Nghiên cứu đặc điểm vỏ phong hóa dọc tuyến đường 74 qua huyện a lưới và các vấn đề địa chất liên quan

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO DAI HOC HUE

TRUONG DAI HOC KHOA HOC

PHAN VAN TRUNG

NGHIEN CUU DAC DIEM VO PHONG HOA

DOC TUYEN DUONG 74 QUA HUYEN A LUOI

VA CAC VAN DE DIA CHAT LIEN QUAN

CHUYEN NGANH: DIA CHAT HOC MA SO: 60.44.02.01

LUAN VAN THAC Si KHOA HOC ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU

NGUOI HUONG DAN KHOA HOC TS NGUYEN THI THUY

Thira Thién Hué, 2018

Trang 2

LỜI CAM ĐOAN

Tơi xin cam đoan luận văn này là cơng trình nghiên cứu của tơi Tất cả số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực, chưa được người khác cơng bố trong bất cứ một cơng trình nghiên cứu nào, các thơng tin tham khảo đều được trích dẫn đầy đủ, rõ ràng

Tác giả luận văn

Trang 3

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình học tập và hồn thành luận văn này, ngồi sự cỗ gắng nỗ

luc cua bản thân, tơi đã nhận được sự hướng dân, giúp đồ tận tình của các thay cơ,

gia đình, bạn bè, cơ quan cơng tác và các phịng ban liên quan

Tơi xin gửi lời cảm ơn đến Quỷ thầy cơ trong khoa Địa lý - Địa chất, phịng

Đào tạo San đại học, Trường Đại học Khoa học Huế đã tạo điều kiện thuận lợi,

giúp đồ tơi trong quá trình học tập và thực hiện luận văn

Đặc biệt, tơi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến cơ giáo 1S Nguyễn Thị Thủy trong thời gian qua đã nhiệt tình, dành nhiều thời gian, tâm huyết để trực tiếp hướng dân, nghiên cứu và giúp tơi hồn thành luận văn này

Cuối cùng, tơi đặc biệt gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè, những người thân

yêu đã luơn ở bên, động viên, cồ vũ và giúp đỡ tơi trong suốt quả trình học tập cũng

như thời gian thực hiện luận văn này

Mặc dù đã cĩ nhiễu cố gắng nhưng luận văn khơng tránh khỏi những thiếu sĩi, vì vậy tơi rất mong sự gĩp ý của quý thầy, cơ và các bạn đề luận văn được hồn

thiện hơn

Một lần nữa tơi xin chân thành cảm ơn!

Huế, tháng 9 năm 2018

Người thực hiện luận văn

Phan Văn Trung

Trang 4

-li-Nguyễn Ba Duan va cộng sự (20177) đã nghiên cứu xác định trượt lở khu vực

cầu Mĩng Sến (Lào Cai) chịu tác động tổng hợp từ các nguyên nhân: địa hình dốc và khả năng tích nước trong lớp vỏ phong hĩa ở phần cao, đất phong hĩa trên đá granitoid phức hệ Po Sen cĩ độ thấm nước cao, trong khi lượng mưa tập trung nhiều vào các tháng 6, 7 và 8 hàng năm, khu vực lại nằm trong đới phá hủy kiến tạo đã thúc day qua trình phong hĩa xảy ra mạnh mẽ hơn

Ở khu vực đổi núi Quảng Trị - Thừa Thiên Huế cũng thường xuyên xảy ra hiện tượng dịch chuyển đất đá trên sườn dốc, đặc biệt là trên các tuyến giao thơng xung yếu đọc đường Hồ Chí Minh và Quốc lộ 9 Nghiên cứu của Nguyễn Thị Thanh Nhàn

(2012) đã xác định quá trình dịch chuyên đất đá trên sườn dốc, mái dốc ở khu vực

xây ra chủ yếu trong các đá trầm tích lục nguyên, đá biến chất (chiếm 87 %), ở những nơi cĩ chiều dày phong hĩa lớn (chiếm 82 %) Đây là kết quả tương tác giữa các yếu tố mơi trường tự nhiên và hoạt động kinh - xây dựng của con người, trong đĩ hoạt động xây dựng đường giao thơng và cường độ mưa cao kéo dài Dựa trên cơ

chế dịch chuyển, đặc điểm địa hình, thành phần thạch học của đất đá tác giả đã

thành lập bản đỗ phân vùng dự báo nguy cơ trượt lở đất đá trên sườn dốc khu vực này với nguy cơ rất mạnh chiếm <3 % diện tích, nguy cơ mạnh chiếm 42 % diện tích, nguy cơ trung bình chiếm 10 %, nguy cơ yếu và rất yêu chiếm 46 %

