Tải bản đầy đủ

Xác định các chỉ số địa mạo phục vụ nghiên cứu hoạt động tân kiến tạo của đới đứt gãy phong thổ than uyên

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

HOÀNG XUÂN ĐỨC

XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ SỐ ĐỊA MẠO PHỤC VỤ NGHIÊN CỨU
HOẠT ĐỘNG TÂN KIẾN TẠO CỦA ĐỚI ĐỨT GÃY
PHONG THỔ - THAN UYÊN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2018


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

HOÀNG XUÂN ĐỨC


XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ SỐ ĐỊA MẠO PHỤC VỤ NGHIÊN CỨU
HOẠT ĐỘNG TÂN KIẾN TẠO CỦA ĐỚI ĐỨT GÃY
PHONG THỔ - THAN UYÊN
Chuyên ngành: Địa mạo và Cổ địa lý
Mã số: 60440218

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. Nguyễn Đại Trung
TS. Ngô Văn Liêm

Hà Nội - 2018


ỜI CẢ

N

Luận văn đƣợc hoàn thành dƣới sự hƣớng dẫn của TS. Nguyễn Đại Trung,
Giám đốc Trung tâm Karst và Di sản Địa chất, Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản
và TS. Ngô Văn Liêm, khoa Địa lý, Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà
Nội. Học viên xin g i lời cảm ơn s u s c đ n TS Nguyễn Đại Trung và TS. Ngô Văn
Liêm đã tận tình hƣớng dẫn, cung cấp tài liệu cho học viên đƣợc ti p cận s u hơn và
n m v ng hơn hệ phƣơng pháp nghiên c u v địa mạo, t n ki n tạo và hoạt động ki n
tạo hiện đại.
Ngoài ra, học viên xin ch n thành cảm ơn các cán ộ nghiên c u ph ng Ki n
tạo - Địa mạo, Trung tâm Karst và Di sản Địa chất thuộc Viện Khoa học Địa chất và
Khoáng sản đã hỗ trợ, giúp đỡ và động viên để học viên c thể hoàn thành tốt luận
văn. Học viên xin g i lời cảm ơn tới Ban Chủ nhiệm c ng nhƣ các th y cô trong Khoa
Địa lý, trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên đã tạo mọi đi u kiện để học viên học tập và
hoàn thành tốt luận văn.
Cuối cùng, học viên xin g i lời cảm ơn tới gia đình, ạn è và ngƣời th n đã
luôn sát cánh, động viên và giúp đỡ cả v vật chất lẫn tinh th n để học viên có thể
hoàn thành tốt luận văn này.
in ch n thành cảm ơn
Hà Nội, tháng

năm 2018


Học viên

Hoàng u n Đ c

i


MỤC LỤC
Ở ĐẦU.........................................................................................................................1
1.
Tình cấp thi t .....................................................................................................1
2.
Mục tiêu của luận văn ........................................................................................2
3.
Nhiệm vụ nghiên c u .........................................................................................2
4.
Đối tƣợng và phạm vi nghiên c u......................................................................2
5.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ...........................................................................2
6.
Cơ sở tài liệu ......................................................................................................2
7.
Cấu trúc luận văn ...............................................................................................3
CHƯ NG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ VÀ CÁC PHƯ NG PHÁP NGHIÊN
CỨU ................................................................................................................................4
1.1. Tổng quan nghiên cứu các chỉ số địa mạo trong đánh giá hoạt động Tân
kiến tạo ........................................................................................................................4
1.1.1. Trên thế giới ................................................................................................4
1.1.2. Ở Việt Nam ..................................................................................................6
1.1.3. Tổng quan nghiên cứu về đới đứt gãy Phong Thổ - Than Uyên .................8
1.2. Cơ sở lý luận nghiên cứu các chỉ số địa mạo trong đánh giá hoạt động
Tân kiến tạo ................................................................................................................9
1.2.1. Một số khái niệm liên quan .........................................................................9
1.2.2. Cơ sở nghiên cứu các chỉ số địa mạo trong đánh giá hoạt động Tân kiến
tạo
...................................................................................................................12
1.2.3. Cơ sở nghiên cứu, đánh giá chỉ số địa mạo theo lưu vực .........................15
1.3. Các phương pháp nghiên cứu .......................................................................18
1.3.1. Phương pháp thu thập, tổng hợp và xử lý tài liệu.....................................19
1.3.2. Các phương pháp nghiên cứu chỉ số địa mạo trong đánh giá hoạt động
Tân kiến tạo ............................................................................................................19
1.3.3. Phương pháp viễn thám và GIS ................................................................28
1.3.4. Phương pháp khảo sát thực địa ................................................................28
CHƢƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA MẠO...........................................................................29
2.1. Các nhân tố ảnh hưởng tới địa hình và các chỉ số địa mạo khu vực .........29
2.1.1. Vị trí địa lý ................................................................................................29
2.1.2. Đặc điểm địa chất .....................................................................................29
2.1.3. Đặc điểm cấu trúc kiến tạo .......................................................................34
2.1.4. Đặc điểm khí hậu ......................................................................................36
2.1.5. Đặc điểm thủy văn .....................................................................................36
ii


2.1.6. Các hoạt động nhân sinh...........................................................................38
2.2. Đặc điểm địa mạo khu vực nghiên cứu ........................................................38
2.2.1. Đặc điểm trắc lượng hình thái ..................................................................38
2.2.2. Đặc điểm kiến trúc hình thái .....................................................................42
CHƯ NG 3: ỐI TƯ NG QUAN GIỮA CÁC CHỈ SỐ ĐỊA MẠO
VÀ HOẠT ĐỘNG TÂN KIẾN TẠO CỦA ĐỚI ĐỨT GÃY
PHONG THỔ - THAN UYÊN ...................................................................................50
3.1. Ph n tích đƣờng cong độ cao (HC) và chỉ số HI: ............................................50
3.2. Phân tích chỉ số độ uốn khúc chân sƣờn núi (Smf) .........................................55
3.3. Phân tích chỉ số v tính không đối x ng của bồn thu nƣớc (AF) ....................57
3.4. Phân tích tỉ số gi a độ rộng đáy và chi u cao thung l ng (Vf) ........................59
3.5. Phân tích chỉ số hình dạng bồn thu nƣớc (Bs)..................................................60
3.6. Đánh giá m c độ hoạt động Tân ki n tạo của đới đ t gãy Phong Thổ - Than
Uyên theo chỉ số IRAT ..............................................................................................62
KẾT LUẬN ..................................................................................................................65
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................66
PHỤ LỤC .....................................................................................................................70

iii


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1: Sơ đồ phân cấp dòng chảy của Horton ..........................................................17
Hình 1.2: Sơ đồ phân cấp dòng chảy của Strahler ........................................................18
Hình 1.3: Phân tích ph n trăm tích ph n độ cao ...........................................................20
Hình 1.4: Sơ đồ tính chỉ số Gradient độ dài dòng chảy ...............................................21
Hình 1.5: Sơ đồ tính chỉ số độ uốn lƣợn mặt trƣớc núi .................................................22
Hình 1.6: Sơ đồ chỉ số bất đối x ng của bồn thoát nƣớc ..............................................24
Hình 1.7: Mặt c t qua thung l ng sông. ........................................................................25
Hình 1.8: Sơ đồ tính chỉ số hình dạng bồn thoát nƣớc ..................................................26
Hình 2.1: Sơ đồ phân bố các đới đ t gãy chính khu vực Tây B c Bộ và vị trí nghiên c u
.......................................................................................................................................29
Hình 2.2: Sơ đồ địa chất đới đ t gãy Phong Thổ - Than Uyên .....................................31
Hình 2.3: Sơ đồ m c độ kháng c t của thạch học trong khu vực nghiên c u ...............33
Hình 2.4: Các th hệ mặt facet tam giác dọc ph n phía b c ph n đoạn đ t gãy
Tân Uyên .......................................................................................................................35
Hình 2.5: Các th hệ mặt facet tam giác dọc ph n phía nam ph n đoạn đ t gãy Tân
Uyên...............................................................................................................................35
Hình 2.6: Sơ đồ phân cấp độ cao khu vực nghiên c u ..................................................39
Hình 2.7: Sơ đồ độ dốc khu vực nghiên c u .................................................................40
Hình 2.8: Sơ đồ chia c t ngang khu vực nghiên c u .....................................................41
Hình 2.9: Sơ đồ chia c t sâu khu vực nghiên c u .........................................................42
Hình 2.10: Sơ đồ ki n trúc hình thái khu vực nghiên c u.............................................43
Hình 2.11: Địa hình núi cao và khối tảng s c cạnh tại huyện Tam Đƣờng...................45
Hình 2.12: Cao nguyên bóc mòn tại huyện Than Uyên, Lai Châu ...............................46
Hình 2.13: Các b mặt faceset tại huyện Tam Đƣờng, Lai Châu ..................................46
Hình 2.14: B mặt sƣờn xâm thực tại Tân Uyên, Lai Châu ..........................................47
Hình 2.15: B mặt dải đồi tuy n tính, sụt bậc tại huyện Tam Đƣờng, Lai Châu ..........49
Hình 3.1: Hệ thống sông, suối và các lƣu vực dọc theo đ t gãy
Phong Thổ - Than Uyên ................................................................................................50
Hình 3.2: Sơ đồ phân cấp giá trị HI trong khu vực nghiên c u ....................................52
Hình 3.3: Các đƣờng cong HC dạng lồi ........................................................................52
Hình 3.4: Các đƣờng cong HC có dạng thẳng-lồi .........................................................53
Hình 3.5: Các đƣờng cong có dạng ch “S”-thẳng. ......................................................53
Hình 3.6: Các đƣờng cong HC có dạng lõm-ch “S” ...................................................54
Hình 3.7: Các đƣờng cong HC có dạng lõm .................................................................54

