NGHIÊN CỨU CHI TIẾT CẤU TRÚC ĐỨT GÃY LAI CHÂU - ĐIỆN BIÊN BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐO SÂU TỪ-TELLUR

1LÊ HUY MINH, 2PHẠM VĂN NGỌC, 2DANIÈLE BOYER,
1NGUYỄN NGỌC THỦY, 1LÊ TRƯỜNG THANH, 1NGÔ VĂN QUÂN, 3G. MARQUIS

1Viện Vật lý Địa cầu, A8, 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội;
 2Viện Vật lý Địa cầu Paris, Pháp; 3Viện Vật lý Địa cầu Strasbourg, Pháp

Tóm tắt: Bài báo trình bày kết quả đo sâu từ-tellur vùng lòng chảo Điện Biên Phủ nhằm nghiên cứu đặc trưng cấu trúc địa điện của đới đứt gãy Lai Châu - Điện Biên (LC-ĐB). Việc phân tích tensor trở kháng các điểm quan sát cho thấy cấu trúc địa điện sâu ở vùng lòng chảo Điện Biên khá phức tạp với hướng đường phương cấu trúc Bắc-Nam nhưng có sự biến đổi từ điểm này sang điểm khác trong khoảng ±20o; góc xoắn và góc trượt ở phần lớn các điểm cũng biến đổi trong khoảng <±20o, tuy nhiên cũng có giá trị ~40o. Cấu trúc địa điện thu được bằng phép phân tích 2D tuyến 2 cho thấy đứt gãy LC-ĐB ở vùng lòng chảo Điện Biên là đứt gãy sâu xuyên vỏ có hướng cắm gần như thẳng đứng. Sự tồn tại của đới điện trở suất thấp dưới 10 W.m từ độ sâu khoảng 10 km đến độ sâu hơn 30 km dọc theo đứt gãy thể hiện rằng đứt gãy LC-ĐB là đứt gãy đang hoạt động mạnh, có thể tồn tại các quá trình biến chất làm các khoáng vật ngậm nước giải phóng nước và bị nóng chảy từng phần do tồn tại vật chất nóng từ dưới sâu đi lên dọc theo đứt gãy. Những thông tin thu được trong bài báo cũng cho thấy phương pháp đo sâu từ-tellur là phương pháp rất hiệu quả trong việc nghiên cứu cấu trúc sâu đới đứt gãy hoạt động.


I. MỞ ĐẦU

Đới đứt gãy Lai Châu - Điện Biên (LC-ĐB) là phần tiếp tục ở phía bắc của các đới khâu Bentong-Raub và Nan-Uttaradit (hoặc Uttaradit-LouangPhabang) ở bán đảo Malaysia và Thái Lan*. Phần ở Việt Nam của đới đứt gãy LC-ĐB dài khoảng 160 km, có hướng thay đổi từ ĐĐB-TTN sang hướng B-N, cắt qua các đá trầm tích và các đá biến chất tuổi Proterozoi muộn, Paleozoi và Mesozoi, và các đá granit Paleozoi và Trias muộn. Trong Kanozoi, đới đứt gãy LC-ĐB đã trải qua hai pha hoạt động kiến tạo, đặc trưng bởi cơ chế trượt bằng phải và trượt bằng phải nghịch và cơ chế trượt bằng ngang trái, trượt bằng ngang trái thuận một cách tương ứng. Đới đứt gãy kèm theo một số bồn trũng kéo tách hẹp, trong đó bồn trũng lớn nhất ở vùng phía nam đới đứt gãy chính là lòng chảo Điên Biên Phủ [3, 7, 9, 10, 15]. Có những bằng chứng về hoạt động hiện đại của đứt gãy LC-ĐB. Đó là các trận động đất xảy ra dọc theo đứt gãy và các vùng kế cận, và các biểu hiện khác: động đất Điện Biên năm 1935, M.6,75; động đất Nà Pheo, ngày 16/6/1980, M.4,6; động đất Lai Châu ngày 1/1/2001, M.4,2; động đất Điện Biên ngày 19/2/2001, M.5,3; các dị thường địa hóa ở các khu vực Lai Châu, Nà Pheo, Pe Luông, Him Lam; nhiều nguồn nước nóng ở Hua Pe, Pe Luông ... Trong khuôn khổ Đề tài độc lập cấp Nhà nước KC08-10 “Nghiên cứu dự báo chi tiết động đất vùng Tây Bắc” lần đầu tiên đã tiến hành nghiên cứu cấu trúc sâu đới đứt gãy LC-ĐB ở vùng lòng chảo Điện Biên Phủ bằng phương pháp đo sâu từ-tellur, một phương pháp đã được biết tới từ lâu trên thế giới [1], nhằm tìm hiểu bức tranh chi tiết về cấu trúc độ dẫn của đứt gãy LC-ĐB ở khu vực này, trên cơ sở đó có thể thu thập được những thông tin đầy đủ hơn về đứt gãy.

¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯


* Một số tài liệu mới [Ueno, 1999; Metcalfe, 2005; v.v.] không xác nhận sự kéo dài liên tục của đới khâu Bentong-Raub và Nan-Uttaradit qua Louang Phabang – Lai Châu - Điện Biên (TCĐC).

 

II. KHẢO SÁT THỰC ĐỊA ĐO SÂU TỪ-TELLUR VÙNG LÒNG CHẢO ĐIỆN BIÊN

Hình 1. Vị trí các điểm đo sâu từ-tellur (các ngôi sao) vùng lòng chảo Điện Biên.


Thiết bị dùng trong khảo sát này là bộ máy thăm dò sâu từ-tellur Géo-IB-Ntrument của Viện Vật lý Địa cầu Paris viện trợ không hoàn lại cho Viện Vật lý Địa cầu. Thiết bị này cho phép đo 2 thành phần điện trường và 2 thành phần từ trường theo phương nằm ngang tương ứng vuông góc với nhau trong dải chu kỳ 10-3 - 103 giây. Để hoàn thành dải chu kỳ trên, việc đo đạc được tiến hành theo các dải đo G1 (10-3 - 10-1 giây), G2 (10-2 - 100 giây), G3 (10-1 - 10 giây), G5 (100 - 102 giây) và G7 (10 - 103 giây). Theo các tài liệu địa chất, ở vùng lòng chảo Điện Biên Phủ đứt gãy LC-ĐB có hướng bắc-nam, do đó chúng tôi đã tiến hành đo đạc các trường điện từ theo hướng đông-tây và bắc-nam. Trong vùng lòng chảo, chúng tôi đã tiến hành đo đạc trên 2 tuyến và 3 điểm gần vùng phía bắc lòng chảo, gần đồi Độc Lập. Trong 2 tuyến đo, tuyến số 1 từ Hồ Pe tới sân bay Mường Thanh chưa hoàn toàn cắt ngang qua lòng chảo, tuyến số 2 từ Noong Luống sang Noong Bon cắt ngang qua toàn bộ thung lũng Điện Biên Phủ, nghĩa là cắt ngang hoàn toàn qua đứt gãy LC-ĐB ở vùng lòng chảo. Toạ độ của các điểm đo trên các tuyến được trình bày trên Hình 1 và liệt kê trong Bảng 1.


Bảng 1. Tọa độ địa lý các điểm đo sâu từ-tellur ở lòng chảo Điện Biên Phủ

TT

Tên điểm đo

Tọa độ

Độ cao

(m)

Vĩ độ

Kinh độ

1

D11 – tuyến 1

21o23’41,64”

102o59’36,54”

503

2

D13 – tuyến 1

21o23’28,8”

103o00’11,1”

499

3

D14 – tuyến 1

21o23’30,12”

103o00’24,06”

490

4

D15 – tuyến 1

21o23’55,14”

102o59’12,06”

510

5

D17 – tuyến 1

21o24’13,92”

102o58’9,9”

541

6

D21 – tuyến 2

21o18’30,3”

103o00’8,58”

500

7

D22 – tuyến 2

21o18’15,24”

103o01’17,7”

501

8

D23 – tuyến 2

21o18’13,38”

103o00’46,38”

498

9

D24 – tuyến 2

21o17’52,5”

103o00’26,76”

488

10

D25 – tuyến 2

21o18’23,34”

103o01’32,82”

501

11

D26 – tuyến 2

21o18’31,32”

102o59’26,64”

