PhÇn I: Chung vÒ BiÓn §«ng:

Với diện tích trên 1 triệu km², vùng biển Đông Việt Nam có một tiềm năng to lớn về kinh tế cùng với một vị trí xung yếu về quốc phòng, cho nên trong nhiều năm qua đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về kiến tạo, địa chất, địa vật lý, sóng thần từ các động đất phía đông biển Đông và núi lửa khu vực Nam Trung Bộ..., nhưng các công trình nghiên cứu về động đất hầu như không có. Sự hình thành và phát triển ngành công nghiệp dầu khí nói riêng cũng như ngành công nghiệp của cả nước hiện nay đang đòi hỏi có sự nghiên cứu về tác động của động đất đối với các công trình công nghiệp.

Trên bình đồ chung, khu vực biển Đông nằm giữa các mảng mà ranh giới giữa chúng là các đới động đất mạnh: phía bắc và đông bắc là mảng Âu-Á, phía đông là mảng biển Philippines, xa hơn nữa về phía đông bắc là mảng Thái Bình Dương, về phía tây nam là mảng Ấn-Úc. Khu vực biển Đông chịu sự tác động của các lực từ các mảng thạch quyển đó một cách đồng thời. Trên hình 1 trình bầy cấu trúc các mảng bao quanh khu vực Nam Trung Quốc và biển Đông (hình nhỏ) và các chấn tiêu động đất quan sát được từ ngày 16/10/1960 đến ngày 17/12/1983 (hình lớn) (U.S. Department of the Interior/Geological Survey). Trong vòng khoảng 23 năm đã ghi nhận được 17135 động đất có chấn cấp M = 4-9 và giá trị độ sâu chấn tiêu từ 0 đến 200 km.

Khu vực nghiên cứu phân vùng động đất gồm vùng biển Đông và ven bờ (j = 4,5-23,5^oB; l = 100-118^oĐ) là một khu vực có chế độ hoạt động động đất khá thấp nếu so với các khu vực xung quanh (Hình 1).

I. SƠ LƯỢC VỀ KIẾN TẠO KHU VỰC

Biển Đông Việt Nam là một trong nhiều biển rìa của đai hội tụ kiểu ứng suất thấp Tây Thái Bình Dương, nơi tập trung đến 75% số biển rìa của Trái đất có vỏ kiểu đại dương như các đại dương thực thụ, nhưng hoạt động tách giãn, mở rộng đáy đã ngừng từ lâu. Thực tế biển rìa này hình thành và phát triển dưới sự chi phối của một loạt các yếu tố từ dưới sâu (lớp manti trên) đến các mảng thạch quyển liên quan với đặc trưng là kiến tạo nội mảng với ưu thế của các tác nhân này hay tác nhân khác có thể thay đổi theo thời gian.

Vỏ đại dương biển Đông Việt Nam bắt đầu hình thành dưới dạng các tách giãn kiểu rift trên một miền trước đó không lâu là lục địa thuộc rìa của một biển Đông cổ Mesozoi và vỏ đại dương biển Đông đã xuất hiện cách đây trên 40 triệu năm, sau đó kết thúc vào thời điểm cách đây 16 tr. năm. Trong thời gian này, biển Đông chịu ít nhất là 3 lần tạo rift và 2 lần tách giãn đáy kể từ Creta sớm, các giai đoạn rift và theo đó là các giai đoạn hoạt động về nhiệt bắt đầu vào Creta muộn, Eocen muộn và Miocen sớm [1, 6, 11].

Đồng thời với sự mở rộng vỏ đại dương Kainozoi, vỏ đại dương cổ Mesozoi bị thu hẹp dần diện tích bằng sự hút chìm xuống dưới các mảng vỏ lục địa Borneo, Palawan ở đông nam biển Đông cho đến khi mất hẳn. Sự mất hẳn này của vỏ đại dương Mesozoi cổ một phần còn bị thúc đẩy bởi quá trình quay ngược chiều kim đồng hồ của mảng lục địa Borneo khoảng 45^o trong giai đoạn Oligocen giữa - Miocen giữa [6].

Vùng biển Đông Việt Nam tồn tại chủ yếu các cấu trúc hình thành và phát triển trong Kainozoi; về mặt địa động lực, đây là vùng có các miền nâng tạo lục kèm theo các đới sụt lún Kainozoi địa phương với các miền động học sau đây:

- Miền tách giãn rìa lục địa tạo địa hào dạng bậc có phương đông bắc chủ yếu thuộc thềm lục địa Đông Nam Trung Quốc và Bắc Việt Nam.

