Tìm hiểu cấu trúc địa chất Quảng Bình

SỞ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ QUẢNG BÌNH TRUNG TÂM TIN HỌC VÀ THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ NGUYỄN ĐỨC LÝ (Chủ biên) CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT QUẢNG BÌNH Sách biên hội, biên tập từ kết nghiên cứu khoa học địa bàn tỉnh Quảng Bình NHÀ XUẤT BẢN THỐNG KÊ HÀ NỘI - 2010 MỤC LỤC Trang Lời nói đầu CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÀ Xà HỘI 1.1 Vị trí địa lý 1.2 Khí hậu 1.3 Đặc điểm thủy văn 1.4 Điều kiện địa chất thủy văn 1.5 Tài nguyên đất 1.6 Tài nguyên động thực vật 1.7 Tài nguyên biển ven biển 1.8 Tài nguyên khoáng sản 1.9 Dân số lao động 1.10 Văn hóa tiềm du lịch CHƯƠNG 2: LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT 2.1 Giai đoạn trước năm 1954 2.2 Giai đoạn từ năm 1954 đến 2.2.1 Nghiên cứu địa chất 2.2.2 Điều tra khống sản 2.2.3 Cơng tác nghiên cứu địa vật lý 2.2.4 Tài liệu lỗ khoan 2.2.5 Tài liệu địa chất thuỷ văn CHƯƠNG 3: CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT 3.1 Thang địa tầng 3.2 Địa tầng 3.2.1 Giới Paleozoi - Hệ tầng Long Đại (O3 - S1 lđ) - Hệ tầng Sông Cả (O3 - S1 sc) - Hệ tầng Đại Giang (S2 đg) - Hệ tầng Huổi Nhị (S2 - D1 hn) - Hệ tầng Rào Chắn (D1 rc) - Hệ tầng Tân Lâm (D1 tl) - Hệ tầng Bản Giàng (D1-2 e bg) - Hệ tầng Mục Bài (D2g mb) - Hệ tầng Đông Thọ (D2 g - D3 fr đt) - Hệ tầng Cù Bai (D2-3 cb) - Hệ tầng Minh Lệ (D2g - D3fr ml) - Hệ tầng Cát Đằng (D3 cđ) - Hệ tầng Bằng Ca (D3 fr bc) - Hệ tầng Xóm Nha (D3 - C1 xn) - Hệ tầng Phong Nha (D3 - C1 pn) - Hệ tầng La Khê (C1 lk) - Hệ tầng Bắc Sơn (C - P bs) - Hệ tầng Khe Giữa (P3 kg) - Hệ tầng Động Toàn (P đt) 3.2.2 Giới Mesozoi - Hệ tầng Đồng Trầu (T2a đt) - Hệ tầng Đồng Đỏ (T3n - r đđ) - Hệ tầng Bãi Dinh (J1-2 bd) - Hệ tầng Mụ Giạ (J3 - K1 mg) 3.2.3 Giới Cenozoi (Kainozoi) - Hệ tầng Đồng Hới (N đh) - Hệ Đệ Tứ + Hệ tầng Tân Mỹ (Q11 tm) + Hệ tầng Quảng Điền ( Q123 qđ ) + Hệ tầng Phú Xuân ( Q13 px ) + Phụ thống Holocen hạ - trung (Q21-2) + Phụ thống Holocen trung - thượng (Q22-3) + Hệ Đệ Tứ không phân chia (Q) 3.3 Các thành tạo magma xâm nhập - Phức hệ Trường Sơn (GaC1 ts) - Phức hệ Quế Sơn (GDi P2-T1 qs) - Phức hệ phun trào Hoành Sơn (GaT2 ahs) - Phức hệ Sông Mã (GT2 sm) - Phức hệ Phiabioac (GaT3 npb) - Các đai mạch không rõ tuổi 3.4 Cấu trúc kiến tạo 3.4.1 Các đơn vị cấu trúc 3.4.2 Các tổ hợp thạch kiến tạo 3.4.3 Kiến tạo - Cấu trúc uốn nếp - Các đứt gãy kiến tạo CHƯƠNG 4: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH, ĐỊA MẠO 3.1 Tính phân bậc địa hình 3.2 Các dạng nguồn gốc địa hình 3.3 Lãnh thổ qua giai đoạn kiến tạo 3.4 Vấn đề dao động mực nước đại dương với biển tiến, biển thối 3.5 Chu kỳ trầm tích lịch sử tiến hóa thành tạo Đệ Tứ 3.6 Lịch sử thành tạo, tiến hóa số khu vực thành tạo đặc trưng 3.6.1 Lịch sử hình thành dải đồng ven biển Quảng Bình 3.6.2 Sự tiến hoá thành tạo cát dải ven biển Quảng Bình 3.6.3 Khái qt hình thành Biển Đơng 3.6.4 Cấu trúc địa chất lịch sử tiến hóa vỏ trái đất vùng Phong Nha Kẻ Bàng CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT QUẢNG BÌNH LỜI NĨI ĐẦU C ấu trúc địa chất sản phẩm lịch sử lâu dài vận động, hình thành phát triển vỏ trái đất, định đến thành tạo địa hình, địa mạo tài ngun khống sản; với điều kiện khí hậu, cấu trúc địa chất định thành tạo cảnh quan môi trường, chế độ thủy văn địa chất thủy văn, sinh tồn phát triển loài người động, thực vật Quảng Bình tỉnh ven biển Bắc Trung Bộ, chiếm vị trí quan trọng kinh tế quốc dân đảm bảo quốc phòng, an ninh nước Quảng Bình vùng đất văn vật, có di văn hố Bàu Tró, trống đồng Phù Lưu nhiều di tích lịch sử, văn hố tiếng khác Dải đất Quảng Bình tranh hồnh tráng, có rừng, có biển, có nhiều cảnh quan thiên nhiên đẹp, tiếng với Di sản Thiên nhiên giới Phong Nha - Kẻ Bàng Quảng Bình tỉnh có nhiều loại tài ngun khống sản, tiêu biểu vàng, đá vôi kaolin chất lượng cao, trữ lượng lớn, vật liệu xây dựng, nhiều điểm nước khoáng nước nóng tiếng, nơi hội tụ nhiều tính chất đa dạng địa chất, địa hình, địa mạo minh chứng hùng hồn cho lịch sử hình thành phát triển vỏ trái đất khu vực Quảng Bình địa bàn chịu ảnh hưởng nặng nề tượng thời tiết khắc nghiệt, đặc biệt thiên tai cố môi trường bão, lũ lụt, hạn hán tai biến địa chất khác Để cung cấp luận khoa học cho việc quy hoạch phát triển bền vững kinh tế - xã hội, tập sách cung cấp số liệu cấu trúc địa chất Quảng Bình sở tập hợp kết điều tra bản, nghiên cứu khoa học tác giả tỉnh, từ quan trung ương đến địa phương Do nhiều điều kiện giới hạn khả nhóm biên soạn cịn hạn chế, tập sách chắn số khiếm khuyết, mong nhận đóng góp nhà khoa học, quan quản lý nghiên cứu khoa học, bạn đọc gần xa để tiếp tục bổ sung ngày hồn thiện NHĨM TÁC GIẢ http://dostquangbinh.gov.vn/uploads/410qb/diachat/tong.htm CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT QUẢNG BÌNH CHƯƠNG KHÁI QUÁT ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÀ Xà HỘI 1.1 Vị trí địa lý Quảng Bình tỉnh ven biển Bắc Trung Bộ, Việt Nam với diện tích tự nhiên 8.065,27km2, có vị trí địa lý giới hạn tọa độ địa lý phần đất liền là: Điểm cực Bắc: 180 05’12” vĩ độ Bắc Điểm cực Nam: 170 05’02” vĩ độ Bắc Điểm cực Đông: 1060 59’37” kinh độ Đông Điểm cực Tây: 1050 36’55” kinh độ Đông Tỉnh Quảng Bình có bờ biển dài 116,04km phía Đơng, có vịnh cảng Hịn La, cảng Gianh, cảng Nhật Lệ, có chung biên giới với nước CHDCND Lào 201,87km phía Tây, phía Bắc tiếp giáp tỉnh Hà Tĩnh với chiều dài địa giới 136,5km, phía Nam giáp tỉnh Quảng Trị với địa giới 78,8km Trên địa bàn Quảng Bình có Quốc lộ 1A, đường Hồ Chí Minh, đường sắt Bắc Nam Các đường Quốc lộ 12A, đường xuyên Á tỉnh lộ TL10, TL11, TL16 TL20 chạy từ Đông sang Tây gián tiếp trực tiếp qua cửa Quốc tế Cha Lo số cửa phụ khác nối liền với nước CHDCND Lào 1.2 Khí hậu Quảng Bình nằm vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa ln bị tác động khí hậu phía Bắc, phía Nam chia làm hai mùa rõ rệt Mùa mưa từ tháng IX đến tháng III năm sau Lượng mưa trung bình từ 1.800 đến 2.600 mm/năm, thời gian mưa tập trung vào tháng IX, X, XI Mùa khô từ tháng IV đến tháng VIII với nhiệt độ trung bình 24-250C, ba tháng có nhiệt độ cao tháng VI, VII, VIII Nhiệt độ tối cao tuyệt đối lên đến 41,60C Nhiệt độ trung bình năm Quảng Bình tăng dần từ Bắc vào Nam, từ Tây sang Đông Cân xạ đạt 