iv


Hình 3.8: Sơ đồ phân cấp giá trị Smf cho các lƣu vực của khu vực nghiên c u ..........56
Hình 3.9: Sơ đồ tính chỉ số bất đối x ng của bồn thu nƣớc đới đ t gãy
Phong Thổ - Than Uyên ................................................................................................57
Hình 3.10: Sơ đồ phân cấp giá trị Af cho các lƣu vực của khu vực nghiên c u ...........58
Hình 3.11: Sơ đồ phân cấp giá trị Vf cho các lƣu vực của khu vực nghiên c u ...........60
Hình 3.12: Sơ đồ phân cấp giá trị Bs cho các lƣu vực của khu vực nghiên c u ...........61
Hình 3.13: Sơ đồ phân bố chỉ số ki n tạo hoạt động tƣơng đối khu vực nghiên c u ...63
Hình 3.14: Biểu đồ thống kê phân cấp ki n tạo hoạt động tƣơng đối
trong khu vực nghiên c u ..............................................................................................63

v


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Ví dụ v ma trận trung ình trong đánh giá và ph n cấp hoạt động ki n tạo
hiện đại theo các chỉ số địa mạo. ...................................................................................27
Bảng 2.1: Bảng đánh giá tƣơng quan gi a n n thạch học và chỉ số địa mạo ................32
Bảng 2.2: Bảng phân nhóm thành ph n thạch học trong khu vực nghiên c u ..............33
Bảng 3.1: Bảng k t quả chỉ số tích ph n độ cao (HI) và tích hợp độ kháng c t thạch
học của khu vực nghiên c u ..........................................................................................70
Bảng 3.2: Các thông số, k t quả tính chỉ số uốn khúc trƣớc núi và tích hợp độ kháng
c t thạch học của khu vực nghiên c u...........................................................................72
Bảng 3.3: K t quả tính chỉ số bất đối x ng của bồn thu nƣớc và tích hợp độ kháng c t
thạch học của khu vực nghiên c u ................................................................................74
Bảng 3.4: K t quả tính tỷ số độ rộng đáy và chi u cao thung l ng và tích hợp độ kháng
c t thạch học của khu vực nghiên c u...........................................................................76
Bảng 3.5: Thông số, k t quả tính chỉ số hình dạng bồn thu nƣớc và tích hợp độ kháng
c t thạch học của khu vực nghiên c u...........................................................................78
Bảng 3.6: K t quả đánh giá m c độ hoạt động ki n tạo của khu vực nghiên c u ....80

vi


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DEM

Mô hình số độ cao

PT - TU

Phong Thổ - Than Uyên

TB - ĐN

Tây b c - Đông nam

ĐB - TN

Đông

c - Tây nam

ĐB

Đông

c

TN

Tây nam

HKNCU

Hệ khe n t cộng ng

TƢS

Trƣờng ng suất

AKT

Á kinh tuy n

AVT

Á Vĩ Tuy n

KTHT

Ki n trúc hình thái

Bt

Bằng trái

Bp

Bằng phải

vii


Ở ĐẦU
1.

Tình cấp thiết

Vận động Tân ki n tạo là giai đoạn cuối cùng trong lịch s hình thành và phát
triển của tự nhiên đƣợc cho là diễn ra trong Neogen - Đệ t , c cƣờng độ mạnh mẽ còn
đƣợc kéo dài đ n ngày nay, giai đoạn này ti p tục hoàn thiện các đi u kiện tự nhiên
làm cho Trái đất có diện mạo và đặc điểm tự nhiên nhƣ y giờ. Chúng đƣợc thể hiện
bởi một số hoạt động nhƣ dịch chuyển mảng ki n tạo, hoạt động đ t gãy, tách giãn,
nâng hạ,…
Nghiên c u vận động Tân ki n tạo c ý nghĩa to lớn không chỉ trong vạch định,
khoanh vi khai thác khoáng sản (d u khí, than n u, oxit, nƣớc khoáng n ng,…), mà
còn hỗ trợ h u ích cho công tác dự báo, phòng chống tai bi n thiên nhiên (động đất,
n t đất, xói lở bờ biển,…). Do đ , nghiên c u các hoạt động Tân ki n tạo c ý nghĩa
quan trọng trong công tác tìm ki m thăm d các mỏ khoáng sản và đánh giá dự báo
các dạng tai bi n liên quan, góp ph n tƣ vấn cho công tác quy hoạch, quản lý lãnh thổ,
giảm thiểu nh ng thiệt hại do tai bi n gây ra c ng nhƣ phát triển kinh t - xã hội.
Để nghiên c u v hoạt động Tân ki n tạo nói chung, hoạt động ki n tạo hiện đại
nói riêng, có nhi u cách ti p cận nghiên c u, nhƣ s dụng các phƣơng pháp địa chất,
địa chấn, giải đoán ảnh viễn thám, đo tr c địa,… Tuy nhiên hiện nay, một trong nh ng
cách ti p cận đem lại hiệu quả cao trong đánh giá hoạt động ki n tạo hiện đại là tính
toán, phân tích các chỉ số địa mạo. Các chỉ số địa mạo là các thông số định lƣợng để
đánh giá các đặc trƣng v địa hình, hệ thống thủy văn…, thông qua đ ngƣời ta có thể
đánh giá đƣợc v các chuyển động Tân ki n tạo và ki n tạo hiện đại. Đ y là các chỉ số
rất h u ích trong việc đánh giá nhanh v hoạt động ki n tạo hiện đại của một khu vực
rộng lớn, khó ti p cận khi s dụng các nghiên c u trực ti p. Vì vậy, trong nh ng thập
niên g n đ y, việc áp dụng tính toán các chỉ số địa mạo để đánh giá hoạt động ki n tạo
hiện đại của một khu vực hay các đới đ t gãy đƣợc áp dụng khá phổ bi n trên th giới
và đem lại nh ng k t quả rất khả quan. Ở Việt Nam, phƣơng pháp này c ng đƣợc áp
dụng khá thành công trong một số nghiên c u nhƣ Nguyễn Quốc Cƣờng và Witold
Zuchiewicz, 2001; Bùi Văn Đông, 2009; Phùng Thị Thu Hằng, 2011; Ngô Văn Liêm
và nnk, 2016a,b,…, thuộc các đới đ t gãy Sông Hồng, đới đ t gãy Điện Biên - Lai
Ch u, đới đ t gãy Sông Cả,… Tuy nhiên, đối với đới đ t gãy Phong Thổ - Than Uyên,
một trong nh ng đới đ t gãy lớn của nƣớc ta, các nghiên c u v m c độ hoạt động
ki n tạo hiện đại vẫn còn khá hạn ch , hoặc chƣa quan t m nhi u đ n vai trò và ý
nghĩa địa mạo của chúng, đặc biệt là các nghiên c u theo hƣớng định lƣợng s dụng
các thông số địa mạo.
1


Xuất phát từ các lý do trên, học viên đã chọn đ tài “Xác định các chỉ số địa
mạo phục vụ nghiên cứu hoạt động Tân kiến tạo của đới đứt gãy Phong Thổ - Than
Uyên” làm luận văn thạc sĩ của mình.
2.

ục tiêu của luận văn

Làm sáng tỏ m c độ hoạt động Tân ki n tạo, đặc biệt là hoạt động ki n tạo hiện
đại của đới đ t gãy Phong Thổ - Than Uyên trên cơ sở phân tích các chỉ số địa mạo.
3.

Nhiệm vụ nghiên cứu

-

Thu thập tổng hợp và x lý tài liệu;

-

Áp dụng phƣơng pháp tính toán các chỉ số địa mạo.