489

12

D27 – tuyến 2

21o18’33,96”

102o58’52,26”

493

 

 

 

 

 


III. XỬ LÝ SỐ LIỆU VÀ TIẾN HÀNH PHÉP PHÂN TÍCH TENSOR TRỞ KHÁNG

Để tiến hành phân tích tập hợp các chuỗi thời gian của 4 thành phần trường điện-từ đo được, chúng tôi tính toán các hàm chuyển từ-tellur dùng phần mềm MT [11] và phương pháp xử lý thống kê mạnh do Chave et al. [2] đề xuất đối với các tần số từ 0,001 đến 1000 Hz. Chúng tôi cũng so sánh các kết quả xử lý theo phương pháp của Chave et al. với phương pháp xử lý cơ bản sử dụng trong phần mềm MT; nói chung, các đường cong đo sâu từ-tellur thu được từ cả hai phương pháp phân tích đều tương đối đồng nhất. Tập hợp các đường cong điện trở suất biểu kiến rT thu được tại 12 điểm đo được trình bày trên Hình 2; đây là cơ sở để xây dựng mặt cắt địa điện của các tuyến nghiên cứu sẽ được trình bày ở phần dưới.

Như đã biết, cho đến nay trong phương pháp từ-tellur với các môi trường có cấu trúc 1D hoặc 2D thì các phép phân tích cho kết quả rất tin cậy; còn khi môi trường là 3D, hoặc là có các bất đồng nhất 3D trong môi trường 1D hoặc 2D (khi đó chúng ta nói môi trường có đặc trưng xoắn điện địa phương) thì việc phân tích sẽ cho những kết quả kém tin cậy hơn. Để tìm hiểu các đặc trưng bất đồng nhất địa phương người ta thường tiến hành phân tích tensor trở kháng theo phương pháp do Groom và Bailey [5] đề xuất. Khi đó tensor trở kháng quan sát được có dạng:

                                (1)

trong đó R là tensor quay, C là tensor xoắn điện 2×2, và Z2D là tensor trở kháng khu vực trong hệ tọa độ có một trục hướng theo đường phương cấu trúc. tensor xoắn điện C theo Groom và Bailey có thể viết dưới dạng tích của các ma trận spin Pauli như sau:

C = gTSA                                         (2)

trong đó g là một vô hướng được gọi là “khuếch đại do vị trí”, T, S và A là các nhân tử tensor được gọi lần lượt là xoắn, trượt và bất đẳng hướng một cách tương ứng. tensor xoắn T và tensor S tạo nên phần xác định được của ma trận xoắn. tensor xoắn quay trường điện khu vực theo chiều kim đồng hồ một góc bằng arctg(t), trong khi tensor trượt phát triển bất đẳng hướng trên một trục là phân giác hệ trục chính khu vực, quay một vectơ trên trục x theo chiều kim đồng hồ và một vectơ trên trục y ngược chiều kim đồng hồ một góc arctg(e). Đối với giá trị e bằng 1 hoặc -1 (góc trượt bằng 45o hoặc -45o), trường điện bị phân cực hoàn toàn, và thông tin về môi trường bên dưới là hướng của trường điện bị phân cực có thể không đúng là đường phương khu vực hoặc hướng vuông góc với đường phương khu vực. Khuếch đại vị trí và tensor bất đẳng hướng A tạo nên phần không xác định của ma trận xoắn, tạo nên phần dịch chuyển tĩnh các đường cong điện trở suất thăm dò từ-tellur.


 

Hình 2. Các đường cong điện trở suất biểu kiến thành phần EW (hình thoi rỗng) và thành phần B-N (hình tròn) quan sát được trên các tuyến 1 và 2 vùng lòng chảo Điện Biên.

Đưa khuếch đại vị trí g, bất đẳng hướng s vào trở kháng khu vực, tensor trở kháng đo được có dạng:

     (3)


trong đó Zregional là tensor trở kháng khu vực 2D đã gộp cả khuếch đại vị trí và bất đẳng hướng (gAZ2D). Groom và Bailey đã chỉ ra rằng khi tensor trở kháng đo được tuân theo mô hình phân chia, tensor được miêu tả một cách duy nhất bởi 7 tham số trong tích (3). Bảy tham số đó là: xoắn điện t, trượt e, đường phương q và 4 tham số chứa trong 2 trở kháng phức khu vực A và B (Zxy và Zyx). Các tham số này tìm được bằng cách làm hợp 7 tham số mô hình phân chia với 8 tài liệu của tensor trở kháng đo được, và các tham số góc đường phương, góc trượt và góc xoắn sẽ cho đánh giá sơ bộ về mức độ đồng nhất của cấu trúc địa điện các tuyến nghiên cứu.