70-80 kcal/cm2 Số nắng bình quân năm khoảng 1.700-1.900 Dưới số đặc trưng khí hậu tỉnh Quảng Bình 1.2.1 Chế độ xạ, nắng a) Bức xạ tổng cộng: Trên lãnh thổ tỉnh Quảng Bình khơng có trạm khí tượng tiến hành đo đạc xạ tổng cộng Vì vậy, để phân tích điều kiện xạ, sử dụng số liệu đo đạc trạm lân cận Vinh Đà Nẵng (bảng 1.1) lượng xạ tính tốn theo cơng thức thực nghiệm Berland (bảng 1.2) Lượng xạ tổng cộng năm tỉnh Quảng Bình dao động khoảng 108-122 kcal/cm2/năm Khu vực Ba Đồn huyện Quảng Trạch nằm khuất sau dãy Hồnh Sơn có lượng xạ tổng cộng lớn Lượng xạ phân bố không năm http://dostquangbinh.gov.vn/uploads/410qb/diachat/tong.htm CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT QUẢNG BÌNH Thời kỳ có lượng xạ lớn tháng IV-VII, với lượng xạ tháng đạt 10-13 kcal/cm2 Riêng khu vực Ba Đồn huyện Quảng Trạch thời kỳ có lượng xạ tổng cộng lớn 10 kcal/cm2/tháng kéo dài tới tận tháng X Vào thời kỳ lại năm (tháng VIII-tháng III năm sau) lượng xạ tổng cộng dao động khoảng 6-10 kcal/cm2/tháng a Bảng 1.1: Lượng xạ tổng cộng tháng nm (kcal/cm2) Tháng Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm Vinh 4.7 3.7 5.3 8.6 13.6 13.7 15.1 12.7 10.2 8.2 5.2 5.2 106.2 Đà Nẵng 9.2 10.3 13.8 14.9 17.0 15.3 17.3 15.1 13.1 11.1 7.8 6.6 151.7 Bảng 1.2: Bức xạ tổng cộng tháng năm tính theo cơng thức thực nghim ca Berland (kcal/cm2) Tháng Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm Tuyên Hãa 6.5 7.0 8.8 11.4 12.0 10.4 11.8 9.9 9.5 8.7 6.9 6.3 109.2 Ba §ån 7.7 7.8 9.7 12.0 12.8 11.3 12.4 10.3 10.9 10.3 8.2 7.4 120.8 §ång Híi 7.3 7.2 9.1 11.4 11.1 9.5 10.5 8.6 9.2 9.1 7.9 7.1 108.0 b) Số nắng: Tổng số nắng năm nhiều, dao động khoảng 1.500-1860 (bảng 1.3) Khu vực Ba Đồn huyện Quảng Trạch nằm khuất phía Nam dãy Hồnh Sơn có nhiều nắng tỉnh Thời kỳ có nhiều nắng với 100 nắng/tháng kéo dài từ tháng III đến hết tháng X hàng năm Trong ba tháng có nhiều nắng tháng V, VI, VII với số nắng đạt từ 215-260 giờ/tháng, tức có khoảng 7,2-8,7 nắng/ngày Thời kỳ có tương đối nắng năm tháng mùa đông, từ tháng XI đến tháng II năm sau, đạt 100 nắng/tháng Tháng có nắng tháng II, có khoảng 62-73 nắng, tức có khoảng 2,2-2,6 nắng/ngày Bảng 1.3: Số nắng trung bình tháng năm (giờ) Th¸ng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm Tuyờn Húa 82.5 61.9 119.9 154.3 217.8 215.7 246.9 185.6 126.1 123.8 76.0 80.6 1691.1 Ba Đồn 101.5 67.3 104.6 166.6 245.1 221.0 257.2 192.2 170.1 145.6 95.0 94.3 1860.5 Đồng Hới 92.4 72.6 102.7 160.3 228.4 222.5 225.4 189.5 178.2 138.9 93.2 81.4 1785.5 Tr¹m c) Lượng mây tổng quan: Lượng mây tổng quan nhiều, dao động khoảng 7,4-7,9/10 bầu trời (bảng 1.4) Ngược lại với số nắng, khu vực Ba Đồn huyện Quảng Trạch có mây tỉnh http://dostquangbinh.gov.vn/uploads/410qb/diachat/tong.htm CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT QUẢNG BÌNH Lượng mây tổng quan phân hóa khơng nhiều năm Tuy nhiên, thời kỳ nửa cuối mùa đông thời kỳ mùa mưa (VIII-III) có nhiều mây cả, đạt 7,6-8,5/10 bầu trời Thời kỳ có mây tháng IV-V VII, tháng chịu ảnh hưởng nặng nề thời tiết khơ nóng Lượng mây tổng quan vào thời kỳ dao động khoảng 6,7-6,9/10 bầu trời khu vực huyện Quảng Trạch, đạt khoảng 7,1-7,7 khu vực khác tỉnh Bảng 1.4: Lượng mây tổng quan trung bình tháng năm(/10 bầu trời) Th¸ng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm Tuyờn Húa 8.5 8.7 8.2 7.2 7.1 7.9 7.2 7.9 7.9 7.9 8.4 8.4 7.9 Ba Đồn 7.7 8.3 7.9 6.9 6.7 7.5 6.9 7.7 7.2 7.0 7.6 7.7 7.4 Đồng Hới 8.0 8.5 8.0 7.2 7.5 8.2 7.7 8.4 8.0 7.7 7.9 7.8 7.9 Tr¹m 1.2.2 Chế độ gió Chế độ gió vùng lãnh thổ phụ thuộc nhiều vào chế độ hồn lưu khu vực điều kiện địa hình địa phương a) Hướng gió: Do ảnh hưởng địa hình Quảng Bình, hướng gió thịnh hành khơng đồng lãnh thổ phụ thuộc vào điều kiện địa hình địa phương Trong mùa đơng, thời kỳ hoạt động hồn lưu gió mùa Đơng Bắc, đại phận lãnh thổ tỉnh hướng gió thịnh hành Tây Bắc với tần suất dao động khoảng 20-53%; sau tuỳ nơi Bắc Tây với tần suất đạt khoảng 12-20% Riêng khu vực vùng thấp nằm khuất phía Nam dãy Hồnh Sơn có hướng gió thịnh hành Tây (22-30%), sau Tây Bắc Đông Bắc với tần suất hướng dao động khoảng 10-22% Vào mùa hè, hướng gió thịnh hành Tây Nam Đơng Đơng Nam với tần suất đạt khoảng 14-35%; sau hướng Nam, Tây với tần suất hướng dao động khoảng 12-22% Tần suất lặng gió Quảng Bình nhìn chung khơng lớn phân bố đồng năm, dao động khoảng 16-36% b) Vận tốc gió: Vận tốc gió trung bình năm đạt khoảng 2,2-2,7m/s biên độ dao động không lớn năm, khoảng từ 1,8-3,5m/s; mùa đông thường lớn mùa hè Vào tất tháng năm vận tốc gió mạnh 12 m/s; đạt giá trị cực đại 40m/s Đồng Hới vào tháng X năm 1983 Các giá trị cực đại vận tốc gió mạnh thường quan trắc vào thời kỳ bão hoạt động mạnh năm tháng IX, X năm 1.2.3 Chế độ nhiệt Quảng Bình có nhiệt cao Ở vùng thấp, nhiệt độ trung bình năm dao động khoảng 24-24,6C, tương ứng với tổng nhiệt năm http://dostquangbinh.gov.vn/uploads/410qb/diachat/tong.htm CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT QUẢNG BÌNH khoảng 8.700-9.000C có xu tăng từ Bắc vào Nam (bảng 1.5) Do ảnh hưởng độ cao địa hình, nhiệt độ trung bình năm giảm từ vùng ven biển lên vùng núi Đến độ cao khoảng 400-450m nhiệt độ trung bình năm đạt 22C; cịn đến độ cao khoảng 800-850m nhiệt độ trung bình năm đạt 20C b Không phụ thuộc vào độ cao địa hình, tồn lãnh thổ tỉnh Quảng Bình biến trình năm nhiệt độ có dạng cực đại cực tiểu (hình 1.1) Cực đại quan trắc vào tháng VII, cực tiểu vào tháng I Nhiệt độ trung bình tháng nóng đạt khoảng 29-30C vùng thấp, lên đến độ cao khoảng 400-450m đạt 26-27C Nhiệt độ trung bình tháng lạnh đạt 18-19C vùng thấp ven biển, nhỏ 18C khu vc i nỳi Hình 1.1: Biến trình năm nhiệt ®é T(oC) 32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 I c II III IV Tuyªn Hãa V VI VII Ba §ån VIII IX X XI XII Th¸ng §ång Híi Do ảnh hưởng gió mùa Đơng Bắc độ cao địa hình, chế độ nhiệt phân hố rõ rệt theo mùa Ở vùng thấp mùa nóng dài tháng, từ tháng V đến tháng IX Độ dài mùa nóng giảm theo độ cao địa lý, đến độ cao khoảng 800-900m mùa nóng khơng cịn Ở vùng thấp ven biển có thời kỳ mùa đơng khơng lạnh (nhiệt độ trung bình tháng 18C) Tuy nhiên, vùng đồi núi thấp có độ cao từ vài chục mét đến 400-450m, mùa lạnh dài từ 1-3 tháng Càng lên cao mùa lạnh dài, đạt từ tháng trở lên vùng núi có độ cao 1.200m Ảnh hưởng gió mùa Đơng