-

Đánh giá hoạt động Tân ki n tạo đới đ t gãy Phong Thổ - Than Uyên

trên cơ sở phân tích các chỉ số địa mạo.
4.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

-

Đối tƣợng nghiên c u: Là các chỉ số địa mạo phản ánh đƣợc m c độ

hoạt động Tân ki n tạo của đới đ t gãy Phong Thổ - Than Uyên;
-

Phạm vi nghiên c u: Diện phân bố không gian của đới đ t gãy Phong

Thổ -Than Uyên và vùng lân cận, kéo dài theo phƣơng TB - ĐN qua các huyện Phong
Thổ, Tam Đƣờng, Tân Uyên và huyện Than Uyên thuộc tỉnh Lai Châu, một ph n phía
tây của huyện Bát Xát và Sa Pa của tỉnh Lào Cai.
5.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Ý nghĩa khoa học: Nghiên c u này sẽ g p ph n n ng cao cơ sở lý luận c ng
nhƣ phát triển phƣơng pháp nghiên c u trong đánh giá hoạt động T n ki n tạo và ki n
tạo hiện đại ằng các công cụ định lƣợng đ là các chỉ số địa mạo.
Ý nghĩa thực tiễn: Các k t quả c tính chất định lƣợng v hoạt động đ t gãy trẻ
và hiện đại là các thông số quan trọng trong nhi u các tính toán ng dụng trong thực t
nhƣ đánh giá nguy hiểm động đất, gia tốc rung động n n ảnh hƣởng đ n các công trình
x y dựng quan trọng c ng nhƣ các mô hình dự áo, đánh giá, ph n vùng các dạng tai
i n khác liên quan.
6.

Cơ sở tài liệu

Cơ sở tài liệu của luận văn là các k t quả do học viên trực ti p tham gia khảo
sát trong khuôn khổ đ tài “

y dựng mạng lƣới tr c địa địa động lực trên khu vực các

đ t gãy thuộc Mi n B c Việt Nam phục vụ công tác dự báo tai bi n tự nhiên” do TS.
2


Nguyễn Đại Trung làm chủ nhiệm và đ tài “Tính ph n đoạn của đới đ t gãy Sông
Hồng, Sông Lô trong Đệ t và vai trò của n trong đánh giá tai bi n địa chất”, mã số
VAST05.02/14-15, do TS. Ngô Văn Liêm làm chủ nhiệm.
Bên cạnh đ , học viên s dụng là các loại bản đồ liên quan: Bản đồ địa hình
khu vực tỷ lệ 1:50,000; Bản đồ địa chất và khoáng sản tỷ lệ 1:200.000; và mô hình số
độ cao (DEM) c độ phân giải 30m.
Các sách chuyên khảo, bài báo khoa học, áo cáo đ tài, đ án, các luận án, luận
văn,… liên quan đ n khu vực và lĩnh vực nghiên c u ở trong và ngoài nƣớc
Các ph n m m GIS đƣợc học viên s dụng trong phân tích GIS, tính toán các
chỉ số địa mạo, số hóa, biên tập bản đồ,… của luận văn nhƣ: Mapinfo, ArcGis, …
7.
Cấu trúc luận văn
Ngoài ph n mở đ u và k t luận, luận văn gồm 3 chƣơng:
Chƣơng 1: Tổng quan v vấn đ và các phƣơng pháp nghiên c u
Chƣơng 2: Đặc điểm địa mạo
Chƣơng 3: Mối tƣơng quan gi a các chỉ số địa mạo và hoạt động tân ki n tạo
của đ t gãy Phong Thổ - Than Uyên.

3


CHƯ NG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ VÀ CÁC PHƯ NG PHÁP
NGHIÊN CỨU
Tổng quan nghiên cứu các chỉ số địa mạo trong đánh giá hoạt động Tân
kiến tạo
1.1.1. Trên thế giới
1.1.

Ở trên th giới đã c rất nhi u công trình nghiên c u áp dụng tính toán chỉ số
địa mạo - ki n tạo để đánh giá m c độ hoạt động của một khu vực hay một đới đ t gãy
nhƣ Keller và Pinter, 1996; E.L Hamdouni và nnk., 2008; và một số các công trình
nghiên c u:
Dehbozorgi M và nnk, 2010 [21] đã nghiên c u định lƣợng hoạt động ki n tạo
khu vực Sarvestan, trung tâm Zagros, Iran. Trong nghiên c u này đã tính toán 6 chỉ số
địa mạo SL, AF, Bs, Hi, Vf và Smf. Các chỉ số này đƣợc k t hợp để đánh giá ki n tạo
hoạt động và s dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS). Dựa trên các giá trị đ thì khu
vực nghiên c u đƣợc chia thành 4 ph n: Ph n 1 hoạt động ki n tạo rất cao chi m 1,0
% diện tích; Ph n 2: hoạt động ki n tạo cao chi m 20,0% diện tích; Ph n 3: hoạt động
ki n tạo trung bình chi m 67,0 % diện tích; Ph n 4: hoạt động ki n tạo thấp chi m
12,0 % diện tích.
Sarp G và nnk, 2011 [42] đã nghiên c u tính chất ki n tạo hình thái của diện
tích lƣu vực Yenicaga tại Thổ Nhĩ Kỳ. Trong nghiên c u này để xác định hoạt động
ki n tạo của lƣu vực Yenicaga, tác giả đã tính toán 5 chỉ số địa mạo bao gồm: giá trị
Smf dao động từ 1,028 - 3,302; giá trị Vf dao động từ 0,29 - 17,74; giá trị SL dao động
từ 11,12 - 1780,24; giá trị Hi dao động từ 0,106 - 0,787; giá trị AF = 33,97.
Jayappa K.S và nnk, 2012 [31] đã nghiên c u hoạt động ki n tạo khu vực phía
Tây Ghats, Ấn Độ và tính toán 5 chỉ số địa mạo AF, SL, Bs, Hi, Vf của 94 lƣu vực của
sông Valapattanam. Mối quan hệ hoạt động ki n tạo đƣợc thu bằng trung bình (S/n)
của các chỉ số địa mạo đƣợc chia thành 3 nhóm. Nhóm 1: hoạt động ki n tạo mạnh với
giá trị S/n < 2; nhóm 2: hoạt động ki n tạo trung bình với giá trị 2< S/n < 2,5; nhóm 3:
hoạt động ki n tạo thấp với giá trị S/n > 2,5.
Giaconia F và nnk, 2012 [26] đã ph n tích đánh giá 4 chỉ số địa mạo là chỉ số
uốn khúc trƣớc núi (Smf), chỉ số tƣơng quan gi a độ rộng đáy thung l ng và độ cao
của nó (Vf), chỉ số bất đối x ng lƣu vực (AF), chỉ số tích ph n độ cao (HI) cho khu
vực nghiên c u là vùng Đông B c Betics trên cơ sở ng dụng các ph n m m GIS vào
tính toán các chỉ số. Nhóm tác giả ngoài việc đánh giá m c giá trị của từng chỉ số đối
với từng nơi trong vùng nghiên c u c n đƣa ra mối tƣơng quan gi a các chỉ số với
4


