MỘT SỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU NỨT ĐẤT HIỆN ĐẠI BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỒNG VỊ RAĐON RÌA TÂY NAM ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ

NGUYỄN PHÚ DUYÊN

Viện Địa chất, Viện KH & CN VN, Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội

Tóm tắt: Thiên tai nứt đất hiện đại (NĐHĐ) hình thành và phát triển ở vùng rìa tây nam đồng bằng Bắc Bộ trên các đối tượng là công trình xây dựng; nhà cửa, đường giao thông, đập chứa nước...gây ra những thiệt hại nặng nề. Nguyên nhân hình thành NĐHĐ là do hoạt động tích cực của các đứt gãy kiến tạo. Vì vậy, nghiên cứu NĐHĐ chính là nghiên cứu các đới đứt gãy hoạt động.

 Một trong tổ hợp các phương pháp nghiên cứu đứt gãy hoạt động là phương pháp đồng vị rađon (²²²Rn). Đây là phương pháp hữu hiệu và cho  kết quả tin cậy, cụ thể là:

 - Những dị thường hàm lượng rađon liên quan chặt chẽ với hiện tượng NĐHĐ; ở các điểm của tuyến đo rađon, nơi nào có dị thường rađon, ở đó quan sát thấy NĐHĐ. Còn tại các điểm khác của tuyến, nơi không có dị thường, thì không thấy hiện tượng NĐHĐ.

 - Cường độ dị thường hàm lượng rađon trong đất dao động trong khoảng 3 đến 13, trong nước ngầm từ 4,3 đến 5,8 phản ánh mức độ phát triển NĐHĐ vùng nghiên cứu.

I. HIỆN TRẠNG NỨT ĐẤT HIỆN ĐẠI VÙNG NGHIÊN CỨU

Trong những năm cuối của thế kỷ XX, ở những tỉnh thuộc phần rìa tây nam đồng bằng Bắc Bộ (ĐBBB), các vết nứt đất hiện đại (NĐHĐ) đã phát triển mạnh, rõ ràng trên mặt đất, đồng ruộng, vườn tược, nhiều đoạn đê điều, nhiều công trình thuỷ điện, thuỷ lợi, giao thông... làm các công trình này bị hư hại nghiêm trọng. Đây là một dạng thiên tai mới ở nước ta.

Hình thể của vết nứt trên mặt đất trong vùng nghiên cứu là khe nứt độc lập, thường có chiều dài từ vài mét tới vài chục mét, với chiều rộng thay đổi từ vài milimet đến vài trăm milimet. Chiều sâu phát triển của các vết NĐHĐ từ vài chục đến vài trăm centimet. Nhìn chung, trong thành tạo bở rời vùng đồng bằng, các khe nứt thường bị các quá trình ngoại sinh vùi lấp, nhưng đồng thời cũng gặp hiện tượng ngược lại do ảnh hưởng của mưa lũ và dòng chảy mặt, các khe nứt mở rộng thêm, có khi bề rộng đạt tới 50 -70 cm.

Vết nứt đất hiện đại được hiểu là đã hình thành, phát triển trong khoảng thời gian 100 năm trở lại đây [7].

Phân cấp độ  của các vết NĐHĐ

 Theo kết quả nghiên cứu của Nguyễn Trọng Yêm [7], việc xác định cấp độ của các vết NĐHĐ được tiến hành tương tự như xác định cấp độ động đất, căn cứ vào mức độ phá hoại của chúng gây ra đối với công trình xây dựng có mức độ kiên cố khác nhau, nghĩa là: đới ảnh hưởng đã xuất hiện vết NĐHĐ ở cấp độ nào thì đới ấy được xem như có tiềm năng xuất hiện vết NĐHĐ ở cấp độ ấy. Như vậy, rìa tây nam của ĐBBB được xếp là đới nứt đất hiện đại cấp VIII [7].