- Miền trượt bằng - tách giãn hoặc tách giãn - trượt bằng (các vùng trũng Sông Hồng - Yinggehai ...).

- Trôi trượt - tách giãn phá huỷ vỏ lục địa (vùng Trường Sa, Hoàng Sa).

- Nén ép hội tụ (đông biển Đông - Tây Philippines, Borneo)

- Miền vỏ đại dương Kainozoi trung tâm biển Đông.

Hệ phá huỷ kiến tạo cơ bản của khu vực là cấu trúc đứt gẫy chạc ba (triple junction) Nam Hải Nam.

Trong bình đồ cấu trúc, đứt gẫy chạc ba này đã chia khu vực nghiên cứu tại biển Đông thành 3 vùng có những đặc trưng kiến tạo và động đất hoàn toàn khác nhau liên quan tới 3 vi mảng chính: Nam Trung Hoa - Bắc Biển Đông (vùng I), vùng trũng sâu biển Đông (vùng II), và rìa phía đông lục địa Sunda thuộc vùng ven bờ Trung Bộ Việt Nam (vùng III). Điều này cho thấy các cấu trúc kiến tạo chính ở vùng biển Việt Nam và kế cận liên quan đến ba vi mảng này [xem Lê Như Lai và nnk, 2000, Lưu trữ Bộ Khoa học và Công nghệ].

II. PHÂN BỐ ĐỘNG ĐẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU

Danh mục động đất khu vực biển Đông Việt Nam và ven bờ được thu thập từ năm 1524 cho đến 2002 (với giới hạn tại rìa phía đông là kinh độ 118^oĐ, phía nam là vĩ độ 4,5^oB, phía tây và bắc giới hạn bởi ven bờ nước ta và phía nam Trung Quốc với những động đất xẩy ra trên đất liền nằm cách ranh giới biển - đất liền khoảng 50 km) gồm 231 trận động đất, trong số này có

13 trận ghi theo các tài liệu lịch sử xẩy ra từ năm 1524 tới 1882 với chấn cấp lớn nhất M = 7,5 xẩy ra năm 1605, và 218 trận có chấn cấp từ 6,8 đến không xác định, với 7 trận có chấn cấp lớn hơn hoặc bằng 6; 50 trận có chấn cấp M ³ 5; 64 trận có M ³ 4 và 48 trận có M > 3 (trong số này có 2 trận động đất nằm giáp ven biển Nam Trung Bộ với M = 5,1 xẩy ra vào những năm 1877 và 1882 với những dấu hiệu cho thấy chúng có nguồn gốc hoạt động núi lửa). Nhưng nhìn tổng thể, vùng biển Đông Việt Nam và ven bờ là một vùng động đất không mạnh, trong vòng 400 năm mới xẩy ra 1 trận động đất có chấn cấp M = 7,5 và 5 trận có chấn cấp M ³ 6, tức khoảng từ 60 đến 70 năm mới xẩy ra 1 trận động đất có
cấp độ tương đương. Các chấn tâm động đất phân bố không đều mà chủ yếu tập trung tại khu vực đông bắc, cả một vùng biển rộng lớn ở phía nam không có những tâm động đất mạnh. Các trận động đất tại khu vực nghiên cứu đến 90% có độ sâu không quá 33 km (Hình 2) [2, 4, 7, 11].

1. Vùng động đất thuộc phía bắc biển Đông

Vùng phía bắc biển Đông với các đứt gẫy phương ĐB-TN gồm 3 cấu trúc chính: Tây Bắc vịnh Bắc Bộ; các đứt gẫy phương ĐB tại cấu trúc này cắt vuông góc với hệ thống đứt gẫy phương TB-ĐN Sông Hồng tạo ra vùng chấn tâm động đất khá dầy tại rìa tây bắc biển Đông. Đây là vùng có cấu trúc nhảy bậc ở rìa phía tây với dải đông nam đồng bằng sông Hồng ở Bắc Bộ, đới Sông Mã - Sông Cả ở Bắc Trung Bộ. Cấu trúc trung tâm gồm bán đảo Lôi Châu, phía bắc đảo Hải Nam và dải ven bờ nam lục địa Trung Quốc. Các tài liệu lịch sử cho thấy hoạt động động đất ở đảo Hải Nam và lân cận là khá cao trong đó có động đất mạnh nhất khu vực xẩy ra tại đông bắc đảo Hải Nam ngày 13/7/1605 với M = 7,5.

