Đặc điểm hoạt động động đất khu vực biển đông luận án tiến sĩ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT VŨ THỊ HOÃN ĐẶC ĐIỂM HOẠT ĐỘNG ĐỘNG ĐẤT KHU VỰC BIỂN ĐÔNG Ngành: Kỹ thuật Địa vật lý Mã số: 9520502 LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA VẬT LÝ NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. PHAN THIÊN HƢƠNG HÀ NỘI - 2018 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu do tôi thu thập và xử lý, kết quả nghiên cứu nêu trong luận án là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất cứ công trình nào khác. Tác giả luận án VŨ THỊ HOÃN ii MỤC LỤC Lời cam đoan.

ii Danh mục các chữ viết tắt,các ký hiệu. v Danh mục các bảng. vi Danh mục các hình vẽ, đồ thị. vii Lời cảm ơn.

1 Chƣơng1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ĐỘNG ĐẤT KHU VỰC BIỂN ĐÔNG VÀ LÂN CẬN. Đặc điểm kiến tạo - địa động lực hiện đại khu vực Biển Đông và kế cận. Tình hình nghiên cứu đặc điểm hoạt động động đất khu vực Biển Đông 15 1. Vài nét về việc thành lập danh mục động đất.

Tình hình nghiên cứu về đặc điểm hoạt động động đất khu vực Biển Đông. Tình hình nghiên cứu dự báo độ lớn động đất cực đại khu vực Biển Đông. 29 KẾT LUẬN CHƢƠNG 1. 32 Chƣơng 2: PHẠM VI KHU VỰC NGHIÊN CỨU, SỐ LIỆU SỬ DỤNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.

Phạm vi khu vực nghiên cứu. Số liệu sử dụng. Phƣơng pháp nghiên cứu. Phƣơng pháp so sánh, đối chiếu.

Phƣơng pháp phân tích hồi quy. Phƣơng pháp cửa sổ không gian - thời gian. Phƣơng pháp phân bố cực trị tổng quát. 40 iii KẾT LUẬN CHƢƠNG 2.

44 Chƣơng 3: THÀNH LẬP DANH MỤC ĐỘNG ĐẤT THỐNG NHẤT KHU VỰC BIỂN ĐÔNG VÀ LÂN CẬN. Phân tích và chỉnh lý số liệu phục vụ nghiên cứu. Xây dựng các hàm tƣơng quan giữa các loại magnitude. Hàm tƣơng quan Mw = f(Ms).

Hàm tƣơng quan Mw = f(Mb). Hàm tƣơng quan Mw = f(ML). Tách các nhóm tiền chấn - dƣ chấn khỏi danh mục động đất. Thành lập danh mục động đất thống nhất khu vực Biển Đông.

53 KẾT LUẬN CHƢƠNG 3. 54 Chƣơng 4: ĐẶC ĐIỂM HOẠT ĐỘNG ĐỘNG ĐẤT KHU VỰC BIỂN ĐÔNG. Đặc điểm hoạt động động đất khu vực Biển Đông. Bản đồ chấn tâm động đất khu vực Biển Đông.

Đồ thị lặp lại động đất khu vực Biển Đông. Phân bố động đất theo độ sâu chấn tiêu. Tiến trình thời gian - phân bố động đất theo năm. Phân bố động đất cực đại theo thời gian.

Nghiên cứu chi tiết một số trận động đất mạnh khu vực Biển Đông. Trận động đất số 1 ngày 21/01/2007 tại Molucca, Indonesia M7. Trận động đất số 2 ngày 12/09/2007 tại Southern Sumatra, Indonesia M8. Trận động đất số 3 ngày 11/02/2009 tại Kepulauan Talaud, Indonesia ngày 11/02/2009 với M7.

Trận động đất số 4 ngày 31/08/ 2012 tại Sulangan, Philippines với magnitude M7. Trận động đất số 5 ngày 15/10/2013 tại Balilihan, Philippines với magnitude M7. Trận động đất số 6 ngày 15/11/2014 tại Balilihan, Philippines với magnitude M7. Đánh giá độ lớn động đất cực đại khu vực nghiên cứu.

Đánh giá độ lớnđộng đất cực đại cho khu vực Biển Đông. Đánh giá độ lớnđộng đất cực đại cho vùng Philippine. 93 KẾT LUẬN CHƢƠNG 4. 94 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.

