trầm tích đệ tứ việt nam

Địa chất trầm tích đệ tứ ở miền Bắc Việt Nam

Chương III ĐẶC ĐIỂM CÁC THÀNH TẠO TRẦM TÍCH ĐỆ TỨ Ở VIỆT NAM III.1. VỀ RANH GIỚI TRẦM TÍCH NEOGEN VÀ ĐỆ TỨ, RANH GIỚI PLEISTOCEN VÀ HOLOCEN Ở VIỆT NAM. Ranh giới giữa các hệ (kỷ) với nhau, cũng như ranh giới giữa các phân vị địa tầng trong một hệ (kỷ) luôn là vấn đề khó. Ranh giới Neogen - Đệ tứ, Pleistocen - Holocen hiện đang là một trong những vấn đề còn tranh cãi của khoa học địa chất trên phạm vi thế giới nói chung, ở Việt Nam nói riêng. Các nhà địa chất đã, đang sử dụng nhiều phương pháp, nhiều cuộc hội thảo, song không phải đã giải quyết được một cách triệt để, còn có nhiều quan điểm khác nhau. Để viết thuyết minh cho phần trầm tích Đệ tứ của bản đồ vỏ phong hoá và trầm tích Đệ tứ Việt Nam tỷ lệ 1:1.000.000 các tác giả dựa trên cơ sở kết quả đo vẽ bản đồ địa chất tỷ lệ 1:50.000, 1:200.000 và 1:500.000 của nhiều thế hệ tác giả khác nhau nghiên cứu về các đồng bằng ven biển Việt Nam, kết quả nghiên cứu của đề tài "Địa chất Đệ tứ và tiềm năng khoáng sản liên quan" (KT-01-07) và các tài liệu mới thu thập được. Dưới đây trình bày về ranh giới Neogen - Đệ tứ, Pleistocen - Holocen ở Việt Nam. III.1.1. Ranh giới Neogen - Đệ tứ ở Việt Nam: Ở Việt Nam, ranh giới Neogen - Đệ tứ đã được nhiều tác giả nghiên cứu như Golovenok V.K. và Lê Văn Chân và nnk (1970), Nguyễn Địch Dỹ (1977, 1982, 1987), Hồng Chương (1978), Vũ Đình Chỉnh (1978), Nguyễn Ngọc (1980), Hoàng Ngọc Kỷ (1978-1983), Nguyễn Đức Tâm (1976-1994), Ngô Quang Toàn (1984-1993), Nguyễn Ngọc Hoa (1989-1992), Hà Quang Hải (1990- 1994), Nguyễn Địch Dỹ, Đinh Văn Thuận và nnk (1996). Trong các công trình của mình, các tác giả đã đề cập tới các mốc ranh giới Neogen - Đệ tứ trên phạm vi thế giới cũng như các quan điểm định các mốc ranh giới đó. Đồng thời các tác giả trên cũng đề xuất ranh giới Neogen - Đệ tứ ở Việt Nam. Theo điều 1.4 của "Quy phạm địa tầng Việt Nam, 1994" thì ranh giới của phân vị địa tầng là các bề mặt đánh dấu sự bắt đầu (ranh giới dưới) và sự kết thúc (ranh giới trên) của phân vị đó, phân biệt với phân vị nằm kề dưới và kế trên. Mỗi hình loại phân vị địa tầng có tiêu chuẩn thích ứng cho ranh giới của các phân vị thuộc loại hình đó. Năm 1989, Hội nghị địa tầng Quốc tế tổ chức tại Mỹ đã lấy 1.600.000 năm, tuổi tuyệt đối cho mốc ranh giới Neogen - Đệ tứ trên phạm vi thế giới. Ở nước ta chưa có tuổi tuyệt đối cho các mặt cắt chỉ định ranh giới Neogen - Đệ tứ. Vì vậy trong công trình này, ranh giới Neogen - Đệ tứ theo khung thời gian của Hội nghị địa tầng quốc tế, 1989 là 1,6 triệu