hợp, phân tích kết hợp với công tác thực địa. Tác giả đã phân tích hiện trạng tai biến địa chất do đặc điểm địa chất mang lại. Đã có rất nhiều các công trình nghiên cứu của các nhà khoa học về vấn đề này, tuy nhiên chúng chư thực sự chi tiết, cụ thể và đồng nhất. Khóa luận hoàn thành là tài liệu đầy đủ, sâu sắc và cụ thể về vấn đề địa chất tỉnh Lai Châu. Là tư liệu tham khảo cho nghiên cứu, học tập, giảng dạy: địa chất, địa lí trung học phổ thông. Khóa luận hoàn thành còn là tư liệu tham khảo, giúp cho Tỉnh ủy, Hội đồng Nhân dân, Uỷ ban Nhân dân và một số Ban, Ngành chức năng của tỉnh 6 phục vụ định hướng phát triển kinh tế - xã hội, quy hoạch phát triển vùng, quy hoạch ngành, tái định cư… 8. Cấu trúc khóa luận Ngoài phần mở đầu và kết luận khóa luận gồm ba chương: Chương 1. Cơ sở lí luận và thực tiễn. Chương 2. Đặc điểm địa chất tỉnh Lai Châu. Chương 3. Đặc điểm tai biến địa chất và đề xuất giải pháp phòng tránh, giảm thiểu hậu quả do tai biến địa chất gây ra tại Lai Châu. 7 CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1.1. Cơ sở lí luận 1.1.1. Khái niệm về địa chất học Cụm từ “Địa chất học” xuất phát từ chữ Hy Lạp Geologia (Geo: Trái Đất và logia: nghiên cứu hoặc khoa học). Như vậy địa chất học là môn khoa học nghiên cứu về quy luật hình thành, phát triển, biến đổi của Trái Đất và các yếu tố của nó trong quá khứ, hiện tại. Những nhà khoa học nghiên cứu về các vấn đề trên được gọi là nhà địa chất (geologist). Các nhà địa chất tiến hành nghiên cứu ở khắp nơi trên Trái Đất từ những miền núi cao, băng giá tới đáy đại dương. Những công việc của họ là nhằm hiểu biết tất cả các quá trình xảy ra trên Trái Đất và giải đoán lịch sử phát triển lâu dài, phức tạp của Trái Đất. Các quá trình nghiên cứu của các nhà địa chất tuân theo tất cả các quy luật tự nhiên được các nhà vật lý, hóa học và toán học phát triển. Địa chất học cũng là một ngành có tính thực tiễn đặc biệt vì nó là khoa học nghiên cứu về Trái Đất mà chúng ta đang sống. Những kết quả nghiên cứu có thể được kiểm chứng hoặc dựa trên những bằng chứng thực tế mà từ đó đem lại hiểu biết về các hành vi của Trái Đất. 1.1.2. Lí luận về tai biến địa chất Nhiều nhà địa chất cho rằng tai biến địa chất (TBĐC) là một dạng của tai biến thiên nhiên. Nói về các loại tai biến thiên nhiên, hiện tại các nhà nghiên cứu cũng có những ý kiến khác nhau. Có người cho tai biến thiên nhiên gồm các tai biến có nguồn gốc nội sinh và nguồn gốc ngoại sinh. Lại có tác giả gộp vào hai nhóm chính đó là: các tai biến địa chất và các tai biến khí tượng thủy văn. Các tác giả đều thống nhất rằng ranh giới phân định giữa các loại tai biến đôi khi không rõ ràng. Ví dụ, trượt đất ngoài các tác nhân về địa chất, địa mạo lại có thêm tác nhân của mưa liên quan đến khí xoáy thuận nhiệt đới; xói lở bờ biển bị ảnh hưởng đáng kể bởi các điều kiện bão tố; dòng biển. 8 Tai biến địa chất (Geological hazards) là các hiểm họa thiên nhiên (thiên tai) vô cùng nguy hiểm đối với con người và môi trường sống. Tai biến địa chất luôn luôn đe dọa và ảnh hưởng tới cuộc sống của con người suốt trong quá trình lịch sử từ khi mới bắt đầu xuất hiện trên Trái Đất cho tới ngày