96 DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ. 98 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 112 v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT, CÁC KÝ HIỆU BĐ: Biển Đông DC: Dƣ chấn; DMĐĐ: Danh mục động đất ĐNA: Đông Nam Á CCCT: Cơ cấu chấn tiêu GEV: Generalized Extreme Value distribution (Phân bố cực trị tổng quát) GPS:Global Positioning System (Hệ thống Định vị Toàn cầu) ISC: International Seismological Centre (Trung tâm địa chấn quốc tế) KĐC: Kích động chính mB: Magnitude theo sóng khối chu kì dài mb: Magnitude theo sóng khối chu kì ngắn Mb: Magnitude theo sóng khối nói chung Mmax: Moment magnitude cực đại ML: Magnitude địa phƣơng MS: Magnitude theo sóng mặt Mw: Magnitude moment NCS: Nghiên cứu sinh nnk hoặc et al: Những ngƣời khác RIMES: Regional Integrated Multi-Hazard Early Warning System for Africa and Asia (Hệ thống cảnh báo sớm đa tích hợp khu vực châu Phi và châu Á) TC: Tiền chấn USGS: United State Geological Survey (Cục khảo sát địa chất Hoa Kỳ) φ: Vĩ độ : Kinh độ NCS: Nghiên cứu sinh vi DANH MỤC CÁC BẢNG Tên bảng Trang Bảng 2.1: Giới hạn khu vực Biển Đông theo Tổ chức Thủy văn Quốc tế.1: Các giá trị R1a , R1b và R1 tƣơng ứng với các giá trị MS*.2: Tổng bình phƣơng sai số của các hàm Mw = f(MS) .3: Tổng bình phƣơng sai số của các hàm Mw = f(Mb) .4: Các giá trị cửa sổ không gian – thời gian dùng trong luận án.1: Phân bố số lƣợng động đất theo magnitude.2: Phân bố động đất khu vực Biển Đông theo độ sâu chấn tiêu.3: Danh mục các trận động đất mạnh nhất khu vực Biển 58 Đông giai đoạn 1900-2017.4: Phân bố số lƣợng động đất khu vực Biển Đông theo thời gian (3 ≤ Mw ≤ 8,5).5: Phân bố magnitude động đất cực đại theo năm 62 Bảng 4.6a: Các tham số cơ bản của 6 trận động đất mạnh.6b: Các đặc điểm cơ bản của các nhóm TC-DC kèm theo các KĐC.7: Giá trị các tham số T, λT, 1/ λT phục vụ tính Mmax.8: Các giá trị Q0,8() tƣơng ứng với các giá trị khác nhau. 91 vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Tên hình Trang Hình 1.1: Sơ đồ địa địa động lực hiện đại Đông Nam Á (Ngô Thị Lƣ, 8 Rogozhin E.2: Đặc điểm phân bố ứng suất kiến tạo khu vực Biển Đông và 10 lân cận (Nguyễn Văn Lƣơng và Cao Đình Triều, 2014).3: Sơ đồ vận tốc chuyển dịch tuyệt đối trong IGS05 của các 12 trạm GPS trên Biển Đông (Phan Trọng Trịnh và nnk, 2011).4: Bản đồ các hệ đứt gãy hoạt động trên Biển Đông và kế cận 14 (Bùi Công Quế chủ biên, 2010).5: Sơ đồ các vùng nguồn động đất có khả năng gây sóng thần 26 trên Biển Đông (Nguyễn Hồng Phƣơng và nnk, 2012).6: Tính địa chấn khu vực Biển Đông và lân cận (Xu,2014).1: Giới hạn khu vực Biển Đông theo Tổ chức Thủy văn Quốc tế.2: Phạm vi khu vực Biển Đông và lân cận.1: Các đồ thị hàm số Mw = f(Ms) bậc nhất và bậc hai.2: Các đồ thị hàm số Mw = f(Ms) với giá trị Ms* = 5.3: Các đồ thị hàm số Mw = f(Ms) bậc nhất và bậc hai.4: Các đồ thị hàm số Mw = f(Mb) bậc nhất và bậc hai.5: Các đồ thị hàm số Mw = f(ML) bậc nhất và bậc hai.6: Các đồ thị hàm số Mw =f(ML) bậc nhất và bậc hai theo 52 phân đoạn magnitude.1: Đồ thị lặp lại động đất khu vực Biển Đông (1900 - 2017).