Cực đại phân bố thống kê góc đường phương, góc trượt và góc xoắn tại 12 điểm đo sâu từ-tellur vùng lòng chảo Điện Biên được trình bày trong Bảng 2. Hình 3 là ví dụ minh họa kết quả xác định phân bố thống kê góc đường phương, góc xoắn và góc trượt tại điểm D21 trên tuyến 2.


Bảng 2. Cực đại phân bố thống kê góc đường phương, góc trượt và góc xoắn
 tại các điểm đo sâu từ-tellur vùng lòng chảo Điện Biên

Tên điểm đo

Góc đường phương (o)

Góc trượt (o)

Góc xoắn (o)

D11

40

40

0

D13

-35

40

25

D14

0

-40

-15

D15

0

40

-20

D17

10

-25

30

D21

0

10

15

D22

15

5

0

D23

20

-15

0

D24

15

10

5

D25

10

-35

-25

D26

0

0

35

D27

-15

0

35

 

Hình 3. Phân bố thống kê góc đường phương, góc trượt và góc xoắn tại điểm D21


Bảng 2 cho chúng ta thấy là tại các điểm D14, D15, D21, D26, góc đường phương có cực đại thống kê ở 0o, hướng cấu trúc là hướng bắc-nam; tại các điểm D17, D22, D23, D24, D25 và D27 hướng cấu trúc xác định được tập trung ở khoảng ±20o; tại hai điểm còn lại D11 và D13 góc đường phương góc đường phương có phân bố cực đại ở 40o và -40o. Tại các điểm D21, D22, D24, D26, D27 góc trượt có phân bố cực đại ở 0-10o. Tại các điểm D11, D13, D14 và D25 góc trượt đạt tới 35-40o. Góc xoắn tại các điểm D11, D14, D21, D22, D23 và D24 tương đối nhỏ, phân bố thống kê cực đại ở khoảng 0-15o; tại các điểm D13, D17, D25, D26 và D27 có góc xoắn lớn hơn phân bố thông kê cực đại ở 25-30o. Những phân tích góc đường phương, góc trượt và góc xoắn đã nêu cho thấy cấu trúc địa điện ở vùng lòng chảo không phải là cấu trúc 1D hoặc 2D đơn giản; điều này chắc chắn phản ánh hoạt động địa chất phức tạp đã diễn ra trong khu vực, các bất đồng nhất 3D có thể có ảnh hưởng nhất định tới các kết quả đo sâu từ-tellur đã tiến hành. Tuy nhiên các bất đồng nhất này chỉ ở một số điểm đo, số liệu từ-tellur vì thế có thể cho phép chúng ta thu được những thông tin có tính khu vực của đứt gãy LC-ĐB.

IV. BIỂU DIỄN GIẢ MẶT CẮT ĐIỆN TRỞ SUẤT BIỂU KIẾN

Các đường cong điện trở suất biểu kiến ở Hình 2 có thể được biểu diễn dưới dạng giả mặt cắt biểu kiến trên các Hình 5 và 6. Trục tung là trục tần số ở tỷ lệ logarit, trục hoành là trục khoảng cách biểu diễn vị trí các điểm trên tuyến, giá trị điện trở suất biểu kiến được biểu thị ở tỷ lệ logarit. Phần tần số thấp ứng với các dao động chu kỳ dài, có khả năng thâm nhập vào sâu hơn so với phần tần số cao, như vậy giả mặt cắt biểu kiến cho chúng ta ý niệm về cấu trúc địa điện của môi trường bên dưới [16-18].


 

a)

b)

Hình 5. Giả mặt cắt điện trở suất biểu kiến tuyến 1: a) thành phần B-N, b) thành phần EW. Điện trở suất biểu kiến biểu diễn ở tỷ lệ logarit, khoảng cách giữa các đường đẳng trị là 0,5.