nhau. Từ đ , x y dựng cơ sở khoa học lý luận cho việc đánh giá thời gian và tƣơng
quan cƣờng độ hoạt động ki n tạo trong khu vực.
Mahmood S.A và Gloaguen R, 2012 [37], các tác giả đã ph n tích đánh giá 7
chỉ số địa mạo trong khu vực Indu Kush là: chỉ số gradient chi u dài dòng chảy (SL),
chỉ số bất đối x ng lƣu vực (AF), chỉ số tích ph n độ cao (HI), chỉ số tƣơng quan gi a
độ rộng đáy thung l ng và độ cao của nó (Vf), chỉ số hình dạng lƣu vực sông suối
(Bs), chỉ số uốn khúc trƣớc núi (Smf), chỉ số vi phân kích cỡ v t n t mô hình thoát
nƣớc (FD). Từng chỉ số đƣợc tính toán để đánh giá ảnh hƣởng của các hoạt động ki n
tạo lên địa hình theo nh ng khía cạnh hình thái nhất định, tuy nhiên các tác giả còn
tổng hợp các chỉ số riêng lẻ này để đƣa ra một chỉ số thống nhất để đánh giá hoạt động
ki n tạo trong vùng. Chính do sự có mặt của nhi u chỉ số và chúng đƣợc tổng hợp một
cách khoa học nên phƣơng pháp c ng giúp cho nh m tác giả có thể nghiên c u phân
tích đặc điểm ki n tạo trên một khu vực có diện tích lớn.
Dubey R K, Javid Ahmad Dar và Girish Ch. Kothyari, 2017 [23], đã ph n tích
các chỉ số địa mạo của lƣu vực Kashmir, Ấn Độ bao gồm chỉ số gradient chi u dài
dòng chảy (SL), tích ph n độ cao (HI), chỉ số bất đối x ng của lƣu vực (AF), tỷ số
gi a độ rộng đáy và chi u cao thung l ng (Vf), Y u tố bất đối x ng ngang của địa hình
(T), Độ uốn khúc trƣớc núi (Smf), Chỉ số hình dạng của lƣu vực (Bs), chỉ số uốn khúc
(SI) để phân loại chỉ số ki n tạo hoạt động tƣơng đối (RIAT) thông qua việc s dụng
các hệ thống thông tin địa lý (GIS) để giải mã vai trò của tân ki n tạo trong sự phát
triển địa hình của lƣu vực. Các lớp RIAT đã đƣợc kiểm ch ng thông qua quá trình
đi u tra thực địa cho thấy đi qua 21 đ t gãy hoạt động trong lƣu vực với việc phân chia
ba lớp RIAT nhƣ lớp 1 (không hoạt động 20,07% diện tích), lớp 2 (hoạt động trung
bình, 36,52 % diện tích) và lớp 3 (hoạt động mạnh, chi m 43,4% diện tích).
Alaei M và nnk, 2017 [19], đã ph n tích hoạt động ki n tạo ở khu vực Buin
Zahra-Avaj, mi n b c Iran. Sáu chỉ số địa mạo quan trọng đã đƣợc áp dụng cho đánh
giá này bao gồm chỉ số gradient chi u dài dòng chảy (SL), chỉ số bất đối x ng của lƣu
vực (AF), tích ph n độ cao (Hi), tỷ số gi a độ rộng đáy và chi u cao thung l ng (Vf),
Chỉ số hình dạng của lƣu vực (Bs), và độ uốn khúc trƣớc núi (Smf). Các chỉ số phân
tích đƣợc thể hiện thông qua ki n tạo hoạt động tƣơng đối (Iat). Khu vực nghiên c u
đƣợc chia thành 4 khu vực theo giá trị của Iat. Các lớp này bao gồm lớp 1 (hoạt động
rất cao, 18%), lớp 2 (cao, 20%), lớp 3 (trung bình, 44%) và lớp 4 (thấp, 18%). K t quả
của các chỉ số này phù hợp với các quan sát thực địa v địa hình và sự bi n dạng của
các tr m tích Đệ t .

5


Nhƣ vậy, các chỉ số địa mạo đã đƣợc các nhà khoa học trên th giới áp dụng
một cách rộng rãi để tính toán m c độ hoạt động ki n tạo cho một khu vực nhỏ cụ thể
hay cả một đới đ t gãy rộng lớn. Có thể nói, các nghiên c u tuy cùng theo phƣơng
hƣớng ph n tích đánh giá các chỉ số địa mạo song lại đƣợc ti p cận nhi u cách khác
nhau, có nh ng nghiên c u chỉ đánh giá m c độ hoạt động ki n tạo riêng biệt cho từng
chỉ số nhƣng c ng c nh ng công trình đánh giá các chỉ số một cách tổng hợp, bản
thân các chỉ số địa mạo và số lƣợng của chúng trong các nghiên c u c ng đƣợc chọn
lọc để phù hợp với bối cảnh đi u kiện tự nhiên đặc thù từng khu vực (các chỉ số đƣợc
áp dụng không mang tính đồng nhất). Nhƣ vậy, dù các chỉ số địa mạo đƣợc ti p cận đa
chi u, không giống nhau trong từng nghiên c u đặc thù thì các công trình khoa học
này c ng đã mang lại nh ng k t quả khả quan nhất định, làm cơ sở định hƣớng phát
triển nghiên c u các chỉ số địa mạo trong tƣơng lai.
1.1.2. Ở Việt Nam
Ở Việt Nam c ng đã c các công trình nghiên c u và phân tích các chỉ số địa
mạo nhằm đánh giá m c độ hoạt động của đới đ t gãy hoặc một khu vực nhƣ:
Bùi Văn Đông, (2009) [2] đã nghiên c u “đặc điểm hoạt động của đới đ t gãy
Sông Cả trong giai đoạn hiện đại và tai bi n liên quan” và tính toán 4 chỉ số địa mạo ki n tạo bao gồm: giá trị SL thay đổi từ 74,74 - 891,99; giá trị Vf dao động từ 1,65 47,74; giá trị Smf dao động từ 1,678 - 2,99; Bồn thu nƣớc sông Cả có tính bất đối
x ng với giá trị AF = 1,398. Từ các chỉ số này tác giả đã k t luận rằng đới đ t gãy
Sông Cả hoạt động trong giai đoạn tân ki n tạo tƣơng đối mạnh.
Phùng Thị Thu Hằng, (2011) [3] “Nghiên c u đối sánh m c độ hoạt động ki n
tạo hiện đại đới đ t gãy Sông Hồng và Điện Biên - Lai Châu trên cơ sở các chỉ số địa
mạo - ki n tạo” đã tính toán 4 chỉ số địa mạo - ki n tạo gồm các chỉ số AF, SL, Smf và
Vf. Có k t quả tính toán: Đới đ t gãy Sông Hồng có giá trị Smf dao động từ 1,44 2,77 và Vf có giá trị dao động từ 0,058 - 13,33; Đới đ t gãy Điện Biên - Lai Châu có
giá trị Smf dạo động từ 1,004 - 3,628 và Vf có giá trị 0,1 - 7,2.
Trịnh Thị Thúy (2014) [11] “Đánh giá m c độ hoạt động ki n tạo hiện đại đới
đ t gãy Sơn La trên cơ sở địa mạo - ki n tạo” đã tính toán các chỉ số địa mạo gồm: chỉ
số bất đối x ng của bồn thu nƣớc (AF); độ uốn lƣợn mặt trƣớc núi (Smf) có giá trị dao
động từ 1,21 - 3,3; tỷ số gi a độ rộng đáy với độ cao thung l ng (Vf) c giá trị dao
động từ 0,66 - 15,56.
Nguyễn Xuân Nam (2015) [8] “Đặc điểm địa chất đệ t , địa mạo - ki n tạo hiện
đại vùng thung l ng Sông Đà đoạn từ H a Bình đ n Việt Trì và mối liên quan với tai
6


bi n địa chất” đã áp dụng 5 chỉ số địa mạo là chỉ số AF, SL, Bs, Smf và Vf để tính
toán hoạt động ki n tạo tƣơng quan. K t quả tính toán chỉ số ki n tạo dao động từ 1,4
đ n 2,6 và đƣợc chia làm 3 loại: hoạt động ki n tạo mạnh có giá trị từ 1,4 - 1,6; hoạt
động ki n tạo trung bình có giá trị từ 1,6 - 2; hoạt động ki n tạo y u có giá trị 2,0 - 2,6.
Ngô Văn Liêm và nnk (2016a) [5] “Ph n tích mối tƣơng quan gi a các chỉ số
địa mạo và hoạt động ki n tạo hiện đại của đới đ t gãy Sông Lô khu vực rìa tây nam
dãy Tam Đảo” đã phân tích 3 chỉ số địa mạo chính là đƣờng cong độ cao (HC) hay chỉ
số tích ph n độ cao (HI), chỉ số độ uốn khúc trƣớc núi (Smf) và chỉ số gradient chi u
dài dòng chảy (SL). Chỉ số SL khu vực thể hiện các giá trị nằm trong khoảng từ 4 đ n
1325 (gradient - m). Các giá trị SL cao tập trung chủ y u ở ph n đoạn trung tâm khu
vực nghiên c u. Chỉ số Smf của khu vực thay đổi từ 1.10 đ n 8.07, tùy theo lƣu vực
tính toán và có thể chia làm 3 ph n đoạn: phía b c, trung tâm và phía nam với giá trị
Smf trung ình tƣơng ng là 5.57, 1.82 và 5.15. Chỉ số HI xác định đƣợc của 28 lƣu
vực chính nằm trong khoảng từ 0.039 đ n 0.398 và đƣờng cong thể hiện giá trị này
chủ y u có hình dạng lõm phản ánh m c độ hoạt động y u của chuyển dịch ki n tạo
hiện đại, đặc biệt là các chuyển dịch thẳng đ ng. Khu vực nghiên c u có thể phân chia
thành 3 ph n đoạn với m c độ hoạt động ki n tạo hiện đại khác nhau: ph n đoạn phía
b c và ph n đoạn phía nam g n nhƣ không c iểu hiện của hoạt động ki n tạo hiện
đại, ph n đoạn trung tâm có biểu hiện của hoạt động ki n tạo hiện đại nhƣng c ng
không thật sự rõ ràng.
Ngô Văn Liêm và nnk (2016 ) [6], đã ph n tích đƣờng cong độ cao (HC) và
các chỉ số mô-men thống kê (statistical moments) của nó ở khu vực Dãy Núi Con Voi
(DNCV), bằng việc áp dụng các phƣơng pháp trên vào ph n tích, đánh giá đối với 44
lƣu vực nhánh của sông Hồng và sông Chảy cho thấy: có 3 dạng đƣờng cong HC
chính là dạng “thẳng”, dạng ch “S” và dạng đƣờng cong lõm. Dạng đƣờng cong lõm
chi m ph n lớn các lƣu vực nghiên c u và phân bố rộng kh p ở sƣờn đông c và
ph n phía nam của sƣờn tây nam DNCV. Chỉ số tích ph n độ cao (HI) v cơ ản là
nhỏ, giá trị lớn nhất chỉ đạt 0.37 và nhỏ nhất là 0.128. Các chỉ số mô-men thống kê
khác: chỉ số độ nghiêng (SK), độ nhọn (KUR) và các hàm mật độ thống kê của chúng
(mật độ độ nghiêng - DSK và mật độ độ nhọn - DKUR) chủ y u có giá trị lớn và có xu
th tăng v phía nam khu vực nghiên c u. Theo đ , hoạt động ki n tạo hiện đại (nâng hạ) khu vực DNCV nói chung là y u. Tuy nhiên, chúng c ng không hoàn toàn đồng
nhất mà có thể phân biệt đƣợc các m c độ khác nhau. Trong đ , hoạt động nâng ở
sƣờn tây nam lớn hơn sƣờn đông c và hoạt động nâng ở ph n phía b c lớn hơn ph n
phía nam. Hoạt động nâng mạnh và mạnh d n ở khu vực trong Pliocen-Đệ t có lẽ đã
7