Phạm vi phân bố của đới  phát triển dọc theo rìa tây nam ĐBBB. Phần tây bắc của đới  rộng đến 15 km. Phần còn lại, từ Mỹ Đức đến biển của đới có dạng tỏa tia, phân thành 4 nhánh. Các đới nhỏ với các NĐHĐ cấp thấp hơn cấp VIII tạo thành các nêm xen kẹp giữa 4 nhánh NĐHĐ chính (Hình 1).

Trong phạm vi đới này, vết NĐHĐ xuất hiện mạnh mẽ tại Lâm Thao, Thanh Ba, Tam Nông, Ba Vì, Quốc Oai, Mỹ Đức, Phủ Lý, Thanh Liêm, Vũ Thư, Ninh Bình, Vụ Bản, Hải Hậu... đã phát hiện thấy NĐHĐ cấp VIII tại Tam Thanh, Mỹ Đức, Hải Hậu, Nghĩa Hưng.

 

Hình 1. Sơ đồ phân bố các khu vực radon nghiên cứu nứt đất hiện đại ở phần rìa tây nam ĐBBB (theo [7])

Nguyên nhân thành tạo các vết NĐHĐ

Theo [7], nguyên nhân thành tạo các NĐHĐ vùng nghiên cứu là do chuyển động kiến tạo hiện đại, hoạt động tích cực của các đứt gãy kiến tạo có trong vùng. Vì vậy, thực chất nghiên cứu NĐHĐ là nghiên cứu hoạt động của các đứt gãy kiến tạo.

Một phương pháp có hiệu quả để nghiên cứu NĐHĐ (hoạt động của các đứt gãy kiến tạo) là phương pháp đồng vị rađon. Từ lâu các nhà địa chất trên thế giới đã nghiên cứu mối liên quan giữa các đới dập vỡ, đới đứt gãy kiến tạo với sự xuất lộ khí rađon từ dưới sâu. Bjornsson, năm 1967 [2] đã nghiên cứu về sự thoát rađon dọc theo các đứt gãy gần vùng Aachen. Một nghiên cứu khác của Chi Yu King [4] mô tả phát xạ rađon trên đới đứt gãy kiến tạo nổi tiếng ở Mỹ là San Andreas Fault. Atallah M.Y. và nnk [1], cũng thu được kết quả khi nghiên cứu sự thoát rađon dọc đới đứt gãy sâu Biển Chết.

Ở nước ta, lần đầu tiên phương pháp xác định hàm lượng đồng vị rađon kết hợp với những phương pháp thuỷ ngân, phương pháp đo khí methan, đo khí carbonic nguồn gốc sâu đã được triển khai nhằm xác định các đới đứt gãy kiến tạo hoạt động. Đây là tổ hợp nhiều phương pháp được tiến hành trong khuôn khổ các đề tài nghiên cứu khoa học cấp nhà nước, do Viện Địa chất, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam chủ trì, như: Đề tài 48.02.03 “Chuyển động hiện đại và sự thành tạo khe nứt hiện đại trũng Sông Hồng” [Nguyễn Trọng Yêm, 1985], Đề tài 44A- 05- 01 “Nghiên cứu đánh giá dự báo ảnh hưởng địa động lực hiện đại trong những vùng kinh tế - xã hội quan trọng”. Ngoài ra, còn có nhiều công trình khác đề cập đến ứng dụng của phương pháp đồng vị rađon trong nghiên cứu địa động lực hiện đại [6, 8, 9].

II. THIẾT BỊ ĐO HÀM LƯỢNG RAĐON VÙNG NGHIÊN CỨU

Trong tự nhiên, các đá luôn chứa những nguyên tố phóng xạ. Như đã biết, Rađon được sinh ra trong dãy phóng xạ tự nhiên của urani, là đồng vị phóng xạ duy nhất của dãy tồn tại ở dạng khí. Một phần khí này di chuyển vào các lỗ hổng và vi khe nứt trong các đá, phần còn lại khuếch tán và lan truyền từ các nguồn phát sinh dưới sâu lên mặt đất theo các đới xung yếu kiến tạo, các đứt gãy kiến tạo đang hoạt động hoặc các đới khe nứt mở và vào khí quyển với nồng độ và áp suất giảm dần.