Trong số 7 trận động đất có chấn cấp M ³ 6 xẩy ra tại vùng biển Đông Việt Nam thì 6 trận xuất phát từ khu vực này

Các trục nén ép từ các cơ cấu chấn tiêu động đất có phương từ Đ-T đến ĐĐN-TTB, tại phần ĐB của Nam Trung Quốc quay về hướng TB-ĐN và sau đó quay về hướng N-B tại phía nam vùng nghiên cứu.

Hai trận động đất năm 1969 xẩy ra tại trũng Qiondonnan với các địa hào và bán địa hào tại trũng này chủ yếu có phương ĐĐB – TTN và song song với hệ đứt gẫy theo phương ĐB.

Những mặt dịch chuyển và phá huỷ tại các trận động đất xác định được cơ cấu chấn tiêu đều cho thấy các chuyển động trong các chấn tiêu thuộc dạng trượt bằng (strike slip); có lẽ đây cũng là tính chất chung đối với các trận động đất tại phía bắc khu vực biển Đông với trục nén P cũng như trục giãn T có phương gần như nằm ngang hướng theo bắc-nam và đông-tây. Phương bắc-nam của trục nén P cũng phù hợp với những kết quả quan sát khác với ứng suất kiến tạo trong khu vực và đồng thời cũng trùng với phương bắc-nam của trục tách giãn cổ với trục tách giãn tại trung tâm biển Đông [1, 8, 11].

2. Vùng động đất thuộc đới tách giãn trung tâm biển Đông

Vùng động đất thuộc đới tách giãn trung tâm biển Đông gồm vùng quần đảo Hoàng Sa ở phía bắc và quần đảo Trường Sa ở phía nam. Trũng sâu trung tâm biển Đông có địa hình khá bằng phẳng, cấu trúc của vỏ đại dương ở độ sâu khoảng 3000-4000 m dưới mặt nước, bề dầy của vỏ Trái đất ở đây là 10-12 km, bên dưới lớp nước và trầm tích là lớp bazan. Trũng sâu gồm 2 phần, phần phía đông bắc kéo dài theo phương vĩ tuyến và phần tây nam hướng theo phương tây nam. Phần này có hình nêm, thu hẹp về phía lục địa, mở rộng về phía trung tâm. Các đứt gẫy chủ yếu trong khu vực là những đứt gẫy biến dạng (transform fault), thường không có phương nhất quán.

Sự phân bố các tâm động đất tại vùng trũng tách giãn này cho thấy tại vùng tách giãn phía bắc, số trận động đất có M ³ 5 phân bố đều đặn hơn (13 trận) trong khi tại vùng tách giãn phía nam thì số trận động đất có M ³5 lại rất thưa (4 trận), nhưng ngược lại số động đất có năng lượng nhỏ hơn lại rất nhiều.

Những nhận xét trên cho thấy các dịch chuyển tại tâm động đất này có dạng nghịch chờm, nhưng trục P có phương TB-ĐN và điều này phù hợp với phương chung của trục P trong khu vực và ngoài ra còn cho thấy dạng chờm thuận là đặc trưng của các động đất xẩy ra ở đây, điều đó cũng chứng tỏ đới hút chìm đã đóng vai trò nhất định trong chuyển động nén ép của chấn tiêu động đất, đồng thời cũng có một vai trò nhất định trong các hoạt động kiến tạo ở đây.

3. Vùng động đất ven biển phía tây biển Đông

Vùng động đất thuộc các dải ven bờ Trung Bộ và Nam Bộ Việt Nam nằm tại rìa phía tây đứt gẫy chạc ba Nam Hải Nam.

Các đứt gẫy trong khu vực có phương chủ đạo TB-ĐN và dọc theo dải ven bờ có những tâm động đất với năng lượng trung bình và yếu, ngoài ra còn phải kể đến những hoạt động núi lửa trẻ hoặc mới hoạt động ở ven bờ hoặc ngoài khơi như hoạt động của núi lửa Hòn Tro năm 1923.