Bắc đến Quảng Bình cịn tương đối đáng kể nên chênh lệch nhiệt độ năm (giữa tháng nóng lạnh nhất) lớn Trị số biên độ nhiệt năm đạt 11C Chênh lệch nhiệt độ ngày nhìn chung khơng lớn, giá trị biên độ ngày trung bình năm nhiệt độ dao động khoảng 6,1-7,1C có xu tăng từ vùng ven biển vào vùng đồi núi nằm xa biển Khác với Bắc Bộ, Quảng Bình trị số biên độ ngày trung bình nhiệt độ lớn (7,2-9,4C) vào thời kỳ từ đầu đến mùa hè (V tháng IV đến tháng VIII) thời kỳ gió khơ nóng hoạt động mạnh; thấp (4,7-5,8C) vào mùa đông, từ tháng XI đến tháng II (bảng 1.6) http://dostquangbinh.gov.vn/uploads/410qb/diachat/tong.htm CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT QUẢNG BÌNH Bảng 1.5: Nhiệt độ khơng khí trung bình tháng năm (C) Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm Tuyên Hóa 18.2 19.0 21.7 25.0 27.7 29.0 29.2 28.2 26.2 23.7 21.0 18.6 24.0 Ba Đồn 18.6 19.2 21.6 24.7 27.9 29.4 29.6 28.8 27.0 24.7 21.9 19.4 24.4 Đồng Hới 18.9 19.3 21.6 24.7 27.9 29.6 29.7 28.9 27.0 24.8 22.4 19.7 24.6 Trạm Bảng 1.6: Biên độ ngày trung bình tháng năm nhiệt độ khơng khí (C) Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm Tuyên Hóa 6.1 5.6 6.9 8.8 9.4 8.0 8.0 7.9 7.3 6.3 5.6 5.8 7.1 Ba Đồn 5.2 4.7 5.2 6.3 7.2 7.5 7.7 7.2 6.5 5.7 5.3 5.3 6.1 Đồng Hới 5.3 4.7 5.2 6.3 7.6 7.3 7.6 7.2 6.7 5.7 5.3 5.3 6.2 Trạm Ở vùng thấp Quảng Bình, nhiệt độ tối cao trung bình năm đạt 28C; cịn tối thấp trung bình năm dao động khoảng 21-22C Trong mùa nóng nhiệt độ tối cao trung bình lớn 30C, đạt giá trị cao vào tháng VII, xấp xỉ 34C Trong mùa đơng (XII-II), nhiệt độ tối thấp trung bình nhỏ 18C, đạt giá trị thấp vào tháng I khoảng 15,116,5C (bảng 1.7, 1.8) Cả nhiệt độ tối cao tối thấp trung bình giảm theo độ cao địa lý tương tự nhiệt độ trung bình Chịu ảnh hưởng mạnh mẽ gió khơ nóng, khoảng thời gian từ tháng II đến tháng X vùng thấp nhiệt độ tối cao tuyệt đối lớn 35C Đại lượng lớn 40C vào tháng VI, VII Tuyên Hoá, chí từ tháng IV đến tháng IX Đồng Hới Giá trị nhiệt độ tối cao tuyệt đối quan trắc 42,2C vào tháng V (bảng 1.9) d Trong mùa đông (XII-II), nhiệt độ tối thấp tuyệt đối vùng thấp Quảng Bình nhỏ 10C, lớn 5C Như vậy, vùng thấp khơng có khả xảy sương muối (bảng 1.10) Bảng 1.7: Nhiệt độ khơng khí cao trung bình tháng năm (C) e Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm 21.5 22.4 25.7 30.4 33.5 33.5 33.8 32.9 30.8 27.8 24.4 22.0 28.2 Ba §ån 21.3 21.9 24.8 28.5 32.0 33.5 33.9 32.9 30.8 28.0 25.0 22.4 27.9 §ång Híi 21.5 21.9 24.6 28.4 32.3 33.6 33.9 32.9 30.7 27.9 25.2 22.6 28.0 XII Nm Trạm Tuyên Hóa Bng 1.8: Nhiệt độ khơng khí thấp trung bình tháng năm (C) Tháng Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X http://dostquangbinh.gov.vn/uploads/410qb/diachat/tong.htm XI CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT QUẢNG BÌNH phát triển thành hệ thống ngăn cách khối nâng rộng lớn có tuổi O-S đóng vai trị miền cung cấp vật liệu Các trầm tích nói lộ phần rìa vùng nghiên cứu, hai hệ tầng hợp phần loạt Hoá Sơn, thành tạo khởi đầu chu kỳ địa chất thứ hai vùng Phong Nha - Kẻ Bàng - Tầng 2: Gồm trầm tích Devon hạ - trung với hai phần, tương ứng với hệ tầng Bản Giàng Mục Bài Phần bao gồm cát kết dạng quarzit, cát bột kết có nơi xen ổ silic đá phiến sét, chứa hố thạch San hơ Tay cuộn Đây trầm tích nhịp đặc trưng cho tướng biển tiến từ ven bờ đến biển nông biển sâu Bồn trũng mở rộng, nhiên nhiều bị phân dị tạo trũng nửa kín lắng đọng sét vôi màu đen chứa bitum Phần bao gồm đá vôi, sét vôi chứa ổ silic cát bột chứa đơng đảo hố thạch Tay cuộn, San hơ vách đáy dạng lỗ tầng, lộ thành dải hẹp rìa Đơng Bắc Tây Bắc vùng nghiên cứu Đây phức hệ trầm tích đặc trưng cho kiểu bồn phân dị đáy rõ rệt Đá vôi dạng thành tạo cấu trúc thềm, cịn đá vơi-silic dạng dải, dạng phân lớp mỏng xen đá phiến sét lắng đọng máng sâu Cát kết thạch anh chọn lọc tốt đặc trưng tướng cát ven bờ có sóng hoạt động - Tầng 3: Gồm trầm tích Devon trung - thượng với hai phần, tương ứng với hai hệ tầng Đông Thọ Cát Đằng Phần bao gồm cát kết, cát kết dạng quarzit, cát bột kết, đá phiến silic đá phiến sét đen chứa bitum dày 350-450m, chứa tập hợp hoá thạch Tay cuộn Huệ biển Đây mặt cắt trầm tích biển tiến thứ Devon từ tướng cát thạch anh ven bờ đến sét silic biển sâu kiểu vũng vịnh, thể pha sụt lún kiến tạo bồn trũng Devon muộn Các trầm tích phân bố thành dải theo hướng Tây Bắc - Đông Nam, nằm chỉnh hợp thành tạo tầng phần tầng Tất chạy khuôn theo cánh nếp lõm, ngun bồn trầm tích có trục chạy qua Rào Nậy, Minh Hố Xóm Quyền Điều thể phân dị thành ba bồn thứ cấp Devon muộn, bồn Rào Nậy bất đối xứng Phần tầng thành tạo trẻ Devon thượng, lộ dọc phần nhân nếp lõm Xóm Quỳnh thuộc diện tích vùng nghiên cứu hai nếp lõm lại nằm vùng nghiên cứu song chung quy luật phân bố cộng sinh tướng, bao gồm trầm tích carbonat đa dạng, đá vơi sọc dải đá vôi loang lỗ chiếm khối lượng đáng kể Đơi nơi cịn có xen tập đá vơi, vơi silic phiến silic Bề dày phần khoảng 400-450m, chứa tập hợp hoá thạch dạng Lỗ tầng Răng nón có tuổi từ Frasni đến cuối Famen (D fr-fm) Cấu tạo sọc dải đá, thành phần thạch học phức tạp, với có mặt đá vơi dạng khối đá vơi xen silic chứa hố thạch Răng nón đặc trưng cho mơi trường nước sâu, có phân dị đáy rõ rệt Điều chứng minh cho pha kiến tạo sụt lún trở lại, tạo mơi trường trầm tích khác nhanh theo phương vng góc với trục bồn trũng, tức phương Đông Bắc - Tây Nam c Giai đoạn Carbon - Permi http://dostquangbinh.gov.vn/uploads/410qb/diachat/tong.htm CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT QUẢNG BÌNH Đầu kỷ Carbon vỏ Trái đất khu vực Phong Nha - Kẻ Bàng bắt đầu biến cải theo thức hoàn toàn Một pha kiến tạo có xu nâng chủ yếu kéo theo ba trình diễn vùng nghiên cứu: hoạt động magma xâm nhập hình thành khối granit Đồng Hới tuổi Carbon sớm; hình thành bồn trũng Carbon - Permi dạng đẳng thước kiểu thềm nội lục điển hình phía Tây Đồng Hới kiểu bồn trũng dạng tuyến tàn dư theo hướng Tây Bắc - Đông Nam; xuất miền xâm thực bóc mịn rộng lớn có tuổi trước Carbon phân bố phía Đông, Đông Nam Đông Bắc bồn trũng Carbon - Permi Phong Nha - Kẻ Bàng - Sự xuất hoạt động magma xâm nhập: Khối Đồng Hới nằm phía Tây thành phố Đồng Hới, có diện tích khoảng 300km2 Trong vùng nghiên cứu lộ khoảng 1/4 diện tích phía Tây Nam khối Khối xuyên qua trầm tích Ordovic - Silur