Trong vùng nghiên cứu đã sử dụng hai loại thiết bị đo tức thời hàm lượng rađon trong đất là: thiết bị "Rađon" (Liên Xô trước đây chế tạo) và thiết bị Radon Detector LUK 4E (Cộng hoà Séc chế tạo) và đo tích lũy hàm lượng rađon bằng đặt phim đetector nhạy alpha.

1. Thiết bị "Rađon": gồm 2 bộ phận chính là dụng cụ lấy mẫu và buồng đo eman. Hộp eman làm bằng kim loại có thể tích 0,5 l, bên trong tráng một lớp sulfur kẽm có thể ghi nhận những hạt alpha bắn ra khi khí phóng xạ phân rã. Buồng đo eman trong "Rađon" là thiết bị khuếch đại xử lý hiệu ứng bắn hạt alpha thành tín hiệu điện và thể hiện bằng số xung trong đơn vị thời gian. Thiết bị này cho kết quả đo hàm lượng rađon tính bằng xung/phút.

2. Thiết bị  LUK 4E gồm các phần chính sau: ống nhân quang chiếu thẳng vào ống bắt mẫu và bảng có gắn màn hình tinh thể lỏng cùng với 3 nút vận hành thiết bị. Trên bảng còn gắn cổng ra để giao diện với máy vi tính và cổng vào nối với nguồn nuôi ngoài. Phần khuếch đại điện tử gồm 3 bộ phận: bộ phận tín hiệu tương tự, xử lý các xung từ ống nhân quang gửi tới; bộ phận xử lý số gồm bộ vi xử lý, các vi mạch và bộ nguồn. Buồng eman hoá (ống bắt mẫu) là lọ thuỷ tinh được đậy kín bằng nắp cao su. Bên trong ống bắt mẫu tráng một lớp hợp chất sulfur kẽm (ZnS) , rất nhạy với ánh sáng và phát quang khi có  tác động của hạt alpha do rađon phát ra. Nồng độ rađon đo bằng thiết bị đếm, cho kết quả thể hiện bằng đơn vị kilobecquerel/m³ (kBq / m³) trong hệ quốc tế  SI.

3. Phương pháp đo tích luỹ bằng phim đetector nhạy alpha 

Công cụ chủ yếu trong phương pháp này là các phim đetector làm bằng chất dẻo polymer có tác dụng ghi nhận các hạt bức xạ alpha do rađon phát ra khi phân huỷ. Các hạt này khi bắn vào bề mặt đetector sẽ để lại vết với kích thước vô cùng nhỏ (cỡ 10-100 A, 1 A = 10^-8 cm) gọi là vết ẩn. Khi ngâm các phim đetector trong dung dịch hoá học, các vết này sẽ hiện ra dưới kính hiển vi quang học có độ phóng đại hàng trăm lần. Có hai loại phim đetector có độ nhạy năng lượng khác nhau được sử dụng phổ biến hiện nay (độ nhạy năng lượng của đetector là khoảng năng lượng của hạt mà đetector ghi được). Loại đetector LR 115 làm từ nitrat celulos do hãng Kodak Pathe' (Pháp) sản xuất với độ nhạy năng lượng nằm trong khoảng 1,7 - 4,2 MeV, còn loại CR-39 của Mỹ và IUPYLON do hãng Mitsubishi Gas Chemical (Nhật) sản xuất với dải năng lượng rất rộng.

Tính ưu việt của phương pháp đetector vết hạt nhân là đo tích luỹ hàm lượng rađon trung bình hoá trong một thời gian khá dài (5 - 7 ngày), nên phần nào đó khắc phục được ảnh hưởng tăng giảm của  nhiệt độ  giữa ngày và đêm.