III. CHẾ ĐỘ ĐỘNG ĐẤT KHU VỰC BIỂN ĐÔNG VIỆT NAM VÀ VEN BỜ

1. Đồ thị lặp lại tại khu vực biển Đông Việt Nam và ven bờ

Hàm liên hệ giữa số lần xẩy ra động đất và giá trị chấn cấp được sử dụng nhiều hơn cả là hàm Gutenber-Richter dưới dạng của đồ thị lặp lại [5]:

log N(M) = (a - bM)

Ở đây, N là số trận động đất xẩy ra với chấn cấp M tương ứng; a và b là các hằng số tương ứng cần xác định

Đồ thị lặp lại cho khu vực biển Đông Việt Nam và ven bờ cho thời kỳ 1903 đến 2002 với giới hạn tại rìa phía đông là kinh độ 118^oĐ, phía nam là vĩ độ 4,5^oB, phía tây và bắc giới hạn bởi ven bờ nước ta và phía nam Trung Quốc có dạng:

log N = -0,76 M + 5,16

và được trình bầy trên đường 3 (Hình 3).

Từ đồ thị này ta có thể tính chu kỳ lặp lại đối với động đất có chấn cấp M ³6,5 trung bình xẩy ra 60 năm 1 lần, M ³ 6 là 20 năm 1 lần, M ³ 5,5 là 7 năm 1 lần và M ³ 5 là 3 năm 1 lần.

Hình 3. Đồ thị lặp lại cho các khu vực toàn bộ biển Đông và đất liền (1), lãnh thổ Việt Nam (phần đất liền)(2) và vùng biển Đông Việt Nam và ven bờ (3)

Nhằm so sánh với toàn bộ biển Đông và đất liền, tức khu vực có giới hạn j = 4,5-23,5^oB, l = 100-121^oĐ, đồ thị lặp chúng tôi đã đo lại tại đây và nhận được (đường 1, hình 3):

log N = -M + 7,72

Từ đây ta có thể tính ra chu kỳ động đất đối với M ³ 7 trung bình là 15 năm 1 lần, còn đối với M ³ 6 xẩy ra với chu kỳ 1,5 năm 1 lần, với M ³ 5 thì mỗi năm xẩy ra trung bình là 7,5 trận động đất.

Đối với vùng đất liền Việt Nam, đồ thị lặp lại có dạng đường 2 hình 3 [9]:

log N = -0,85M + 6,12

Và tính chu kỳ trung bình cho động đất có M ³ 6,75 là 30 năm 1 lần, với M ³ 6 là 10 năm 1 lần, với M ³ 5,5 là 4 năm một lần và với M ³ 5 là 2 năm 1 lần. Kết quả trên cho ta bảng so sánh (Bảng 1).

Từ bảng 1 ta thấy rằng chu kỳ động đất đối với toàn bộ khu vực biển Đông (1) (có giới hạn j = 4,5 - 23,5^oB, l = 100-121^oĐ) cao gấp 20 lần so với vùng biển Đông Việt Nam và ven bờ (3) và gấp 10 lần so với vùng đất liền Việt Nam (2). Ngoài ra, ta cũng thấy rằng khu vực đất liền Việt Nam có chu kỳ gấp 2 lần so với khu vực biển Đông Việt Nam và ven bờ.

2. Năng lượng động đất khu vực biển Đông

Công thức về sự liên hệ giữa chấn cấp và năng lượng động đất có dạng :

log E = 11,8 + 1,5 M

ở đây E là năng lượng tính bằng erg, M là chấn cấp động đất.

Sơ đồ giải toả năng lượng động đất khu vực biển Đông Việt Nam và ven bờ cho thời kỳ 1903 đến 2002 trình bày trên hình 4 cho thấy năng lượng động đất trong toàn khu vực là 227.10²⁰ erg, trong khi cùng khoảng thời gian trên, tại phần phía bắc của biển Đông, đã giải toả 1 số năng lượng là 160.10²⁰ erg, tức chiếm 73% tổng số năng lượng của toàn biển Đông Việt Nam và ven bờ, trong khi các khu vực tách giãn phía đông biển Đông Việt Nam là 60.10²⁰ erg, tức chỉ chiếm 25% và vùng ven bờ phía tây là 3.10²⁰ erg, tức chỉ chiếm 1% so với toàn bộ khu vực nghiên cứu.

