I. ĐẶT VẤN ĐỀ

Trong mấy năm gần đây, ở vùng ven biển Nam Trung Bộ thường xảy ra nhiều hiện tượng tai biến địa chất làm thiệt hại rất nhiều tài sản của nhân dân và đe doạ nghiêm trọng đến sự bền vững của nhiều công trình quốc gia. Các dạng tai biến địa chất đó là: trượt lở đất đá, sụt đất, nứt đất, xâm thực mặn...

Từ năm 2003 đến nay, Liên đoàn Vật lý Địa chất phối hợp với Liên đoàn ĐCTV-ĐCCT Miền Trung đã tiến hành khảo sát, nghiên cứu các hiện tượng tai biến địa chất dọc ven biển Nam Trung Bộ từ Khánh Hoà đến Bình Thuận. Ngoài các phương pháp điều tra truyền thống phục vụ điều tra tai biến địa chất như: địa chất - địa mạo, ĐCTV-ĐCCT, địa hoá, viễn thám... các phương pháp địa vật lý tỏ ra rất có hiệu quả trong việc điều tra các loại tai biến địa chất kể trên.

Nhiệm vụ đặt ra cho các phương pháp địa vật lý là:

- Xác định sự có mặt của các đứt gãy kiến tạo sâu nằm dưới lớp phủ hoặc trong đá gốc và hiện trạng của nó.

- Xác định tính chất của các đứt gãy gây sụt lún như: độ sâu, góc dốc, mức độ phá huỷ thông qua các tham số địa vật lý: vận tốc truyền sóng đàn hồi V của các lớp đất đá, mođul biến dạng E, hệ số Poisson, điện trở suất... và đánh giá mức độ hoạt động của chúng.

II. PHƯƠNG PHÁP ÁP DỤNG, THIẾT BỊ MÁY MÓC VÀ ĐO ĐẠC

1. Phương pháp đo địa chấn khúc xạ

Phương pháp đo địa chấn khúc xạ sử dụng thiết bị địa chấn ghi số 24 kênh Treroloc Mark-6 do Thụy Điển sản xuất năm 1996. Máy có dải tần rộng, dải rộng, các tham số đo ghi thích hợp với mọi dạng quan sát. Đo đạc thực hiện với bộ lọc tần thấp 48 Hz, với bước mẫu hoá (sampling) là 250 ms. Phát sóng được tiến hành bằng búa 7 kg và cộng sóng từ 65-185 lần đập.

Phương pháp địa chấn khúc xạ sử dụng hệ quan sát 5 điểm nổ theo hệ thống quan sát biểu đồ giao và đuổi nhau. Khoảng cách của các điểm phát sóng trên tuyến là 57,5 m, khoảng cách các điểm thu sóng là 5 m, giữa 2 chặng máy có 1 máy thu sóng gối liên kết. Tuyến địa chấn được bố trí vuông góc với các cánh cung trựơt lở và các hướng đứt gãy dự kiến.

2. Phương pháp đo rađon

Thiết bị sử dụng RDA-200 do Canađa sản suất năm 1994. Đây là hệ thiết bị hiện đại ở Việt Nam hiện nay. Thiết bị hoạt động có độ nhạy tuyến tính trên một dải rộng, có độ nhạy cao 0,1 pCi/l; sử dụng buồng nhấp nháy 2 van và khay lọc với phin lọc là loại sợi thuỷ tinh đặc biệt, vì vậy có thể đo được 2 tham số đồng thời: tổng hoạt độ alpha và nồng độ rađon .

Độ sâu tối ưu để hút khí rađon là 0,7-0,8 m. Tuyến đo trùng với tuyến đo địa chấn và đo sâu điện. Khoảng cách giữa các điểm là 20 m, khi gặp dị thường, các điểm quan sát được đan dày 10 m/điểm. Để theo dõi sự hoạt động của đứt gãy, việc đo rađon được tiến hành hai lần trong một năm vào đầu mùa mưa và cuối mùa khô.