thuộc hệ tầng Long Đại (O3S1 lđ) tạo đới biến chất tiếp xúc rộng đến 2-3km Gần tiếp xúc đá phiến mica-staurolit, chuyển dần sang đá sừng felspat-biotit-thạch anh, đến đá phiến sét gần không bị biến chất Khối Đồng Hới xuyên lên Carbon sớm tạo nên nếp lồi dạng vịm, nhân trầm tích hệ tầng Long Đại - Sự hình thành bồn trũng nội lục Devon muộn - Carbon - Permi: Bồn trũng Carbon - Permi hình thành theo chế chuyển động khối tảng, khống chế ba hệ thống đứt gãy lớn Đông Bắc - Tây Nam chạy sát khối Đồng Hới, Tây Bắc - Đông Nam Đông - Tây Ba hệ thống tạo bốn bồn trầm tích: bồn Phong Nha - Kẻ Bàng dạng đẳng thước bồn dạng tuyến có trục chạy theo hướng Tây Bắc - Đơng Nam có hình cung kéo dài, cung bồn quay hướng Tây Nam Bối cảnh kiến tạo quy định thành hệ carbonat đặc trưng cho ba kiểu bồn sau: + Kiểu bồn chuyển tiếp Devon muộn - Carbon sớm + Kiểu bồn dạng đẳng thước nông + Kiểu bồn dạng tuyến nông d Giai đoạn tạo núi Mesozoi (Indosini) - Trong giai đoạn Trias - Jura toàn vùng Phong Nha - Kẻ Bàng biến thành chế độ lục địa, nâng lên tạo núi dạng khối tảng Phía Bắc vùng nghiên cứu, từ sông Gianh đến sông Cả lại bị sụt võng tạo nên bồn trầm tích - phun trào acid kiểu rift ven rìa Cịn lại từ sơng Gianh (đứt gãy Rào Nậy) đến đèo Hải Vân trở thành miền cung cấp vật liệu cho biển xung quanh - Vào giai đoạn Kreta, xu chuyển động nâng tạo núi kiểu khối tảng lại xuất nhiều bồn trũng trước núi, ven rìa nội lục dạng đẳng thước, bầu dục, bán liên thông với đại dương phía Đơng phía Tây Lào Trong vùng nghiên cứu cịn ghi nhận hai bồn trầm tích Kreta thuộc hệ tầng Mụ Giạ (K mg) phía Đơng Nam phía Tây khối đá vơi Phong Nha - Kẻ Bàng, chồng gối bất chỉnh hợp khối đá vôi Thành phần phức hệ trầm http://dostquangbinh.gov.vn/uploads/410qb/diachat/tong.htm CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT QUẢNG BÌNH tích chủ yếu gồm cuội kết, sạn kết, cát kết xen bột kết, sét kết, cát kết vơi, sét bột kết vơi, bị phong hố thành màu nâu đỏ, nâu tím, dày khoảng 700m Hệ tầng Mụ Giạ chứa hố thạch Chân rìu tương tự hố thạch gặp trầm tích màu đỏ Mường Pha Lan bên Lào e Giai đoạn Kainozoi Giai đoạn Kainozoi giai đoạn hoạt động kiến tạo mãnh liệt bước ngoặt lịch sử hình thành Biển Đông, tạo núi lục địa bồn trũng trầm tích núi, trước núi, ven rìa thềm lục địa Việt Nam Những thành tạo Kainozoi phần mang tính chất kế thừa song hút bình đồ địa chất cổ vào chế kiến tạo để có tranh địa hình - địa mạo Các hệ thống đứt gãy bắt đầu hình thành với hệ thống đứt gãy cũ tái hoạt động chia cắt bình đồ kiến trúc cũ thành bình đồ kiến trúc Kainozoi tiếp tục biến cải đến ngày Vỏ lục địa bị phá huỷ tạo bồn trầm tích kiểu rift nội lục Đồng Hới, lấp đầy phức hệ trầm tích Neogen Đệ Tứ có cấu trúc chu kỳ Bên cạnh vùng nâng lên tạo núi diễn theo chu kỳ Đó hai hướng chuyển động ngược chiều quy luật tất yếu để cân đẳng tĩnh vỏ Trái đất Địa hình vùng Phong Nha - Kẻ Bàng hệ chuyển động kiến tạo Kainozoi trình địa mạo diễn suốt 65 triệu năm trở lại thể qua phân bậc địa hình Ở vùng dễ dàng nhận thấy bề mặt san theo độ cao khác sau: - Bậc địa hình 1.600-1.400m di tích bề mặt san cao cổ nhất, phát triển trầm tích lục nguyên màu đỏ tuổi Kreta thuộc hệ tầng Mụ Giạ Đây bề mặt san tuổi Paleogen nghiên cứu công nhận tồn Đơng Dương, tương ứng với pha tách giãn Biển Đông sụt lún tạo bồn trũng Eocen - Oligocen - Bậc địa hình 1.000-800m (ở phía Tây) 700-600m (ở phía Đơng) bậc địa hình thứ hai, dấu hiệu san chu kỳ nâng thứ hai Kainozoi Bề mặt địa hình phát nhờ mảnh sót san đỉnh núi lục ngun ven rìa khối đá vơi bề mặt đỉnh đá vôi Tuổi bề mặt xác định vào Miocen (từ 23 đến triệu năm) - Bề mặt 600-400m 300-200m sản phẩm san pha kiến tạo nâng Pliocen (từ đến 1,6 triệu năm) Bề mặt tương ứng với bề mặt san bàng Pliocen phổ biến công nhận nhiều tác giả Việt Nam (Nguyễn Cẩn, Nguyễn Thế Thôn, Rezanov, 1969; Lê Đức An, 1985; Nguyễn Thế Thôn, 1978 ) Tuy nhiên, bề mặt phát ven rìa khối đá vơi dạng núi đá vơi xen lục nguyên có đỉnh tương đối núi lục nguyên đỉnh tròn vách đá cổ hang động cổ bị “treo” độ cao tương ứng, dấu hiệu mài mòn, rửa lũa mực nước bề mặt cổ - Các bề mặt san từ 100m trở xuống Việt Nam nói chung vùng Phong Nha - Kẻ Bàng nói riêng xếp vào tuổi Đệ Tứ (từ 1,75 triệu năm trở lại đây) http://dostquangbinh.gov.vn/uploads/410qb/diachat/tong.htm CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT QUẢNG BÌNH Đối sánh với bậc thềm biển, vách biển, bậc thềm sông nghiên cứu Việt Nam phân bậc san hệ bậc thềm mối quan hệ với chu kỳ gian băng Đệ Tứ sau: - Từ 100-80m: ứng với gian băng Gunz - Mindel, cách 800.000 năm (cuối Pleistocen sớm) - Từ 80-60m: ứng với gian băng Mindel - Riss, cách 300.000 năm (đầu Pleistocen giữa) - Từ 40-25m 25-15m: ứng với gian băng Riss - Wurm, cách 70.000 năm (đầu Pleistocen muộn) - Từ 15-6m: ứng với biển tiến Flandrian, xảy từ 18.000 năm đến 4.000 năm trước Các mức độ cao địa hình nói dấu ấn hoạt động mực nước biển dâng cao, sau nâng tiếp lên pha kiến tạo xảy theo chu kỳ (nhịp) 4.7.6 Đặc điểm địa hình, địa mạo vùng Phong Nha - Kẻ Bàng 4.7.6.1 Tính đa dạng địa mạo Khối núi đá vôi nằm trung tâm vùng Phong Nha - Kẻ Bàng có dạng tương đối đẳng thước với chiều rộng khoảng 30km kéo dài 60km theo hướng Tây Bắc - Đông Nam Với mục tiêu nghiên cứu Karst hang động phục vụ cho việc bảo vệ di sản thiên nhiên, thấy cần giới hạn vùng đường chia nước cho sông suối chảy vào khối núi đá vơi phần nước vùng Với nhận thức vậy, vùng Phong Nha - Kẻ Bàng giới hạn phía Bắc dải đồi núi thấp phương vĩ tuyến từ núi Bo - núi To đến Đơng núi U Bị (Bắc sơng Trc) Về phía Đơng, giới hạn vùng khối núi dạng vòm Tây Đồng Hới cấu tạo đá xâm nhập dải đồi đồng ven biển Dải núi trung bình Co Ta Run - núi Co Choc ngăn cách khối núi với khối đá vơi Khe Ngang phía Nam Về phía Tây, khối đá vôi Kẻ Bàng kéo vượt qua biên giới, nối liền với khối Mahaxay Lào Mặc dù phần trung tâm, khối đá vơi có dạng đẳng thước phân dị, song nhìn tổng thể, địa hình vùng Phong Nha - Kẻ Bàng có phân dị theo hướng thấp dần từ Nam đến Bắc từ Tây sang Đông Phần cực Nam vùng dải núi trung bình có độ cao 1.000-1.200m với đỉnh lượn sóng thoải kéo dài phương vĩ tuyến Tây đến Đông Bắc - Tây Nam Đông Đây bồn thu nước cho khối núi đá vơi phía Bắc Từ Nam đến Bắc, khối núi đá vơi có độ cao tương đối đồng nhất, khoảng 700-900m Ở phần rìa