Có 3 giai đoạn giải toả năng lượng là tại các năm 1919 (16%), 1930 (66%) và 1967 (17%)

Hình 4. Sơ đồ giải toả năng lượng động đất khu vực biển Đông Việt Nam và ven bờ
thời kỳ 1903- 2002

3. Sự phân bố mật độ chấn tâm A₁₀ khu vực biển Đông Việt Nam và ven bờ

Giá trị của mật độ chấn tâm A₁₀cho thấy giá trị trung bình trên diện tích 1000 km² trong khoảng thời gian 1 năm có số động đất có bậc năng lượng K = 10 được thiết lập cho thời kỳ 100 năm từ 1903 đến 2002 là:

K = log E (jun) = 1,87 M + 4

ở đây K = 10 tương đương với động đất có M = 3,2, cho ta thấy:

Phần tây bắc biển Đông bao gồm cả đảo Hải Nam (Trung Quốc) là phần có mật độ chấn tâm cao nhất, cùng với dải ven bờ Nam Trung Quốc và một phần nhỏ thuộc đông bắc biển Đông. Tại nơi đây giá trị A₁₀ từ 0,7 trở lên, các vùng khác có giá trị A₁₀ = 0,5 nằm ở phía đông biển Đông và vùng quần đảo Trường Sa. Khu vực có giá trị A₁₀³ 0,3 nằm ở Nam Trung Bộ thuộc lãnh thổ Việt Nam và đông Biển Đông. Vùng quần đảo Hoàng Sa có giá trị A₁₀ = 0,1. Một đường đẳng trị có giá trị A₁₀ = 0,1 ngăn cách giữa bắc và nam biển Đông nằm trong khoảng vĩ độ 10^o, trừ vùng quần đảo Borneo và Sumatra (Indonesia) có giá trị A₁₀³0,1 thì

Hình 5. Sơ đồ phân bố số phần trăm độ sâu chấn tiêu động đất vùng biển Đông
Việt Nam và ven bờ

gần như toàn bộ phía nam biển Đông độ hoạt động động đất rất nhỏ.

Vùng có giá trị A₁₀ ³ 0,7 và các vùng khác có giá trị A₁₀ = 0,5 nằm ở phía đông biển Đông và vùng quần đảo Trường Sa.

4. Phân bố độ sâu chấn tiêu động đất khu vực biển Đông và ven bờ

Sự phân bố độ sâu chấn tiêu động đất liên quan đến việc phân vùng động đất tại mỗi vùng lãnh thổ, đồng thời cho thấy độ tắt dần của các cấp động đất tại những khoảng cách khác nhau. Sự phân bố độ sâu chấn tiêu động đất khu vực biển Đông và ven bờ cho thấy có tới 85% động đất nằm trong phạm vi vỏ Trái đất, tức có độ sâu h < 35 km, trong đó 50% có độ sâu h = 33 km và chỉ 15% động đất có độ sâu nằm trong phần manti trên (xem hình 5).

IV. CÁC VÙNG ĐỘNG ĐẤT KHU VỰC BIỂN ĐÔNG

1. Những nguyên tắc phân vùng địa chấn - kiến tạo (seismo-tectonic)

Động đất chỉ xẩy ra tại ranh giới giữa các mảng hay các đứt gẫy kiến tạo. Tần suất và độ lớn của động đất do vận tốc chuyển động tương đối giữa hai cánh của đứt gẫy và kích thước của các đứt gẫy tham gia vào các chuyển động này quyết định, tức là với vận tốc dịch chuyển càng lớn thì tần suất động đất càng lớn và nếu kích thước của ranh giới giữa các mảng càng lớn thì chấn cấp của động đất càng lớn.

Trong phân vùng địa chấn - kiến tạo, điều quan trọng là xác định được ranh giới của các địa khối có chung một đặc trưng kiến tạo bị ngăn cách bởi các đứt gẫy sâu, kích thước của các đứt gẫy đồng thời xác định được tuổi hình thành của các đứt gẫy cũng như các hướng dịch chuyển của các cánh, còn tại vùng biển Đông Việt Nam và ven bờ, các tài liệu về kiến tạo cho phép các tác giả phân chia thành 3 khối ngăn cách bởi các đứt gẫy cấp 1: vùng động đất bắc biển Đông, vùng động đất Trung tâm biển Đông và vùng ven bờ Trung và Nam Bộ Việt Nam. Mỗi khối còn được chia thành các cấu trúc ngăn cách bởi các đứt gẫy cấp 2, mỗi cấu trúc như vậy được coi như một đơn vị có tính đồng nhất về mặt động đất, nghĩa là trong cấu trúc đó, động đất có chấn cấp lớn nhất đã xảy ra tại một điểm bất kỳ thì nó có khả năng xẩy ra tại một điểm bất kỳ khác trong phạm vi cấu trúc trong tương lai. Từng vùng, với các đặc trưng địa động lực khác nhau, sẽ có các khả năng động đất cực đại khác nhau.