Nghiên cứu thành phân vật chất và các thơng số cơ lý của sản phẩm phong hĩa,

từ đĩ làm sáng tỏ đặc điểm địa kỹ thuật và độ ổn định mái dốc của vỏ phong hĩa dọc

các tuyến giao thơng miền núi cũng là chủ đề được một số tác giả quan tâm trong thời gian gần đây Đặng Mai và cộng sự (20085) đã khảo sát vỏ phong hĩa phát triển trên các đá granit và đá trầm tích lục nguyên dọc hành lang đường Hồ Chí Minh đoạn qua Hà Tĩnh và kết luận: (1) đất nền vỏ phong hĩa cĩ cường độ chịu tải 2.80- 4.74, tương đối cao so với giá trị ứng suất cho phép, sức chịu tải của sản phâm phong hĩa trên đá granit thấp hơn trên đá lục nguyên; (2) độ ổn định của các mái đốc

khá tốt với hệ số an tồn > 1.5, khả năng trượt lở lớn nhất xuất hiện trên nền đất của

vỏ phong hĩa granit khi độ dốc của mái > 55”

Ngồi ra, cơng tác dự báo trượt lở, lũ quét và lũ bùn đá cũng được các nhà

Trang 5

2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU -2-©222222225222512251221121322112221.22E-e 25

2.3.1 Khảo sát thực địa và lay MAU ooo ceeceecccccccecesecsevsecevseuseestsecsecescseseeseeses 25

2.3.2 Gia cơng và phân tích mẫu . 2© 22221221112121222122211 26

2.3.3 Xử lý kết quả phân tích mẫu và biên tập bản đồ Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1 DAC DIEM THANH PHAN KHOANG VAT, HOA HOC CUA CÁC MAT CAT PHONG HĨA 522 222 221222122212221221122121222 re 29 3.1.1 Đặc điểm thành phần khống vật -2- 2222122 221212222122222 1e 29 3.1.2 Đặc điểm thành phần 81 1n - 33

3.2 ĐẶC ĐIÊM TÍNH CHÁT CƠ LÝ CỬA MẶT CẮT PHONG HĨA 37

3.2.1 Đặc điểm thành phan Hhịiiiiẳ 37

3.2.2 Đặc điểm tính chất vật lý 2S S221 221212122121222222 2e 41 3.3 ĐẶC ĐIÊM CỦA CÁC MẶT CẮT PHONG HĨA ©22-22sc22zcsze2 43 3.4 KHOANG SAN LIEN QUAN VO PHONG HĨA - 2 cccccsccccrei 49

3.4.1 KaoÏn 2 0001 12221101111211 111111111 111111 g1 1x11 n1 g1 1111111 xe: 49

3.4.2 Khống sản khác - cọ 2 1121112 110111111 111111 111 ky re 51

3.5 VẤN ĐẺ TRƯỢT LỞ VÀ BIỆN PHÁP PHỊNG CHĨNG 52

3.5.1 Tình hình trượt lở tại khu vực nghiên cứu . 53

3.5.2 Giải pháp phịng chống và giảm thiểu trượt lở -sssss se: 55

4300007000177 .Ơ 61

TÀI LIỆU THAM KHẢO 522222 2221121512211122112211221222222 se 62

Trang 6

-iv-DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Các sản phẩm phong hĩa từ các đá gốc khác nhau Bảng 2.2 Thống kê các vị trí khảo sát và lấy mẫu

Bảng 3.1 Thành phần khống vật (%) của các đới phong hĩa trên đá granit phức hệ

Đại Lộc và đá phiên hệ tang Long Dai 6 A Lưới

Bảng 3.2 Thành phần hĩa học của các đới phong hĩa trên đá granit phức hệ Đại

Lộc và đá phiến hệ tầng Long Đại ở A Lưới

Bảng 3.3 Thành phần hạt (9%) của các đới phong hĩa trên đá granit phức hệ Đại Lộc và đá phiên hệ tâng Long Đại