nay. Trong mấy năm gần đây, trên thế giới, ở lục địa Châu Á nói chung và ở nước ta nói riêng, TBĐC phát triển với chiều hướng gia tăng và gây nhiều thiệt hại không nhỏ về người và của cải vật chất. Ví dụ, hằng năm ở Trung Quốc, thiệt hại về kinh tế do thiên tai gây ra dao động từ 30 đến 50 tỷ nhân dân tệ (trong đó ít nhất ¼ thệt hại do TBĐC). Ở nước ta, mức độ thiệt hại do TBĐC cũng không nhỏ. Chỉ tính riêng cho thập kỷ 90 (1990 – 2000), thiên tai ở Việt Nam đã làm 7.495 người chết; 750.000 ha lúa và hoa màu bị mất trắng; 5,5 triệu nhà cửa bị phá hủy và hư hại nặng; 8.823 tàu thuyền bị chìm. Tổng thiệt hại là 2 tỷ USD. (Theo báo Công an Nhân dân số 887, ngày 28/4/2000). Mối hiểm họa của TBĐC tỷ lệ thuận với tốc độ phát triển dân số, với tốc độ đô thị hóa, tốc độ phát triển của các công trình cơ sở hạ tầng. Tuy nhiên, con người hoàn toàn có thể kiểm soát và dự báo trước TBĐC. Việc dự báo và đề xuất các phương án phòng, tránh hoặc khống chế các hiểm họa do TBĐC gây ra là một vấn đề vô cùng cấp bách và thiết thực. Công việc này phải do chính đội ngũ cán bộ khoa học kỹ thuật địa chất tiến hành. Để dự báo TBĐC các nhà địa chất phải tìm ra được mối liên quan giữa các quá trình, các hiện tượng địa chất xảy ra trên bề mặt Trái Đất nói riêng và trong phạm vi vỏ Trái Đất nói chung với sự xuất hiện TBĐC. Để dự báo TBĐC chính xác và nhanh nhất người ta phải sử dụng một tập hợp các phương pháp nghiên cứu từ truyền thống đến hiện đại. Hai phương pháp hàng đầu hiện nay mà người ta bắt buộc phải sử dụng trong tập hợp phương pháp đó là: Phương pháp viễn thám và công nghệ GIS. Việc nghiên cứu điều tra TBĐC không chỉ đơn thuần mang tính chất kinh tế mà nó mang tính chất xã hội nhằm cung cấp các thông tin phục vụ cho sự phát triển bền vững của đất nước. 9 Có nhiều định nghĩa về khái niệm TBĐC và các định nghĩa đó gần giống nhau. Có thể hiểu TBĐC như cách định nghĩa của các nhà nghiên cứu thuộc Sở Địa chất Mỹ năm 1984: “TBĐC là các điều kiện, hiện tượng địa chất hoặc có liên quan đến địa chất xuất hiện tự nhiên hoặc do con người gây ra, gây nguy hiểm hoặc có tiềm năng gây nguy hiểm cho tính mạng và tài sản của con người”. Theo Sở Địa chất Hoa Kỳ (Smith, 1996): “TBĐC một điều kiện, một quá trình địa chất gây nguy hiểm, đe doạ sức khoẻ con người, tài sản công dân, chức năng hay kinh tế một cộng đồng”. Trong cuốn “Các TBĐC ở Trung Quốc và biện pháp phòng ngừa và khống chế chúng” (Geological hazards in China anh their prevention and control) xuất bản tại Bắc Kinh năm 1991. Các nhà khoa học Trung Quốc định nghĩa TBĐC như sau: “TBĐC là bất cứ hiện tượng địa chất nào đã học sẽ xẩy ra, trực tiếp hoặc gián tiếp làm xấu đi môi trường sống, đe dọa đến sự an toàn tính mạng con người và ảnh hưởng đến sự phát triển sinh thái của sinh quyển”. Họ xếp 31 hiện tượng địa chất ở Trung Quốc vào TBĐC. Trong cuốn “Từ điển Địa chất giải thích” do Robert L.Bates và Julia A.Jacson biên soạn năm 1984 và tái bản lần thứ 3 năm 1987 thì: “TBĐC là các điều kiện, hiện tượng địa chất tự nhiên hoặc nhân sinh nguy hại hoặc có tiềm năng gây nguy hại cho đời sống con người và của cải vật chất”. Các tác giả này xếp các hiện tượng