Động đất cực đại M_max trong các vùng được đánh giá theo các tiêu chí sau:

- Theo quy luật phân bố động đất cùng sự liên hệ với các thông số khác về động đất. Đó là mối tương quan giữa giá trị kmaxcủa động đất cực đại có khả năng xẩy ra với độ hoạt động động đất trung bình A_tb theo công thức [ 4,10]:

log A_tb = log a + b ( k_max - k_a )

Trong trường hợp biển Đông, các giá trị log a = -0,05, b = 0,2 và k_a = 15

Tại những vùng bao quanh diện tích có giá trị Atb càng lớn thì khả năng xẩy ra động đất cực đại có bậc năng lượng kmax càng lớn.

- Những tài liệu về động đất có chấn cấp cực đại đã xẩy ra tại những vùng có những đặc trưng kiến tạo khác nhau.

Tổng hợp những tiêu chuẩn trên chúng tôi đề xuất một phương án phân vùng động đất cho vùng biển Đông Việt Nam và ven bờ như dưới đây (Hình 6).

Khu vực biển Đông và ven bờ với 3 vùng có các đặc trưng động đất chính kể trên đã được thể hiện chi tiết như sau:

2. Các vùng động đất Bắc biển Đông (Hình 6)

Nằm tại đông bắc đứt gẫy chạc ba đông nam đảo Hải Nam là vùng động đất chủ yếu tại khu vực biển Đông. Trong 100 năm, toàn bộ năng lượng động đất giải toả là 227.10²⁰erg thì vùng này đã chiếm 160.10²⁰erg tức 76%.

Tại vùng đảo Hải Nam đã xẩy ra động đất mạnh nhất trong khu vực biển Đông vào ngày 13/7/1605 với M = 7,5. Vùng động đất này được phân thành các vùng nhỏ sau đây:

Vùng động đất Tây bắc vịnh Bắc Bộ (I₁). Đây là vùng động đất nằm chủ yếu trong dải ven bờ vịnh Bắc Bộ thuộc lãnh hải Việt Nam. Các đứt gẫy chính gây ra động đất trong vùng gần như vuông góc với đới đứt gẫy sâu Sông Hồng và có phương ĐB-TN, giới hạn bởi 2 đứt gẫy Móng Cái - Cát Hải và Cô Tô - Bắc Hải [9].

Đây là vùng động đất có M_max = 6 do có tần suất động đất cao, mặc dù ở đây chỉ mới xuất hiện động đất với M = 5,5 (động đất tháng 10/1584), giá trị mật độ chấn tâm A₁₀ = 0,7 tại vùng ven biển Nam Định - Thái Bình. Bản đồ phân vùng động đất trên đất liền của lãnh thổ Việt Nam cũng cho thấy vùng động đất này chứa các đới động đất cấp 8 ven bờ đông nam châu thổ Sông Hồng, các vùng ven bờ của các đới động đất cấp 8 khác thuộc đứt gẫy Sông Mã (Thanh Hoá) và đứt gẫy Sông Cả (Nghệ An) với nguồn sinh chấn là các đứt gẫy sâu Sông Hồng, Sông Mã, Sông Cả, nhưng các nghiên cứu lần này đã cho những kết quả rõ hơn. Ngoài ra, trong phân vùng động đất, kinh nghiệm cho thấy những vùng giao nhau của các hệ thống đứt gẫy là những vùng thường xẩy ra các động đất mạnh với tần suất lớn.

Vùng động đất nam lục địa Trung Hoa - bắc Hải Nam (Trung Quốc) (I₂) được giới hạn bởi 2 đoạn cung có hướng kéo dài theo phương đông bắc. Các động đất ở đây được chia thành 2 nhóm tại bắc đảo Hải Nam thuộc trũng Vịnh Bắc Bộ và vùng ven bờ Nam Trung Quốc. Tại bắc đảo Hải Nam, mật độ chấn tâm đạt giá trị lớn nhất với A₁₀ = 1,1.

Với trận động đất xẩy ra ngày 13/7/1605 có Ms = 7,5 tại rìa đông bắc và động đất ngày 27/5/1920 tại tây nam đảo Hải Nam có Ms = 6,5 ta thấy đây là vùng động đất mạnh nhất khu vực biển Đông Việt Nam.

Từ những tài liệu kể trên thấy rằng chấn cấp cực đại ở khu vực này đã đạt tới 7,5.

