Tạp chí ĐỊA CHẤT, loạt A, số 295, 7-8/2005, tr

I. MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây, ở ngoài khơi phía nam biển Đông thường xuất hiện những chấn tâm động đất, trong số đó, có hai trận động đất xảy ra ngày 26/8/2002 và 14/9/2002 tại phạm vi Bà Rịa - Vũng Tàu. Đặc biệt, vào tối ngày 5/8/2005, một trận động đất đã xảy ra ở ngoài khơi Vũng Tàu, với chấn tâm nằm ở vị trí 7,69 độ vĩ Bắc; 107,09 độ kinh Đông, độ sâu chấn tiêu khoảng 30 km, chấn cấp cực đại M_max vào khoảng từ 4 đến 5 độ Richter, chấn động cực đại ở chấn tâm đạt cấp 7/12 (theo thang MSK-64) [GEOFON]. Trận động đất này đã gây ra chấn động trên đất liền ở các nơi như TP Hồ Chí Minh, Đồng Nai, Bà Rịa - Vũng Tàu…Càng xa chấn tâm mức độ ảnh hưởng càng giảm xuống. Vào trưa hôm sau, trên địa bàn thành phố Vũng Tàu và ngoài khơi vùng biển Bà Riạ - Vũng Tàu lại xảy ra thêm một trận động đất khác có quy mô và cường độ tương đương với trận động đất diễn ra một ngày trước đó. Mới đây nhất là vào 4/4/2006, người dân một số khu vực thuộc thị xã Vũng Tàu lại cảm nhận được các rung động nhẹ…

Tại bán đảo Thanh Đa (quận Bình Thạnh, Tp Hồ Chí Minh), nơi đứt gãy Sông Sài Gòn chạy qua, đã và đang ghi nhận được hiện tượng sạt lở bờ sông. Trong giai đoạn từ năm 1989 đến 2003, đã có ít nhất 10 vụ sạt lở bờ sông nghiêm trọng, làm chết 7 người. Ngày 8/7/2002, đã xảy ra sạt lở bờ sông dài trên 200 m thuộc địa phận Công ty Than Miền Nam, làm mất 4000 tấn than. Một tuần sau đó, ngày 14/7 xói lở bờ nghiêm trọng lại xảy ra tại số nhà 1002, đường Xô Viết Nghệ Tĩnh, làm sụp một dãy nhà và đất dài 30 m, rộng 6 m [3]. Vẫn tại đây, rạng sáng ngày 8/6/2005 lại xảy ra một vụ sạt lở nữa, ăn sâu vào bờ 15 m. Dòng nước sông Sài Gòn đã cuốn trôi toàn bộ hệ thống kè dài 41 m vừa thi công xong cùng với một ngôi nhà thuỷ tạ rộng 28 m² [Báo điện tử Vnexpress, ngày 8/6/2005]…

Những hiện tượng động đất, sạt lở bờ sông nói trên cần được nghiên cứu từ góc độ nội sinh, có nguyên nhân là do hoạt động của đứt gãy kiến tạo.

Đã có rất nhiều công trình khoa học ở trong và ngoài nước ứng dụng kỹ thuật đồng vị rađon (hay đơn giản là rađon) để nghiên cứu hoạt động của đứt gãy gây nên động đất, nứt đất, sạt lở đất [1, 2, 6-16].

Trong bài báo này, chúng tôi trình bày kết quả thử nghiệm nghiên cứu hoạt động của đứt gãy Sông Sài Gòn bằng kỹ thuật đồng vị rađon.

II. VỀ ỨNG DỤNG KỸ THUẬT ĐỒNG VỊ RAĐON NGHIÊN CỨU ĐỨT GÃY HOẠT ĐỘNG

Trong thạch quyển, rađon liên tục được sinh ra, không ngừng phân rã và được lưu lại trong các khe nứt - lỗ hổng của đất đá. Khi đứt gãy hoạt động, rađon di chuyển từ các đới dập vỡ, phá huỷ kiến tạo ở sâu trong lòng đất lên mặt đất (theo hướng áp suất và nhiệt độ giảm dần) và hoà vào khí quyển. Ở nơi các đứt gãy hoạt động, rađon thường tạo thành các vành dị thường trong lớp đất sát bề mặt, chỗ nó xuất lộ. Nghiên cứu hàm lượng rađon (²²²Rn₈₆)trong lớp đất này có thể thu được những thông tin phản ánh hoạt động kiến tạo hiện đại ở khu vực đó. Rađon được chọn để nghiên cứu đứt gãy dựa trên các cơ sở sau đây [9]:

- Rađon là khí trơ, nên nó không kết hợp với các nguyên tố khác trong thời gian di chuyển từ dưới sâu lên mặt đất, dễ xác định, dễ theo dõi;

- Chu kỳ bán rã của rađon là 3,82 ngày, vừa đủ để có thể xác định được sự thoát liên tục của rađon từ một vị trí nào đó (nguồn phát sinh). Vì vậy nó thích hợp cho công việc nghiên cứu.

- Ứng dụng rađon để nghiên cứu rẻ hơn cả so với các nguyên tố khác.

III. ĐỨT GÃY SÔNG SÀI GÒN

Đứt gãy Sông Sài Gòn được xác định bằng tài liệu địa vật lý, địa chất và tư liệu ảnh viễn thám. Đứt gãy có phương TB – ĐN, có phương cơ bản trùng với dòng chảy sông Sài Gòn. Chiều dài của đứt gãy trên đất liền thuộc lãnh thổ Việt Nam chừng 190 km. Trên ảnh viễn thám, nó được thể hiện bằng chùm những lineamen, có phương chủ đạo TB - ĐN. Ở phía đông nam, nó bị chặn bởi đứt gãy Phan Thiết - Cà Mau có phương ĐB-TN (Hình 1).

Trên Hình 1, đứt gãy Sông Hậu và đứt gãy Phan Thiết - Cà Mau là đứt gãy bậc I. Đứt gãy Sông Hậu phân cách địa khối Inđosinia và miền uốn nếp Thái Lan - Mã Lai và đứt gãy Phan Thiết - Cà Mau giới hạn địa khối Inđosinia từ phía đông nam. Trong khi đó, đứt gãy Sông Sài Gòn là đứt gãy bậc thấp hơn và đóng vai trò phân chia các đới kiến tạo trong địa khối này.

Đứt gãy Sông Sài Gòn là đứt gãy hoạt động tích cực trong tân kiến tạo. Bằng chứng là trong các mặt cắt địa chất, dựng vuông góc với phương của nó, đứt gãy này kiểm soát quá trình hình thành các trầm tích Pliocen và Đệ tứ (H. 2 và 3).

Hình 2. Phân bố tuyến đo hoạt độ rađon nghiên cứu đứt gãy Sông Sài Gòn
Địa điểm Rạch Ngầm (xã Bàu Đồn, huyện Gò Dầu, tỉnh Tây Ninh).

Hình 3. Mặt cắt địa chất cắt qua đứt gãy Sông Sài Gòn
(tại khu vực thành phố Hồ Chí Minh)

IV. KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM ĐO RAĐON THEO CÁC TUYẾN CẮT NGANG ĐỨT GÃY SÔNG SÀI GÒN

Để tiến hành nghiên cứu sự hoạt động của đới đứt gãy Sông Sài Gòn, chúng tôi tiến hành 2 tuyến đo hoạt độ rađon trong đất, theo phương TN - ĐB, cắt vuông góc phương của đới đứt gãy này, để làm sao thu được càng nhiều thông tin càng tốt về sự xuất lộ rađon theo chiều rộng của đới đứt gãy. Hai tuyến đo này cách xa nhau chừng 100 km.

Tuyến 1: Tuyến đo được tiến hành tại xã Bàu Đồn (huyện Gò Dầu, tỉnh Tây Ninh) theo phương TN - ĐB, với chiều dài 1685 m. Sơ đồ phân bố tuyến đo này được thể hiện trong Hình 1. Tuyến đo được triển khai ở 2 bên bờ sông Rạch Ngầm, gồm 49 số đo hoạt độ rađon, mẫu dùng để phân tích rađon được lấy từ các lớp đất sét, sét pha của vỏ phong hóa có màu xám nâu, nâu đỏ, đôi chỗ xám sáng nằm trên lớp đá ong rắn chắc.