III. CÔNG TÁC THỰC ĐỊA

Trong phạm vi đới NĐHĐ cấp VIII thuộc rìa tây nam ĐBBB có 8 địa điểm đo hàm lượng rađon trong đất (trong phạm vi đới thông khí ở độ sâu 0,8 m cách mặt đất) và trong nước dưới đất, nhằm nghiên cứu hiện tượng nứt đất tại đây, gồm:

- 3 tuyến đo bằng đặt phim nhạy alpha tại: 1) thị trấn Phố Lu, huyện Bảo Thắng, tỉnh Lào Cai; 2) thị xã Yên Bái, tỉnh Yên Bái; 3) phường Xuân Khanh, thị xã Sơn Tây, tỉnh Hà Tây.

- 4 tuyến bằng thiết bị LUK 4E tại: 1) nhà máy xi măng Bút Sơn, thị xã Phủ Lý, Hà Nam; 2) thị trấn Quế, huyện Kim Bảng, Hà Nam; 3) thị trấn Đồng Văn, huyện Duy Tiên, Hà Nam; 4) thị trấn Vĩnh Trụ, huyện Lý Nhân, tỉnh Hà Nam.

- Một loạt số đo nồng độ rađon trong nước dưới đất được tiến hành tại đầu mút đông nam của đới này, trên địa bàn các huyện Nghĩa Hưng, Hải Hậu, Giao Thuỷ.

- Một diện nghiên cứu gồm 8 tuyến đo với 371 điểm đo hàm lượng rađon trong đất, nghiên cứu nứt đồi Ông Tượng, thị xã Hoà Bình, tỉnh Hoà Bình.

Hình 2. Sơ đồ tài liệu thực tế các tuyến đo rađon trong đới thông khí vùng nứt đồi Ông Tượng, thị xã Hòa Bình

1.  Tuyến đo tại thị trấn Phố Lu

Tuyến kéo dài 5000 m, theo hướng đông bắc, bắt đầu từ phía hữu ngạn sông Hồng (điểm 1 cách bờ sông 2 km) và kết thúc ở bờ sông, phần thứ 2 của tuyến được đo bên tả ngạn sông (bắt đầu từ bờ sông), cắt qua thị trấn và đi tiếp khoảng 1,5 km. Các đetector phim trên tuyến (25 đetector) đặt trong các lớp đất phong hoá thuộc hệ tầng Sinh Quyền (PR_1-2 sq), phức hệ Xóm Giấu (gPR_1-2 xg) phía hữu ngạn, hệ tầng Ngòi Chi (PR_1-2 nc) phía tả ngạn, các trầm tích Đệ Tứ và thềm sông hiện đại. Giá trị trung bình bức xạ gamma mặt đất và đáy hố rất thấp (xấp xỉ 20 mR/h), chứng tỏ không tồn tại vành phân tán của urani.

2.  Tuyến đo tại thị xã Yên Bái

Tuyến đo kéo dài 6020 m theo hướng đông bắc, bắt đầu từ phía hữu ngạn sông Hồng, trên QL. 32A đi Nghĩa Lộ (điểm đầu tiên cách cầu Âu Lâu bắc qua sông Hồng khoảng 3,5 km) và kết thúc tại điểm cách cầu khoảng 1,5 km. Bên phía tả ngạn, bắt đầu từ bờ sông Hồng (nhà ga Yên Bái), cắt qua thị xã và kết thúc ở điểm cách trung tâm 3 km. Các đetector-phim (32 đetector) trên tuyến được đặt trong lớp đất phong hoá tuổi Đevon trung thuộc hệ tầng Bản Nguồn (D₂e bn), trầm tích Neogen, trầm tích Đệ Tứ và cuối tuyến là các trầm tích Proterozoi. Giá trị trung bình bức xạ gamma mặt đất và đáy hố thấp (xấp xỉ 20 mR/h), chứng tỏ không tồn tại vành phân tán của urani.