Bắc, dãy núi thấp có độ cao giảm dần từ 400-600m đến 200-300m phía thung lũng Rào Nậy Từ Tây sang Đông, khối đá vôi Kẻ Bàng khu vực phân thuỷ Đơng Tây Trường Sơn Khu vực biên giới Việt - Lào gồm đỉnh đá vôi sàn sàn với độ cao 800-1.000m Tại khu vực đèo Mụ Giạ tồn số đỉnh núi cao 1.200-1.600m, cấu tạo đá cát kết màu đỏ hệ tầng Mụ Giạ Từ Tây sang Đơng, địa hình đá vơi thấp dần đến 600-700m phần rìa Đơng chuyển xuống bậc 400-500m 200-300m Các bậc địa hình 100m cấu tạo đá phi Karst phổ biến phần phía Đơng vùng http://dostquangbinh.gov.vn/uploads/410qb/diachat/tong.htm CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT QUẢNG BÌNH Cấu tạo nên vùng Phong Nha - Kẻ Bàng chủ yếu đá carbonat có tuổi từ Devon thượng đến Permi, gồm hệ tầng Phong Nha (D3-C1 pn), La Khê (C1 lk), Bắc Sơn (C-P bs) hệ tầng Khe Giữa (P3 kg) Trong đó, hệ tầng Bắc Sơn có diện phân bố rộng nhất, chiếm diện tích chủ yếu khối núi đá vôi Tham gia cấu tạo nên vùng cung cấp nước cho khối đá vơi cịn có đá cát kết, bột kết, đá phiến sericit hệ tầng Long Đại (O3-S1 lđ), Rào Chắn (D1 rc), Bản Giàng (D1-2 bg) trầm tích màu đỏ hệ tầng Mụ Giạ (J3 -K1 mg)… Các đá trước Kainozoi vùng bị dập vỡ mạnh phá huỷ đứt gãy với phương Đơng Bắc - Tây Nam, Tây Bắc - Đông Nam, kinh tuyến phổ biến vĩ tuyến Các hệ thống đứt gãy đóng vai trị quan trọng q trình Karst hố để tạo dạng Karst mặt Karst ngầm Ngoài thung lũng định hướng rõ theo đứt gãy, dạng địa hình âm khép kín khối đá vơi tập trung kéo dài theo đới dập vỡ Các chuyển động tân kiến tạo với xu hướng chung nâng lên xen thời kỳ ổn định thúc đẩy trình Karst trình tạo địa hình khác Tham gia vào việc thúc đẩy trình Karst cịn phải kể tới nhân tố khí hậu Phong Nha - Kẻ Bàng nằm khu vực nhiệt đới ẩm với lượng mưa trung bình năm đạt 1.800-2.200mm nhiệt độ trung bình năm đạt 23-240C Hơn nữa, mùa mưa lại tập trung từ tháng đến tháng năm sau, tức vào mùa mát lạnh nên khả hoà tan nước tăng cường Với điều kiện thuận lợi thạch học, cấu trúc, kiến tạo, khí hậu nhân tố khác, q trình Karst hố khối đá vơi Kẻ Bàng phát triển mạnh, tạo nên đa dạng địa cảnh quan thiên nhiên khác 4.7.6.2 Các loại địa hình a) Địa hình phi Karst Địa hình phi Karst phân bố xung quanh khối đá vôi Phong Nha - Kẻ Bàng, gồm kiểu sau: - Dãy núi dạng vòm - khối tảng đá xâm nhập granitoid phân bố phía Đơng khối đá vơi Phong Nha - Kẻ Bàng - Dãy núi bóc mịn đá trầm tích lục địa màu đỏ tuổi Creta bao gồm dãy núi vùng đèo Mụ Giạ phần cực nam khối Chúng có độ cao lớn vùng (1.200-1.600m), đóng vai trị tạo bồn thu nước cho khối đá vơi - Dãy núi thấp khối tảng - bóc mịn đá trầm tích lục nguyên phân bố chủ yếu phía Bắc vùng đá trầm tích loạt Hoá Sơn (D1-D2e hs) với đường phân thuỷ lượn sóng thoải theo phương vĩ tuyến Tại phía Nam - Tây Nam, núi thấp với sườn thoải cấu tạo đá trầm tích hệ tầng Long Đại Tại khu vực Phong Nha - Kẻ Bàng, kiểu địa hình nêu lưu vực cung cấp nước cho trình Karst vật liệu vụn (bùn, cát, sạn, cuội, sỏi ) lắng đọng hang động trước Chính nguồn nước phong phú từ khu vực rộng lớn tạo nhiều điều kiện thuận lợi cho phát triển giới sinh vật hang động nói riêng vùng Karst nói chung b) Địa hình Karst http://dostquangbinh.gov.vn/uploads/410qb/diachat/tong.htm CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT QUẢNG BÌNH Địa hình Karst điểm đặc trưng khối núi đá vôi Phong Nha - Kẻ Bàng, chiếm 2/3 diện tích khu vực Di sản, đồng thời khối núi đá vôi tương đối nguyên vẹn lớn Việt Nam cịn tiếp tục kéo dài qua Hin Nậm Nơ Lào, trở thành khối núi đá vôi cỡ lớn hành tinh Tầng đá vơi có bề dày 1.000m, chủ yếu đá vôi tuổi Carbon - Permi có độ tinh khiết cao, cấu tạo khối phân lớp dày Đây điều kiện đảm bảo để trình tiến hố Karst xảy cách triệt để: từ giai đoạn có nhiều phễu Karst nhỏ Karst dạng nón, sau dạng tháp cuối đồng Karst Các thành tạo đá vôi Phong Nha - Kẻ Bàng có nhiều đặc điểm giống đá vôi vịnh Hạ Long, Bắc Sơn (tỉnh Lạng Sơn), Hà Giang, Sơn La Nam Trung Quốc Nhưng đá vơi nơi lại nằm khu vực có chế độ kiến tạo, khí hậu mối quan hệ với địa hình phi Karst xung quanh không giống Tại vịnh Hạ Long, khối đá vơi nằm vịnh biển nơng ven rìa lục địa, nhơ lên mặt biển thành hàng trăm hịn đảo lớn nhỏ Tại Bắc Sơn, Hà Giang, Sơn La Nam Trung Quốc nhìn chung, khối đá vơi phân bố vùng núi xa biển nằm cao địa hình phi Karst xung quanh Riêng Phong Nha - Kẻ Bàng, địa hình khối đá vơi lại nằm thấp so với xung quanh Khí hậu Phong Nha - Kẻ Bàng lại nóng ẩm so với vùng kể (bảng 4.1) Bảng 4.1 Đặc trưng nhiệt-ẩm trung bình năm số nơi có đá vôi Việt Nam Nam Trung Quốc Việt Nam Đặc trƣng khí hậu Nhiệt độ (0 C) Lượng mưa (mm) Đồng Hới 24,9 2112 Hũn Gai 22,9 1994 Lạng Sơn 21,0 1419 Sơn La 21,3 1400 Trung Quốc Quý Chõu 15,3 1200 Quảng Tõy 21,0 1990 Những nguyên nhân làm cho tiến hố địa hình Karst Phong Nha - Kẻ Bàng khơng hồn tồn giống với nơi khác, tiến hoá xảy theo chế hoà tan (do nước mặt lẫn nước ngầm) phá huỷ học (đổ lở sườn hang động) Do chế này, nhiều kiểu dạng địa hình Karst thành tạo bề mặt lẫn sâu Dựa vào đặc điểm địa hình mức độ Karst hố, chia địa hình Karst khối núi Phong Nha - Kẻ Bàng thành hai kiểu sau: - Khối núi Karst thấp dạng khối tảng với đỉnh dạng nón tập trung cao địa hình âm khép kín Kiểu địa hình chiếm diện tích chủ yếu khối đá vơi, chưa có nhiều thơng tin địa đặc điểm tự nhiên chúng Quá trình Karst khối núi đá vôi giai đoạn hoạt động mạnh mẽ Trong khối Karst không bề mặt đỉnh phẳng rộng vài trăm m2, khắp nơi thấy đỉnh Karst nhọn, sườn vách dốc đứng phễu, giếng Karst Các dịng chảy khối đá vơi chủ yếu dịng ngầm Sự đa dạng thành phần thạch học cấu trúc địa chất dẫn tới đa dạng địa hình http://dostquangbinh.gov.vn/uploads/410qb/diachat/tong.htm CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT QUẢNG BÌNH nội khối Karst Ngoài phổ biến địa hình Karst với đỉnh nhọn, khối phân bố dải đồi-núi thấp kéo dài với đường phân thuỷ tương đối mềm mại phát triển đá phi Karst hệ tầng La Khê (C1 lk) - Khối núi Karst thấp dạng sót với đỉnh dạng nón, sườn vách dốc đứng thung lũng rộng Kiểu địa hình phát triển phần rìa khối núi đá vơi, phân bố vùng Phong Nha, dọc Đường 20, vùng Minh Hoá, với đặc trưng khối núi nhỏ thung lũng rộng bao bọc, sườn núi tạo vách dốc đứng đổ xuống thung lũng Các trũng khép kín phổ biến kiểu địa hình này; chúng có kích thước rộng, độ sâu khoảng 