Microfacies and the sedimentary environment of limestones at hang cay ot, binh an, kien luong, kien giang province

Untitled Science & Technology Development, Vol 3, No T20–2017 Trang 90 Vi tướng và môi trường trầm t ch của đá vôi Hang Cây Ớt, Bình An, Kiên Lương, tỉnh Kiên Giang  Nguyễn Vĩnh Tùng Trường Đại học K[.]

Science & Technology Development, Vol 3, No.T20–2017 Vi tướng môi trường trầm t ch đá vôi Hang Cây Ớt, Bình An, Kiên Lương, tỉnh Kiên Giang  Nguyễn Vĩnh Tùng Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Qu c gia thành ph H Ch Minh (Bài nhận ngày 12 tháng 12 năm 2016, nhận đăng ngày 26 tháng 07 năm 2017) TĨM TẮT Đá vơi Hang Cây Ớt, xã Bình An, huyện Hà loại vi tướng khác Từ phân biệt Tiên, tỉnh Kiên Giang thuộc hệ tầng Hà Tiên vùng tướng đá theo mơ hình Wilson (Permi trung) Dựa vào nghiên cứu kính (1) vùng phía thềm lục địa biển mở, hiển vi, đá vôi Hang Cây Ớt, gồm chủ yếu (2) vùng rìa thềm lục địa dải cát ngầm, (3) loại đá packstone, grainstone wackstone theo vùng rìa thềm lục địa có ám tiêu bảng phân loại Dunham, nhận diện Từ khóa: đá vơi, Hang Cây Ớt, hệ tầng Hà Tiên, mơi trường trầm tích, vi tướng MỞ ĐẦU Khu vực Kiên Lương (huyện Hà Tiên cũ) khu vực đ ng sông Cửu Long có xuất lộ núi đá vơi dạng đ i núi sót chạy dọc bờ biển Các núi đá vôi chủ yếu xếp vào hệ tầng Hà Tiên có tuổi Permi (P ht) theo Nguyễn Xuân Bao, (1978) [1] Từ trước đá vôi vùng Kiên Lương, tỉnh Kiên Giang nhiều tác giả đề cập tới Mansuy (1902), Lê Thị Viên (1959), Saurin (1971), Fontaine (1970) [2], Nguyễn Đức Tiến (1970) [3] Tôn Thất Tý (1984) Các cơng trình đo vẽ đ địa chất 1/500.000, 1/200.000, 1/50.000 Trần Đức Lương (1980), Nguyễn Ngọc Hoa (1991) [4], Nguyễn Xuân Bao (hiệu đ nh) (1994) Trương Cơng Đượng (1997) [5] Có tác giả nghiên cứu phương diện cổ sinh [3, 6], có tác giả khảo sát đặc điểm trữ lượng khoáng sản, nhìn chung phần lớn nghiên cứu tổng quan đá vôi, quan hệ địa tầng đá vôi với thành tạo địa chất khác mà chưa quan tâm vi tướng đá vôi môi trường trầm t ch hình thành nên đá vơi vùng Với lý trên, báo với đ i tượng nghiên cứu đá vôi chứa tập hợp vi cổ sinh nhằm xác định vi tướng đá vôi Trang 90 vùng nghiên cứu, đ ng thời phản ánh lý giải môi trường trầm t ch để thành tạo nên đá vôi khu vực nghiên cứu Khu vực nghiên cứu Hang Cây Ớt thuộc xã Bình An, huyện Kiên Lương, tỉnh Kiên Giang cách thị trấn Kiên Lương 11 km đường theo tỉnh lộ 11 qu c lộ 80 (Hình 1) Núi Hang Cây Ớt thuộc dạng địa hình đặc trưng núi đá vơi có đỉnh cao 95,5 m, với sườn d c đứng, địa hình lởm chởm có dạng tai mèo, nằm lên vùng đ ng ven biển Đá vơi Hang Cây Ớt có diện t ch xuất lộ khoảng 30,8 hecta, chiều dài theo phương đông tây 700 m, chiều rộng theo phương nam bắc 550 m Đá vôi Hang Cây Ớt với t nh chất đá vôi chứa t sét silic, đá màu xám đến xám đen Đá vôi Hang Cây Ớt có cấu trúc đơn nghiêng, cắm tây, hướng d c B270 đến B280, góc d c từ 30o đến 40o, nằm thoải d c trung bình Đá vôi Hang Cây Ớt xếp thuộc hệ tầng Hà Tiên [1, 4, 5, 7] Đá vôi cấu tạo kh i, phân lớp dày, cứng, dòn, dễ vỡ, đá có chứa nhiều hóa thạch sinh vật vỏ trùng thoi, huệ biển, c t san hơ, nhóm hai mảnh