năm. Do vậy, để vạch ranh giới Neogen - Đệ tứ ở Việt Nam cần dựa vào các tiêu chuẩn dưới đây: a- Về cổ sinh: dựa vào các phức hệ tảo silic, foraminifera, Nannoplanton, bào tử phấn hoa. Tiêu chuẩn này được thiết lập trên cơ sở kết quả của những mặt 1 cắt được nghiên cứu tương đối chi tiết, đối sánh với các vùng trong cả nước, với khu vực và với quốc tế ở mức độ cho phép. b- Thạch học trầm tích: các quy luật tích tụ trầm tích, tính chu kỳ, cấu tạo trầm tích, thành phần vật chất cũng như quy luật phân bố trong không gian và theo thời gian. c- Địa mạo - tân kiến tạo: tân kiến tạo thể hiện ở các pha chuyển động thẳng đứng, chuyển động ngang cũng như sự hoạt động của núi lửa, thế nằm của các lớp trầm tích , mối quan hệ của thềm sông, thềm biển với tân kiến tạo, sự dao động mực nước đại dương và nhữnh thành tạo trầm tích tương ứng. d- Cổ khí hậu: động thực vật và các thành phần trầm tích rất nhạy cảm với sự thay đổi của khí hậu. Trên phạm vi thế giới cũng đã thiết lập được những quy luật hoặc những diễn biến khí hậu ở các thời kỳ địa chất, trong đó có kỷ Đệ tứ. Những kết quả nghiên cứu về trầm tích, đặc điểm địa hoá, mức độ phong hoá của đất đá, trầm tích với các kiểu vỏ phong hoá, sự thay đổi thành phần khoáng vật, đặc biệt chú ý tới các khoáng vật kém bền vững, cổ sinh với đặc điểm cổ sinh thái của các phức hệ như tỷ lệ các dạng ưa lạnh, nóng, khô, ưa mặn, lợ, ngọt đã giúp cho nghiên cứu Đệ tứ có nhiều kết quả Từ những tiêu chuẩn trên tiến hành xem xét đến các đồng bằng Việt Nam, ở miền núi, trung du cũng như đồng bằng ven biển. 1.1. Đồng bằng Bắc Bộ: Đồng bằng Bắc Bộ tuy đã được nghiên cứu tương đối kỹ, song chưa có những nghiên cứu sâu về ranh giới Neogen - Đệ tứ bằng các phương pháp hiện đại ở một mặt cắt hoặc một lỗ khoan. Do đó, vấn đề vạch ranh giới Neogen - Đệ tứ gặp nhiều khó khăn. Mặc dù vậy, ở đồng bằng Bắc Bộ đã có nhiều lỗ khoan sâu khoan hết những thành tạo bở rời gặp trầm tích có độ gắn kết cao ở dưới, trong đó có trầm tích Pliocen. Đây là một thuận lợi để vạch ranh giới giữa Neogen và Đệ tứ. Nhưng vạch theo tiêu chuẩn nào khi mà những kết quả cổ từ và tuổi tuyệt đối không có. Vì vậy, ở đồng bằng Bắc Bộ, ranh giới Neogen - Đệ tứ được vạch theo đáy của các hệ tầng Hải Dương (Golovenok V. K. và Lê Văn Chân, 1970) hoặc tầng Hà Nội (Hoàng Ngọc Kỷ, 1973) hay phức hệ Hải Dương (Vũ Đình Chỉnh, 1977); hoặc theo hệ tầng Lệ Chi (Ngô Quang Toàn, 1993) hay đáy của phụ hệ tầng trên hệ tầng Thái Thụy (Hoàng Ngọc Kỷ, 1978). Theo Nguyễn Địch Dỹ (1978), ranh giới Neogen - Đệ tứ ở đồng bằng Bắc Bộ được vạch theo đáy của các