dừng lại ở đ u đ trong quá kh . Trong khu vực, quá trình địa mạo hiện tại với xu th
chủ y u là xâm thực ở ph n thƣợng lƣu.
Tóm lại, các nghiên c u chỉ số địa mạo ở trong nƣớc đã đánh giá m c độ hoạt
động ki n tạo ở các đới đ t gãy trên nhi u tỷ lệ khác nhau. C ng giống nhƣ các nghiên
c u trên th giới, việc ti p cận các chỉ số địa mạo để đánh giá m c độ hoạt động ki n
tạo các khu vực c ng đƣợc phát triển theo nhi u hƣớng và tƣơng đối không đồng nhất
hoặc là v mặt lựa chọn các chỉ số, hoặc là số lƣợng các chỉ số đƣợc đƣa vào tính toán.
Th nhất, các đánh giá m c độ hoạt động ki n tạo khu vực c ng dựa trên 2 hƣớng
chính là đánh giá theo từng chỉ số và đánh giá tổng hợp. Nói chung, các công trình
khoa học đã đƣa ra nh ng k t quả khả quan nhất định, đánh giá định lƣợng đƣợc m c
độ hoạt động ki n tạo khu vực. Tuy nhiên, một số vấn đ còn tồn tại trong các nghiên
c u chỉ số địa mạo trƣớc đ y là các công trình nghiên c u đã ỏ qua việc phân chia
lƣu vực theo đồng cấp sông suối, nhƣ vậy sẽ khách quan hơn v sự tƣơng đồng v tuổi
của sông suối. Th hai, y u tố thạch học h u nhƣ c ng ị bỏ qua, không đƣợc đánh giá
ở các công trình nghiên c u trong khi chúng cùng với khí hậu và các hoạt động ki n
tạo là 3 nhân tố quan trọng nhất, tƣơng hỗ với nhau trong hình thành và phát triển địa
hình khu vực. Nhƣ vậy, học viên trên cơ sở k thừa các thành tựu nghiên c u c trƣớc,
sẽ ti p tục phát triển nghiên c u phân tích tổng hợp các chỉ số địa mạo, đồng thời có
sự cải bi n trong ph n chia lƣu vực sông suối cùng với việc đƣa m c độ kháng c t của
thạch học vào đánh giá song song cùng với các chỉ số địa mạo để đảm bảo tính khách
quan và n ng cao độ chính xác của k t quả nghiên c u.
1.1.3. Tổng quan nghiên cứu về đới đứt gãy Phong Thổ - Than Uyên
Đới đ t gãy Phong Thổ - Than Uyên đã đƣợc các nhà nghiên c u quan tâm và
nghiên c u nhƣ:
Nguyễn Th Thôn và Tr n Văn Th ng (2005) [10] đã chỉ ra đới đ t gãy Phong
Thổ - Than Uyên c địa hình cánh Đông B c mà đại diện là khối núi Fansipan nâng
cao, c độ cao 3143m. Trong khi đ cánh phía T y Nam địa hình sụt xuống chỉ còn
1000 - 1500 m. Trên đ t gãy Phong Thổ - Than Uyên nhi u trận động đất đã xảy ra có
chấn cấp Ms từ 4,0 đ n 4,9 độ richter, biểu hiện sự hoạt động hiện đại của đ t gãy.
Đinh Văn Toàn và nnk (2004) [12] đã chỉ ra rằng dọc đới Phong Thổ - Than
Uyên đã xác định đƣợc các dị thƣờng địa hóa (Ra, Hg, CO2, CH4) ở khu vực thị trấn
Bình Lƣ, n t trƣợt đất ở một số nơi nhƣ nam Tam Đƣờng, ở Bình Lƣ… Theo ản đồ
ph n vùng động đất đới Phong Thổ - Than Uyên đƣợc xem là phát sinh động đất với
MSMAX = 5,1 - 5,5 độ richter.
8


Nguyễn Văn Hùng (2002) [4] đã ph n tích đới đ t gãy Phong Thổ - Than Uyên
dài hơn 100km từ Nậm Cúm đ n Than Uyên. Đới phát triển đ n độ sâu 35-40km.
trong Kainozoi muộn, đới vừa trƣợt bằng phải vừa trƣợt thuận. Biên độ bằng phải là
1300 - 1800m, tốc độ dịch chuyển khoảng 0,23 - 0,3 mm/n (trong Pliocen - Đệ t ).
Lê Tri u Việt (2005) [14] đã c nhận định rằng đ t gãy đang hoạt động mạnh ở
khu vực Tây B c Bộ (trong đ c đ t gãy Phong Thổ - Than Uyên) thƣờng là đ t gãy
tân ki n tạo, c phƣơng TB - ĐN là chủ đạo.
Nhƣ vậy, đới đ t gãy Phong Thổ - Than Uyên đã đƣợc các nhà khoa học
nghiên c u theo nhi u hƣớng ti p cận: từ nh ng ti p cận v quan tr c, nghiên c u địa
chất cấu trúc cho đ n s dụng các phƣơng pháp đo khí radon, đo địa chấn ... Tuy
nhiên, vẫn chƣa c nghiên c u riêng biệt nào s dụng cách ti p cận ng dụng các chỉ
số địa mạo trong nghiên c u hoạt động ki n tạo hiện đại của đới đ t gãy này. Các k t
quả trong nghiên c u này ngoài việc góp ph n đánh giá m c độ hoạt động ki n tạo
khu vực nghiên c u một cách định lƣợng còn bổ sung làm rõ đƣợc mối quan hệ gi a
đặc điểm hình thái địa hình với m c độ kháng c t thạch học. Từ đ g p ph n vào
việc kiểm ch ng các nghiên c u, đánh giá trƣớc đ y ằng việc s dụng các phƣơng
pháp khác.
Cơ sở lý luận nghiên cứu các chỉ số địa mạo trong đánh giá hoạt động Tân
kiến tạo
1.2.1. Một số khái niệm liên quan
1.2.

1.2.1.1.

Tân kiến tạo:

Vladimir Obruchev (dẫn theo Nguyễn Văn Vƣợng, (2013) [16]) đã đ xuất khái
niệm v Tân ki n tạo l n đ u tiên vào năm 1948. Theo tác giả, khoảng giai đoạn các
hoạt động ki n tạo có s c ảnh hƣởng lớn, đ ng vai tr quan trọng trong việc hình thành
lên b mặt địa hình hiện đại đƣợc gọi là Tân ki n tạo và chúng đƣợc cho là b t đ u từ
Đệ Tam.
Năm 1989, Spyros B. Pavlides đƣa ra định nghĩa cho rằng Tân ki n tạo chuyển
động ki n tạo trẻ đã hoặc đang xảy ra ở một khu vực nhất định khi mà khu vực đ trải
qua quá trình tạo núi hay nh ng bi n động ki n tạo lớn. Nhƣ vậy, khởi đ u của Tân
ki n tạo là không giống nhau cho mỗi khu vực mà phụ thuộc vào bối cảnh ki n tạo của
khu vực đ .
Tân ki n tạo là môn khoa học nghiên c u các chuyển động ki n tạo xảy ra trong
thời kỳ Neogen - Đệ t , bao gồm cả thời kỳ hiện đại. Trong Tân ki n tạo, ngƣời ta