3. Tuyến đo tại phường Xuân Khanh, thị xã Sơn Tây

Tuyến đo được triển khai theo hướng đông bắc, bắt đầu trên sườn núi Tản Viên (theo đường lên Vườn quốc gia Ba Vì) hướng về phía thị xã và kết thúc ở phường Xuân Khanh, thị xã Sơn Tây. Các đetector-phim được đặt trong các lớp đất phong hoá hệ tầng Cò Nòi (T₁ cn) và hệ tầng Viên Nam (T₁ vn), trầm tích Neogen hệ tầng Văn Bàn và trầm tích Đệ Tứ. Nhìn chung, giá trị trung bình bức xạ gamma mặt đất và đáy hố thấp (20 -22 mR/h), chứng tỏ không tồn tại vành phân tán của urani trong phạm vi tuyến đo.

4.  Nghiên cứu NĐHĐ bằng số liệu đo hàm lượng rađon trong đất ở tỉnh Hà Nam gồm 4 khu vực: nhà máy xi măng Bút Sơn (thị xã Phủ Lý), thị trấn Quế (huyện Kim Bảng), thị trấn Đồng Văn và thị trấn Vĩnh Trụ (huyện Lý Nhân), tỉnh Hà Nam.

a. Nhà máy xi măng Bút Sơn: tại đây, 9 mẫu phân tích hàm lượng rađon trong đới thông khí được lấy trong sét phong hoá màu xám sáng, màu hồng. Bức xạ gamma dao động xung quanh giá trị trung bình từ 22 đến 24 mR/h.

b. Thị trấn Quế: 9 mẫu phân tích hàm lượng rađon trong đới thông khí được lấy trong trầm tích Đệ tứ, gồm chủ yếu là sét, sét pha. Bức xạ gamma thấp, dao động xung quanh giá trị trung bình từ 20 đến 22 mR/h.

 

c. Thị trấn Đồng Văn: 4 mẫu phân tích hàm lượng rađon trong đới thông khí lấy trong trầm tích Đệ tứ, gồm chủ yếu là sét, sét pha. Bức xạ gamma thấp, dao động xung quanh giá trị trung bình từ 20 đến 22 mR/h.

d. Thị trấn Vĩnh Trụ: 10 mẫu phân tích hàm lượng rađon trong đới thông khí lấy trong trầm tích Đệ tứ, gồm chủ yếu là cát pha, sét pha. Bức xạ gamma thấp, dao động xung quanh giá trị trung bình từ 20 đến 22 mR/h.

5. Khu vực ven biển đầu mút đông nam của đới NĐHĐ cấp VIII, rìa tây nam ĐBBB

Một loạt số đo nồng độ rađon trong nước dưới đất ở độ sâu từ 80 đến 145 m, bằng phim nhạy alpha, đã được thực hiện theo phương tây nam - đông bắc, cắt vuông góc các "phụ đới" toả tia của đới NĐHĐ cấp VIII này (xem Hình 1).

6. Nghiên cứu hiện tượng nứt đồi Ông Tượng, thị xã Hoà Bình

Tiến hành đo hàm lượng rađon trong đất với 8 tuyến đo, gồm 371 số đo, tạo thành mạng lưới phủ trọn đồi Ông Tượng và diện tích lân cận, nơi xảy ra các vết nứt đất, đe doạ các công trình xây dựng nằm ở phía chân đồi, như: khu Tỉnh uỷ, khu UBND tỉnh, UBND thị xã (xem Hình 2).