vỏ… (Hình 2) TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 20, SỐ T3–2017 Hình Sơ đ khu vực vùng nghiên cứu sơ đ địa chất P ht: Hệ tầng Hà Tiên trầm t ch Đệ tứ Hình Khảo sát ngồi thực địa khu vực nghiên cứu A Núi đá có dạng tai mèo đặc trưng cho đá vôi B Hướng cấm lớp đá ph a tây C Khu vực khai thác đá vôi để làm xi măng D Đá vôi màu xám chứa nhiều vỏ trùng thoi k ch thước lớn E Hóa thạch quần thể san hơ tứ phân F Đá vơi chứa phong phú hóa thạch cu ng huệ biển k ch thước lớn VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP Phương pháp khảo sát thực địa nhằm xác định vị tr phân b đá vôi khu vực nghiên cứu để lấy mẫu thạch học chụp hình ngồi thực địa Phương pháp ch nh phòng th nghiệm phương pháp phân t ch lát mỏng k nh hiển vi phân cực Phòng th nghiệm Bộ môn Trầm T ch Bộ môn Địa Chất Cơ Sở Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHCM nhằm mô tả chi tiết đặc điểm thành phần khống vật, kiến trúc thành tạo đá vơi, phân loại Trang 91 Science & Technology Development, Vol 3, No.T20–2017 vi cổ sinh, tập hợp vi cổ sinh từ nhận diện vi tướng vùng nghiên cứu S lát mỏng thạch học phân t ch g m 20 lát mỏng Cách phân loại đá vôi lý giải môi trường trầm t ch đá vôi theo tài liệu tác giả Dunham (1962) [8], Wilson (1975) [9], Flügel (1982) [10] KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Dựa vi tướng tiêu chuẩn đá vôi Wilson (1975) [9] Flügel (1982) [10] sử dụng làm sở để phân t ch vi tướng đá vơi từ lát mỏng thạch học, từ đó, chia vi tướng nghiên cứu thành vi tướng ch nh với kiến trúc tập hợp sinh vật hóa thạch đặc trưng sau: MF-1: Vi tướng Packstone–Wackstone trùng thoi; MF-2: Vi tướng Packstone–Grainstone mảnh vụn sinh vật; MF-3: Vi tướng Packstone–Grainstone huệ biển; MF-4: Vi tướng Wackstone động vật dạng rêu, tay cuộn Hình Các ảnh lát mỏng thạch học vi tướng A-B Packstone trùng thoi A lát cắt ngang Afghanella sumatrinaeformi, B lát cắt ngang qua phòng nguyên thủy Schwagerina margheritii C Tảo lục Dasycladaceae (Mizzia?) Wackstone trùng thoi D Climacammina Packstone mảnh vụn sinh vật E Packstone mảnh vụn sinh vật F Grainstone mảnh vụn sinh vật, mảnh vụn vôi Thước tỷ lệ ứng với 500 µm Vi tƣớng Packstone -Wackstone trùng thoi (MF-1) Vi tướng phân b khu vực ph a tây đá vơi Hang Cây Ớt gần sát đường nhựa (Hình 2A), đá vơi có t nh Trang 92 phân lớp dày Đá có màu thay đổi từ xám sáng đến xám đen Vi tướng đặc trưng thành phần vỏ sinh vật trùng thoi [3] d i từ dạng trùng thoi vỏ nguyên vẹn đến dạng trùng thoi vỏ bị dập vỡ hay cịn TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 20, SỐ T3–2017 phần vỏ trùng thoi (Hình 3A, 3B) Ngồi ra, cịn có diện hạt peloid, mảnh vụn nhỏ nhóm huệ biển, rải rác vỏ c, vỏ ostracod cịn có diện thưa thớt hóa thạch thuộc nhóm tảo lục Dasycladaceae (Hình 3C) Trong mẫu lát mỏng phân t ch, thành phần trùng thoi chiếm khoảng 25–45 %, có mẫu lên đến 75 % Trong mảnh vụn sinh vật khác chiếm t 10 % Trong vi tướng thành phần bùn vôi chiếm khoảng 30–65 % Theo bảng phân loại đá vơi Dunham (1962) [7] định tên đá vôi từ wackstone đến packstone tùy vào vị tr phân t ch Hình Các ảnh lát mỏng thạch học vi