thành tạo hạt thô (cuội, sỏi, cát) có nguồn gốc sông - lũ ở vùng trước núi, nguồn gốc sông ở châu thổ cao, nguồn gốc sông - biển tại vùng châu thổ thấp thuộc tầng Hải Dương. Tầng Hải Dương ở đồng bằng Bắc Bộ gồm 2 hệ tầng: hệ tầng Thái Thụy (tương đương phần trên hệ tầng Thái Thụy của Hoàng Ngọc Kỷ, 1978) và hệ tầng Hải Dương (tương ứng với hệ tầng Hải Dương của Golovenok V. K. và Lê Văn Chân 1970). Tác giả dựa vào mức độ tạo đá, quy luật theo thời gian (trật tự địa tầng) trong các mặt cắt, dựa vào sự tiến hoá của thế giới động, thực vật và sự dao động mực nước đại dương thông 2 qua quá trình biển tiến - biển lùi. Ranh giới này được giả định trong khoảng 1,8- 1,6 triệu năm trùng với ranh giới giữa gián đoạn cuối của đợt biển lùi vào cuối Pliocen và giai đoạn đầu của đợt biển tiến Pleistocen sớm. Đợt biển thoái được tác giả gọi là biển thoái Tiêu Giao và biển tiến được gọi là biển tiến Thái Thụy. Cấu tạo trầm tích của tầng Hải Dương (hệ tầng Thái Thụy và hệ tầng Hải Dương) ở đồng bằng Bắc Bộ là một chu kỳ trọn vẹn. Trần Nghi, Ngô Quang Toàn (1991), khi nghiên cứu sự tiến hoá thành phần vật chất trên quan điểm các pha biển lùi, biển tiến và trầm tích trong kỷ Đệ tứ có mối quan hệ nhân quả. Nó được thể hiện ở 3 yếu tố: chuyển động tân kiến tạo, sự dao động mực nước biển và đặc điểm thành hệ các trầm tích lấp đầy. Các tác giả vạch ranh giới Neogen - Đệ tứ theo đáy của hệ tầng Lệ Chi, ứng với nhịp trầm tích đầu tiên vào thời kỳ Pleistocen sớm. Mỗi nhịp, được bắt đầu bằng trầm tích hạt thô (ứng với thời kỳ biển lùi) và kết thúc bằng trầm tích hạt mịn (ứng với thời kỳ biển tiến). Qua các công trình nêu trên, cần làm sáng tỏ quan niệm về một mặt cắt trầm tích của pha biển lùi hoặc của pha biển tiến. Mặt cắt trầm tích của một địa điểm (một vết lộ hoặc một lỗ khoan), rộng ra là một đồng bằng dạng châu thổ thì cấu tạo trầm tích biển tiến là đi từ thô đến mịn và trầm tích biển lùi là từ mịn đến thô. Nguyễn Địch Dỹ (1995) xem một chu kỳ trọn vẹn là bắt đầu từ trầm tích hạt thô của biển tiến và kết thúc bằng trầm tích hạt thô của biển lùi. Do còn quan niệm khác nhau nên việc vạch ranh giới Neogen - Đệ tứ còn có sự khác biệt. Trên đây là những quan điểm của các tác giả khi đề cập đến ranh giới Neogen - Đệ tứ ở đồng bằng Bắc Bộ. Để giải quyết vấn đề này, trong tình hình hiện nay cần xem xét các yếu tố: + Trầm tích ở ranh giới Neogen - Đệ tứ thì phần mịn ở dưới thuộc về Pliocen, phần thô ở trên thuộc về Pleistocen sớm. + Sự khác biệt về tướng trầm tích: trầm tích Đệ tứ phủ trên các trầm tích trước Đệ tứ ở những vị trí khác nhau chỉ được tính tới các mặt cắt liên tục để xem xét sự khác biệt về tướng trầm tích giữa phần trên của hệ tầng Vĩnh Bảo (N 2 vb) và phần hạt thô của hệ tầng Lệ Chi hay đáy của phần trên của hệ tầng Thái Thụy để vạch ranh giới Neogen - Đệ tứ (hình 27). + Sự phong phú về di tích cổ sinh và môi trường chứa chúng. Hầu hết trầm tích Pliocen chứa phong phú và đa dạng các nhóm cổ sinh hơn so với trầm tích Pleistocen sớm. + Sự khác biệt về mức độ tạo đá của trầm tích Neogen và Đệ tứ. + Tính chất của các đặc trưng địa vật lý, địa hoá, hoá lý môi trường và mức độ phong hoá (hình 28). Trên cơ sở đó, ranh giới Neogen - Đệ tứ ở đồng bằng Bắc Bộ được vạch theo đáy của hệ tầng Lệ Chi có nguồn gốc sông ở phần đỉnh của đồng bằng Bắc Bộ, có nguồn gốc hỗn hợp sông - biển ở vùng châu thổ ven biển. Điều đó có nghĩa là ranh giới Neogen - Đệ tứ được vạch giữa trầm tích biển nông ven rìa có 3 tuổi Pliocen sang trầm tích có nguồn gốc lục địa chiếm ưu thế có ảnh hưởng của vùng châu thổ ven biển có tuổi Pleistocen sớm. 1.2.Các đồng bằng ven biển Trung Bộ: Đo vẽ lập bản đồ địa chất các tỷ lệ 1:500.000; 1:200.000 và 1:50.000 của các tờ và loạt tờ ở các đồng bằng ven biển Trung Bộ, các tác giả đã thành lập nhiều phân vị địa tầng có tuổi Pleistocen sớm như: hệ tầng Hoằng Hoá (Q I hh), hệ tầng Nghi Xuân (Q I nx), hệ tầng Tân Mỹ (Q I tm), hệ tầng Đại Phước (Q I đp). Các hệ tầng này nằm phủ lên trầm tích Neogen và cổ hơn (hình 29, 30). Nguyễn Địch Dỹ và nnk (1995) khi nghiên cứu hàng loạt các lỗ khoan nằm ở vùng Đại Lộc - Đà Nẵng - Hội An (LKC10, LKC2 ) nhận thấy có một ranh giới giữa Neogen và Đệ tứ ở độ sâu không lớn (khoảng vài chục mét) (hình 30). Đó là trầm tích hệ tầng Vĩnh Điện gồm chủ yếu là hạt thô (cuội kết, sỏi kết xen lớp mỏng cát kết, cát bột kết và sét kết màu xám vàng, cvó độ nén ép cao), chứa hoá thạch tảo silic có tuổi Pliocen (N 2 vđ). Phủ không chỉnh hợp trên bề mặt của trầm tích hệ tầng Vĩnh Điện là trầm tích của hệ tầng Đại Phước tuổi Pleistocen sớm (aQ I đp) gồm chủ yếu là cuội sỏi đa khoáng lẫn cát, bột, sét, chuyển lên là sỏi, cát bột sét màu vàng xám với biểu hiện phân lớp nằm ngang. Như vậy, ranh giới giữa Neogen và Đệ tứ ở đây là ranh giới bất chỉnh hợp địa tầng phân cách trầm tích Pliocen (N 2 ) nằm dưới có độ gắn kết cao, có thế nằm nghiêng thoải rõ ràng và trầm tích Pleistocen sớm (Q I ) nằm trên, gắn kết yếu và "phân lớp" nằm ngang. Sau này, Phạm Huy Thông và nnk. (1997) cũng xác lập ranh giới giữa trầm tích Neogen và Pleistocen sớm ở đồng bằng Huế bằng việc dùng tầng lót đáy của hệ tầng Tân Mỹ tuổi Pleistocen sớm (với thành phần hạt thô là chủ yếu) nằm trên tập hạt mịn có độ gắn kết cao của hệ tầng Vĩnh Điện tuổi Pliocen (N 2 vđ) (hình 30). 