Số lượng 371 mẫu trong vùng nghiên cứu được lấy để phân tích hàm lượng rađon từ các loại đất đá, gồm:

- Trầm tích bở rời tuổi Đệ tứ không phân chia;

- Lớp vỏ phong hoá và sườn tích từ đá gốc:

+ Hệ tầng Suối Bàng (T₃n-r sb): đá phiến sét, bột kết phân phiến mỏng xen thấu kính mỏng than đá;

+ Hệ tầng Cò Nòi (T₁ cn): bột kết, cát kết, tuf, dăm kết đá vôi xen các lớp porphyrit bazan;

+ Hệ tầng Viên Nam (P₂-T₁ vn): bazan, porphyrit bazan, điabas, dăm kết dung nham.

Trên diện tích vùng nghiên cứu, đi đôi với việc đo hàm lượng rađon trong đất, đồng thời tiến hành đo bức xạ gamma mặt đất và không phát hiện được bất kỳ dị thường nào ở đây.

IV. XỬ LÝ THỐNG KÊ SỐ LIỆU HÀM LƯỢNG RAĐON TRONG ĐẤT VÙNG NGHIÊN CỨU

Mỗi giá trị hàm lượng rađon đo được trong đới thông khí hoặc trong nước ngầm đều được xem là đại lượng ngẫu nhiên [8], những số liệu này được xử lý bằng phần mềm STATISTICA phiên bản 5.1 của StatSoft Inc.

1. Xác định giá trị phông hàm lượng rađon vùng nghiên cứu

Giá trị phông hàm lượng rađon trong đất hoặc trong nước dưới đất vùng nghiên cứu, được xác định bằng giá trị trung bình cộng của dãy số liệu, sau khi loại bỏ những số đo có giá trị cao đột biến. Trong thực tế xử lý thống kê số đo hàm lượng rađon vùng nghiên cứu, những giá trị số đo được xem là cao đột biến khi chúng lớn gấp 3 lần trở lên giá trị trung bình thống kê tại khu vực đo cụ thể đang được xem xét.

2. Xác định dị thường hàm lượng rađon vùng nghiên cứu

Giá trị phông hàm lượng rađon vùng nghiên cứu là cơ sở cho việc xác định dị thường có ý nghĩa. Để xác định giá trị dị thường có ý nghĩa, người ta so sánh nó với ngưỡng dị thường tối thiểu. Ngưỡng dị thường tối thiểu được xác đinh bằng giá trị phông cộng với ít nhất là 2 (hoặc 3) lần độ lệch tiêu chuẩn (s) và được tính bằng biểu thức sau:

A_min = giá trị phông + 3 s [theo 4]     (2)

hoặc:  

A_min = giá trị phông +  2 s [theo 5]    (3)    

trong đó:

    A_min - dị thường tối thiểu

    s  - độ lệch tiêu chuẩn

Trong thực tế xử lý số liệu đo hàm lượng rađon vùng nghiên cứu, chúng tôi thấy số liệu đo biến thiên trong khoảng rất rộng, dễ dàng cho việc phân lập các dị thường hàm lượng rađon. Có thể áp dụng công thức (3) để tách ra được các dị thường hàm lượng rađon.

Đã phân lập được một số dị thường hàm lượng rađon trong đất, có giá trị vượt ngưỡng dị thường tối thiểu ở mức rất cao từ 2 đến 6 s, tức là bằng giá trị phông cộng với từ 2 đến 6 lần độ lệch tiêu chuẩn.

Đối với số liệu đo nồng độ rađon trong nước ngầm, độ biến thiên không lớn như số liệu hàm lượng rađon trong đất. Tuy nhiên, giá trị dị thường nồng độ rađon trong nước ngầm được phân  lập ở mức vượt ngưỡng dị thường từ 2 đến 3 s, tức bằng phông cộng với từ 2 đến 3 lần độ lệch tiêu chuẩn.

3. Xác định mức độ dị thường hàm lượng rađon vùng nghiên cứu:

Để đánh giá mức độ dị thường, dùng tỷ số K giữa giá trị hàm lượng rađon cực đại () đo được với giá trị phông (P_j) tại điểm đo.