như: động đất, trượt đất, đá đổ, đá rơi, đá lăn, sạt đất, sụt do karst, đứt gãy hoạt động, rò rỉ thấm nước đê đập, tai biến do khai thác khoáng sản, lũ ống, lũ quét, ô nhiễn nước ngầm, xâm ngập mặn, xói lở đường bờ sông, biển,… vào TBĐC. 1.1.3. Phân loại tai biến địa chất Có nhiều cách phân loại tai biến địa chất, phụ thuộc vào mục đích sử dụng của hệ thống ta phân thành 3 loại: - Theo nguồn gốc: + Tai biến tự nhiên. + Tai biến nhân tạo. + Tai biến hỗn hợp. 10 Cách phân loại này chỉ phù hợp cho việc đơn giản các thông tin tai biến, dễ hiểu, phù hợp với trình độ đa số dân chúng. - Theo cơ chế vận hành của tai biến: + Loại xảy ra đột ngột, nhanh, dữ dội và kết thúc nhanh chóng ( núi lửa phun trào, động đất, lũ quét,…). Còn gọi là tai biến cấp diễn. + Loại xảy ra từ từ, chậm chạp, không quan sát được trong 1 khoảng thời gian ngắn, dai dẳng, trường kỳ (sự dâng lên của mực nước biển, sự suy thoái của đất do bóc mòn, rửa trôi, sự thiếu hụt iốt trong môi trường,…). Còn gọi là tai biến trường diễn. Cách phân loại này phù hợp với việc ứng xử tai biến, giảm thiểu tối đa thiệt hại do tai biến gây ra. - Theo động lực của quá trình tai biến địa chất. Tai biến địa chất theo động lực vận hành gồm: + Tai biến động lực: bao gồm địa động lực nội sinh, ngoại sinh và nhân sinh. + Tai biến sinh địa hóa: liên quan đến sự tích lũy ngoài ngưỡng sinh thái của các nguyên tố hay hợp chất trong môi trường có ảnh hưởng xấu đến sức khỏe cộng đồng. Tai biến này cũng là tai biến trường diễn. Sự tích lũy các chất gây hại trong môi trường được gọi là quá trình ô nhiễm môi trường địa chất. Đó có thể là quá trình ô nhiễm tự nhiên hay nhân tạo. 1.2. Cơ sở thực tiễn 1.2.1. Nguy cơ tai biến địa chất ở Việt Nam Liên đoàn Bản Đồ Địa chất miền Bắc đã chỉ ra rằng hiện có 3 đới đứt gãy quan trọng vẫn đang hoạt động trên lãnh thổ nước ta. Cần chú ý theo dõi để kịp thời ứng phó khi tai biến địa chất xảy ra. Đứt gãy Tân kiến tạo, đặc biệt là các đứt gãy hoạt động trong giai đoạn từ Neogen đến Đệ tứ là nguyên nhân gây ra nhiều dạng tai biến địa chất nguy hiểm như: động đất, nứt đất, trượt – lở đất đá… Từ kết quả nghiên cứu thực tế và trên hệ thống bản đồ địa chất, các nhà khoa học đã chỉ ra 3 đới đứt gãy chính trên bình đồ cấu tạo địa chất Việt Nam được hình thành và còn đang được tiếp tục 11 các hoạt động mạnh mẽ gồm đới Cao Bằng - Tiên Yên, Đa Krông - Huế, sông Kôn - Ngũ Hành Sơn. 1. Đới đứt gãy Cao Bằng - Tiên Yên (ĐCB - TY) và kéo dài đến tận Cái Bầu, tỉnh Quảng Ninh. Đới đứt gãy có phương TB - ĐN, xuất phát từ địa phận Trung Quốc, chạy vào lãnh thổ Việt Nam ở khu vực Hà Quảng, tỉnh Cao Bằng. ĐCB - TY gồm tập hợp các đứt gãy chính và các đứt gãy phụ, đứt gãy chính có đường phương uốn cong, kéo dài liên tục suốt dọc theo đới đứt gãy. Tại Thị xã Cao Bằng, đới đứt gãy có dạng hình thoi kéo dài khoảng 30km, rộng 12km. Ở đây, đới đứt gãy gồm 2 đứt gãy chính ở hai bên, khống chế chũng Neogen - Đệ tứ kiểu “kéo toạc” ở Hà Quảng - Thất Khê và kiểu “tách giãn” như tại Cao Bằng - Na Dương. Qua điều tra, khảo sát địa chất cho thấy, trong giai đọan hiện đại chúng vẫn đang hoạt động tích cực thể hiện ở những dải dị thường địa hóa khí đất, xuất lộ nước khoáng nóng, địa nhiệt, động đất và những tai biến địa chất…Hoạt động của đứt gãy trong Neogen - Đệ tứ đã hình thành và phát triển một số mỏ khoáng sản: than ở Na Dương, nước khoáng nóng ở Cao Bằng, Thất Khê… Mặt khác, hoạt động tích cực của đứt gãy đã hính thành và phát triển một số loại hình tai biến địa chất: động đất, nứt đất, trượt lở đất… gây nên hậu quả cho đời sống của cư dân địa phương. 