3. Phương pháp đo hơi thuỷ ngân

Thiết bị sử dụng là máy XG-5 của Trung Quốc sản xuất năm 2001. Thiết bị làm việc theo nguyên lý hấp thụ có chọn lọc tia bức xạ đặc trưng (bước sóng 2.537A^o) của đèn thuỷ ngân đối với nguyên tố thuỷ ngân ở trạng thái cơ bản. Thiết bị có độ nhạy 0,1 ngHg, giới hạn phát hiện 0,01 ngHg. Tuyến, mạng lưới, phương pháp lấy mẫu và đo lặp hai mùa trong năm giống như phương pháp đo rađon.

III. KẾT QUẢ ĐO ĐẠC

1. Tuyến Nha Trang

a. Kết quả đo rađon, thuỷ ngân:

Xác định được đới dập vỡ, phá huỷ mạnh biểu hiện bởi hệ thống các đỉnh dị thường kích thước nhỏ xen kẽ nhau liên tục từ cọc 0 đến cọc 1050 (Hình 1). Đo rađon mùa thứ nhất, dị thường có biên độ từ 106 đến 625 pCi/l so với phông trung bình 48,1 pCi/l. Đo rađon mùa hai, dị thường có biên độ từ 152,1 đến 1055,3 pCi/l so với phông trung bình 53,2 pCi/l. Đo hơi thuỷ ngân mùa thứ nhất, dị thường có biên độ từ 112 đến 256 ngHg/m³ so với phông trung bình 44 ngHg/m³ nằm xen kẹp với các đỉnh dị thường rađon. Đo thuỷ ngân mùa thứ hai, dị thường có biên độ từ 123,1 đến 488,7 ngHg/m³, phông trung bình 45,1 ngHg/m³. Kết quả xử lý tài liệu hơi thuỷ ngân và rađon cho ta các tham số đặc trưng như sau:

Bảng 1.Tham số đặc trưng của việc đo hơi thuỷ ngân và rađon tuyến Nha Trang

Giá trị đặc trưng	Mùa thứ nhất		Mùa thứ hai
Giá trị đặc trưng	Rađon (pCi/l)	Thuỷ ngân (ng/m³)	Rađon (pCi/l)	Thuỷ ngân (ng/m³)
Giá trị trung bình	48,1	44,0	53,2	45,1
Độ lệch	19,3	26,7	31,1	22,7
Ngưỡng dị thường	105,9	123,9	147,3	113,4
Gía trị TB dị thường	239,2	206,1	361,4	338,7
Trị số hoạt động tương đối	5,0	4,7	6,8	7,7
Tương quan giữa 2 mùa	Rn_1-2 = 0,58		Hg_1-2 = 0,60

b. Kết quả đo địa chấn:

Trên tuyến phát hiện 2 đới dập vỡ và 1 đứt gẫy phá huỷ nằm ở khoảng cọc 630 chạy theo hướng á kinh tuyến. Các đới phá huỷ có các đặc trưng sau:

- Đới phá huỷ 1: kéo dài từ cọc 0 đến cọc 180 với các đặc trưng sau:

Vận tốc truyền sóng: V = 2184 đến 2410 m/s

Hệ số Poisson: n = 0,25 đến 0,27

Mođul biến dạng: Ed = 1546 đến 1781 MPa

- Đới phá huỷ 2: kéo dài từ cọc 390 đến cọc 870 có các đặc trưng:

V = 2348 đến 2357 m/s

n = 0,27 đến 0,28

Ed = 961 đến 1489 MPa

- Đới phá huỷ mạnh: kéo dài từ khoảng cọc 525 đến cọc 730, có các đặc trưng sau:

V = 1782 đến 2353 m/s

n = 0,27 đến 0,28

Ed = 1112 đến 1489 MPa

Căn cứ vào các tiêu chuẩn tạm thời đề ra trong quy trình công nghệ của phương pháp đo hơi thuỷ ngân và rađon, căn cứ vào một số tài liệu công bố của nước ngoài: Keller, Schneiders, Schultz của Cộng hoà Liên bang Đức; King và cộng sự năm 1986; Thomabam 1986, Fleischer và Mogro Campero năm 1985, từ các tham số đặc trưng trình bày trong Bảng 1, chúng tôi có thể dự báo đứt gãy Nha Trang và các đới dập vỡ đi kèm (đoạn nghiên cứu) đang trong giai đoạn hoạt động. Mức độ hoạt động tương đối mạnh.