Theo những dự đoán địa chất, đứt gãy LC-ĐB chạy qua lòng chảo Điện Biên nằm ở khu vực giữa lòng chảo. Như đã nêu bên trên, tuyến 1 không cắt qua toàn bộ lòng chảo, nên không cho chúng ta đầy đủ ý niệm về mặt cắt địa điện ngang qua toàn bộ lòng chảo. Tuy vậy, trên giả mặt cắt điện trở suất biểu kiến tuyến 1 (Hình 5) ở cả hai thành phần B-N và Đ-T chúng ta đều quan sát thấy sự giảm điện trở suất rõ rệt ở khoảng giữa các điểm D11 và D13, như vậy có thể nói đứt gãy LC-ĐB phải nằm ở vị trí của các điểm này. Điều này cũng dễ hiểu vì ở vùng đứt gãy, đất đá bị phá huỷ nên điện trở suất sẽ phải giảm so với đất đá xung quanh. Trong đới đứt gãy hoạt động sự có mặt của nước nóng từ dưới sâu sẽ còn làm suy giảm điện trở suất nhiều hơn nữa. Như vậy, dấu hiệu suy giảm của điện trở suất chính là dấu hiệu để nhận biết vị trí của đới đứt gãy trong phương pháp đo sâu từ-tellur, và điều này có thể nhận biết được ngay trên giả mặt cắt điện trở suất biểu kiến.


 

a)

b)

Hình 6. Giả mặt cắt điện trở suất biểu kiến tuyến 2: a) thành phần B-N, b) thành phần Đ-T


Trên giả mặt cắt điện trở suất biểu kiến tuyến 2 (Hình 6), ở khoảng giữa vùng lòng chảo (điểm D24) chúng ta cũng thấy sự giảm của điện trở suất so với ở vị trí các điểm D21 và D23, nhất là ở phần tần số thấp, như vậy chắc chắn đứt gãy LC-ĐB sẽ phải ở gần điểm D24. Tuy nhiên, ở điểm D26 và D27 chúng ta lại quan sát thấy sự suy giảm của điện trở suất ở vị trí điểm D21, và như vậy đây có thể là sự biểu hiện của đứt gãy khác, đó là đứt gãy Điện Biên - Pắc Nưa theo kết quả phân tích tài liệu địa chất. Do tuyến 2 cắt ngang qua toàn bộ lòng chảo, có thể nhìn thấy hình ảnh của toàn bộ cấu trúc đới đứt gãy.

V. PHÂN TÍCH 2-D SỐ LIỆU ĐO SÂU TỪ-TELLUR VÙNG LÒNG CHẢO ĐIỆN BIÊN

Phép phân tích 2D số liệu từ-tellur nghịch đảo đồng thời tất cả các đường cong điện trở suất biểu kiến thu được trên tuyến, như vậy mô hình thu được trong quá trình nghịch đảo đã tính tới cả sự biến đổi của điện trở suất theo chiều sâu phụ thuộc tần số quan sát và cả sự biến đổi của điện trở suất theo phương ngang. Như vậy sự biến đổi của điện trở suất quan sát được tại mỗi điểm quan sát trong phép nghịch đảo phản ánh ảnh hưởng của các điểm xung quanh, vì thế bức tranh cấu trúc địa điện thu được trên tuyến hy vọng sẽ gần với cấu trúc địa điện trong thực tế. Phép phân tích 2D mà chúng tôi sử dụng ở đây là phương pháp nghịch đảo giảm dư nhanh (Rapid relaxation inverse - RRI) của Smith và Booker [13] trong phần mềm Geotools MT [6]. Phương pháp có thể tính toán nghịch đảo tất cả các điểm số liệu trên tuyến cho từng thành phần riêng rẽ, hoặc cả hai thành phần một cách đồng thời.  Chúng tôi chỉ thu được kết quả nghịch đảo 2D hội tụ khi nghịch đảo số liệu tuyến 2 thành phần Đ-T (mode TM). Thực tế trong một số công trình nghiên cứu cấu trúc sâu bằng phương pháp từ-tellur trên thế giới, trong nhiều trường hợp người ta cũng chỉ sử dụng được mode TM trong quá trình nghịch đảo 2D, nguyên nhân của điều này cho tới nay vẫn chưa được làm sáng tỏ. Quá trình nghịch đảo được bắt đầu từ một mô hình nửa không gian đồng nhất có điện trở suất 100 W.m, sau 35 lần lặp độ lệch bình phương trung bình giữa điện trở suất biểu kiến thành phần Đ-T quan sát và tính lại từ mô hình của tất cả các điểm trên tuyến là 2,4 W.m và không thể làm nhỏ hơn được nữa, quá trình nghịch đảo ngừng lại (Hình 7). Mô hình thu được ở lần lặp cuối cùng được hy vọng là mô hình phản ánh được gần đúng mặt cắt điện trở suất tuyến nghiên cứu và được trình bày trên Hình 8. Giả mặt cắt điện trở suất biểu kiến thành phần Đ-T tính lại từ mô hình điện trở suất ở Hình 8 được biểu diễn ở Hình 9. Chúng ta có thể thấy sự tương tự hoàn toàn giữa Hình 6b và Hình 9 và giá trị độ lệch bình phương trung bình nhỏ minh chứng quá trình nghịch đảo 2D đã tiến hành là hội tụ.

Mặt cắt điện trở suất ở Hình 8 được xây dựng với tỷ lệ giữa trục tung (độ sâu) và trục hoành (khoảng cách) là 1:10 với mục đích có thể thấy rõ cấu trúc địa điện trên tuyến. Mặt cắt điện trở suất ở Hình 8 cho thấy là phần trên của mặt cắt có điện trở suất khá cao, từ hàng trăm W.m ở vùng đầu tuyến đến hàng ngàn W.m ở phần cuối tuyến, ứng với lớp vỏ bên trên và lớp vỏ giữa. Tồn tại vùng điện trở suất thấp dưới 10 W.m dưới điểm D24 và D21 thấp hơn hẳn so với các điểm xung quanh. Vị trí đường đẳng trị 10 W.m dưới điểm D24 ở độ sâu khoảng 9 km và dưới điểm D21 khoảng 10 km, vùng giới hạn ở bên trong đường đẳng trị 10 W.m gần như thẳng đứng ở phía dưới giữa điểm D21 và D26, phần phía dưới các điểm D24 và D2 nghiêng thoải hơn làm cho vùng điện trở suất thấp dưới 10 W.m mở rộng ở phía dưới sâu. Vùng điện trở suất thấp này ứng với vùng đứt gãy LC-ĐB vì ở vị trí đứt gãy đất đá bị phá hủy, nước có chứa các khoáng chất trong vỏ có

Hình 7. Độ lệch bình phương trung bình giữa thành phần EW quan sát và tính toán từ mô hình 2D tuyến 2.


thể thâm nhập vào đới đứt gãy làm cho điện trở suất của đới đứt gãy nhỏ hơn so với điện trở suất của đá vây quanh. Hình thái phát triển của đới điện trở suất thấp dưới 10 W.m như ở Hình 8 cho chúng ta thấy đứt gãy LC-ĐB là đứt gãy xuyên vỏ, với hướng cắm gần như thẳng đứng. Ở dưới điểm D27 cũng tồn tại vùng có điện trở suất thấp dưới 10 W.m ở độ sâu 8-16 km, có khả năng vùng này liên quan tới một đứt gãy nhỏ hơn là đứt gãy Điện Biên - Pắc Nưa ở rìa phía tây của lòng chảo Điện Biên, tuy nhiên do việc đo đạc chưa cắt qua hoàn toàn khu vực đứt gãy này nên chúng ta không thu được hình ảnh đầy đủ của nó ở mặt cắt điện trở suất ở Hình 10.

