CHƯƠNG 3 đặc điểm địa CHẤT, địa CHẤT THUỶ văn KHU vực hà nội

CHƯƠNG ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT, ĐỊA CHẤT THUỶ VĂN KHU VỰC HÀ NỘI 3.1 Đặc điểm địa chất Địa tầng Hà Nội khu vực có đặc điểm địa chất phức tạp, đặc điểm chính, bật khác biệt với khu vực khác tóm tắt sau: - Đặc điểm bật địa chất thành tạo đá gốc lộ với diện lộ nhỏ hẹp khu vực phía Bắc vùng nghiên cứu Sự biến đổi chiều sâu phân bố đá gốc từ bắc xuống nam mạnh, phía bắc đá gốc lộ mặt phía nam chưa có lỗ khoan địa chất thuỷ văn bắt gặp chúng Các trầm tích Đệ Tứ có chiều dày lớn đa dạng thành phần thạch học nguồn gốc - Trong Đệ Tứ có nhiều lần biển tiến thối, hình thành nên lớp trầm tích có bề dày lớn, đặc điểm, thành phần đa dạng Các trầm tích có thành phần, nguồn gốc (biển, sông, đầm lầy, hồ) xen kẽ tạo nên cấu tạo địa chất phức tạp Càng vào sâu trung tâm vùng nghiên cứu bề dày trầm tích lớn Trong phạm vi Hà Nội có đến 16 phân vị địa tầng từ cổ đến trẻ với tổng bề dày đạt tới 3600m Trong số có phân vị địa tầng trước Đệ Tứ phân vị địa tầng tuổi Đệ Tứ Xem bảng 3.1 Bề dày (m) Thứ tự lớp Ký hiệu Phụ thống Mơ tả Trầm tích sơng tướng bãi bồi đê gồm bột sét, bột cát, cát màu nâu nhạt Khu vực ven Hệ tầng Thái Bình 14 bột sét màu xám, xám tro, xám đen lẫn vật chất hữu cơ, tàn tích thực vật, đơi nơi có thấu kính than mỏng 0,3-0,5m Hệ tầng Hải Hư- Trầm tích sơng, tướng bãi bồi đê bột sét lẫn cát, cát bột, cát màu nâu, nâu xám có chứa phấn hoa di tích tảo nước Trầm tích biển sét, sét bột lẫn cát màu xám xanh, xám Trầm tích hồ, đầm lầy ven biển ng Trầm tích sông hồ đầm lầy sét, 13 a1Q2 3tb albQ2 3tb cuội, sỏi sạn, cát lẫn bột sét bùn, bề dày 26,15 a2Q2 3tb THƯỢNG 9,35 nhánh sông suối có thành phần HẠ TRUNG Hệ ĐỆ TỨ HOLOCEN GIỚI KAINOZOI Bảng 3.1 Các phân vị địa tầng tuổi Đệ Tứ bột, bột sét, bột cát lẫn mùn thực Hệ tầng Vĩnh Phúc 38 sét màu xám loang lổ lẫn mùn thực vật có lớp mỏng than bùn màu xám, xám đen Trầm tích sơng cát lẫn sỏi, sạn thạch anh, si lic, cát màu xám vàng, bột lẫn sét màu nâu xám, xám vàng, bị phong hoá, nhiễm sắt Hệ tầng Hà Nội Hệ tầng Lệ Chi 34 24,5 a,apQ12-3hn aQ1 1lc TRUNG màu loang lổ Trầm tích sơng, sơng lũ: cuội, HẠ PLEISTOCEN 13 albQ13vp THƯỢNG Trầm tích hồ, đầm lầy bột, bột tảng, sỏi sạn , cát lẫn sỏi sạn Bột sét, cát bột màu xám sáng, vàng xám Thành phần chủ yếu thạch anh, silic,ít mảnh đá phun trào, felspat Trầm tích sơng: cuội, sỏi , cát, cát bột màu xám nâu, xám đen có chứa mùn thực vật Do đối tượng khai thác nước nông thôn khu vực Hà Nội trầm tích Đệ Tứ nên phần tập