100m đáy có tích tụ trầm tích bở rời Do đặc trưng trên, phạm vi kiểu địa hình thường phát nhiều hang động Karst Địa hình Karst thuộc hai kiểu kể đa dạng phức tạp Sau xin giới thiệu nét khái quát địa hình Karst bề mặt vùng Phong Nha - Kẻ Bàng (phần hang động giới thiệu mục sau) Khác với vùng đá vôi khác Việt Nam (Hà Giang, Cao Bằng, Bắc Sơn, Hạ Long, Ninh Bình, Sơn La, ) địa hình Karst dạng nón dạng tháp mặt khối Phong Nha - Kẻ Bàng khơng điển hình Nhưng từ rìa vào trung tâm khối đá vơi thấy có chuyển tiếp từ Karst dạng tháp sang Karst dạng nón bề mặt đỉnh cao ngun đá vơi bị phân cắt mạnh mẽ Do chưa nghiên cứu chi tiết, nên chưa thể xác định tỷ số chiều cao chiều rộng (đường kính) đáy nón tháp Karst Địa hình carư phát triển đỉnh sườn khối núi chưa nghiên cứu đầy đủ Các dạng địa hình âm khép kín đặc trưng vùng Karst, chúng số quan trọng để đánh giá mức độ Karst hoá Theo Vũ Độ (1980), mật độ phân bố dạng âm khép kín trung bình khối Phong Nha - Kẻ Bàng 3-6/km2, so với khối Bắc Sơn 2-5/km2 vùng Đồng Văn - Mộc Châu 0,5-3/km2 Chiều sâu phễu Karst giảm dần từ 200-300m phía Tây đến 100m phía Đơng, bề rộng đáy phễu lại biến thiên theo chiều ngược lại Các đáy trũng khép phía Đơng khối có diện tích vài trăm m đến 1km2 với địa hình xung quanh hiểm trở, nơi bảo tồn di sản thiên nhiên phong phú Khối Karst Phong Nha - Kẻ Bàng phổ biến dạng địa hình thung lũng rửa lũa-hoà tan carbonat Các thung lũng thường phát triển dọc đứt gãy kiến tạo trình liên kết phễu Karst sụt đổ hang động ngầm Các thung lũng kéo dài từ vài trăm mét đến 5km, tạo địa hình khe hẻm hiểm trở, đáy có vật liệu bồi tích chí khơng có Trong phần rìa, đáy thung lũng mở rộng lấp đầy lớp bồi tích dày gọi thung lũng Karst ven rìa Trên thung lũng thường có sơng suối chảy qua Các dịng sông suối tác nhân mang nước từ vùng địa hình phi Karst vào khu vực đá vơi Tại vị trí sát khối đá vơi thường xuất http://dostquangbinh.gov.vn/uploads/410qb/diachat/tong.htm CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT QUẢNG BÌNH hố nước sâu Những đặc trưng quan sát thấy rõ Khe Gát, Chà Nòi, trước cửa hang Én, Cũng có vùng trũng bị khối đá vơi với diện tích rộng lớn bao quanh khu vực Phong Nha Tại đây, sông thường xuyên đưa vào khối lượng vật liệu bở rời đáng kể, nên nhanh chóng phủ lớp bồi tích dày lên bề mặt bào mịn đá vơi 4.7.7 Tính độc đáo hang động Phong Nha - Kẻ Bàng Vùng Karst Phong Nha - Kẻ Bàng có lượng mưa cao, đồng thời lại nhận lượng nước lớn từ vùng phi Karst, sơng vùng lại gần khơng có dịng chảy mặt Điều chứng tỏ dịng chảy ngầm dọc hệ thống hang động vùng phát triển mạnh Cho đến nay, sau 10 năm với lần hợp tác thám hiểm nghiên cứu hang động Khoa Địa lý - Địa chất, Trường Đại học Tổng hợp Hà Nội trước đây, Khoa Địa lý, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên với Hội Hang động Hoàng gia Anh nhận định hệ thống hang động khối đá vôi Phong Nha - Kẻ Bàng phát đo vẽ với tổng chiều dài đạt 85km (bảng 4.2) Hầu hết hang có sơng chảy qua Vì thế, H Limbert gọi chúng hang sông Các hang sông chia thành hệ thống: hệ thống hang Phong Nha (bắt đầu từ hang Khe Ry, hang Én qua hang Thung, hang Cha An cuối hang Phong Nha với tổng chiều dài khoảng gần 45km); hệ thống hang Vòm (bắt đầu từ hang Rục Cà Roòng kết thúc hang Vòm với tổng chiều dài khoảng 30km) hệ thống hang Rục Mịn, hệ thống hang Vịm hang Phong Nha huyện Bố Trạch đổ nước sơng Son, cịn hệ thống hang Rục Mịn nằm huyện Minh Hoá Bảng 4.2: Danh mục hang khối Phong Nha - Kẻ Bàng Hệ thống hang Vòm STT Tên hang Chiều dài nằm ngang (m) Độ sâu (m) Hang Vòm 15.050 145 Hang Đại Cáo Hang Duật (hang Mê Cung) 1.645 3.927 28 45 Hang Cả (Pitch Cave) Hang Hổ Hang Vượt (Over Cave) Hang Người Lùn 1.500 1.616 3.244 845 60 46 103 94 Hang Rục (Carrong) Hang Dany 2.800 250 45 30 10 Hang Mai An Tiêm (Water Melon) 400 25 Tổng chiều dài 31.277 http://dostquangbinh.gov.vn/uploads/410qb/diachat/tong.htm CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT QUẢNG BÌNH Hệ thống hang Phong Nha Chiều dài Tên hang nằm ngang (m) Hang Phong Nha 7.729 Hang Tối 5.558 Hang En 736 Hang Cha An Hang Thung 667 3.351 15 133 Hang Én 1.645 49 Hang Khe Tiên Hang Khe Ry 520 18.902 15 141 10 Hang Khe Thi Hang Phong Nha Khô 35 981 20 25 11 Hang Lạnh 3.753 114 12 Hang Cá 361 14 13 Hang Dơi 453 -24 STT Tổng chiều dài STT Độ sâu (m) 83 80 4.4391 Hệ thống hang khác Chiều dài Tên hang nằm ngang (m) Độ sâu (m) Hang Rục Mòn 2.863 49 Hang Tiên Hang Chén Chuột Hang Minh Cầm 2.500 279 246 51 15 15 Hang Thông Hang Bàn Cờ Hang Khái (Hang Hổ) 193 144 100 10 Hang Ba Sáu Hang Cây Tre 140 160 38 10 Hang Nhà Máy 150 11 12 Hang Dơi Hang La Ken I 125 30 25 http://dostquangbinh.gov.vn/uploads/410qb/diachat/tong.htm CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT QUẢNG BÌNH 13 Hang La Ken II 250 10 14 Hang Tôn 30 Tổng chiều dài 7.410 Hệ thống hang Phong Nha bắt nguồn từ giới hạn phía Nam khối đá vơi Kẻ Bàng Cửa hệ thống hang Khe Ry hang Én nằm độ cao mực nước biển khoảng gần 300m Các cửa hang, nhìn chung, rộng cao Hang Én có hai cửa vào: cửa thấp nơi có dịng nước chảy vào cao 15m rộng 70m, cửa khác nằm độ cao 50m so với dịng nước có chiều cao 70m rộng 100m; cửa hang rộng tới 170m chiều cao ước tính khoảng 100m Các cửa hang phía nơi có dịng suối bắt nguồn từ khu vực địa hình cao phát triển đá phi Karst đổ vào Vì vậy, cửa hang gặp trầm tích vụn thơ (cuội-sỏi) Các hang Khe Ry, hang En, hang Thung, tạo nên phần thượng nguồn hang Phong Nha phân bố theo dạng cành Hướng chung hang Đơng Bắc - Tây Nam Hệ thống hang Vịm hang sơng đại có quy mơ đáng kể khối đá vôi Phong Nha - Kẻ Bàng Hệ thống hang Rục Cà Roòng nằm độ cao mực biển khoảng 360m Toàn hệ thống có hướng chung từ Nam lên Bắc phát triển đứt gãy khu vực Sơng Rục Cà Rng chảy phía hạ lưu lúc ẩn hang, lúc lại xuất đoạn thung lũng hẹp sâu để cuối sơng Chày cửa hang Vịm Cả hai hệ thống hang sông cuối hợp với đổ sông Son, sông Gianh để cuối biển cách chừng 50km Những đặc điểm cho thấy hai hệ thống hang có cửa vào mực nước sơng suối Có thể xem hệ thống hang sơng có quy mơ lớn khu vực châu Á phát Về mặt hình thái, hầu hết hang cao, rộng, hang có nhiều ngách phịng rộng Do đó, phần lớn hang có bình đồ phức tạp chẳng hạn hang Mê Cung, hang Tiên, Mặt cắt ngang hang sơng đại có dạng đẳng thước xếp vào kiểu hang có mối quan hệ với