Phân bố số lƣợng động đất theo độ sâu chấn tiêu 57 Hình 4. Bản đồ chấn tâm động đất khu vực Biển Đông giai đoạn 59 1900 - 2017 (Mw ≥ 5. Tiến trình thời gian hoạt đông động đất khu vực Biển Đông 62 giai đoạn 1990 - 2017. Phân bố magnitude động đất cực đại theo năm.6: Sơ đồ chấn tâm của 6 trận động đất dùng để nghiên cứu chi 67 tiết động đất mạnh.6a: Phân bố chấn tâm động đất số 1 và các DC của chúng.6b: Mặt cắt độ sâu chấn tiêu các DC trận động đất số 1.6c: Phân bố chấn tiêu động đất số 1 và các DC của chúng 70 trong không gian.6d: Cơ cấu chấn tiêu động đất số 1 và các DC của nó.7a: Phân bố chấn tâm động đất số 2 và các TC-DC của nó.7b: Mặt cắt độ sâu chấn tiêu các TC-DC trận động đất số 2 72 Hình 4.7c: Phân bố chấn tiêu động đất số 2 và các TC-DC của nó 73 trong không gian.7d: Cơ cấu chấn tiêu động đất số 2 và các TC-DC của nó.7d’: Sơ đồ đứt gãy khu vực xung quanh động đất số 2 phía 73 Nam Sumatra, Indonesia M8.8a: Phân bố chấn tâm động đất số 3 và các TC-DC của nó.8b: Mặt cắt độ sâu chấn tiêu các TC và DC trận động đất số 3.8c: Phân bố chấn tiêu động đất số 3 và các TC-DC của nó 76 trong không gian.8d: Cơ cấu chấn tiêu động đất số 3 và các TC-DC của nó.8e: Sơ đồ hệ thống đứt gãy xung quan chấn tâm động đất 77 M72 tại Talaud, Indonesia (Nguồn USGS).9a: Phân bố chấn tâm động đất số 4 và các TC-DC của nó.9b: Mặt cắt độ sâu chấn tiêu các DC trận động đất số 4.9c: Phân bố chấn tiêu động đất số 4 và các TC-DC của nó 79 trong không gian.9d: Cơ cấu chấn tiêu động đất số 4 và các TC-DC của nó.9d’: Đứt gãy trong khu vực lân cận trận động đất số 4 79 Hình 4.10a: Phân bố chấn tâm động đất số 5 và các DC của nó.10b: Mặt cắt độ sâu chấn tiêu các DC trận động đất số 5.10c: Phân bố chấn tiêu động đất số 5 và các DC của nó trong 81 không gian.10d: Cơ cấu chấn tiêu động đất số 5 và các DC của nó.11a: Phân bố chấn tâm động đất số 6 và các TC-DC của nó.11b: Mặt cắt độ sâu chấn tiêu các TC-DC trận động đất số 6.11c: Phân bố chấn tiêu động đất số 6 và các TC-DC của nó 85 trong không gian.11d: Cơ cấu chấn tiêu động đất số 6 và các TC-DC của nó.12: Đồ thị hàm (T) với magnitude ngƣỡng M* =5.

Đồ thị hàm Qq() với q = 0,8 theo số liệu từ DMĐĐ khu 90 vực Biển Đông (M ≥ 5,0) giai đoạn 1917 - 2017. x LỜI CẢM ƠN Luận án này đƣợc hoàn thành tại Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất, dƣới sự hƣớng dẫn của TSKH Ngô Thị Lƣ và PGS. TS Phan Thiên Hƣơng. Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các giáo viên hƣớng dẫn, đặc biệt là TSKH Ngô Thị Lƣ đã trực tiếp định hƣớng, chỉ dạy tận tình và liên tục động viên, khích lệ nghiên cứu sinh trong suốt quá trình hoàn thành luận án.

Tác giả xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình và những góp ý quý báu từ GS TS Phan Trọng Trịnh, GS TSKH Mai Thanh Tân, PGS TS Nguyễn Hồng Phƣơng, PGS TS Cao Đình Triều, TS Nguyễn Văn Dƣơng. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Viện Vật lý Địa cầu, đặc biệt là TS Nguyễn Xuân Anh - Viện trƣởng, đã quan tâm và tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành luận án này. Tác giả xin cảm ơn các đồng nghiệp Viện Vật lý Địa cầu, đặc biệt là các đồng nghiệp phòng Vật lý kiến tạo đã giúp đỡ nhiệt tình, thiết thực cho tôi trong quá trình thực hiện các nhiệm vụ cụ thể của luận án.