2. Tuyến Cam Ranh

a. Kết quả đo rađon, thuỷ ngân

Xác định được đới dập vỡ, phá huỷ mạnh biểu hiện bởi hệ thống các đỉnh dị thường kích thước nhỏ xen kẽ nhau liên tục từ cọc -1230 đến cọc -870 và từ cọc -630 đến 180 (Hình 2). Kết quả xử lý tài liệu hơi thuỷ ngân và rađon cho ta các tham số đặc trưng như sau:

Bảng 2.Tham số đặc trưng của việc đo hơi thuỷ ngân và rađon tuyến Cam Ranh

Giá trị đặc trưng	Mùa thứ nhất		Mùa thứ hai
Giá trị đặc trưng	Rađon (pCi/l)	Thuỷ ngân (ng/m³)	Rađon (pCi/l)	Thuỷ ngân (ng/m³)
Giá trị trung bình	47,8	45,4	50,1	40,0
Độ lệch	24,5	16,4	32,9	17,8
Ngưỡng dị thường	121,3	94,5	149,0	93,5
Giá trị TB dị thường	233,4	124,1	297,4	150,0
Trị số hoạt động tương đối	4,9	2,7	5,9	3,8
Tương quan giữa 2 mùa	Rn_1-2 = 0,50		Hg_1-2 = 0,70

b. Kết quả đo địa chấn

Trên tuyến phát hiện 2 đới dập vỡ và 1 đứt gẫy phá huỷ nằm ở khoảng cọc -210 chạy theo hướng á kinh tuyến. Các đới phá huỷ có các đặc trưng sau:

- Đới phá huỷ 1: kéo dài từ cọc -1260 đến cọc -870 với các đặc trưng sau:

Vận tốc truyền sóng: V = 1712 đến 2186 m/s

Hệ số Poisson: n = 0,25 đến 0,28

Mođul biến dạng: Ed = 1010 đến 1879 MPa

- Đới phá huỷ 2: kéo dài từ cọc -420 đến cọc 90 có các đặc trưng:

V = 2088 đến 2373 m/s

n = 0,25 đến 0,28

Ed = 1058 đến 2590 MPa

- Đới phá huỷ mạnh: kéo dài từ khoảng cọc -260 đến cọc -110, có các đặc trưng sau:

V = 2088 đến 2155 m/s

n = 0,26 đến 0,28

Ed = 1233 đến 1867 MPa

Căn cứ vào các tiêu chuẩn và các tham số đặc trưng trình bày trong Bảng 2, chúng tôi dự báo đứt gãy Cam Ranh (đoạn đi qua thị xã Cam Ranh) đang trong giai đoạn hoạt động. Mức độ hoạt động trung bình đến tương đối mạnh.

3. Tuyến Phan Thiết

a. Kết quả đo rađon , thuỷ ngân

Kết quả đo rađon, thuỷ ngân đã phát hiện đới dập vỡ, phá huỷ mạnh biểu hiện bởi hệ thống các dị thường kích thước nhỏ xen kẹp nhau liên tục từ cọc -750 đến cọc +150 (Hình 3). Kết quả xử lý tài liệu đo thuỷ ngân và rađon cho ta các tham số đặc trưng như sau:

Bảng 3.Tham số đặc trưng của việc đo hơi thuỷ ngân và rađon tuyến Phan Thiết

Giá trị đặc trưng	Mùa thứ nhất		Mùa thứ hai
Giá trị đặc trưng	Rađon (pCi/l)	Thuỷ ngân (ng/m³)	Rađon (pCi/l)	Thuỷ ngân (ng/m³)
Giá trị trung bình	46,9	34,0	62,4	43,6
Độ lệch	27,9	10,0	31,9	17,8
Ngưỡng dị thường	130,7	63,8	158,2	97,2
Giá trị TB dị thường	210,9	125,4	344,4	297,7
Trị số hoạt động tương đối	4,5	3,7	5,5	6,8
Tương quan giữa 2 mùa	Rn_1-2 = 0,23		Hg_1-2 = 0,28

b. Kết quả đo địa chấn

Trên tuyến phát hiện 1 đới dập vỡ và 1 đứt gẫy phá huỷ nằm ở khoảng cọc -300 chạy theo hướng á kinh tuyến. Các đới phá huỷ có các đặc trưng sau:

- Đới phá huỷ: kéo dài từ cọc -750 đến cọc 150 với các đặc trưng sau :