Tuyến 2: Tuyến đo được thực hiện tại xã Phước Hoà (huyện Tân Thành, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu), theo hướng TN-ĐB, kéo dài 1384 m, cắt vuông góc với phương của đứt gãy Sông Sài Gòn. Sơ đồ phân bố tuyến đo này được thể hiện trong Hình 1. Tuyến gồm 50 số đo hoạt độ rađon, mẫu khí dùng phân tích rađon được lấy từ các lớp đất sét pha, cát màu xám sáng, xám đen, đất phèn, một số mẫu phải lấy từ các lớp đất mượn có màu nâu đỏ, nâu vàng, hình thành khi thi công con đường ra cảng.

Độ biến thiên hàm lượng rađon và cường độ bức xạ gamma theo khoảng cách trên từng tuyến được thể hiện trên các Hình 4 và 5.

Xử lý thống kê các số liệu đo hoạt độ trên cho thấy:

- Trên tuyến đo tại Rạch Ngầm (xã Bàu Đồn, huyện Gò Dầu, tỉnh Tây Ninh): giá trị phông hàm lượng rađon trong đất phân lập được là 28 xung/phút (~ 2,2 kBq/m³). Đã phát hiện được 1 dị thường cao nhất là 154 xung/phút (~12 kBq/m³), nằm cách đầu tuyến đo 1250 m. Dị thường này lớn hơn 5 lần giá trị của phông hàm lượng rađon ở mặt cắt này.

- Trên tuyến đo tại xã Phước Hoà (huyện Tân Thành, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu): giá trị phông rađon trong đất phân lập được là 120 xung/phút (~ 9,5 kBq/m³). Đã phát hiện được 2 cụm dị thường. Cụm thứ nhất (cách đầu tuyến 825 m) có giá trị cao nhất là 825 xung/phút (~ 66 kBq/m³). Dị thường này lớn xấp xỉ 7 lần giá trị của phông rađon ở tuyến này. Cụm thứ hai yếu hơn (cách đầu tuyến từ 1025 đến 1100 m), gồm 4 số đo, dao động trong khoảng từ 495 đến 625 xung/phút (từ 39,6 đến 50 kBq/m³), lớn hơn phông từ 4 đến 5 lần.

Việc đo cường độ bức xạ gamma của đất đá được tiến hành đồng thời với đo rađon, nhưng đã không phát hiện được dị thường cường độ bức xạ gamma nào. Điều này cho phép loại trừ ảnh hưởng của đất đá tới dị thường rađon thu được theo 2 tuyến đo trên. Đồng thời, cũng chứng tỏ rằng, các dị thường rađon nói trên phản ánh sự hoạt động tích cực của đứt gãy Sông Sài Gòn trong giai đoạn hiện đại.

Đứng trước hai thực tế, một là đứt gãy Sông Sài Gòn là đứt gãy tích cực trong Kainozoi muộn, mà các nhà địa chất đã chứng minh [5]; và hai là đã phát hiện dị thường cao của rađon dọc đứt gãy này, tác giả đi đến các kết luận dưới đây.

V. KẾT LUẬN

1. Đứt gãy Sông Sài Gòn đang tái hoạt động trong thời kỳ hiện đại.

2. Hiện tượng sạt lở bờ sông Sài Gòn, đặc biệt là khu bán đảo Thanh Đa, có thể liên quan đến sự hoạt động của đứt gãy Sông Sài Gòn chạy sát bán đảo này.

3. Đứt gãy Sông Sài Gòn hoạt động trở lại trong thời kỳ hiện đại có thể là nguyên nhân gây nên một số trận động đất ngoài khơi phía nam Biển Đông xảy ra gần đây, đặc biệt là tại nơi giao cắt của nó với đứt gãy Phan Thiết - Cà Mau, khi chấn tâm của chúng xuất hiện trùng với khu vực này.

Công trình này là kết quả của đề tài NCCB do Bộ Khoa học và Công nghệ tài trợ.

Lời cảm ơn: Tác giả xin trân trọng cảm ơn GS. TS. Nguyễn Trọng Yêm, TS. Trần Văn Dương, đã tạo điều kiện hoàn thiện bài báo này.

VĂN LIỆU

1. Chyl L.L et al, 2003. Radon monitoring for earthquake prediction in South Central Taiwan. GSA Annual Meeting, Session 101, Geophysics/Tectonophysics/Seismology. Hypes Convention Center: 102.

2. Garzon G. et al, 2003. Radon soil increases before volcano-tectonic eathquakes in Colombia. Tóm tắt BC Hội nghị Địa chất quốc tế lần thứ 7.