9


nghiên c u hai loại chuyển động là chuyển động ki n tạo mới nhất và chuyển động
ki n tạo hiện đại. (dẫn theo V Văn Phái [9])
Nhƣ vậy, đã c nhi u luồng quan điểm, ý ki n khác nhau v khái niệm Tân ki n
tạo trên th giới. Điểm khác biệt ở đ y chủ y u nằm ở mốc thời gian. Có nh ng nhà
khoa học cho rằng Tân ki n tạo diễn ra từ 65 triệu năm trƣớc, lại có nh ng ngƣời cho
rằng khoảng thời gian đ chỉ từ 25 triệu năm trở lại đ y, c ng c ý ki n đƣa ra v các
mốc thời gian khác nhau của Tân ki n tạo phụ thuộc vào bối cảnh ki n tạo trong khu
vực ấy,…
Qua nhi u nghiên c u, tổng hợp ý ki n, ngày nay khái niệm Tân ki n tạo có thể
đƣợc thống nhất đƣa ra là: giai đoạn cuối cùng trong lịch s hình thành và phát triển
của tự nhiên, c cƣờng độ mạnh mẽ c n đƣợc kéo dài đ n ngày nay, giai đoạn này ti p
tục hoàn thiện các đi u kiện tự nhiên làm cho Trái đất có diện mạo và đặc điểm tự
nhiên nhƣ ngày nay. Đƣợc thể hiện bởi một số hoạt động nhƣ dịch chuyển mảng ki n
tạo, hoạt động đ t gãy, tách giãn, nâng - hạ,...
Ở Việt Nam, qua các công trình nghiên c u đi trƣớc, k t quả cho thấy: trong
giai đoạn Đệ tam đã xảy ra hai sự kiện ki n tạo quan trọng từ Oligocen đ n Miocen
muộn c liên quan đ n sự dịch trƣợt của khối Đông Dƣơng dọc theo đới xi t trƣợt
Ailaosan - Sông Hồng và sự kiện hình thành Biển Đông. Vì vậy, có thể coi giai đoạn
Tân ki n tạo ở Việt Nam và Đông Nam Á là từ Oligocen.
1.2.1.2. Kiến tạo hiện đại
Theo Nguyễn Văn Vƣợng [16], từ thập kỷ 1980 trở lại đ y, xuất hiện khái niệm
ki n tạo đƣơng đại (ki n tạo hiện đại) để chỉ các chuyển độ ki n tạo đang diễn ra hiện
nay và làm bi n dạng vỏ trái đất. Các chuyển động ki n tạo này có khả năng ti p tục
xảy ra trong tƣơng lai và g y ảnh hƣởng đ n xã hội loài ngƣời.
Ki n tạo hiện đại đƣợc định nghĩa ởi Geraximov I.P là: nh ng chuyển động
đƣợc nghiên c u nhờ nh ng quan sát trực /gián ti p nhƣ địa chấn, thiên văn, tr c địa,
thủy văn, ...( Dẫn theo V Văn Phái [9])
Năm 1961, Meseriacov Iu. A xem các chuyển động hiện đại là các biểu hiện
ki n tạo đƣợc xác định theo các tài liệu lịch s , theo k t quả đo lặp c ng nhƣ quan sát
mực nƣớc. Còn Nhicolaev N.I và Khain V.E lại cho rằng các chuyển động hiện nay
đang xảy ra trong m t chúng ta hoặc đã xảy ra trong lịch s đ u gọi là các chuyển
động ki n tạo hiện đại ( Dẫn theo V Văn Phái [9]).

10


V mốc thời gian, Richter V.G [9] đã đặt ra mốc thời gian cụ thể biểu hiện cho
các chuyển động ki n tạo hiện đại. Theo đ , tác giả cho rằng chuyển động ki n tạo
hiện đại là các chuyển động đã xảy ra trong suốt thời gian 11000 - 9000 năm trở lại
đ y.
Trifonov và nnk [40], đã định nghĩa v một dạng chuyển động ki n tạo hiện đại
là đ t gãy hoạt động. Theo đ , đ t gãy hoạt động là đ t gãy có dịch chuyển xuất hiện
trong Pleistocen muộn (100 - 130,000 năm) và Holocen (10,000 năm), đƣợc cho là sẽ
hồi sinh trong tƣơng lai.
Ngoài chuyển động ki n tạo hiện đại, một loại chuyển động khác c ng diễn ra
trong Tân ki n tạo và đƣợc nghiên c u là chuyển động ki n tạo mới nhất. Chuyển
động ki n tạo mới nhất đƣợc Meseriacov Iu.A định nghĩa là nh ng biểu hiện ki n tạo
chủ y u sau Anpi, chúng đƣợc xác định và nghiên c u nhờ các phƣơng pháp địa chất,
địa mạo. Thời gian xảy ra các chuyển động này trong Neogen - Đệ t , là giai đoạn mới
nhất trong cuộc sống của hành tinh chúng ta.
Tuy đã c nhi u quan niệm v hai chuyển động ki n tạo này, song v cơ ản
Geraximov I.P cho rằng sự khác biệt gi a chuyển động ki n tạo hiện đại và chuyển
động ki n tạo mới nhất là ở việc s dụng các phƣơng pháp nghiên c u.
Theo đ , đối tƣợng nghiên c u chính là cấu trúc địa chất, b mặt địa hình, địa
vật lý khu vực,… Mục tiêu là làm rõ, phân tích m c độ, đặc trƣng của nh ng chuyển
động ki n tạo. Và một trong nh ng tiêu chí quan trọng của việc nghiên c u hoạt động
ki n tạo chính là các biểu hiện địa hình, địa mạo của chúng.
Nhƣ vậy, theo Nguyễn Văn Vƣợng [16], nghiên c u vận động ki n tạo hiện đại
ở các quy mô khác nhau c ý nghĩa quan trọng đối với công tác quy hoạch không gian.
K t quả nghiên c u ki n tạo hiện đại là cơ sở dự áo nguy cơ xảy ra tai bi n thiên
nhiên, góp ph n giảm thiểu thiệt hại do các thảm họa tự nhiên. Nghiên c u ki n tạo
hiện đại thƣờng đi kèm các nhiên c u v địa chấn động đất. Động đất là một dấu hiệu
quan trọng của hoạt động ki n tạo hiện đại.
1.2.1.3.

Địa mạo kiến tạo

Trƣớc h t, c n phải thừa nhận rằng, địa mạo và Tân ki n tạo đ u có chung một
đối tƣợng nghiên c u - đ là địa hình mặt đất. Tuy nhiên, mục đích của 2 khoa học lại
khác nhau. Trong khi mục tiêu của địa mạo học là tìm ra bản chất của địa hình (hình
thái, tr c lƣợng hình thái và các quá trình động lực hình thành và làm thay đổi chúng)
thì mục tiêu của Tân ki n tạo là phát hiện ra các cấu trúc địa chất - ki n tạo mới. Đi u
đ cho thấy, gi a địa mạo học và Tân ki n tạo có mối liên hệ mật thi t với nhau. N u
11


nhƣ địa mạo học giải quy t bài toán thuận nghĩa là địa hình mặt đất b t nguồn từ đ u
thì Tân ki n tạo lại giải bài toán nghịch, suy ngƣợc lại m c độ các hoạt động ki n tạo
mạnh y u ra sao từ đặc điểm địa hình b mặt Trái đất hiện tại.
Từ các hệ thống cơ sở lý thuy t v Địa mạo học và Tân ki n tạo, ki n tạo hiện
đại, đã đƣa ra nh ng mối liên quan ràng buộc v bản chất của các môn khoa học này.
Theo đ , mối liên quan gi a Địa mạo học và các chuyển động trong tân ki n tạo
chính là sự tƣơng đồng v đối tƣợng nghiên c u là các đặc điểm hình thái địa hình
cùng với các quá trình động lực tác động lên nó, mà bản chất các hoạt động ki n tạo
c ng chính là các quá trình địa mạo nội sinh. C ng từ mối tƣơng quan này, khoa học
Địa mạo đã phát triển thêm một nhánh mới đƣợc gọi là Địa mạo ki n tạo.
Theo Edward A. Keller và Nicholas Pinter (2002) [34]: “Địa mạo ki n tạo là
một ph n của ki n tạo hoạt động v mặt (c liên quan đ n sự) thành tạo địa hình bởi
các quá trình ki n tạo và dựa vào nguồn gốc địa hình để giải quy t các vấn đ ki n
tạo”. Nhƣ vậy, địa mạo ki n tạo là một công cụ h u ích để nghiên c u sự phát triển
và bi n dạng địa hình do các hoạt động ki n tạo. Sự phát triển của địa mạo ki n tạo
ngày nay đang trở thành một trong nh ng công cụ cơ ản trong rất nhi u ng dụng,
nhƣ là xác định các đ t gãy hoạt động, bi n dạng cấu trúc địa chất, đánh giá tai bi n
động đất và nghiên c u sự phát triển cảnh quan. Địa mạo ki n tạo đã ch ng tỏ đƣợc
tính h u ích của nó trong nhi u ng dụng trên bởi vì các dạng địa hình ki n tạo
đƣợc hình thành và tồn tại theo thời gian sẽ ghi lại sự thay đổi của cảnh quan.
Địa mạo ki n tạo có thể đƣợc định nghĩa theo 2 cách: th nhất là khoa học
nghiên c u các loại địa hình đƣợc thành tạo bởi các quá trình ki n tạo hoặc cách th
hai là ng dụng các nguyên lí địa mạo để giải quy t các vấn đ v ki n tạo.
Các phƣơng pháp địa mạo là công cụ h u ích trong việc nghiên c u ki n tạo, bởi vì
các dấu ấn địa mạo đƣợc định nghĩa là tập hợp các kiểu địa hình và tr m tích Đệ t
xuất hiện ở một vùng hoặc trong một khu vực, nhìn chung xung quanh khoảng vài
nghìn năm tới 2 triệu năm trở lại.
Huggett R.J., 2007 [29], một trong nh ng ng dụng quan trọng của địa mạo
ki n tạo là phục vụ nghiên c u, làm tăng lên hiểu bi t v bi n dạng vỏ trong Neogene,
làm tăng các phƣơng pháp nghiên c u giải quy t các mối quan hệ gi a ki n tạo và
phát triển địa hình ở các quy mô thời gian và không gian khác nhau.
1.2.2. Cơ sở nghiên cứu các chỉ số địa mạo trong đánh giá hoạt động Tân kiến tạo
Việc nghiên c u, đánh giá các hoạt động Tân ki n tạo đã đƣợc ti n hành trên
th giới c ng nhƣ ở trong nƣớc từ l u và đa dạng theo nhi u hƣớng. Có thể kể ra
12