mực nước ngầm khu vực phát triển qua nhiều chu kỳ Tính đa chu kỳ hang thể bậc tầng hang động mực cửa hang Đến phát mực cửa hang (theo độ cao tương đối): mực 0m (là mực sông suối nay), mực 20,5m, mực 40,10m mực 90,10m Cả mực cửa hang xác nhận hang Vượt thuộc hệ thống hang Vòm (huyện Bố Trạch) với độ cao cụ thể 0; 24; 43 93m Trong hang động phân bố nhiều thạch nhũ, tạo nên măng đá, nhũ đá, cột đá, viền đá, hoa đá với màu sắc hình thù đẹp Phần đáy hang Én, Khe Ry, Đại Cáo, cịn phân bố trầm tích vụn học cuội, cát gắn kết xi măng vôi Qua điều trình bày trên, chia thành hai loại hang động khối đá vôi Phong Nha - Kẻ Bàng thành hai loại: hang hoạt động hang hoá thạch http://dostquangbinh.gov.vn/uploads/410qb/diachat/tong.htm CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT QUẢNG BÌNH Các hang hoạt động hệ thống hang sông đề cập nằm mực hang thấp liên quan với mực nước ngầm (mực sở xâm thực) khu vực đại Các hang hoá thạch lại chia ra: - Các hang liên quan đến mực nước ngầm cổ thoát khỏi tác động mực nước ngầm đại Trong hang có nhiều nhũ đá đẹp hang Tiên (Cao Mại), hang Phong Nha khô, Loại hang chủ yếu phân bố mực cao Tại số cửa hang loại mực cao phát dấu tích (như xương, động vật, vỏ ốc, mảnh gốm, ) cho thấy có người cổ đại sinh sống hang - Các hang chân núi Karst cổ hang nằm ngang hình thành chân khối đá vôi ngập nước Tại vùng Phong Nha - Kẻ Bàng, hang khơng có thạch nhũ Các hang gặp mực cửa hang thứ hai Điển hình hang Chày (trong chiến tranh có Nhà máy sản xuất xà phịng nên cịn gọi hang Xà Phịng), hang Nhà Máy Rượu (chưa có tên hang thức) 4.7.8 Một số nhận xét so sánh Hiện nay, giới có nhiều khu vực Karst UNESCO công nhận Di sản Thiên nhiên, có vịnh Hạ Long Việt Nam Có thể nói, tất khu vực di sản có nét đặt thù không giống Tuy nhiên, hầu hết di sản thiên nhiên giới có tượng địa hình Karst nằm khu vực ơn đới, tập trung nhiều châu Âu Bắc Mỹ Vườn Quốc gia Pirin Bulgari, Vườn Quốc gia hồ Plitvice Croatia, hang động Skocjan Slovenia, Vườn Quốc gia Dales Yorkshire Vương quốc Anh, vùng hang động Aggtelek Slovak nằm khu vực biên giới hai nước Hungari Slovak, Vườn Quốc gia hang động Carlsbad Vườn Quốc gia hang Mammothe Hoa Kỳ, vùng hoang dã Tasman Australia, Tất khu vực lịch sử phát triển chịu ảnh hưởng lớn thời kỳ băng hà, đặc biệt đợt băng hà thời kỳ Đệ Tứ Dấu ấn thời kỳ băng hà thể rõ dạng địa hình Karst mặt Đó đường nét mềm mại khối đá vôi, đường viền carư, nhiều hồ nước hẻm vực sâu dốc đứng Mặt khác, hầu hết nằm lục địa cổ cách xa đai động đại (ranh giới mảng thạch quyển) nên thành tạo carbonat khu vực nằm nghiêng thoải gần ngang phủ bất chỉnh hợp góc rõ rệt thành tạo khác lại khu vực địa hình cao so với xung quanh Vì vậy, có nhiều thác nước đẹp di sản Cũng vậy, hang động có độ sâu đáng kể Trong số Vườn Quốc gia công nhận di sản thiên nhiên giới vùng hang động khối Karst Aggtelek Slovak xem hệ thống Karst ơn đới điển hình Vùng Phong Nha - Kẻ Bàng hoàn toàn khác với di sản nói Sự khác hai nguyên nhân cấu trúc địa chất khí hậu định Vùng Phong Nha - Kẻ Bàng chịu ảnh hưởng đai tạo núi Alpi - http://dostquangbinh.gov.vn/uploads/410qb/diachat/tong.htm CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT QUẢNG BÌNH đai núi trẻ phát triển mạnh mẽ vào Kainozoi Do khối đá vơi bị biến dạng mạnh đứt gãy khe nứt Khối đá vôi Phong Nha - Kẻ Bàng lại nằm khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa Do tượng Karst khu vực không giống với khu vực ôn đới cường độ trình Karst lẫn địa hình tạo (trên mặt ngầm sâu phía dưới) Về mặt vùng Phong Nha - Kẻ Bàng có nhiều đặc điểm chung với trình Karst nhiệt đới Tại khu vực nhiệt đới nói chung, châu Á Đơng Nam Á nói riêng, số Vườn Quốc gia UNESCO công nhận Di sản Thiên nhiên giới Vườn Quốc gia Gunung Mulu Sarawak thuộc Malaysia, Vườn Quốc gia Lorents Tây Irian thuộc Indonesia, nhiều vùng Karst khác Đông Nam Á điều tra chi tiết Vườn Quốc gia Gunung Mulu nằm tỉnh Sarawak, tỉnh Malaysia đảo Borneo Có mặt Vườn Quốc gia loại đá vơi san hơ hình thành khoảng thời gian từ Eocen cuối Miocen sớm với diện tích đáng kể Khung cảnh mô tả sông Baliem Vườn Quốc gia Lorents, Tây Irian Indonesia khu vực khác Papua New Guinea Cả hai khu vực nằm đảo New Guinea phần đảo New Britain Các khu vực có khí hậu xích đạo ẩm ướt với nhiệt độ lượng mưa quanh năm cao Đá vơi có tuổi từ Oligocen đến Miocen với bề dày 1.000m Ở Tây Irian, Baliem xem sơng ngầm lớn giới có lưu lượng trung bình khoảng 100m3/s tăng lên khoảng 400m3/s vào mùa mưa nằm đáy hố sâu (phễu Karst) tới 200m Trong dịng sơng có phịng tích khoảng 45.000m3 Ở đảo New Britain thuộc Papua New Guinea có dịng sơng nước chảy cuồn cuộn, với chiều dài gần 4km Các dạng địa hình Karst mặt khu vực bị rừng nhiệt đới dày đặc che phủ Các miệng phễu Karst lớn quan sát từ máy bay trực thăng Một vùng Karst khác Indonesia nằm phía Đơng đảo Java Gunung Sewu, với đồi bát úp dạng nón có đường kính đáy lớn chiều cao tới lần Ngồi ra, cịn có tới 17 hang động gộp lại thành hệ thống khác nhau, hệ thống Lweng Jaran dài Indonesia với tổng chiều dài 18km Trở lại với khu vực khác lục địa Đông Nam Á Hầu Đông Nam Á nằm phần lục địa có đá vơi, đáng kể Lào, Thái Lan Việt Nam Riêng Lào, kết nghiên cứu Karst hang động chưa nhiều Mặt khác, đá vôi tập trung nhiều phần Trung Lào tiếp nối với khối đá vôi Phong Nha - Kẻ Bàng Việt Nam Tại Thái Lan, đá vơi có mặt số Vườn Quốc gia Trung Salaeng Phần lớn đá vơi có tuổi Permi, giống nhiều nơi Việt Nam Trung Quốc Tuy nhiên, diện tích lộ đá vơi mặt Thái Lan khơng nhiều Thái Lan có khí hậu nhiệt đới, thành tạo Karst phát triển, bề http://dostquangbinh.gov.vn/uploads/410qb/diachat/tong.htm CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT QUẢNG BÌNH mặt vùng đá vơi bị rừng nhiệt đới che phủ phát triển nhiều Karst dạng tháp Tuy nhiên, phần lớn diện tích đá vơi bị chia cắt thành khối riêng biệt dòng chảy Do vậy, hệ thống hang động phát triển kể loại hang động hoạt động Mặc dù số lượng hang động Thái Lan nhiều, lại phân bố nhiều khu vực khác Bởi vậy, tổng chiều dài hang động khu vực không lớn, có nhiều cảnh đẹp hang hang Tham Nam Lang (ở vùng Mae Hong Son, phía Bắc Chiang Mai) Có lẽ vùng nơi có tổng chiều dài hang động lớn Thái Lan (khoảng 40km, đến năm 1992) Còn Việt Nam, Di sản Thiên nhiên giới Hạ Long UNESCO công nhận vào năm 1994 lại