                                      

V. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU NĐHĐ RÌA TÂY NAM ĐBBB

Để tiện đối sánh cũng như theo dõi kết quả xử lý thống kê của 4 khu vực khảo sát vùng nghiên cứu, chúng tôi trình bày chúng trong bảng tổng hợp dưới đây:

Bảng 1. Bảng tổng hợp kết quả nghiên cứu

VI. PHÉP CHUẨN ĐƠN VỊ HÀM LƯỢNG RAĐON

Trong vùng nghiên cứu, hàm lượng rađon trong đất, trong nước dưới đất được xác định bằng đetector phim có đơn vị vết alpha/ cm²/ngày hoặc bằng đo tức  thời bằng eman kế, có đơn vị là xung/phút. Thông qua phép chuẩn, chuyển về đơn vị đo quốc tế là kBq/m³. Nguyên lý phép chuẩn về đơn vị quốc tế: kBq/m³ được tiến hành như sau:

- Có nguồn rađi chuẩn, phát xạ rađon với hàm lượng nhất định đo bằng kBq/m³.

- Tạo một luồng khí liên tục (thành phần là khí quyển) trộn với rađon hàm lượng xác định.

- Dẫn luồng hỗn hợp khí nói trên đi qua cốc Urban có chứa phim nhạy alpha (loại cốc và phim đã dùng ngoài thực địa) với  lưu lượng 10 cm³/h hoặc đi vào ống bắt mẫu (Luca Cell).

- Giữ luồng hỗn hợp khí này đi qua cốc Urban chứa phim trong suốt khoảng thời gian tương ứng với thời gian chôn phim ngoài thực địa, hoặc đi vào ống bắt mẫu trong vòng 1 phút.

- Quá trình hiệu chỉnh tiến hành với các bậc hàm lượng rađon khác nhau.

- Quan hệ giữa 2 loại đơn vị trên được biểu diễn bằng phương trình sau:

.

VII. LUẬN GIẢI KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU NỨT ĐẤT HIỆN ĐẠI VÙNG NGHIÊN CỨU

Thiên tai nứt đất hiện đại phần rìa tây nam ĐBBB được nghiên cứu chi tiết bằng phương pháp đồng vị rađon tại 8 địa điểm đã nêu bên trên. Các số liệu đo đều được xử lý thống kê và cho các kết quả sau:

1. Giá trị phông hàm lượng rađon trong đất và trong nước dưới đất vùng nghiên cứu được xác lập tại mỗi khu vực (xem Bảng 2).

2. Đã phân lập được các giá trị dị thường hàm lượng rađon trong đất và trong nước dưới đất tại các địa điểm (xem Bảng 2).

3. Về kích thước tập mẫu, trên nguyên tắc kích thước càng lớn càng cho kết quả tin cậy. Tuy nhiên, trong trường hợp các biến lượng có mối tương quan chặt chẽ hợp chuẩn với nhau, thì kích thước tập mẫu dù nhỏ trong điều tra thống kê vẫn cho kết quả tin cậy. Trong thực tế, việc điều tra thống kê vẫn được tiến hành với kích thước tập mẫu tương đối nhỏ (N = 20). Trong vùng nghiên cứu, kích thước tập mẫu tại các địa điểm thể hiện trong bảng 2.

4. Về tính đại biểu của tập mẫu, chúng tôi phân bố các tuyến đo sao cho phủ được tối đa diện tích khu vực nghiên cứu (phủ đều 3 phần: tây bắc, trung tâm và đầu mút đông nam diện nghiên cứu). Phương vị của mỗi tuyến đo rađon được thiết kế vuông góc với phương của đới NĐHĐ, sao cho thu được nhiều thông tin nhất về sự xuất lộ rađon từ các khe nứt mở phân bố theo chiều rộng của đới NĐHĐ.

5. Cường độ dị thường rađon được xác định bằng tỷ số của giá trị dị thường hàm lượng rađon chia cho giá trị phông hàm lượng rađon. Giá trị cường độ dị thường mà chúng tôi xác định được tại rìa tây nam ĐBBB này được trình bày trong Bảng 2.