Bang 3.4 Tính chất vật lý của các đới phong hĩa trên đá granit phức hệ Đại Lộc và trên đá phiên hệ tâng Long Đại

Bảng 3.5 Tính chất cơ lý của các đới phong hĩa trên đá granit phức hệ Đại Lộc và trên đá phiên hệ tâng Long Đại

Trang 7

Hinh 1.1 Hinh 1.2 Hinh 1.3 Hình L4 Hình 2.1 DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

Vị trí khu vực nghiên cứu (nguồn: Google Earth)

Địa hình núi trung bình khu vực A Lưới

Một phần nền đường 74 đang được thi cơng

Sơ đồ địa chất khu vực A Lưới - Nam Đơng và vị trí khảo sát, lay mau

Biểu đồ địa hĩa ba hợp phần các kiểu vỏ phong hĩa trên các nhĩm

đá khác nhau ở Việt Nam

Hình 2.2 Ảnh khảo sát thực địa và lay mau Hinh 3.1 Hình 3.2 Hình 3.3 Hình 3.4 Hình 3.5 Hình 3.6

Biểu đồ biến đổi thành phần khống vật của các đới ở các mặt cắt phong

hĩa AL02 và AL03 trên đá granit phức hệ Đại Lộc

Biểu đồ biến đổi thành phần khống vật của các đới ở mặt cắt phong hĩa AL04 trên đá phiến hệ tầng Long Đại

Biểu đồ ba hợp phần phân loại kiểu vỏ phong hĩa trên các đá phức hệ Đại

Lộc (AL03) và hệ tầng Long Đại (AL04) Các mẫu VL10 lấy ở mặt cắt

vỏ phong hĩa trên đá granit Đại Lộc đọc quốc lộ QL49 (theo Nguyễn Thị

Hằng, 2076)

Biểu đồ đao động của các nguyên tố hĩa học theo chiều sâu phong hĩa Biểu đồ so sánh thành phần hạt trung bình các cấp hạt giữa vỏ phong hĩa

trên đá granit phức hệ Đại Lộc và đá phiến hệ tầng Long Đại

Phân bế thành phan hạt của các đới phong hĩa ở các mặt cắt AL01, AL02, AL03 (trên đá granitoid phức hệ Đại Lộc) và các mặt cắt AL04, AL05,

AL06 (trên đá phiến thạch anh - sericit hệ tầng Long Đại) Hình 3.7 Ảnh mặt cắt AL0I Hình 3.8 Ảnh mặt cắt AL02 Hình 3.9 Ảnh mặt cắt AL03 Hình 3.10 Ảnh mặt cắt AL0A Hình 3.11 Ảnh mặt cắt AL05 Hình 3.12 Ảnh mặt cắt AL06

Hinh 3.13 O kaolin trong đá granit hạt nhỏ (ảnh trái) và aplit (ảnh phải) bị phong hĩa đọc tuyến đường 74

Trang 8

-Vi-Hình 3.14 Ảnh vết lộ đới sét hạt mịn trong vỏ phong hĩa trên đá granit Đại Lộc ở

A Lưới

Hình 3.15 Một số hình ảnh trượt lở tại khu vực nghiên cứu

Hình 3.16 Câu tạo thốt nước sau lưng cơng trình chống đỡ

Hình 3.17 Sơ đồ bỗ trí bệ phản áp

Trang 9

MO DAU

Việt Nam thuộc khu vực nhiệt đới âm giĩ mùa nên các đá bị phong hĩa mạnh

mẽ tạo thành các tầng sản phẩm phong hĩa ở các mức độ khác nhau Trên địa bàn

tỉnh Thừa Thiên Huế, đặc biệt là đoạn đường 74 từ A Lưới đi Nam Đơng nơi cĩ sự

xuất hiện của hệ tầng Long Đại ( trầm tích lục nguyên, lục nguyên - cacbornat và đá phiến) với phức hệ Đại Lộc (đá granitogneis, granit biotit, granit aplit, pegmatit) Các thành tạo này phân bố thành một đới hẹp định hướng Tây Bắc - Đơng Nam dọc theo đứt gấy Dưới tác động của các tác nhân và yếu tố phong hĩa, các đá của phức