vùng đặc biệt Theo cách gọi nhà địa mạo, Hạ Long vùng Karst ven bờ điển hình giới Vì vậy, T Waltham cho cảnh quan đá vôi vịnh Hạ Long có ý nghĩa quốc tế có tầm quan trọng lớn khoa học địa mạo dạng địa hình Karst nón tháp, hang cổ hoạt động có mặt Ngoài ra, nghiên cứu Karst hang động Đông Bắc Việt Nam, chưa chi tiết, cho thấy đồng tuổi đá vôi vùng Phong Nha - Kẻ Bàng dạng địa hình Karst nón tháp phổ biến, số lượng hang động nhiều ngắn Từ điều vừa trình bày trên, thấy khối đá vơi Phong Nha - Kẻ Bàng so với di sản thiên nhiên giới UNESCO công nhận vùng Karst khác có nét đặc trưng riêng khơng lặp lại nơi khác Chúng phản ánh mặt tính đa dạng địa học đa dạng sinh học mang tính chất đặc trưng nhiệt đới đặc thù Việt Nam sau đây: - Đá vơi có tuổi cổ từ Devon đến Permi - Vùng Phong Nha - Kẻ Bàng vừa có đặc điểm chung địa hình Karst với khu vực nêu lại vừa có nét đặc thù Về mặt diện tích, khối núi đá vơi Phong Nha - Kẻ Bàng có diện tích lớn Việt Nam Nếu kể thêm phần diện tích đá vơi Lào khu vực xem vùng đá vôi cỡ lớn hành tinh - Đá vôi có cấu tạo khối phân lớp dày (với bề dày tầng đá vơi đạt 1.000m) có tuổi cổ (từ Devon đến Permi) lại phân bố vùng khí hậu nhiệt đới với phổ biến rừng rộng thường xanh Địa hình khối đá vơi lại nằm thấp so với vùng xung quanh cấu tạo đá phi Karst Những điều kiện làm cho khối Karst Phong Nha - Kẻ Bàng trở nên đa dạng phức tạp hơn, rộng bật nhiều mặt so với khu vực khác Đông Nam Á http://dostquangbinh.gov.vn/uploads/410qb/diachat/tong.htm CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT QUẢNG BÌNH TÀI LIỆU THAM KHẢO Đặng Văn Bát (1998), Địa chất Đệ Tứ - Tân kiến tạo, chuyển động kiến tạo đại Việt Nam, Tập giảng dùng cho học viên cao học ngành địa chất cơng trình, Hà Nội Nguyễn Văn Bình (2005), “Về chu kỳ kiến tạo Indosini miền Bắc Việt Nam”, Tạp chí Địa chất số 291/2005 Nguyễn Văn Bình (2005), “Về chu kỳ kiến tạo Indosini miền Nam Việt Nam”, Tạp chí Địa chất số 308/2008 Cục Địa chất Khoáng sản Việt Nam (2001), Báo cáo tổng quan địa chất tài nguyên khoáng sản tỉnh Quảng Bình, Hà Nội Cục Địa chất Việt Nam (1995), Địa chất Việt Nam, tập II, Các thành tạo magma, Hà Nội Cục Thống kê Quảng Bình (2008), Niên giám thống kê Quảng Bình năm 2008, Đồng Hới Nguyễn Tiến Hải nnk (2004), “Đặc điểm trầm tích tiến hố thành tạo cát dải ven biển Quảng Bình”, Tạp chí Địa chất số 281/2004 Trần Ngọc Hùng, Nguyễn Đức Lý (2004), Luận phục vụ định hướng phát triển kinh tế - xã hội khu vực miền Tây tỉnh Quảng Bình, Sở Khoa học Cơng nghệ Quảng Bình Dỗn Đình Lâm (2008), “Các chu kỳ thành tạo trầm tích kỷ Đệ Tứ Việt Nam”, Tạp chí Địa chất số 305/2008 10 Nguyễn Đức Lý (2008), “Lịch sử phát triển vỏ Trái đất - Luận khoa học dẫn Phong Nha - Kẻ Bàng đến Di sản Thiên nhiên giới”, Tạp chí Thơng tin khoa học cơng nghệ Quảng Bình, số 03/2008, tr.13-15 Kỷ yếu Hội thảo khoa học “Các giá trị khoa học mang tính tồn cầu Di sản Thiên nhiên giới Vườn Quốc gia Phong Nha - Kẻ Bàng”, Sở Khoa học Cơng nghệ Quảng Bình 7/2008 11 Nguyễn Đức Lý (2008), “Di sản Thiên nhiên giới Vườn Quốc gia Phong Nha - Kẻ Bàng, giá trị địa chất”, Tạp chí Khoa học Phát triển Đà Nẵng, số 138/2008, tr.39-44 12 Trần Nghi (2004), “Tính đa dạng địa chất, địa mạo cấu thành Di sản Thiên nhiên giới Phong Nha - Kẻ Bàng”, Tạp chí Địa chất số 282/2004 13 Trần Nghi (2005), Địa chất Biển, NXB ĐHQG Hà Nội 14 Trần Nghi (2005), Phong Nha - Kẻ Bàng, NXB ĐHQG Hà Nội 15 Nguyễn Văn Phổ (2006), Vỏ phong hóa nhiệt đới ẩm, Tập giảng dùng cho học viên cao học ngành địa chất, Hà Nội 16 Sở Tài nguyên Môi trường (2007), Báo cáo kết đề tài: “Thu thập chỉnh lý số liệu khí tượng thủy văn Quảng Bình từ năm 1956 đến năm 2005”, Quảng Bình http://dostquangbinh.gov.vn/uploads/410qb/diachat/tong.htm CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT QUẢNG BÌNH 17 Bùi Văn Thơm (2004), “Đặc điểm hoạt động đới dứt gãy Rào Nậy tân kiến tạo kiến tạo đại”, Tạp chí Địa chất số 285/2004 18 Bùi Văn Thơm (2008), “Hoạt động tân kiến tạo ảnh hưởng đến phát triển số tai biến địa chất khu vực Bắc Trung Bộ”, Tuyển tập báo cáo hội thảo khoa học toàn quốc tai biến địa chất giải pháp phịng chống, NXBXD, Hà Nội 19 Ngơ Quang Tồn (2000), Vỏ phong hóa trầm tích Đệ Tứ Việt Nam, Cục Địa chất Khoáng sản, Hà Nội 20 Lê Cảnh Tuân, Lê Tiến Dũng (2004), “Đặc điểm trầm tích lịch sử hình thành dải đồng ven biển từ Đèo Ngang đến Cửa Việt”, Tạp chí Địa chất số 281/2004 21 Trường Đại học Mỏ Địa chất (2004), Báo cáo kết đề tài: “Điều tra nghiên cứu tổng hợp Địa chất Khoáng sản phục vụ quy hoạch phát triển kinh tế bảo vệ mơi trường tỉnh Quảng Bình”, Hà Nội 22 Trường Đại học Khoa học Huế (2009), Báo cáo kết đề tài: “Đánh giá tiềm nguồn nước hướng khai thác sử dụng phục vụ sản xuất công nghiệp, sinh hoạt khu cơng nghiệp cảng biển Hịn La, Quảng Bình”, Huế 23 Ủy ban nhân dân tỉnh Quảng Bình (2009), Báo cáo quy hoạch thăm dò, khai thác sử dụng tài nguyên nước tỉnh Quảng Bình đến năm 2020, Quảng Bình 24 Viện Địa lý (2003), Báo cáo kết đề tài: “Xây dựng luận khoa học phục vụ phát triển kinh tế - xã hội miền Tây Quảng Bình sau hồn thành xây dựng đường Hồ Chí Minh”, Hà Nội 25 Viện Địa lý (2007), Báo cáo kết đề tài: “Nghiên cứu đề xuất giải pháp sử dụng hợp lý tài nguyên nước đất vùng cát ven biển Bắc Quảng Bình nhằm phát triển kinh tế - xã hội bền vững”, Hà Nội 26 Viện nghiên cứu Địa chất Khoáng sản (1997), Báo cáo điều tra địa chất đô thị vùng đô thị Đồng Hới, Hà Nội http://dostquangbinh.gov.vn/uploads/410qb/diachat/tong.htm ... măng Sơn, Quảng Bình Liên hiệp cơng nơng nghiệp Long Đại Liên đoàn Địa chất Tây Bắc Liên đoàn Địa chất Bắc Trung Bộ CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT QUẢNG BÌNH CHƢƠNG CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT 3.1 Thang địa tầng: mô... http://dostquangbinh.gov.vn/uploads/410qb/diachat/tong.htm CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT QUẢNG BÌNH CHƢƠNG LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT Tỉnh Quảng Bình nói riêng khu vực Bắc Trung Bộ nói chung có nhiều cơng trình nghiên cứu địa chất - khống sản Theo... 3.4 Cấu trúc kiến tạo 3.4.1 Các đơn vị cấu trúc 3.4.2 Các tổ hợp thạch kiến tạo 3.4.3 Kiến tạo - Cấu trúc uốn nếp - Các đứt gãy kiến tạo CHƯƠNG 4: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH, ĐỊA MẠO 3.1 Tính phân bậc địa