1.3. Đồng bằng Nam Bộ: Đồng bằng Nam Bộ, từ trước đến nay các nhà địa chất đã thành lập nhiều phân vị địa tầng có tuổi Pleistocen sớm như: hệ tầng Đất Cuốc (aQ I 3 đc), hệ tầng Trảng Bom (aQ I 3 tb), hệ tầng Mỹ Tho (aQ I 3 mt), hệ tầng Cà Mau (aQ I 3 cm), hệ tầng Kiên Lương (aQ I 3 kl) và hệ tầng Bình Minh (aQ I 3 bm). Các trầm tích này phủ lên các trầm tích Neogen. Tại vùng Đông Nam Bộ, Nguyễn Ngọc Hoa (1990) đã thành lập hệ tầng Đất Cuốc tuổi Pleistocen sớm, phần muộn (aQ I 3 đc). Trầm tích của hệ tầng được nghiên cứu chi tiết tại mỏ kaolin Đất Cuốc (Tân Uyên - Bình Dương) với thành phần chủ yếu là hạt thô (cuội, sỏi, cát lẫn kaolin) tạo thềm cao 50-80m. Phần đáy của hệ tầng nằm phủ không chỉnh hợp trên tập sét bột kết bị phong hoá của hệ tầng Bà Miêu, tuổi Pliocen muộn (N 2 2 bm). Hà Quang Hải và nnk (1994) khi nghiên cứu trầm tích ở vùng Suối Đá -Trảng Bom (Đồng Nai) đã xác lập hệ tầng Trảng Bom tuổi Pleistocen sớm, phần muộn (aQ I 3 tb) với thành phần gồm cuội, sỏi, cát lẫn bột nguồn gốc sông, tạo bề 4 mặt thềm cao 55- 66m. Để định tuổi cho hệ tầng trên, tác giả đã căn cứ vào quan hệ phía trên của trầm tích bị đá bazan Xuân Lộc (có tuổi tuyệt đối 0,6-0,7 triệu năm) nằm phủ lên và ở phía dưới, trầm tích nằm ngay trên bề mặt phong hoá của đá sét bột kết của hệ tầng Bà Miêu (N 2 2 bm) hoặc đá bột kết của hệ tầng DrâyLinh (J 1-2 dl) (qua xem xét các lỗ khoan qua đá bazan ở Xuân Lộc và lân cận). Theo Hà Quang Hải (1994) thì hệ tầng Đất Cuốc tương đương hệ tầng Trảng Bom và là những thành tạo trầm tích Đệ tứ nguồn gốc cổ nhất ở Đông Nam Bộ, nhưng mặt cắt ở đất Cuốc là mặt cắt không đầy đủ, cơ sở định tuổi không bảo đảm nên trầm tích này được xếp vào hệ tầng Trảng Bom. Như trên trình bày, rõ ràng các tác giả trước đây vạch ranh giới Neogen - Đệ tứ ở miền Tây Nam Bộ là theo đáy hệ tầng Bình Minh tuổi Pleistocen sớm, phần giữa (Q I 2 ), còn ở miền Đông Nam Bộ là theo đáy hệ tầng Trảng Bom, hệ tầng Đất Cuốc, tuổi Pleistocen sớm, phần muộn (Q I 3 ). Như vậy, mốc ranh giới Neogen - Đệ tứ ở đồng bằng Nam Bộ có sự khác nhau giữa miền tây và miền đông, miền đông trẻ hơn và miền tây cổ hơn. Theo quan niệm của các tác giả trên thì ở đồng bằng Nam Bộ vắng phần dưới nhất của Pleistocen sớm mà chỉ có Pleistocen sớm, phần giữa (ở Tây Nam Bộ )và Pleistocen sớm, phần muộn (ở Đông Nam Bộ). Để giải quyết vấn đề ranh giới Neogen - Đệ tứ ở đồng bằng Nam Bộ, các tác giả đã nghiên cứu kỹ các mặt cắt địa chất theo các lỗ khoan sâu, vị trí phân bố chúng, khối lượng và vị trí địa tầng của ranh giới Neogen - Đệ tứ trong từng mặt cắt. Qua xử lý, tổng hợp tài liệu nhận thấy khá rõ nét quy luật phân bố theo không gian và thời gian của ranh giới này ở đồng bằng Nam Bộ (lấy lỗ khoan LK216 tại thị trấn Ngọc Hiển - Cà Mau để xem xét). Tại lỗ khoan này, ở độ sâu từ 160 đến 162m trở xuống là một tầng trầm tích dày, gồm chủ yếu là cát màu xám vàng xen kẽ các lớp bột và bột cát, có cấu tạo nhịp. Ở độ sâu từ 162 đến 238m chứa phong phú các di tích tảo và Nannofossil (theo xác định của Đặng Đức Nga), trong đó có loài Discoaster brouweri đặc trưng cho tuổi Pliocen muộn (N 2 2 ). Ở nhiều nơi trên thế giới cũng như ở Châu Á, nó tạo thành các đới cuối cùng của giống Discoaster và cả loài D. brouweri tiệt chủng ở ranh giới giữa Pliocen muộn và Pleistocen sớm. Chính vì vậy mà Đặng Đức Nga đã lấy độ sâu 162-168m (vì từ 162m trở lên loài trên không còn gặp nữa) ở LK.216 làm ranh giới giữa Neogen và Đệ tứ (hình 31). Đối với các di tích foraminifera, từ độ sâu 160m gặp các dạng đặc trưng cho tuổi Pliocen như: Globigerinoides, Obliques, Globigerina, Sphaeroidinellopsis, Asterorotalia Từ độ sâu 160m trở lên không gặp hoá thạch foraminifera biển. Ở độ sâu 114m gặp các mảnh vỏ Mollusca bảo tồn xấu. Theo Nguyễn Ngọc, ranh giới Neogen - Đệ tứ ở lỗ khoan này, di tích foraminifera không đặc trưng vì mẫu lấy quá thưa. Trong khi đó, cũng tại lỗ khoan này lần đầu tiên phát hiện ranh giới Neogen - Đệ tứ trong các thành tạo trầm tích ở phần lục địa Nam Việt Nam theo tảo vôi Nannoplanton. 5 Theo các nguyên tắc và tiêu chuẩn trình bày ở trên, các tác giả cho rằng, hệ tầng Bình Minh (cũ) có tuổi Pliocen muộn với môi trường sông và cửa sông (vùng châu thổ). Nó tương đương với hệ tầng Tiêu Giao ở đồng bằng Bắc Bộ. Mặt khác hệ tầng Năm Căn phân bố ở Tây Nam Bộ tuổi Pliocen muộn chứa hoá thạch Hình 27: Sơ đồ liên kết các lỗ khoan thể hiện quan hệ phủ không chỉnh hợp Của trầm tích Đệ tứ trên các thành tạo cổ hơn ở đồng bằng Bắc Bộ 6 Hình 28: Ranh giới của các thành tạo trầm tích Đệ tứ và trầm tích Neogen thể hiện qua đường cong carota lỗ khoan ở đồng bằng Bắc Bộ Việt Nam 7 Hình 29: sơ đồ Liên kết thể hiện quan hệ phủ không chỉnh hợp Của trầm tích Đệ tứ trên các thành tạo cổ hơn ở đồng bằng Huế. 8 Hình 30: Sơ đồ liên kết các lỗ khan thể hiện quan hệ không chỉnh hợp Của trầm tích Đệ tứ trên các thành tạo cổ hơn ở đồng bằng Đà Nẵng- Hội An 9 hình 31: Sơ đồ liên kết các lỗ khoan thể hiện quan hệ phủ không chỉnh hợp của trầm tích Đệ tứ trên các thành tạo cổ hơn ở đồng bằng Nam Bộ 10