thể tác giả đề cập nét thành tạo bở rời Các đơn vị địa tầng bở rời tác giả nghiên cứu trước phân chia thể bảng 2.2 Bảng 2.2 Phân chia thành tạo Đệ Tứ Hệ Thống Phụ thống Ký hiệu Tuổi tuyệt đối Đệ Tứ Holocen Pleistocen Thượng Trung Hạ Thượng Trung Hạ (năm) 4.000 6.000 10.000 125.000 700.000 1.600.000 Q23 Q22 Q21 Q13 Q12 Q11 Theo tuổi nguồn gốc tác giả chia trầm tích Đệ Tứ vùng Hà Nội làm phân vị địa tầng, là: - Hệ tầng Lệ Chi tuổi Pleistocen sớm (aQ11lc) - Hệ tầng Hà Nội tuổi Pleistocen – muộn (a,apQ12-3hn) - Hệ tầng Vĩnh Phúc tuổi Pleistocen muộn (albQ13vp) - Hệ tầng Hải Hưng tuổi Holocen sớm – giữa(lb,mQ21-2hh) - Hệ tầng Thái Bình tuổi Holocen muộn (albQ21tb) Các trầm tích Đệ Tứ có ý nghĩa với đời sống Thủ nên nêu lên nét đặc trưng phân vị sau : + Hệ tầng Lệ Chi (aQ11lc) Hệ tầng Lệ Chi phần trầm tích cổ thành tạo Đệ Tứ Hà Nội Chúng phân bố chiều sâu từ 45 m trở xuống Bề dày thay đổi từ 2,5 đến 24,5m Có thể bắt gặp chúng nhiều lỗ khoan Đông Anh, Gia Lâm (LK4-HN ; LK6HN) Tuổi tuyệt đối 1,6 triệu năm đến 700.000 năm Hệ tầng Lệ Chi có thành phần trầm tích biến đổi từ mịn đến thơ chia làm lớp, từ lên gồm: - Lớp 1: gồm trầm tích cuội thạch anh, silic, đá hoa có lẫn cát, bột sét tướng lịng sơng độ mài trịn tốt đến tốt - Lớp : gồm thành tạo cát hạt nhỏ đến vừa màu vàng xám - Lớp : gồm bột, sét, cát màu vàng xám lẫn mùn thực vật thân gỗ Bảng 3.3 Bề dày hệ tầng Lê Chi số vị trí lỗ khoan TT Số hiệu lỗ khoan LK1-HN LK2-HN Độ sâu phân bố trầm tích Từ m đến m 69,5 72 62,0 76,0 Bề dày (m) 2,5 14,0 LK3-HN LK4-HN LK5-HN 62,5 63 61 78,0 77,0 72,0 15,5 14,0 11,0 “Nguồn: Vũ Nhật Thắng nnk, 2003” + Hệ tầng Hà Nội – nguồn gốc sông, sông lũ (a,apQ12-3hn) Hệ tầng Hà Nội Hoàng Ngọc Kỷ xác lập năm 1973 Các trầm tích hệ tầng Hà Nội phân bố rộng rãi địa bàn Hà Nội Chúng lộ số nơi có địa hình cao xã Minh Trí, Minh Phú thuộc Sóc Sơn Phần lớn chúng bị phủ trầm tích trẻ hơn, chúng có kiểu mặt cắt: Kiểu 1: mặt cắt vùng phủ gồm lớp từ lên gồm: Bột, bột sét Lớp 1- cuội tảng lớn (7-10cm) Sỏi, cát Lớp – sỏi nhỏ, cát hạt thô, cát bột màu vàng, vàng xám Cuội tảng Lớp 3- bột sét, bột cát hạt mịn màu vàng Hình 3.a Mặt cắt kiểu Mặt cắt kiểu gặp lỗ khoan khu vực Nhổn, Bát tràng, Thanh Trì, Dương Xá, vùng trung tâm Hà Nội…Mô dạng mặt cắt đặc trưng cho khu vực thể hình 1.a Kiểu 2: mặt cắt vùng lộ thường có lớp, từ lên gồm: Lớp 1: cuội, cuội tảng lẫn sỏi sạn, kích thước từ vài cm đến lớn Cát bột Lớp 2: gồm cát bột, bột lẫn sét, dày 0,3-2,5m chứa nhiều bào tử phấn hoa Cuội, cuội tảng Hình 3.b Mặt cắt kiểu Như trầm tích