hệ Đại Lộc và các thành tạo của hệ tầng Long Đại đã bị biến đổi tạo thành các sản

phẩm phong hĩa khác nhau, từ đĩ tạo ra kết quả của sản phẩm phong hĩa cĩ sự

khác nhau rõ rệt giữa hệ tầng Long Đại với phức hệ Đại Lộc Lịch sử nghiên cứu địa chất khu vực cho thấy, vị trí phân bố, đặc điểm thạch học và khống vật của các đá phức hệ Đại Lộc ở khu vực A Lưới đã được mơ tả chi tiết trong các cơng trình

của Đào Đình Thục và Huỳnh Trung (7995); Hồng Hoa Thám và cộng sự (2009),

Trần Văn Trị và Vũ Khúc (2009) Tuy nhiên, cho đến nay chưa cĩ văn liệu nào

đánh giá mức độ phong hĩa, đặc điểm của vỏ phong hĩa và các vấn đề địa chất phát triển trên các thành tạo của hệ tầng Long Đại chuyền tiếp qua các đá sranit phức hệ

Đại Lộc (Đoạn đường 74 từ A Lưới đi Nam Đơng) Vì vậy, trên cơ sở các tài liệu về

thành phần hạt, thành phần khống vật và hĩa học của các đới phong hĩa khác

nhau, cũng như các tài liệu về tính chất cơ lý, dé tài tập trung tìm hiểu đặc điểm vỏ

phong hĩa phát triển trên các đá của phức hệ Đại Lộc và hệ tầng Long Đại ở khu

vực A Lưới, tỉnh Thừa Thiên Huế

Chính vì vậy, đề tài “Nghiên cứu đặc điểm vỏ phong hĩa dọc tuyến đường 74 qua huyện A Lưới và các vẫn đề địa chất liên quan”, trên cơ sở các tài liệu về thành phần hạt, thành phần khống vật và hĩa học của các đới phong hĩa khác nhau, cũng như các tài liệu về tính chất cơ lý sẽ gĩp phần cung cấp nguồn số liệu về đặc điểm vỏ phong hĩa tại khu vực nghiên cứu, nĩ cũng là cơ sở cho việc ứng dụng các biện pháp phịng chống trượt lở, sạt lở đất đá trên các mặt cắt sườn dốc

* Mục tiêu của đề tài: Nghiên cứu đặc điểm vỏ phong hĩa phát triển trên các đá magma phức hệ Đại Lộc và trầm tích lục nguyên hệ tầng Long Đại dọc tuyến

Trang 10

- Nghiên cứu đặc điểm của vỏ phong hĩa, gồm: kiểu vỏ, tính phân lớp của vỏ - Nghiên cứu thành phân vật chất (thành phần hạt, thành phần khống vật, hĩa học) và một số tính chất cơ lý của các sản phẩm phong hĩa

- Xác định được triển vọng khống sản cũng như nguy cơ xảy ra một số dạng tai biến địa chất (trượt lở đất đá) liên quan vỏ phong hĩa dọc tuyến đường nghiên cứu, từ

đĩ đưa ra các biện pháp bảo vệ sườn dốc dọc tuyến đường nghiên cứu * Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu

- Đổi tượng nghiên cứu: Vỏ phong hĩa phát triển trên các loại đá thuộc phức

hệ Đại Lộc và hệ tầng Long Đại

- Phạm vi nghiên cứu: Các mặt cắt vỏ phong hĩa phát triển đọc theo đường 74 đoạn qua A Ludi

* Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

- Ý nghĩa khoa học: Kết quả của đề tài gĩp phần vào xây dựng cơ sở lý thuyết, cung cấp một nguồn số liệu quan trọng về đặc điểm vỏ phong hĩa tại khu vực nghiên cứu nĩi riêng và các mặt cắt vỏ phong hĩa tại các khu vực lân cận nĩi chung, phục vụ cho việc đánh giá và nghiên cứu vỏ phong hĩa

Trang 11

Chương 1

TONG QUAN VE KHU VUC NGHIEN CUU

1.1 ĐẶC ĐIÊM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN, KINH TẾ NHÂN VĂN 1.1.1 Vị trí địa lý