Vận tốc truyền sóng: V = 1812 đến 2389 m/s

Hệ số Poisson: n = 0,25 đến 0,28

Mođul biến dạng: Ed = 1113 đến 2596 MPa

- Đới phá huỷ mạnh : kéo dài từ khoảng cọc -350 đến cọc -230, có các đặc trưng sau:

V = 1812 đến 2298 m/s

n = 0,28

Ed = 1113 đến 1295 MPa

Căn cứ vào các tiêu chuẩn và các tham số đặc trưng trong Bảng 3, chúng tôi dự báo đứt gãy Phan Thiết (vùng nghiên cứu) đang trong giai đoạn hoạt động. Mức độ hoạt động từ trung bình đến mạnh.

IV. NHẬN XÉT

Từ các kết quả phân tích xử lý trên, chúng tôi có một số nhận xét sau :

- Kết quả đo rađon , thuỷ ngân 2 mùa trên các tuyến phản ánh rõ các đới dập vỡ kèm theo đứt gãy. Giá trị phông trung bình trên các tuyến mùa thứ nhất hầu hết nhỏ hơn phông trung bình mùa thứ hai. Đồng thời các giá trị dị thường mùa thứ hai lớn hơn và phân dị hơn mùa thứ nhất. Các đỉnh dị thường bị xê dịch vị trí dẫn đến hàm tương quan giữa 2 mùa đo nhỏ (tương quan không chặt), dao động từ 0,23 đến 0,6 (rađon ); 0,38 đến 0,61 (thuỷ ngân). Trị số hoạt động tương đối N của 2 mùa cũng khác nhau, mùa thứ hai thường lớn hơn mùa thứ nhất. Điều đó cho thấy các đứt gãy trong vùng đều đang trong giai đoạn hoạt động, mức độ từ trung bình đến mạnh.

- Kết quả đo địa chấn trên 3 tuyến đã giúp phân chia các lớp đất đá theo tốc độ truyền sóng khác nhau. Phát hiện chính xác các đứt gãy và các đới dập vỡ đi kèm. Các đới dập vỡ trên các tuyến địa chấn trùng với đới dập vỡ đã phát hiện trên tuyến đo rađon, thuỷ ngân.

V. KẾT LUẬN

1. Để nghiên cứu các hoạt động tân kiến tạo, các phương pháp địa vật lý được sử dụng trong điều tra có hiệu quả là: phương pháp đo địa chấn khúc xạ, phương pháp đo sâu điện, phương pháp đo rađon, tổng hoạt đô alpha và phương pháp đo hơi thuỷ ngân.

2. Các tài liệu khảo sát địa vật lý trên vùng cho thấy: các đứt gãy Hàm Tân - Cam Ranh, Nha Trang (đoạn nghiên cứu) đang trong giai đoạn hoạt động, cường độ hoạt động của chúng được xếp vào loại từ trung bình đến mạnh.

3. Theo kinh nghiệm của nhiều nước trên thế giới như Đức, Nga, Trung Quốc, Anh, Australia..., để dự báo được chính xác những hoạt động tân kiến tạo, cần phải tiến hành quan trắc khí rađon và hơi thuỷ ngân trong đất định kỳ nhiều lần trong năm và trong nhiều năm .

VĂN LIỆU

1. Keller, Schneiders, Schultz..,1990. Indoor Radon correlated With Soil and Subsoil Radon Potential - A case study.

2. Lương Bội Lưu (Chủ biên), 2000. Quy trình công nghệ đo địa chấn phục vụ điều tra ĐCCT. Lưu trữ Địa chất, Hà Nội.

3. Nguyễn Tài Thinh, 2001. Một số vấn đề về ứng dụng các phương pháp địa vật lý trong điều tra nghiên cứu tai biến địa chất, bản đồ địa chất. Lưu trữ Địa chất, Hà Nội.

4. Nguyễn Tài Thinh (Chủ biên), 2002. Quy trình công nghệ đo hơi thuỷ ngân và rađon. Lưu trữ Địa chất, Hà Nội.

5. Phan Thanh Sáng (Chủ biên), 2001. Báo cáo Điều tra tai biến địa chất Tây Nguyên. Lưu trữ Địa chất, Hà Nội.

6. Stanley H. Ward, 1990. Geotechnical and environment geophysics, Volume 1.