có khác biệt thành phần thạch học mà cịn có khác cấu tạo bề dày địa tầng Ở loại mặt cắt vùng phủ thường có lớp địa tầng cịn vùng lộ bắt gặp có lớp Bề dày lớp thay đổi theo không gian phân bố Sự khác có ảnh hưởng đến mức độ chứa nước khả thấm, di chuyển nước chất hoà tan nước Mặt cắt địa chất - địa chất thuỷ văn số tuyến vùng Hà Nội thể hình 3.2 + Hệ tầng Vĩnh Phúc, nguồn gốc sông, hồ- đầm lầy (a,lb Q13vp) Các trầm tích lộ Sóc Sơn, Đơng Anh, Cổ Nhuế, Xuân Đỉnh… Bề dày thay đổi từ (LK1-HN Đơng Mỹ-Thanh Trì) đến 38m (LK8-HN) Đặc trưng hệ tầng trầm tích vùng lộ bề mặt trầm tích vùng phủ thường bị laterit hoá tạo nên lớp sét, sét cát màu sắc vàng-đỏ-đỏ nâu-nâu loang lổ Chúng có kiểu nguồn gốc sông hồ - đầm lầy + Hệ tầng Hải Hưng (Q21-2hh) Các trầm tích Hải Hưng gồm tập Tập gồm thành tạo nguồn gốc hồ, đầm lầy (lbQ21-2hh) tập gồm trầm tích nguồn gốc biển (mQ21-2hh) Các trầm tích hồ, đầm lầy (lbQ21-2hh): không lộ mặt mà nằm độ sâu khoảng 1,5-20m Bề dày trung bình 13,5m, bề dày lớn 20m (Pháp Vân) Các trầm tích hệ tầng Hải Hưng thành tạo cách từ 10.000 - 4.000 năm Lúc khu vực Hà Nội toàn đồng Bắc Bộ chịu ảnh hưởng đợt biển tiến cực đại Flandri Các trầm tích hệ tầng có kiểu nguồn gốc nguồn gốc trầm tích hồ - đầm lầy trước biển tiến nằm phía trầm tích biển mà sản phẩm tầng bột sét, bột cát màu xám xanh, mịn dẻo chứa nhiều mùn thực vật Lớp có độ pH biến đổi từ 4,5 - 6,5 mang đặc tính mụi trng axit v kh M ặt c ®Þa c h Ê t t h đ y v ¨ n v ï n g H µ N é i T û l Ư ®ø n g : 0 T û l Ö n g a n g : 0 0 t u y Õn I -I L K2 P Y I LK27PY L K 3P Y 1 10 6 12 -2 1465 2 -1 39 -5 L K N9 8.2 6 44 36 2 7 -4 1 2 -3 1 qp 25 -2 C1 10 2 -1 15 -1 19 11 5 -4 3 -5 21 I L K HN C1 3 -5 25 -2 30 34 39 -3 -4 56 5 L KT 6 qp -4 50 LK616 1 LK607 1 29 37 40 -2 -3 L K 33 P Y 0.1 -5 -6 m 60 78 n 70 -6 -7 90 -7 -8 70 6 -8 -9 -9 -1 0 -1 0 T u y Õn I I -I I II L KN3 10 L K804 7.24 LKT1 -1 -9 C1 -5 -2 5 30 40 -4 9 qh 12 -1 6 30 -3 L K T D3 71 L K4 6 54 -6 60 n 18 21 24 II 10 -1 3 -2 -3 -0 5 -2 qp -4 -5 -6 7 -7 68 -8 L K HN 8 S« n g h å n g C1 20 -2 32 30 5 3 44 -2 2467 55 5 60 62 62 37 L K TD1 2 L K6AL Y 51 35 441 59 12 -7 47 -5 L K N SL 1 30 qp L KT D4 6.4 76 8 -7 -8 n -9 99 -9 156 -1 0 -1 0 T u y Õn I I I - I I I III 10 -1 -2 -3 -4 L K T 11 LKM 24 L K816 9 5 43 12 qh -1 6 C1 36 -2 24 30 qp -3 -5 -6 -7 -8 -9 S« n g h å n g n L K 1 HN L K 14 LK615 4 11 6 LK166 1 7 L K617 1 4 LKM 39 L K -D L K -D 7.7 L K -§ III 10 40 -1 C 1 5 -7 25 -4 -1-2 0 8 -1 7 5 -2 -4 26 30 -3 -2 40 -4 qp -6 3412 -4 7 5 5 -5 56 50 59 -6 67 70 70 -7 n 74 