tướng A Packstone mảnh vụn sinh vật phong phú vỏ nhóm hai mảnh B-C Packstone huệ biển phong phú tập hợp mảnh vụn cu ng huệ biển D-E-F Wackstone động vật dạng rêu tay cuộn D hóa thạch tay cuộn, E động vật dạng rêu Bryozoa, F wackstone với hàm lượng bùn vôi chiếm ưu chứa nhiều gai hải miên Thước tỷ lệ ứng với 500 µm Với đặc trưng vi tướng cho thấy điều kiện lượng thấp, môi trường yên tĩnh để t ch tụ d i lượng bùn vơi k ch thước mịn Với nhóm trùng thoi làm hóa thạch điềm cho mơi trường biển ấm môi trường biển mở với diện mảnh vụn huệ biển minh chứng mơi trường biển có ln chuyển nước bình thường Đá vôi chứa phổ biến tập hơp hóa thạch trùng thoi [2] Schwagerina margheritii, Verbeekina verbeeki, Afghanella sumatrinaeformis, Neoschwagerina sp., Schubertella sp Trùng thoi s ng chủ yếu điều kiện lượng lớn Trang 93 Science & Technology Development, Vol 3, No.T20–2017 chết vỏ trùng thoi lại vận chuyển t ch tụ xu ng vùng có điều kiện mơi trường thủy động yên tĩnh Đáng ý vi tướng cịn có nhiều vật liệu hữu Vi tƣớng Packstone - Grainstone mảnh vụn sinh vật (MF-2) Vi tướng đặc trưng đá vơi có màu xám với diện chiếm ưu vật liệu k ch thước cỡ hạt thô vào thành phần kiến trúc đá chiếm khoảng 55–65 %, chúng ooid (trứng cá), mảnh vụn vôi (dạng hạt đậu) mảnh vụn vỏ nhóm sinh vật biển đa dạng nhóm trùng lỗ Cribrogenerina, Climacammina (hình 3D), nhóm tảo lục Dasycladaceae [6], nhóm hai mảnh, vỏ c, cu ng huệ biển (Hình 3E, 4A) Các mỏng vụn thường bao quanh lớp micrit mỏng tạo thành viền đen mảnh quanh mảnh vụn sinh vật (Cortoids) Các mảnh vụn với độ mài trịn từ trung bình đến t t, với độ chọn lọc trung bình Loại đá grainstone mảnh vụn sinh vật đặc trưng với xi măng có k ch thước hạt sparit gắn kết, sparit kết tinh quan sát k nh (hình 3F) Vi tướng điềm xáo động liên tục thủy động môi trường dãy cát ngầm (shoal) phân b mực sóng sở Các vật liệu trịn cạnh bị micrit bao quanh chứng tỏ vật liệu trầm t ch mài mòn cách liên tục khơng ngừng tác động sóng biển Vi tƣớng Packstone – Grainstone Huệ biển (MF-3) Vi tướng phân lớp dày đến dày, đá có màu xám sẫm đến xám t i Dưới lát mỏng phân t ch, vi tướng đặc trưng tập trung phong phú mảnh vụn từ cu ng huệ biển chiếm chủ yếu từ 40–60 % (hình 4B, 4C) Ngồi cịn có diện mảnh vỏ nhóm hai mảnh, mảnh vỏ ostracod Ở đá vôi packstone, mảnh vụn huệ biển bị mài trịn, chọn lọc tác động sóng, Trang 94 chúng tiếp xúc, ch ng xếp lên hỗn độn Sự diện bùn vôi không phổ biến, phần lớn bùn vơi bị mang theo dịng nước Cịn đá vôi grainstone, phổ biến mảnh vụn huệ biển tái kết tinh thành calcit đ ng trục Vi tướng cho thấy điều kiện lượng thủy động mạnh, môi trường đặc trưng chịu tác động liên tục sóng hoạt động dịng chảy cu n phần lớn bùn vôi, để lại vật liệu thô hạt mảnh vụn huệ biển với k ch thước hạt cát Vì vậy, diện bùn vôi không phổ biến vi tướng Vi tƣớng Wackstone động vật dạng rêu, tay cuộn (MF-4) Vi tướng đặc trưng đá có màu t i với thành phần mịn hạt Phân t ch lát mỏng, quan sát lát cắt dọc động vật dạng rêu Bryozoa nguyên vẹn (Hình 4E), quan sát hai mảnh vỏ tay cuộn cịn bắt khớp với (Hình 4D), quan sát gai nhỏ hải miên phân b rải rác (Hình 4F) Thành