Chúng ta biết rằng độ dẫn trong vỏ Trái đất chủ yếu mang bản chất của dẫn điện điện phân, tức là liên quan chặt chẽ tới sự tồn tại của chất lỏng [12]. Sự tồn tại của vùng điện trở suất thấp ở đới đứt gãy LC-ĐB có thể liên quan tới hai quá trình: sự luân chuyển của nước tự do được giải phóng trong quá trình biến chất của các khoáng vật ngậm nước ở vùng đứt gãy và sự nóng chảy cục bộ ở độ sâu nhất định của đứt gãy [4, 5, 16, 17] do tác động của nhiệt giải phóng trong quá trình biến chất và  dòng nhiệt từ dưới sâu đi lên dọc theo đứt gãy. Các hiện tượng này có những biểu hiện trên bề mặt: sự tồn tại của nhiều điểm nước nóng, các dị


Hình 8. Mặt cắt địa điện theo kết quả phân tích 2D tài liệu từ-tellur tuyến 2.


thường địa hóa... ở vùng lòng chảo như đã nêu và sự tồn tại của bazan Neogen muộn [8] ở vùng đồi Độc Lập và lỗ khoan LK-3D ở giữa lòng chảo. Sự tồn tại của bazan minh chứng hoạt động tách giãn của lòng chảo Điện Biên trong pha dịch chuyển trượt trái gần đây của đới đứt gãy LC-ĐB. Hình thái mở rộng về phía dưới của vùng điện trở suất thấp minh chứng mối liên hệ chặt chẽ của các quá trình địa chất ở dưới sâu trong manti và các phần dưới vỏ Trái đất ở vùng đứt gãy LC-ĐB.


Hình 9. Mặt cắt điện trở suất tuyến 2 thành phần EW tính lại từ mô hình 2D


Theo các số liệu của Viện Vật lý Địa cầu, các chấn tiêu động đất tại đới đứt gãy Lai Châu - Điện Biên phân bố chủ yếu ở độ sâu 1-20 km, như vậy độ sâu 20 km là ranh giới sinh chấn ở đới đứt gãy này. Theo Touret và Marquis [14], nếu lớp vỏ bên dưới ở độ sâu 20-30 km có điện trở suất nhỏ hơn khoảng 30 W.m thì lớp vỏ này phải ở trạng thái chảy dẻo. Do đó dựa trên số liệu điện trở suất thu được từ số liệu từ-tellur và số liệu động đất có thể khẳng định rằng ở độ sâu 20-30 km bên dưới đới đứt gãy Lai Châu - Điện Biên vật chất phải ở trạng thái chảy dẻo. Phía dưới các điểm D22 và D25, độ sâu của đường đẳng trị 10 W.m sâu gần 30 km, như vậy có thể sự chảy dẻo có khả năng chỉ có tính cục bộ dọc theo đứt gãy; điều này có thể được khẳng định nếu có những điểm đo sâu từ-tellur khác ngoài vùng lòng chảo Điện Biên.

VI. KẾT LUẬN

- Kết quả phân tích tensor trở kháng các điểm đo sâu từ-tellur vùng lòng chảo Điện Biên cho thấy đặc trưng cấu trúc địa điện của môi trường địa điện gần đứt gãy LC-ĐB là môi trường 2D, tuy nhiên ở một số điểm nhất định cũng bị phức tạp hóa bởi các hoạt động địa chất.

- Đứt gãy LC-ĐB là đứt gãy có độ xuyên sâu lớn cắt vào vỏ Trái đất, có góc cắm gần như thẳng đứng ở vùng lòng chảo Điện Biên. Sự tồn tại của đới điện trở suất thấp dọc theo đứt gãy từ khoảng độ sâu 10-30 km hoặc hơn cũng khẳng định đứt gãy LC-ĐB là đứt gãy đang hoạt động, có sự tồn tại của chất lỏng tự do luân chuyển dọc theo đứt gãy, được giải phóng trong các quá trình biến chất thải nước của các khoáng vật ngậm nước hoặc chất lỏng từ dưới sâu đi lên dọc theo đứt gãy. Kết quả thu được cho thấy phương pháp từ-tellur rất hữu hiệu trong việc nghiên cứu cấu trúc sâu các đới đứt gãy hoạt động.

- Trong đới đứt gãy LC-ĐB ở độ sâu 20-30 km, và có thể phần manti sâu hơn, ở trạng thái chảy dẻo. Sự chảy dẻo chắc chắn liên quan tới các quá trình biến chất giải phóng nhiệt và nước dọc theo đứt gãy, cũng như nguồn nhiệt từ dưới sâu đi lên dọc theo đứt gãy.