18 21 90 80 eo 80 (Nguồn : Trần Minh 1993 , Nguyễn Văn Đản 2000 ) Hình Một số mặt cắt địa chất thuỷ văn khu vực Hà Nội -8 -9 Phần phía tập bột sét, bùn lẫn mùn thực vật chưa phân huỷ hết, màu xám, chứa nhiều tảo nước ngọt, lợ, mặn [2] Trong lỗ khoan ĐCCT gặp lớp bùn sét phổ biến khu vực nội thành huyện Thanh Trì Đây tầng có chứa nhiều than bùn nên thường lớp đất yếu Chiều dày lớp bùn tầng xác định khu vực nội thành thể bảng 3.4 Bảng 3.4 Bề dày lớp bùn hệ tầng Hải Hưng số khu vực TT Khu vực 10 11 Xuân Phương-Nhổn Mai Dịch Ngọc Hà-Đội Cấn Giảng Võ-Thành Công Ngã Tư Sở-Ngã Tư Vọng Hồ Hồn Kiếm Giáp Bát-Đi Cá Pháp Vân Văn Điển Hạ Đình-Triều Khúc Hà Đơng Chiều dày (m) Nhỏ Lớn 1,5 11,8 0,7 14,5 0,7 15,2 8,4 16,7 0,7 15,9 2,3 10,5 1,1 14,5 5,0 19,3 0,5 11,1 6,0 12,0 2,5 8,0 “Nguồn: Vũ Nhật Thắng nnk, 2003” Tầng bùn sét tầng đất yếu không thuận tiện cho việc xây dựng đối tượng cần lưu ý nghiên cứu nhiễm bẩn tầng chứa nước Các trầm tích biểm (mQ21-2hh): phân bố rộng khắp khu vực nội thành Từ Liêm, Thanh Trì, chiều dày dao động từ 0,4 - 4,0m, trung bình 1,5m Thành phần chúng sét, sét bột lẫn cát có chứa tàn tích thực vật bảo tồn tốt Tổ hợp khoáng vật sét gồm hydromica - kaolinit - montmorilonit, hydromica - kaolinit -clorit Chiều sâu bề dày tập thể bảng 3.5 Bảng 3.5 Chiều sâu phân bố trầm tích mQ21-2hh TT Số hiệu lỗ khoan LK3-HN LK6-HN LK7-HN LK10-HN Độ sâu phân bố trầm tích Từ (m) đến (m) 1,55 2,65 3,5 4,5 4,0 4,4 5,0 5,5 Bề dày (m) 1,1 0,7 0,4 0,5 “Nguồn: Vũ Nhật Thắng nnk, 2003” + Hệ tầng Thái Bình (Q23tb) Các trầm tích hệ tầng Thái Bình phân bố rộng rãi địa bàn nghiên cứu Đặc trưng chúng thành tạo trầm tích sơng đại chiếm ưu Chúng phân chia kiểu nguồn gốc khác Trầm tích sơng, tướng bãi bồi đê (aQ23tb): Các trầm tích phân bố - rộng rãi khu vực Đông Anh, Gia Lâm, Thanh Trì, Từ Liêm khu vực nội thành Chiều dày chúng thay đổi theo không gian Ở khu vực nội thành, Đông Anh, Từ Liêm chiều dày thay đổi từ 1-5m Khu vực Gia Lâm, Thanh Trì chúng có chiều dày lớn 15-20m Bảng 3.6 thể bề dày trầm tích (a1Q23tb) Bảng 3.6 Bề dày trầm tích (a1Q23tb) TT Số hiệu lỗ khoan LK1-HN LK2-HN LK3-HN LK4-HN LK5-HN LK6-HN LK7-HN LK8-HN LK9-HN Độ sâu phân bố trầm tích Từ (m) đến (m) 9,35 35,5 8,0 26,5 1,55 2,6 17,5 4,0 3,8 4,0 2,0 2,4 5,0 Bề dày (m) 26,15 18,5 1,55 14,9 4,0 3,8 4,0 2,0 5,0 “Nguồn: Vũ Nhật Thắng nnk, 2003” - Trầm tích sơng- hồ- dầm lầy (albQ23tb): Các trầm tích albQ23tb phân bố nhỏ hẹp, bắt gặp chúng Đông Anh vài nơi phạm vi nội thành Thành phần thành tạo sét, bột sét, bột cát màu xám, xám