Vùng động đất phía bắc đảo Hoàng Sa (I₃) có phương đông - đông bắc. Trong vùng có nhiều động đất tập trung tại rìa đông bắc, với giá trị Atb = 0,7 và M_max = 7,0.

3. Các vùng động đất Trung tâm biển Đông

Nằm tại phía nam của nhánh phải đứt gẫy chạc ba, vùng động đất này được chia làm 2 phần gần như đối xứng nhau: phần các đới tách giãn đông biển Đông và phần rìa chuyển tiếp tây và tây nam biển Đông.

Vùng động đất thuộc các đới tách giãn đông biển Đông (II₁). Tại các đới tách giãn phía đông biển Đông, các tâm động đất mạnh tập trung tại phần đông bắc ở vùng tách giãn á kinh tuyến với các động đất có M>5,5. Tại rìa phía tây và nam, các động đất mạnh thưa hơn, nhưng mật độ các trận yếu lại tăng lên.

Vùng động đất thuộc rìa chuyển tiếp tây và tây nam biển Đông (II₂) là vùng có độ hoạt động động đất rất thấp, tại đây mật độ chấn tâm rất nhỏ với giá trị A₁₀» 0. Các động đất ở đây có giá trị chấn cấp » 4 với tần suất rất nhỏ.

Vùng động đất đông nam biển Đông (II₃). Đây là vùng động đất khá mạnh thuộc góc đông nam của khu vực nghiên cứu (phía đông nam đảo Sumatra và đông bắc đảo Borneo). Vùng này có mật độ chấn tâm khá dầy với M > 6 và phần nào đó có liên hệ với dải động đất Địa Trung Hải - xuyên Á chạy qua rìa phía đông biển Đông. Tại đây cơ chế nén ép là chủ yếu do hậu quả của sự tách giãn tại trung tâm biển Đông.

4. Vùng động đất ven bờ Trung và Nam Bộ Việt Nam

Tiếp theo vùng động đất tây bắc vịnh Bắc Bộ là vùng động đất ven bờ phía trái đứt gẫy chạc ba. Các đứt gẫy trong khu vực có phương chủ đạo TB-ĐN và dọc theo dải ven bờ có những tâm động đất với năng lượng trung bình và yếu.

Dải động đất Hà Tĩnh - ven biển Nam Bộ (III₁). Vùng động đất có dạng dải hẹp theo ven bờ từ Hà Tĩnh đến Bình Thuận, sau đó toé ra hình quạt với nhánh trái theo ven bờ vùng biển Nam Bộ. Trong số 23 trận động đất ghi nhận được trong vùng có đến 9 trận với chiều sâu chấn tiêu khoảng 10 km, 6 trận có độ sâu khoảng 30 km. Ngoài ra còn phải kể đến những hoạt động núi lửa trẻ hoặc mới hoạt động ở trong bờ hoặc ngoài khơi như hoạt động của núi lửa Hòn Tro năm 1923. Giá trị M_max = 5,5.

Vùng động đất rất yếu thuộc trũng Kainozoi vịnh Bắc Bộ (III₂) nằm kẹp giữa 2 đứt gẫy thuộc nhánh trái của đứt gẫy chạc ba Nam Hải Nam, sự hình thành của vùng trũng này theo cơ chế tách giãn và sụt lún với độ sâu tới 6000 m. Đặc điểm của vùng này là mặc dù nằm ngay cạnh đới động đất mạnh nhất biển Đông nam Trung Hoa - bắc Hải Nam, nhưng tại đây không hề xẩy ra động đất dù với chấn cấp rất nhỏ, cũng có thể do quá trình tách giãn là điều kiện để năng lượng được giải toả [3].

Dải động đất yếu tây nam (III₃) nằm dọc theo đứt gẫy phương TB-ĐN, kéo dài từ tây nam biển Đông Việt Nam đến vịnh Thái Lan với những chấn tiêu động đất nhỏ, có chấn cấp nhỏ hơn 3. Tại đây vùng động đất được đánh giá có M_max = 3-4.

Đây là bản đồ phân vùng động đất được thành lập cho khu vực biển Đông Việt Nam và ven bờ cho nên thực chất là bản đồ nguồn động đất được thể hiện cho mỗi vùng có các giá trị chấn cấp cực đại, giữa các vùng không có sự chuyển tiếp một cách liên tục đặc biệt là 2 vùng tại 2 cánh của một đứt gẫy sâu. Do lớp nước phủ vùng biển Đông Việt Nam có độ sâu khác nhau, cho nên không có những tài liệu về độ tắt dần cũng như về các cấp động đất, và bản đồ các vùng động đất trên đây nên hiểu là một bản đồ nguồn động đất và chấn cấp cực đại của khu vực biển Đông Việt Nam và ven bờ.