Khu vực A Lưới nằm cách thành phố Huế khoảng 70 km về phía Tây Nam (Hình 1 1) Thuộc tờ bản đồ địa hình tỷ lệ 1: 50.000 hệ toạ độ VN 2000, số hiệu E- 48-95-D (Kanon 2) Nam Đơng Google Earth Hình 1.1 Vị trí khu vực nghiên cứu (nguồn: Google Earth) 1.1.2 Địa hình

Khu vực A Lưới nằm trên sườn tây của dải Trường Sơn, địa hình thấp dần khi đi từ phía Đơng Bắc sang phía Tây Nam, với đặc trưng địa hình phân cắt mạnh, các

đỉnh núi khá đẳng thước, sườn dốc (Hình 1.2) Căn cứ độ cao cĩ thể phân chia địa

hình vùng cơng tác thành 2 dạng chính:

- Địa hình đơi múi thấp cĩ độ cao 550-700 m, phân bỗ bao vành ngồi của khu

vực nghiên cứu Sườn núi dốc 25-35° cĩ nơi 30-402 và bị phân cắt phức tạp Thực

Trang 12

- Địa hình múi trung bình - cao với độ cao 700-900 m, sườn núi dốc 35-451, mức độ lộ đá gốc tốt nhiều nơi lộ liên tục theo suối và tạo thác cao hàng chục mét

Thảm thực vật rậm rạp, chủ yếu là rừng nguyên sinh, rừng trồng

Mình 1 Địa hình núi trung bình khu vực A Lưới

1.1.3 Khí hậu

Khí hậu vùng A Lưới mang những nét chung của khí hậu nhiệt đới, ngồi ra cịn cịn cĩ sự ảnh hưởng khí hậu khơ, nĩng của giĩ Tây Nam Với độ cao thung lũng 500 m so với mặt nước biển, phía đơng và tây được bao bọc bởi các dãy núi cao nên khí hậu ở đây về mùa hè nhiệt độ ban ngày cao, nắng nĩng gay gắt nhưng

về đêm nhiệt độ hạ thấp

Theo thống kê của Trạm khí tượng Huế từ năm 1983 đến năm 2017, nhiệt độ trung bình năm ở Huế đạt 25.1 °C, nhiệt độ cao nhất thường xảy ra vào các tháng 6,

7 và 8 với nhiệt độ trung bình tháng xấp xi 29 °C va nhiệt độ thấp nhất thường xuất

hiện vào tháng 12, tháng 1 và tháng 2 năm sau với nhiệt độ từ 19.9 dén 20.7 °C

Lượng mưa phân bố khơng đều trong năm, trung bình năm (từ 1983 đến 2017) đạt 2876 mm, tập trung vào các tháng 9-12 với lượng mưa trung bình các năm từ 347.2 mm đến 776.4 mm, chiếm trên 70 % lượng mưa ca nim (nguon:

Trang 13

Sự phân mùa khí hậu trong năm khơng thật sự rõ nét nhưng cĩ thê phân thành 2 mùa khí hậu:

- Mùa khơ từ tháng 2 đến tháng 7 cĩ số ngày nắng đạt tới 70-90 %, nhiệt độ trung bình 26-28 °C, vào tháng 6, tháng 7 nhiệt độ cao nhất 35-38 °C và thường

chịu ảnh hưởng của giĩ Tây Nam nên rất khơ, nĩng Mùa này thuận lợi cho cơng tác

khảo sát địa chất

- Mùa mưa từ tháng 8 năm trước đến tháng 2 năm sau với lượng mưa đạt 60-

70 % lượng mưa cả năm Nhiệt độ trung bình 20-24 °C, thấp nhất 12-14 °C Từ

tháng 10 đến tháng 12 thường cĩ mưa lớn gây lũ lụt, sạt lở ách tắc giao thơng 1.1.4 Mạng lưới sơng suối

Địa hình vùng nghiên cứu cĩ sự phân cắt, tạo điều kiện cho mạng lưới khe

suối phát triển, gồm hai hệ thống chính:

- Hệ thống khe suối bắt nguồn từ các đấy núi phía Đơng Bắc vùng, chảy về phía Nam - Đơng Nam, cắt ngang hoặc chạy đọc theo địa hình thung lũng, tập trung dé về sơng A Sáp và chảy sang Lào

- Hệ thống khe suối bắt nguồn từ phía Nam - Tây Nam, chảy theo hướng Bắc - Đơng Bắc, là các chỉ nhánh của thượng nguồn sơng Bồ

1.1.5 Dân cư, kinh tế

Dân cư trong vùng điều tra chủ yếu là người đân tộc Pa Kơ, Tà Ơi, Cà Tu và một số đồng bào người kinh sống rải rác thành các bản làng, mật độ dân số thưa thớt, tập trung chủ yếu tại thị trấn A Lưới và đọc theo đường Hồ Chí Minh Nghề nghiệp chính của nhân dân tại đây là làm nương rẫy, trồng rừng và lúa nước, một số

ít là cán bộ cơng chức, buơn bán nhỏ và khai thác vật liệu xây dựng

Kinh tế cịn rất khĩ khăn, nhà cửa nhiễu gia đình cịn tạm bợ, trình độ văn hố

thấp Cơ sở hạ tầng nhìn chung đã cĩ nhiều thay đổi Trung tâm kinh tế chính trị của vùng là thị trấn A Lưới

1.1.6 Giao thơng

Trang 14

đi Nam Đơng đang được nâng cấp, hồn thiện (#7: 7.3), ngồi nhiệm vụ quốc phịng an ninh, cịn là trục đường chính trong phát triển kinh tế - xã hội của địa phương Tuy nhiên, do đặc điểm địa hình phân cắt mạnh, sườn núi đốc nên giao

thơng nội vùng rất khĩ khăn, đặc biệt cho cơng tác khảo sát, nghiên cứu địa chất

Hình 1.3 Một phần nền đường 74 đang được thi cơng

1.2 DAC DIEM DIA CHAT - DIA MAO

Trên cơ sở tải liệu đo vẽ địa chất và tìm kiếm khống san tỉ lệ 1: 200.000 tờ

Hướng Hĩa - Huế - Đà Nẵng (Nguyễn Văn Trang, 1995), tỉ lệ 1:50.000 nhĩm tờ Nam Đơng và nhĩm tờ Huế (Phạm Huy Thơng, 1997), kết hợp nghiên cứu các tài

liệu khảo sát địa chất khu vực (Đào Đình Thục va Huynh Trung, 1995; Hoang Hoa

Thám, 2009; Trần Văn Trị và Vũ Khúc, 2009; Quách Tổ Kim, 2010, 2011) cho thay

khu vực A Lưới cĩ cấu trúc địa chất khá phức tạp, được cấu thành từ các đá trầm

tích biến chất hệ tầng A Vương cắm đơn nghiêng về Đơng Bắc, bị các thê nhỏ xâm nhập phức hệ Đại Lộc, Bến Giằng - Quế Sơn, Hải Vân xuyên cắt Các đá cĩ phương cau trúc kéo dài theo phương Tây Bắc - Dong Nam (Hinh 1.4)

1.2.1 Địa tầng

Trên diện tích điều tra, chủ yếu là diện phân bố trầm tích, trầm tích biến chất của các hệ tầng Nui Vu, A Vuong, Long Dai va A Lin, va mot it trầm tích tuổi

Trang 15

Giới Neoproterozoi - Cambri hạ

Hệ tầng Núi Vú (NP-eizv)

Trong phạm vi nghiên cứu, các đá của hệ tầng lộ ra ở Nhâm và các đải nhỏ hẹp bị khống chế bởi hệ thống các đứt gãy Tây Bắc - Đơng Nam và bị xuyên cắt

bởi các thành tạo của phức hệ Đại Lộc và Bến Giằng - Qué Son

Phần dưới của hệ tầng gồm chủ yếu là đá phiến plagioclas - amphibolit, đá

phiến actinolit - clorit - epidot chứa sulfur và các mạch thạch anh - sulfur, các đá

phun trào mafc xen trầm tích lục nguyên carbonat; phần trên là các đá lục nguyên - silic gồm đá phiến silic, đá phiến mica, đá phiến thạch anh - sericit, đá phiến carbonat ở phần trên Chiều dày khoảng 1580 m

Tuổi của hệ tầng Núi Vú được xếp vào Neoproterozoi - Cambri sớm dựa vào

mối quan hệ với hệ tầng Khâm Đức (nằm dưới) và tập đá phiến ngậm cuội của hệ

tầng A Vương phủ khơng chỉnh hợp lên trên tại Pia Ây, Hiệp Đức

Hệ Cambri, thống giữa - hệ Ordovic, thống dưới

Hệ tang A Vương (s; - O¡#y)

Trên diện tích nghiên cứu, các thành tạo của hệ tầng A Vương phân bố khá rộng rãi, kéo dài từ bắc Hồng Vân đến Phú Vinh Hệ tầng gồm các trầm tích lục nguyên, lục nguyên - carbonat và đá phiến giàu vật chất than, bị biến chất ở tướng

đá phiến lục, ở rìa tiếp xúc với đá magma xâm nhập các đá bị biến chất nhiệt khá mạnh Kết quả nghiên cứu đặc điểm địa chất, thành phan thạch học, các thành tao của hệ tầng được chia thành 3 phụ hệ tầng:

- Phụ hệ tang dudi (€ - O,av;): Phan bố liên tục về phía Tây, Tây Nam diện

tích nghiên cứu và ở các dải núi thấp nằm đọc theo đường Hồ Chí Minh Thành

phan thach hoc chu yéu da phién thạch anh, đá hoa hạt nhỏ màu xám đen; đá phiến

thạch anh mica màu xám, xám trắng bị ép phân phiến, đá phiến thạch anh biotit màu

xám đen, xám lục nhạt xen các lớp thấu kính đá quarzit, cat két dang quarzit Da

cắm về hướng Đơng Bắc, déc 40 -70° Chiéu day khoang 900 m

- Phu hé tang giita (e, - O,av;): Phân bồ tiếp giáp với phụ hệ tầng đưới về phía Đơng Bắc vùng, kéo dài liên tục theo hướng Tây Bắc - Đơng Nam Thành phần

Trang 16

thạch anh, sericit, chlorit, cát kết dang quarzit, da cắm về hướng Đơng Bắc, gĩc dốc

50-70” Các đá tập 2 thường bị các mạch aplit xuyên cắt theo mặt lớp, mặt phiến và nhiều nơi các mạch aplit phong hố tạo kaolin Chiều đày khoảng 900 m

- Phụ hệ tầng trên (c: - Oav;): Phân bố thành từng dải nhỏ hẹp, khơng liên tục phía Đơng Bắc diện tích vùng và bị xuyên cắt bởi magma phức hệ Đại Lộc

Thành phan thach hoc chu yếu là đá phiến thạch anh sericit, đá phiến sét, cát bột

kết, đá cắm về Đơng Bắc, gốc đốc 50 -70° Chiều đày khoảng 300 m

Trên cơ sở các tư liệu hĩa thạch Bút đá trong đá phiến xerixit, kết hợp quan hệ

địa tầng (phủ bất chỉnh hợp lên hệ tầng Núi Vú và bị hệ tầng Long Đại phủ bất chỉnh hợp lên), hệ tầng A Vương được xếp vào tuổi Cambri trung - Ordovic sớm

Hệ Ordovic, thống trên - Hệ Silur, thống dưới

Hệ tang Long Dai (O;-S,/d)

Các thành tạo của hệ tầng Long Đại phân bố khá rộng trên điện tích nghiên cứu, chủ yếu nằm về hai phía và là phan tiếp giáp ngồi của hệ tầng A Vương gồm trầm tích lục nguyên cĩ cấu tạo phân nhịp, phân dải, xen đá phun trào trung tính đến axit (Trần Văn Trị và Vũ Khúc, 2009)

- Phụ hệ tang đưới (O;-S,lä,): Cudi kết cơ sở, cuội sạn kết, đá phiến thạch anh hai mica, đá phiến thạch anh sericit màu xám lục nhạt, xám tro, xám vàng, cát kết bị

ép, đá phiến sét đen, thấu kính sét vơi và đá vơi Bề dày khoảng 1600-1700 m

- Phụ hệ tầng giữa (O;-S,lẩ;): Thành phần chủ yếu là cát kết ít khống, cát kết

dang quarzit, da phién thach anh sericit - clorit, da phién sét, bột kết cát sạn kết; đá

phiến bột kết phân dải cĩ cấu tạo sọc dải; phiến sét than chira Onograptus, Bo ba thùy, Tay cuộn, San hơ Chiều dày khoảng 600 m