phần xi măng chủ yếu micrit, chiếm khoảng 70–75 % đá Ngồi cịn có vài mảnh vụn huệ biển mảnh vỏ ostracod mẫu phân t ch Vi tướng với thành phần mịn hạt, chủ yếu xi măng micrit chiếm ưu cho thấy điều kiện lượng khơng cịn mạnh vi tướng MF-3 Đây phải môi trường t xáo động, yên tĩnh nằm mực sóng sở, tạo điều kiện thuận lợi để t ch tụ vật liệu mịn quan sát s gai hải miên mẫu phân t ch Với diện tay cuộn động vật dạng rêu, động vật không ưa sáng cho thấy độ sâu trầm t ch tăng dần, nhiệt độ nước giảm dần theo độ sâu TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 20, SỐ T3–2017 Cổ mơi trường thành tạo Hình Mơ hình mô môi trường trầm t ch đá vôi Hang Cây Ớt dựa mơ hình chuẩn Wilson 1: Vùng ph a thềm lục địa biển mở (open marine platform interior zone), 2: Vùng rìa thềm lục địa có dải cát ngầm (platform-margin and shoal zone), 3: Vùng rìa thềm lục địa có ám tiêu (platform-margin reefs zone) FWWB: Mực sóng sở Từ việc xác định vi tướng MF-1, MF-2, MF-3, MF-4 dựng lập mơ hình mơ mơi trường thành tạo đá vơi vùng Hang Cây Ớt dựa theo mơ hình đới tạo lập đá vôi chuẩn Wilson [9] (Hình 5) t ch tụ d i dào, tập trung mảnh vụn xương cu ng huệ biển Môi trường chịu tác động chọn lọc sóng, phân b mực sóng sở Mơi trường thành tạo ứng với phần rìa thềm lục địa nơi tập trung ám tiêu sinh vật Môi trường thành tạo đá vôi vi tướng MF-1 môi trường biển ấm, biển mở với lượng nước di chuyển bình thường, nằm phần ph a thềm lục địa với mơi trường trầm t ch từ vũng vịnh mở thông đến môi trường biển hồn tồn ph a bên ngồi Trong đá vôi vi tướng MF-2 t ch tụ điều kiện nước xáo động môi trường biển nông Sự phong phú mảnh vỡ, vỏ, c t đa dạng chủng loài sinh vật biển phản ánh tiến mơi trường biển hồn tồn Cùng với diện mảnh vụn vôi, mảnh vụn sinh vật k ch thước hạt thô độ sâu t ch tụ vi tướng MF-2 không sâu độ sâu t ch tụ vi tướng trùng thoi MF-1 Môi trường thành tạo khớp với phần rìa thềm lục địa tương ứng với vùng trầm t ch dãi cát ngầm ven rìa thềm lục địa (platform margin sand shoal) Vi tướng MF-4 thành tạo điều kiện có thay đổi độ sâu t ch tụ, với độ sâu lớn so với MF-3 Thành phần vật liệu mịn minh chứng cho điều kiện thủy động t xáo trộn, yên tĩnh Sự diện sinh vật đặc trưng động vật dạng rêu tay cuộn, cịn có gai hải miên minh chứng cho dạng sinh vật s ng sâu hơn, nhiệt độ nước giảm Môi trường thành tạo tương ứng với nơi chuyển tiếp phần rìa thềm lục địa chứa ám tiêu tiến tới phần sườn d c lục địa, môi trường t ch tụ mực sóng sở Kế tiếp, mơi trường thành tạo đá vôi vi tướng MF-3 môi trường biển nông, với diện nhóm sinh vật biển Đáng ý KẾT LUẬN Môi trường thành tạo đá vôi khu vực Hang Cây Ớt chủ yếu môi trường biển nơng, mơi trường biển ấm với độ mặn trung bình Các hóa thạch sinh vật chủ yếu g m có trùng thoi, huệ biển nhóm sinh vật biển khác phụ thuộc vào vị tr t ch tụ cụ thể tập đá vôi Bằng việc phân biệt vi tướng đá vôi cho thấy môi trường thành tạo đá vôi vùng nghiên cứu khoảng từ thềm lục Trang 95 Science & Technology Development, Vol 3, No.T20–2017 địa đến phần rìa thềm lục địa g m có vùng tướng đá ch nh theo mơ hình Wilson vùng ph a thềm lục địa biển mở, vùng rìa