KẾT LUẬN

Bản đồ phân bố tâm động đất cho thấy các tâm động đất mạnh tập trung chủ yếu vào khu vực đông bắc biển Đông. Đồ thị lặp lại của động đất có dạng log N = -0,76 M + 5,16. Bản đồ phân bố năng lượng đã cho thấy một diện tích phía nam biển Đông có năng lượng rất yếu. Năng lượng trung bình một năm cho toàn khu vực biển Đông là 2,25.10²⁰ erg, xấp xỉ bằng 1/4 so với năng lượng động đất đã xẩy ra trên đất liền của Việt Nam. Ngoài khu vực phía bắc và vùng tách giãn trung tâm và nam biển Đông, nơi chiếm phần lớn số động đất đã xẩy ra tại khu vực nghiên cứu, nhưng cả một vùng rộng lớn thuộc phía nam biển Đông là những vùng động đất yếu hoặc không có động đất. Vận động trượt bằng (strike slip) tại các chấn tiêu động đất vùng phía bắc biển Đông thể hiện các quá trình biến dạng và dịch chuyển tại môi trường địa chất ở đây là theo phương nằm ngang, còn tại phía nam biển Đông đã xuất hiện dạng nghịch chờm (thrust) chứng tỏ nén ép xẩy ra là chủ yếu tại môi trường địa chất khu vực.

Những đặc điểm về kiến tạo khu vực, sự liên hệ giữa chấn cấp cực đại và giá trị mật độ chấn tâm A₁₀ cũng như tài liệu động đất thu thập được đã cho phép chỉ ra 8 vùng với những giá trị chấn cấp cực đại.

Công trình được hoàn thành với sự hỗ trợ của Chương trình nghiên cứu Khoa học cơ bản.

VĂN LIỆU

1. Atlas of geology and geophysics of South China Sea, 1987. Vol. 1 and Vol. 2. Map Publishing House of Guangdong Province.

2. Bulletin of the International Seismological Centre. Database Access Program.

3. Committee for Co-ordination of Joint Prospecting for Mineral Resourses in Asian offshore areas (CCOP), 1991. Bull. Vol. 23 : 120.

4. Gubin I.E., 1950. Phương pháp địa chấn kiến tạo để phân vùng động đất. Các công trình của Viện Vật lý Trái đất, Viện HLKH Liên Xô, No.13 (tiếng Nga).

5. Gutenberg B., Richter C. F., 1956. Magnitude and Energy of Earthquakes. Ann. Geofis., 9: 1-15. Roma.

6. Hayes D.E., 1983. The tectonic geologic evolution of Southeast Asian Sea and islands. Amer. Geophys. Union monography 27.

7. Lin Gu G. and Shi Z., 1983. Catalogue of earthquakes in China (1831 B.C, 1969). Science Press, Beijing.

8. Nguyễn Văn Lương và nnk, 2003. Kết quả thành lập danh mục cơ cấu chấn tiêu động đất khu vực biển Đông. Các công trình nghiên cứu địa chất và địa vật lý biển, VII : 51-61. Hà Nội.

9. Phạm Văn Thục et al, 1985. Seismic zoning of the territory of Vietnam. Acta Geophysica Polonica, XXXIII/2: 147-167. Varsawa

10. Riznichenko Iu.V., 1966. Raschet sotrjasaemost tochek zemnoi poverkhnosti zemle-trjasenii v oksuzhayuschei oblasti. Fizika Zemli, 5. Moskva.

11. Wei Bao-Zhu, Wai-Ying Chung, 1995. Strike-slip faulting on the northern margin of the South China Sea: evidence from two earthquakes offshore of Hainan Island, China, in December 1969. Tectonophysics, 55-66.

Khu vực	Đồ thị lặp lại	M ³ 6,5	M ³ 6,0	M ³ 5,5	M ³ 5,0
Biển Đông VN (3)	log N = -0,76 M+5,16	60	20	10	4
Đất liền VN (2)	log N = -0,85 M+6,12	30	10	4	2
Toàn bộ BĐ (1)	log N = –M + 7,72	3	1, 5	0,5	0,13