VĂN LIỆU

1. Cagniard L., 1953. Basic theory of the magnetotelluric method of geophysi-cal prospecting. Geophysics, 18 : 605-635.

2. Chave A.D., D.J. Thomson, M.A. Ander, 1987. On the robust estimation of power spectra, coherences and transfer functionns. J. Geophys. Res., 92 : 633-648.

3. Chi Cong Duong, H.-S. Yun, J.-M. Cho, 2005. GPS measurements of hori-zontal deformation across the Lai Chau - Dien Bien (Dien Bien Phu) fault, in Northwest of Vietnam, 2002-2004. Earth Planets Space, 58 : 523-528.

4. Đoàn Văn Tuyến và nnk., 1999. Đặc điểm cấu trúc sâu đới Sông Hồng trên khu vực tây bắc vùng trũng Hà Nội theo kết quả phân tích tài liệu từ-tellur, TC Các khoa học về TĐ, 21/1 : 31-35.

5. Đoàn Văn Tuyến, Đinh Văn Toàn, Nguyễn Trọng Yêm, 2001. Đặc điểm cấu trúc địa động lực đới đứt gãy Sông Hồng trên cơ sở tài liệu từ-telua, Tạp chí Địa chất, A/267 : 21-28. Hà Nội.

6. Geotools Corporation, 1997: Geotools MT User’s guide.

7. Groom R.W., R.C. Bailey, 1989. Decomposition of magnetotelluric impe-dance tensors in the presence of local three-dimensional galvanic distortion, J. Geophys. Res., 94 : 1913-1925.

8. Koszowska E., A. Wolska, W. Zuchiewics, Nguyen Quoc Cuong, Z. Pecskay, 2007. Crustal contamination of Late Neogene basalts in Dien Bien Phu basin, NW Vietnam: Some insights from petrological and geochronological studies, J. Asian Earth Sciences, 29 : 1-17.

9. Lacassin R. et al., 2001. Tertiary diachronic extension and deformation of western Indochina: Structural and 40Ar/39Ar evidence from NW Thailand, J. Geophys. Res., 102/B5 : 10.013-10.037.

10. Nguyễn Văn Hùng, Hoàng Quang Vinh, 2001. Các đặc trưng chuyển động của đứt gãy Lai Châu - Điện Biên trong Kainozoi, TC Địa chất, B/17-18 : 65-77.

11. Quomarudin H., 1994. Propriétés électriques et structures de la cruôte en France (Programmes Ecors, GPF) d’après les résultats de sondage magnéto-tellurique. Thèse, Université Paris 7.

12. Shalivahan Bimalendu, B. Bhattacharya, 2002. Implications of new results about Moho from magnetotelluric studies, Current Science, 83/10 : 1259-1264.

13. Smith J.T., J.R. Booker, 1991. Rapid inversion of two- and three-

dimensional magnetotelluric data. J. Geophys. Res., 96 : 3905-3922.

14. Touret J.L., G. Marquis, 1994. Fluides profondes et conductivité électri-que de la croûte continentale inférieure, C.R. Acad. Sci., 318 : 1469-1482. Paris.

15. Trần Văn Thắng và nnk., 2002. Các đới đứt gãy tân kiến tạo khu vực Mường Tè và tác động của chúng tới các công trình thuỷ điện Lai Châu trên sông Đà. TC Các khoa học về TĐ, 24/4 : 311-321. Hà Nội.

16. Van Ngoc Pham, D. Boyer, P. Therme, X.C. Yuan, L. Li and G.Y. Jin, 1986. Partial melting zones in the crust in southern Tibet from magnetotelluric results. Nature, 319/6051 : 310-314.

17. Van Ngoc Pham, D. Boyer, Nguyen Van Giang, Nguyen Thi Kim Thoa, 1995. Propriétés électriques et structure profonde de la zone de faille du Fleuve Rouge au Nord Vietnam d’après les résultats de sondage magnéto-tellurique, C.R. Acad. Sci. Paris, 320/ IIa : 181-187.

18. Van Ngoc Pham et al., 2000. Electrical conductivity and crustal struc-ture beneath the central Hellenides around the Gulf of Corinth (Greece) and their relationship with the seismotectonics, Geophys. J. Int., 142 : 948-969.