tro, xám đen lẫn vật chất hữu cơ, tàn tích thực vật Mặt cắt địa tầng thành tạo thay đổi theo vị trí khu vực Nhìn chung có lớp - Lớp 1: cát hạt mịn, hạt nhỏ, có vảy mica - Lớp 2: bột cát màu xám tro, xám đen lẫn vật chất hữu - Lớp 3: bột sét lẫn vật chất hữu cơ, màu xám tro, xám đen - Trầm tích sơng tướng lịng, bãi bồi ngồi đê (aQ23tb): Các trầm tích trẻ thuộc tướng bãi bồi, ven lịng phân bố ngồi đê sơng Hồng, sông Đuống Các thành tạo chủ yếu bột sét, sét, bột cát, cát màu nâu nhạt với chiều dày thay đổi từ 2-15m Chúng gồm lớp: + Lớp 1: cát có kích thước hạt từ trung bình đến thơ, dày 3,0 m + Lớp 2: cát hạt mịn lẫn bột sét màu xám đen + Lớp : bột sét màu nâu, bề mặt có thảm cỏ phát triển Bề dày lớn hệ tầng Thái Bình 35,5m (LK1-HN) Thanh Trì Kiến tạo Các tầng cấu trúc : Khu vực Hà Nội thuộc hệ chuẩn uốn nếp Đông Việt Nam, nơi tiếp giáp đới An Châu vùng trũng Hà Nội Về mặt cấu trúc thành phố Hà Nội chia làm tầng cấu trúc : - Tầng cấu trúc Neoproterozoi- Cambri hạ: gồm thành tạo biến chất tướng amphibolit loạt Sông Chảy với bề dày đạt tới 1000m - Tầng cấu trúc Mezozoi : bao gồm thành tạo lục nguyên phun trào, thành tạo lục địa màu đỏ thuộc hệ tầng tuổi Trias, Jura Kretta (hệ tầng Khôn Làng, hệ tầng Nà Khuất, hệ tầng Hà Cối, hệ tầng Tam Lang) Tổng bề dày đạt tới 1500-2000m - Tầng cấu trúc Kainozoi: bao gồm thành tạo hệ tầng Vĩnh Bảo thành tạo Đệ Tứ Tổng bề dày đạt từ 60 -1000m Đứt gãy: Đứt gãy: Khu vực nghiên cứu có hệ thống đứt gãy lớn đứt gãy Vĩnh Ninh đứt gãy Sơng Lơ [60] có phương Tây Bắc- Đông Nam (Văn Đức Chương, Cao Sơn Xuyên, 1985) Đứt gãy sơng Lơ nằm phía Bắc thành phố kéo dài theo phương TB-ĐN, từ Tân Dân đến Thuỵ Lâm Đây đứt gãy thuận, có chiều rộng đới phá huỷ lớn, đạt tới 1200m Đây đứt gãy sâu, đạt tới 30 km lớn Đứt gãy Vĩnh Ninh: Là đứt gãy lớn, nằm phía nam Thành phố Đứt gãy kéo dài theo phương TB-ĐN từ Thượng Cát đến Đông Mỹ Đới phá huỷ rộng 400500m Chiều sâu hoạt động đứt gãy đạt tới 18-20 km Thời gian hoạt động mãnh liệt đứt gãy vào Mezozoi Kainozoi 3.2 Đặc điểm địa chất thủy văn + Đặc điểm địa chất thuỷ văn bật vùng Hà Nội có nhiều tầng chứa nước đóng vai trị quan trọng tầng chứa nước trầm tích bở rời tuổi Đệ Tứ phân bố rộng khắp toàn vùng nghiên cứu với bề dày lớn Các thành tạo chứa nước khe nứt có diện phân bố nhỏ hẹp phần phía bắc thuộc huyện Sóc Sơn, Đơng Anh đóng vai trị thứ yếu cung cấp nước Xem đồ địa chất thuỷ văn, hình 2.1 + Khu vực Hà Nội nơi NDĐ có động thái phá huỷ Đây khu vực nước sử dụng 100% nước ngầm cho mục đích nên hạ thấp mực nước lớn Phễu hạ thấp mực nước rộng đến gần 300km2 NDĐ vùng Hà Nội nước nhạt, đáp ứng yêu cầu cung cấp nước tương lai Loại hình hố học nước Bicacbonat canxi bicacbonat canxi, natri, gặp loại hình khác nước + Do hoạt động kinh tế xã hội nên tầng chứa nước Hà Nội đứng trước vấn đề: suy thoái, cạn kiệt ô nhiễm nguồn nước Mực nước tầng chứa nước hạ thấp nhanh, trung bình năm tầng chứa nước pleistocen hạ thấp từ 0,3-0,4m Phễu hạ thấp mực nước có diện tích tăng theo thời gian Dựa sở thành tạo địa chất, đặc điểm chứa nước, tính thấm, đặc tính thuỷ lực, thành phần thạch học xếp thành tạo địa chất khu vực nghiên cứu 11 phân vị địa chất thuỷ văn, có đơn vị chứa nước phân vị chứa nước cách nước (Bảng 3.6) Bảng 3.6 Các phân vị địa chất thuỷ văn khu vực Hà Nội TT Dạng nước Nước tồn Phân vị địa chất thuỷ văn Ký hiệu lỗ Tầng chứa nước trầm tích Holocen Tầng chứa nước trầm tích Pleistocen qh qp hổng Nước khe Tầng chứa nước trầm tích Neogen Tầng chứa nước trầm tích Jura hệ tầng Hà Cối nứt Tầng chứa nước thành tạo Trias trung, m J1-2 t2 hệ tầng Nà Khuất, Khôn Làng Tầng chứa nước thành tạo Neoproterozoi – NP-ε Cambri hạ loạt sông chảy Các thành Thành tạo cách nước Holocen dưới-giữa trầm mQ21- 10 chứa tích biển hệ tầng Hải Hưng hh Thành tạo cách nước Holocen –giữa trầm lbQ21nước hh tích hồ-đầm lầy hệ tầng Hải Hưng Thành tạo cách nước Pleistocen trên, trầm tích lbQ13vp nghèo hồ-đầm lầy hệ tầng Vĩnh Phúc nước Thành tạo cách nước Pleistocen trên, trầm tích aQ13vp 11 sơng phần hệ tầng Vĩnh Phúc Thành tạo nghèo nước hệ tầng Tam Lung tạo J1-K3tl Hiện tương lai lâu dài tầng chứa nước bở rời Đệ tứ đối tượng khai thác nước phục vụ sinh hoạt phát triển thủ Trong số quan trọng tầng chứa nước Pleistocen với chất lượng tốt, trữ lượng dồi lại có quan hệ mật thiết với sơng Hồng nên dễ bổ cập khai thác Bởi tầng chứa nước cần quan tâm nghiên cứu bảo vệ cẩn thận để bảo đảm nguồn cung cấp nước đắc lực thủ đô đảm bảo nhanh, rẻ, ổn định, an toàn ... thời gian Dựa sở thành tạo địa chất, đặc điểm chứa nước, tính thấm, đặc tính thuỷ lực, thành phần thạch học xếp thành tạo địa chất khu vực nghiên cứu 11 phân vị địa chất thuỷ văn, có đơn vị chứa... Thời gian hoạt động mãnh liệt đứt gãy vào Mezozoi Kainozoi 3. 2 Đặc điểm địa chất thủy văn + Đặc điểm địa chất thuỷ văn bật vùng Hà Nội có nhiều tầng chứa nước đóng vai trị quan trọng tầng chứa... chứa nước phân vị chứa nước cách nước (Bảng 3. 6) Bảng 3. 6 Các phân vị địa chất thuỷ văn khu vực Hà Nội TT Dạng nước Nước tồn Phân vị địa chất thuỷ văn Ký hiệu lỗ Tầng chứa nước trầm tích Holocen