Bảng 2. Giá trị cường độ dị thường rađon xác định ở rìa tây nam ĐBBB

6. Cường độ dị thường hàm lượng rađon vùng nghiên cứu lớn hơn giá trị phông từ xấp xỉ 3 đến 13 lần, phản ánh mối liên quan với hiện tượng nứt đất ở đây.

7. Mối liên quan giữa dị thường hàm lượng rađon trong đất và trong nước ngầm với sự xuất hiện của các vết nứt đất hiện đại ở phần rìa tây nam ĐBBB là mối liên quan chặt chẽ. Dị thường rađon chỉ phát hiện ở từng điểm nhất định, nơi mà các vết nứt mở tồn tại.

8. Nguồn gốc xuất hiện dị thường rađon trong đất và trong nước ngầm vùng nghiên cứu là do phát triển các vết nứt mở trong đất, cũng như đới dập vỡ trong đá móng gắn kết chắc. Số liệu nồng độ rađon trong nước giếng khoan sâu 140 m, nơi gần tiếp xúc với móng Neogen, có thể minh chứng cho điều này. Những vết nứt mở đới phá huỷ này đóng vai trò kênh dẫn đưa rađon từ dưới sâu lên mặt đất.

VIII. KẾT LUẬN

- Các dị thường hàm lượng rađon vùng nghiên cứu liên quan chặt chẽ với hiện tượng nứt đất hiện đại, nơi nào không ghi nhận được dị thường rađon, nơi đó không có hiện tượng NĐHĐ.

- Vết NĐHĐ vùng nghiên cứu đóng vai trò kênh dẫn rađon từ dưới sâu lòng đất lên mặt đất, gây nên những dị thường cao hơn hẳn giá trị phông hàm lượng rađon tại những điểm đo đó.

- Cường độ dị thường hàm lượng rađon cao hơn giá trị phông từ 3,4 đến 13 lần trong đất, còn trong nước ngầm dao động trong khoảng 2,9 đến 3,4 lần.

- Phương pháp đồng vị rađon là một trong những phương pháp hữu hiệu nghiên cứu sự tồn tại các khe nứt, đới dập vỡ và kiến tạo hiện đại.

Tác giả xin trân trọng cảm ơn GS Nguyễn Trọng Yêm, TS Trần Trọng Huệ, TS Đinh Văn Toàn và TS Trần Văn Dương đã tạo điều kiện cho việc hoàn thiện bài báo này.

VĂN LIỆU

1. Atallah M.Y., Al-Bataina B.A., Mustafa H., 2001. Radon emanation along the Dead Sea transform (rift) in Jordan. Environmental Geology.

2. Bjornsson Israel H., 1967. Radon (Rn-222) and Thoron (Rn-220) in soil air over faults.  Geophysics, 33 : 48-64.

3. Borovikov V.P., 1998. Bopulyarnoe vvedenie v programu STATISTICA. Moskva.

4. Chi Yu King, 1978. Radon emanation on San Andreas Fault. Earth. Inform. Bull., 10/4.  

5. Monin Michel M. and Jean L. Seidel, 1991. Radon and geophysics: A recent  advance. Nucl. Tracks Radiat. meas., 49. London, Great Britain.

6. Nguyễn Phú Duyên, 2001. Nghiên cứu xạ khí rađon tại tỉnh Hà Nam. TC Các khoa học về Trái đất, 4/2001. Hà Nội.

7. Nguyễn Trọng Yêm, 1991. Về việc dự báo khe nứt kiến tạo hiện đại. Địa chất, 202- 203 : 17-19. Hà Nội.

8. Nguyễn Văn Phổ, 2002. Địa hoá học. Nxb Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.

9. 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 Rađon). Địa chất Tài nguyên, I : 179-186. Nxb Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.