nh ng phƣơng pháp phổ bi n để ti p cận vấn đ nhƣ: địa chấn, địa vật lý, viễn thám,
tr c địa, thủy văn, địa chất cấu trúc, địa mạo,…
Để phục vụ tốt cho ý tƣởng trên, học viên lựa chọn quan điểm ti p cận hệ thống
là quan điểm chủ đạo, xuyên suốt trong luận văn của mình. Đ y là cách ti p cận vấn đ
mang tính hệ thống, phản ánh đ y đủ vai trò của các y u tố thành ph n trong hệ thống
đ trong một thời kỳ nhất định. Trong nh ng khoảng thời gian khác nhau có thể vai trò
của các nhân tố c ng đƣợc thể hiện không giống nhau nhƣng chúng luôn c sự tác
động tƣơng hỗ qua lại để thành tạo và duy trì cảnh quan địa hình trong thời gian đ .
Việc s dụng quan điểm hệ thống có thể giúp ph n tích đƣợc các quá trình tƣơng hỗ
này ở hiện tại, đồng thời nội suy đƣợc chúng trong quá kh và dự đoán trong tƣơng lai.
Cụ thể trong luận văn của mình, học viên s dụng các hiểu bi t, các ki n th c
từ khoa học địa mạo để nghiên c u các hoạt động Tân ki n tạo. Hệ thống đƣợc đƣa ra
ở đ y gồm có các y u tố đ u vào và đ u ra. Địa hình b mặt Trái đất vốn là sản phẩm
của các quá trình nội sinh và ngoại sinh, các quá trình ấy chính là các bi n đ u vào của
hệ thống. Các y u tố đ u vào cụ thể nhƣ các chuyển động bên trong lòng đất: các vận
động nâng, hạ địa hình, các đ t gãy, hoạt động động đất, phun trào núi l a,…, hay
nh ng tác động chạm trổ hình thái từ các quá trình mƣa, gi , d ng chảy mặt, dòng
chảy ng m, sóng biển,… Và khi tất cả các tác nhân thành ph n này cùng tác động
tƣơng hỗ trong một không gian lãnh thổ trong một thời kỳ nhất định thì sản phẩm đ u
ra của chúng chính là đặc điểm địa hình b mặt Trái đất (hiện tại) trong không gian ấy.
Nhƣ v y, địa hình ki n tạo đƣợc hiểu là một không gian lãnh thổ mới chịu tác
động của các chuyển động ki n tạo và hoạt động ngoại sinh chƣa đủ thời gian hoặc
chƣa đủ mạnh để xóa nhòa nh ng đƣờng nét chính của địa hình do các chuyển động
ki n tạo gây ra. C n đối với nh ng không gian có ch độ ki n tạo tƣơng đối bình ổn,
lúc này quá trình ngoại sinh phát triển mạnh hơn với các hoạt động bóc mòn r a trôi
vật liệu sƣờn, địa hình bị chạm trổ nhi u và dấu ấn của các hoạt động ki n tạo sẽ d n
bị xóa nhòa; từ đ không gian lãnh thổ ấy sẽ mang nh ng đƣờng nét cơ ản phản ánh
quá trình ngoại sinh đang chi m ƣu th trong nó.
Vì vậy, trong luận văn của mình, học viên hƣớng đ n nghiên c u là các hoạt
động Tân ki n tạo (các bi n đ u vào) trên cơ sở ti p cận nghiên c u đặc điểm địa mạo
(sản phẩm đ u ra của hệ thống). Do đ , học viên nghiên c u địa mạo bằng cách phân
tích, đánh giá đặc điểm địa hình từng nơi (theo đơn vị lƣu vực) trong phạm vi khu vực
nghiên c u, để xác định m c độ ảnh hƣởng khác nhau của hoạt động Tân ki n tạo, đặc
biệt là ki n tạo hiện đại ở khu vực. Trên cơ sở đ , c thể đánh giá đƣợc mối tƣơng

13


quan gi a đặc điểm các kiểu địa hình, sự phân dị địa hình và phản ánh lên m c độ hoạt
động ki n tạo tƣơng đối cho từng nơi trong khu vực nghiên c u.
Ti p cận địa mạo trong nghiên c u các hoạt động Tân ki n tạo tại một khu vực
chính là việc phân tích, đánh giá tổng thể mối tác động tƣơng hỗ gi a các hoạt động
ki n tạo bên trong và các hoạt động chạm trổ, mài d a địa hình của các nhân tố bên
ngoài. Trên n n tảng ti p cận hệ thống, mọi vấn đ đ u có tính logic, móc nối và g n
chặt với luật nhân quả. Cụ thể đối tƣợng mà học viên hƣớng đ n là m c độ hoạt động
(mạnh-y u) xảy ra trong Tân ki n tạo (các vận động nội sinh). Đ y chính là một trong
hai bi n đ u vào cơ ản của một hệ thống không gian lãnh thổ. Nhƣ vậy, để đánh giá
đƣợc bi n đ u vào (quá kh , chƣa i t), học viên sẽ dựa vào k t quả đ u ra của hệ
thống đ (đã i t, ở hiện tại), chính là đặc điểm địa hình hiện tại của lãnh thổ nghiên
c u. Tóm lại, cơ sở khoa học của nghiên c u này chính là dựa vào mối liên quan mật
thi t gi a các đặc điểm địa hình và hoạt động Tân ki n tạo. Các thông số địa hình hiện
tại chính là “chìa kh a” để xác định m c độ hoạt động Tân ki n tạo khác nhau trong
khu vực nghiên c u.
Nhƣ vậy, để xác định đƣợc m c độ mạnh - y u khác nhau của hoạt động Tân
ki n tạo, thì chúng ta c n phải phân tách hoặc loại trừ đƣợc sự ảnh hƣởng của các y u
tố ngoại sinh đ n địa hình khu vực. Mặt khác c ng phải ph n định đƣợc m c ảnh
hƣởng khác nhau của đặc điểm cấu trúc thạch học ở khu vực đ . Do đ , để k t quả
nghiên c u đạt độ chính xác cao, thì trƣớc tiên chúng ta phải ph n định ra đƣợc các
vùng c cùng các đi u kiện ngoại sinh và cấu trúc n n thạch học. Tốt nhất là lựa chọn
các vùng nghiên c u mà có sự đồng nhất tƣơng đối v đi u kiện khí hậu và n n thạch
học khu vực. Hoặc n u không có sự đồng nhất trên thì chúng ta phải ph n tích, đánh
giá đƣợc sự ảnh hƣởng khác nhau của các đặc trƣng địa chất, khí hậu,… để k t quả v
các chỉ số địa mạo cho từng khu vực phản ánh đƣợc m c độ hoạt động ki n tạo (Tân
ki n tạo, đặc biệt là ki n tạo hiện đại) khác nhau cho từng khu vực ấy.
Ở nghiên c u này, học viên đánh giá m c độ hoạt động Tân ki n tạo khác nhau
theo các chỉ số địa mạo. Theo Keller A.Edward and Pinter Nicholas (1996) [33], các
chỉ số địa mạo là các thông số định lƣợng để đánh giá các đặc trƣng v địa hình địa
mạo, hệ thống thủy văn…, thông qua đ c thể nghiên c u đƣợc các chuyển động Tân
ki n tạo và ki n tạo hiện đại. Các chỉ số địa mạo thƣờng đƣợc dùng để tính toán là:


Chỉ số bất đối x ng của bồn thu nƣớc (Drainage basin asymmetry) (AF)



Chỉ số độ uốn lƣợn mặt trƣớc núi (Mountain - front sinuosity) (Smf )



Chỉ số gradient - độ dài dòng chảy (Stream leangth - gradient index) (SL)
14


 Chỉ số tích ph n độ cao và đƣờng cong độ cao (Hypsometric curve and
hypsometric integral) (HI)
 Tỷ số gi a độ rộng của đáy và độ cao của đỉnh thung l ng (Ratio of valley floor width to valley height) (Vf )


Chỉ số hình dạng bồn thoát nƣớc (Index of drainage basin shape) (Bs)

Nhƣ vậy, hoạt động ki n tạo đƣợc thể hiện qua các chỉ số địa mạo. Với hoạt
động ki n tạo nâng, hạ mạnh tạo ra dạng địa hình c độ dốc lớn thì có tính bất đối
x ng gi a bồn thu nƣớc (Af), chỉ số Smf nhỏ và thung l ng c dạng nhỏ hẹp qua chỉ
số Vf nhỏ, chỉ số HI cao. Nh ng vùng ki n tạo trƣợt bằng mạnh hay y u đƣợc thể hiện
qua chỉ số Bs lớn hoặc nhỏ.
1.2.3. Cơ sở nghiên cứu, đánh giá chỉ số địa mạo theo lưu vực
Nghiên c u v lƣu vực sông và các hoạt động của n đ ng vai tr quan trọng
trong địa mạo học, đặc biệt là địa mạo dòng chảy. Địa mạo dòng chảy là một nhánh
nghiên c u độc đáo của địa mạo học, nghiên c u v các dòng chảy sông và các hoạt
động của chúng. Các dòng chảy sông đ ng vai tr quan trọng trong sự hình thành và
phát triển của địa hình dòng chảy. Ph n lớn địa hình của các b mặt trái đất có nguồn
gốc từ sông suối. Vai trò của sông trong việc hình thành địa hình đã đƣợc khảo nghiệm
qua lý thuy t v “Chu kỳ xâm thực”, của Davis (1895) và Penck (1922). Nhƣng nghiên
c u v mạng lƣới dòng chảy, bao gồm cả v mặt hình thái đã mở ra một hƣớng đi mới
trong công trình nghiên c u của Horton (1945). Horton là ngƣời đ u tiên đã ph n tích
v mặt hình thái trong nghiên c u v sự phát triển của mạng lƣới dòng chảy. Sau đ ,
nghiên c u của Strahler (1952) v lĩnh vực này đã thể hiện tính định lƣợng hơn đối với
các giá trị của chúng. Nhƣng nghiên c u đ u tiên nhấn mạnh đ n động lực dòng chảy
là công trình của Loepold, Wolman và Miller (1964).
Ngày nay, nghiên c u v lƣu vực sông đã trở thành một trong nh ng chủ đ
quan trọng trong địa mạo dòng chảy. Bởi vì sông suối là các thực thể “động” và các
đặc điểm của chúng thay đổi theo thời gian và không gian để đáp ng với sự thay đổi
của môi trƣờng. Lƣu vực dòng chảy đƣợc xem là một hệ thống với đ u vào và đ u ra
của năng lƣợng. Trong hệ thống này, luôn có sự thống nhất của ba quá trình phá hủy,
vận chuyển và tích tụ. Việc vận chuyển nƣớc và các tr m tích từ b mặt sƣờn của lƣu
vực sông tới hồ hoặc đại dƣơng hoặc một số khu vực tr ng đƣợc đặc trƣng ởi tính tập
trung và tính tổ ch c ngày càng tăng (Schumm, 1977). Lƣu vực sông đƣợc coi là một
đơn vị địa mạo cơ ản. Nó là đơn vị thuận lợi và hiệu quả nhất trong các nghiên c u
hình thái (Chorley, 1969). Hệ thống thoát nƣớc bị ràng buộc với nhau trong một mối
quan hệ nhân quả, trong đ ất kỳ sự thay đổi dài hạn nào v đặc điểm dòng chảy sẽ
dẫn đ n việc thay đổi hình dạng các khu vực gi a chúng. Các thông số địa hình, thuỷ
văn và thủy lực của lƣu vực có thể đƣợc liên k t trên cơ sở phân tích hệ thống hình
15


thái của k t quả nh ng sự thay đổi địa mạo dòng chảy. Nhƣ vậy, lƣu vực sông là đơn
vị địa mạo hoàn chỉnh nhất, trong đ các hợp ph n hài hòa với nhau trong một diện
tích đƣợc giới hạn bởi các đƣờng phân thủy.
Mặt khác, khởi nguồn an đ u của các dòng chảy sông, suối thƣờng có mối liên
quan trực ti p hoặc gián ti p đ n các đ t gãy ki n tạo hoặc các hệ thống khe n t của
b mặt Trái đất. Vì vậy, quá trình ti n hóa của một dòng chảy sông thƣờng có mối
tƣơng quan mật thi t với đặc điểm địa hình và hoạt động ki n tạo. Theo Huggett R.J.,
2007 [29], các tham số tr c lƣợng hình thái (các chỉ số địa mạo) đƣợc s dụng trong
ph n tích địa mạo ki n tạo bao gồm các bi n số đo độ cao, các đặc trƣng v tr c lƣợng
hình thái sông nhƣ gradient, ản chất của mạng lƣới thung l ng sông và tr c diện
thung l ng; hình thái sƣờn và vùng trƣớc núi; sự hình thành các lƣu vực do ki n tạo,…
Bởi vì các chuyển động ki n tạo thẳng đ ng và nằm ngang gây ra nh ng thay đổi v
độ cao và bi n vị địa hình, do đ làm thay đổi các tham số đo độ cao và hệ thống lƣu
vực và thay đổi độ dốc của mặt đất c ng nhƣ gradient d ng chảy, do đ , làm thay đổi
tr c lƣợng hình thái lƣu vực. Dựa vào các chỉ số địa mạo, DEM và d liệu viễn thám,
ngày nay, các nhà khoa học có thể mô tả các cấu trúc Tân ki n tạo và nghiên c u các
m c độ hoạt động của bi n dạng Tân ki n tạo, thậm chí xây dựng cả mô hình hồi phục
các cấu trúc cổ hơn.
Sự khác biệt v hình thái lƣu vực sông có thể kể đ n nhƣ sự khác biệt v mặt
quy mô diện tích lớn-nhỏ, đặc trƣng độ dốc lòng sông, kiểu hình dáng lƣu vực, kiểu
hình dáng các mặt sƣờn, vv… Ví dụ, với nh ng lƣu vực có hoạt động ki n tạo mạnh
(quá trình nội sinh chi m ƣu th ) thì nh ng lƣu vực đ thƣờng c độ dốc lớn, lƣu vực
hẹp và dài (do hoạt động xâm thực sâu chi m ƣu th ); còn nh ng lƣu vực có hoạt động
ki n tạo y u (khi đ hoạt động ngoại sinh th ng th ) thì lƣu vực đ thƣờng c độ dốc
thoải và diện tích lƣu vực đƣợc mở rộng (do hoạt động xâm thực ngang chi m ƣu th ).
Chính vì vậy, học viên nhận thấy rằng, việc áp dụng tính toán các chỉ số địa mạo để
đánh giá m c độ hoạt động ki n tạo khu vực đƣợc ti n hành dựa trên ph n chia các lƣu
vực sông suối là c cơ sở khoa học, hợp lý và mang tính logic. Các k t quả v nghiên
c u v hình thái tr c lƣợng các lƣu vực sông còn là cơ sở khoa học cho việc định
hƣớng quy hoạch và quản lý s dụng hơp lý lãnh thổ.
V việc lựa chọn cấp lƣu vực tính toán: Ở nghiên c u này, cấp các lƣu vực tính
toán đƣợc lựa chọn trùng với cấp của d ng chảy sông. Robert Horton (1945) (Trích lại
theo Strahler, 1952 [43]), đã đảo ngƣợc hệ thống ph n loại của Châu Âu trƣớc đ lấy
d ng chính lớn nhất là d ng chảy cấp 1 và các chi lƣu sẽ tăng cấp d n. Horton thay
vào đ x p các nhánh khởi đ u (nhƣ đ u ng n tay) chƣa đƣợc i t đ n làm d ng chảy
cấp 1, nhƣ vậy tất cả đ u c cùng giá trị nhỏ nhất. Đi u này c ý nghĩa hơn so với
phiên ản trƣớc đ , nơi mà các con lạch đ u nguồn c thể c các giá trị khác nhau.
16


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×