thềm lục địa dải cát ngầm vùng rìa thềm lục địa có ám tiêu gia cơng mẫu lát mỏng Khoa Địa Chất Trường ĐH KHTN giúp đỡ, hổ trợ để thực báo Nghiên cứu thực nhờ nguồn kinh phí từ Đề tài NCKH cấp trường, mã số đề tài T201614 Lời cảm ơn: Xin gửi lời cảm ơn đến cán bô Bộ mơn Trầm Tích Bộ mơn Địa chất Cơ Sở, phòng Microfacies and the sedimentary environment of limestones at Hang Cay Ot, Binh An, Kien Luong, Kien Giang province  Nguyen Vinh Tung University of Science, Vietnam National University-Ho Chi Minh City ABSTRACT The limestones at Hang Cay Ot, Binh An rock’s classification, and four microfacies types commune, Ha Tien district, Kien Giang province are recognized As a result, according to the belong to Ha Tien formation (Middle Permian) modified Wilson model, three facies zones have Based on microscopic studies, the limestones at been differentiated: (1) open marine platform Hang Cay Ot are packstone, grainstone and interior zone, (2) platform-marin and shoal wackstone according to the Dunham carbonate zone, (3) platform-marin reefs zone Key words: Hang Cay Ot, Ha Tien formation, limestone, microfacies, sedimentary environment TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] N.X Bao, T.Đ Lương, Bản đ Địa chất Việt Nam tỷ lệ 1:500.000, Lưu trữ Liên đoàn BĐĐC Miền Nam, Tp.HCM (1984) [2] H Fontaine, Note sur les régions de Hà Tiên et de Hịn Chơng, Archives Géol Vietnam, Saigon 13, 2, 113–135 (1970) [3] N.Đ Tiến, Quelques Fusulinidés de Núi Còm, Sud-Vietnam, Archives Géol Vietnam, Saigon 13, 1, 100 (1970) [4] N N Hoa nnk, Báo cáo cơng tác lập đ địa chất tìm kiếm khống sản 1/200.000 nhóm tờ Đ ng Nam bộ, Lưu trữ Liên đoàn BĐĐC Miền Nam, Tp.HCM (1991) [5] T.C Đượng (Chủ biên), Báo cáo Địa chất Khống sản nhóm tờ Hà Tiên–Phú Qu c, kèm theo Bản đ Địa chất Khống sản nhóm tờ Hà Trang 96 Tiên–Phú Qu c tỷ lệ 1:50.000, Lưu trữ Liên đoàn BĐĐC Miền Nam, Tp.HCM (1997) [6] N.L Tú, Some Permian fossil algaes from Vietnam, Cambodge and Laos, Archives Géol Vietnam, Saigon 13, 2, 42 (1970) [7] T.D Thanh, V Khúc nnk, Các phân vị địa tầng Việt Nam, Nxb ĐHQG Hà Nội, 230–232 (2005) [8] R.J Dunham, Classification of carbonate rocks according to depositional texture, American Association of Petroleum Geologists, Memoir 1, 108–121, (1962) [9] J.L Wilson, Carbonate facies in geological history, New York, Springer, 471 (1975) [10] E Flügel, Microfacies of carbonate rocks, analysis, interpretation and application, Second edition Berlin, Springer–Verlag, 976 (2010)  ... Cơ Sở, phịng Microfacies and the sedimentary environment of limestones at Hang Cay Ot, Binh An, Kien Luong, Kien Giang province  Nguyen Vinh Tung University of Science, Vietnam National University-Ho... ABSTRACT The limestones at Hang Cay Ot, Binh An rock’s classification, and four microfacies types commune, Ha Tien district, Kien Giang province are recognized As a result, according to the belong... grainstone and interior zone, (2) platform-marin and shoal wackstone according to the Dunham carbonate zone, (3) platform-marin reefs zone Key words: Hang Cay Ot, Ha Tien formation, limestone, microfacies,