3. Nguyễn Bá Hoằng, 2005. Tình hình xói lở bờ ở sông Sài Gòn và sông Đồng Nai, dự báo và kiến nghị một số giải pháp phòng chống theo quan điểm địa chất công trình. TT BC HNKH 60 năm địa chất VN,. Hà Nội.

4. Nguyễn Đình Xuyên, Trần Văn Thắng, 2005. Địa chấn kiến tạo và các vùng phát sinh động đất mạnh trên lẫnh thổ Việt Nam. TTBC HNKH 60 năm địa chất VN.

5. Nguyễn Huy Dũng (Chủ biên), 2004. Báo cáo: Phân chia địa tầng Neogen - Đệ tứ và nghiên cứu cấu trúc địa chất đồng bằng Nam Bộ. Liên đoàn Bản đồ địa chất miền Nam. Lưu trữ Địa chất, Hà Nội.

6. Nguyễn Phú Duyên, 2004. Một số kết quả nghiên cứu nứt đất hiện đại trong nghiên cứu mối liên quan giữa đồng vị rađon với hiện tượng nứt, sạt đất dọc đứt gãy Sông Tiền. TTBC Hội nghị Khoa học lần thứ 16, 3: ĐCCT - ĐCTV và môi trường. Trường Đại học Mỏ - Địa chất. Hà Nội.

7. Nguyễn Phú Duyên, 2004. Mối liên quan giữa đồng vị rađon với hiện tượng sạt lở đất dọc đứt gãy Sông Hậu. TC Các Khoa học về Trái Đất, 26/ 4/. Hà Nội.

8. Nguyễn Phú Duyên, 2005. Một số kết quả nghiên cứu nứt đất hiện đại bằng phương pháp đồng vị rađon ở rìa Tây Nam đồng bằng Bắc Bộ. TC Địa chất, A/286.

9. Nguyễn Phú Duyên, 2006. Nghiên cứu nứt đất hiện đại ở đồng bằng Bắc Bộ bằng phương pháp địa chất thuỷ văn đồng vị (đồng vị rađon). Luận án TSĐC, Thư viện Quốc gia, Hà Nội.

10. Nguyễn Trọng Yêm (Chủ nhiệm), Báo cáo tổng kết đề tài KT- 01-11 Nghiên cứu thiên tai nứt đất lãnh thổ CHXHCN Việt Nam, biện pháp phòng chống, giảm nhẹ thiệt hại do chúng gây nên. Lưu trữ TTTT quốc gia, Hà Nội.

11. Nguyễn Văn Phổ, Nguyễn Trọng Yêm, 1996. Phương pháp tiếp cận địa hoá khí eman trong nghiên cứu hoạt động hệ thống đứt gãy Sông Hồng. TC Địa chất, A/236 : 50-57. Hà Nội.

12. Trần Trọng Huệ, Trần Văn Dương, Lê Thị Lài, Lâm Thuý Hoàn, 1996. Đánh giá đặc trưng của một số đứt gẫy tích cực khu vực Miền Bắc Việt Nam trên cơ sở nghiên cứu xạ khí rađon trong khí đất (phương pháp detecto vết). Địa chất Tài nguyên, 2 : 116-126.

13. Trần Trọng Huệ, 1996. Một số kết quả bước đầu nghiên cứu địa động lực hiện đại bằng xạ khí rađon trong khí đất (phương pháp máy Radon). Địa chất Tài nguyên, I : 179-186. Viện Địa chất, Hà Nội.

14. Trần Văn Dương, Nguyễn Trọng Yêm, Trần Trọng Huệ, Nguyễn Phú Duyên, 1998. Vành phân tán địa hoá rađon và thủy ngân - sự phản ánh hoạt tính hiện đại của đứt gãy trên cơ sở nghiên cứu khu vực nứt - sụt đất ở huyện Chưprông, tỉnh Gia Lai. TC Các Khoa học về Trái đất, 4. Hà Nội.

15. Yakoleva V.S, 2003. The radon flux density from the Earth’s surface as an indicator of a seismic activity. Tóm tắt BC Hội nghị Địa chất quốc tế lần thứ 7.

16. Zmazec B. et al, 2000. Radon monitoring for earthquake prediction in Slovenia”. FIZIKA B (Zagreb) 93 : 111-118.