2. Đới đứt gãy Đa Krông – Huế (ĐĐK - H) Đới đứt gãy có độ dài trên 600km, được bắt đầu từ đông nam Thà Khẹt (Lào) vào lãnh thổ Việt Nam ở bản A Dua (phía bắc Lao Bảo), chạy qua cầu treo Đa Krông, rồi chạy dọc theo đoạn sông Đak Rông qua bản Ta Lâu đến xã Phong Xuân (huyện Phong Điền), rồi chạy men theo chân sườn phía đông của các dải núi Ông Già, núi Đông, núi Bàn đến tây đới đứt gãy cắt qua đồng bằng và ra tới cửa biển Tư Hiền. Chiều dài của đới đứt gãy trên lãnh thổ Việt Nam khoảng 170km. Đáng chú ý là trong đới đứt gãy cũng phát triển hai loại trũng kiểu “kéo tách” và “tách giãn” được lấp đầy bởi các trầm tích Đệ tứ. Điển hình là các trũng 12 “kéo tách” ở làng Mẹt, có diện tích 9km2 và trũng làng Giao có diện tích 4 km2, kéo dài phương á kinh tuyến. Sau khi tiến hành đo lưới tọa độ độ cao GPS, các nhà khoa học đã xác định, hiện các đới đứt gãy này vẫn đang hoạt động theo kiểu nâng lên, hạ xuống như đới đứt gãy Đa Krông - Huế đang chuyển động nâng lên so với cánh phía bắc, đông bắc với vận tốc trung bình khoảng 4mm/năm. Các nghiên cứu còn phát hiện, đoạn Phong Điền - Huế hoạt động chuyển dịch ngang phải - thuận. Biên độ và tốc độ chuyển dịch ngang của đứt gãy này tại Phong Xuân là 4mm/năm trong Đệ tứ muộn. Hoạt động hiện đại của ĐĐK - H thể hiện khá rõ nét ở những biểu hiện dị thường địa hóa khí đất, địa nhiệt, xuất lộ nguồn nước khoáng nóng và sự hình thành, phát triển các tai biến địa chất tại thành phố Huế, khu Đại Nội, khu vực An Hòa, Phú Bài cắt qua nhiều khu vực dân cư làm nhiều khu nhà bị hư hại nặng. Tại Khe Lu (Đa Krông), điểm nước nóng nằm ngay trên đứt gãy phụ á kinh tuyến thuộc đới ĐĐK - H. Ở đây nguồn nước nóng thoát ra theo các khe nứt của đá xâm nhập granit tuổi Pecmi tạo nên một vùng diện tích 250m2 (10x25m). Nhiệt độ đo được ở trên miệng lỗ 65 0 và các chất khí H2S thoát ra. Theo kết quả phân vùng động đất Việt Nam của Nguyễn Đình Xuyên và nhóm nghiên cứu (1997), ĐĐK - H là vùng phát sinh động đất có Msmax = 5,6 ÷ 6 độ Richter và Hmax = 10 ÷ 15km. 3. Đới đứt gãy Sông Kôn - Ngũ Hành Sơn (ĐSK - NHS) Là phần cuối phân nhánh của DHH - Al chạy theo phương á vĩ tuyến. Bắt đầu từ A Vương, đới đứt gãy chuyển theo hướng á vĩ tuyến dọc theo thung lũng sông Kôn, cắt qua dốc Kiền đến Ngũ Hành Sơn, dài khoảng 100km. ĐSK - NHS gồm tập hợp các đứt gãy chính và đứt gãy phụ phân bố theo quy luật nhất định, các đứt gãy chính phương á vĩ tuyến ở giữa và các đứt gãy phụ ở hai bên cánh. Sự kết hợp của chúng tạo nên kiểu cấu trúc dạng “lông chim”. Các kết quả phân tích khe nứt bằng phương pháp kiến tạo động lực cho thấy tính chất hoạt đông của ĐSK - NHS là trượt bằng phải và trượt bằng phải nghịch. Những minh chứng về sự hoạt động hiện đại của ĐSK - NHS thể hiện 13