- Phụ hệ tầng trên (O:-S,lẩ;): Thành phần gồm cát bột kết bị ép, đá phiến sét

den, cát kết đa khống, lớp mỏng daxit - andesit, thấu kính sét vơi và đá vơi

Hệ tầng Long Đại phủ bất chỉnh hợp lên trên hệ tầng A Vương và dưới hệ tầng

Đại Giang Tuổi của hệ tầng được xác định là Ordovie giữa - Silur, Wenlock (Tran

Trang 17

Hệ Devon, thống hạ

Hệ tang Tân Lâm (D,¢)

Hệ tầng Tân Lâm được Nguyễn Xuân Dương (7978) và Đặng Trần Huyên và

cộng sự (1980) xác lập (rong Tì ran Văn Trị và Vũ Khúc, 2009), gồm chủ yêu các

trầm tích lục nguyên, phân bố hạn chế ở một số vùng của tỉnh Quảng Trị

Trên bản đồ địa chất 1:200.000 của Nguyễn Văn Trang (1995) và bản đồ địa chất và khống sản tỉ lệ 1:50.000 của Phạm Huy Thơng (7997), các đá trầm tích lục

nguyên hệ tầng Tân Lâm phân bố hẹp phía đơng khu vực nghiên cứu, thuộc thung

ling Nam Dong Thanh phan thach hoc gồm cát sạn kết thạch anh, cát kết dạng

quartzit, bột kết, đá phiến sét tím gụ, sét vơi, thấu kính đá vơi phân lớp mỏng

Các đá hệ tầng Tân Lâm nằm khơng chỉnh hợp trên hệ tầng Đại Giang tuơi

Silur, ranh giới trên chưa quan sát được Tuổi của hệ tầng được xác định là Devon

sớm dựa theo hĩa thạch Tay cuộn (Brachiopoda) trong đá phiến sét màu tím

Chiều dày của hệ tầng là 500-600 m

Hệ Permi

Hệ tầng A Lin (Pal)

Các trầm tích phun trào của hệ tầng A Lin phân bố ở sườn phía Tây thung lũng A Lưới, đọc đường Hồ Chí Minh ở khu vực Hồng Vân - Hồng Trung, phía nam A

Đớt và thường tạo nên dạng địa hình đổi cao

Thanh phan thạch học của hệ tầng gồm chủ yếu lớp cuội kết cơ sở xen các lớp

cát kết, phía trên là các tập andesit màu xám lục, xám tím nhạt, phân lớp dày đến dạng khối, các đá vụn thơ như cuội sạn kết, đơi nơi xen ít lớp cát, bột kết

Hệ tầng được định tuổi Permi trên cơ sở đối sánh mặt cắt tương tự ở Khang

Khay (Lào) chứa Trùng lỗ tuổi Permi

Chiều dày chung của hệ tầng khoảng 650-750 m

Hệ Đệ Tứ (Q)

Trang 18

thành phân vật chất chủ yếu gồm cát, cuội, sỏi lẫn sét, bùn là các sản phẩm phong hĩa từ các đá granit, granodiorit và các loại đá phiến trong khu vực

1.2.2 Các thành tạo magma Phức hệ Đại Lộc (GaD¡đj)

Các đá của phức hệ tạo thành các khối phân bố rải rác và tạo thành các thể

xâm nhập bị biến đạng mạnh, cĩ dạng kéo dài theo hướng Tây Bắc - Đơng Nam dọc theo đứt gãy từ bắc Hồng Vân đến A Roằng, phương biến dạng trùng với phương cấu trúc của đá biến chất vây quanh Granitoid Đại Lộc gồm một pha xâm nhập thực thụ (pha 1) và một pha đá mạch (pha 2)

Pha 1: Bao gdm granodioritogneis, granitogneis biotit màu xám trắng, xám phớt xanh, hạt vừa đến lớn, granosyenitogneis, leucogranitogneis Kiến trúc dạng porphyr với các ban tinh chủ yếu là felspat (plagioclas 13 %, microclin và orthoclas 70 %), kích thước từ vài milimet tới hàng xentimet, phân bố khơng đều, đơi khi sắp xếp gần định hướng tạo thành granitogneis dạng mặt Phần rìa khối cĩ cấu tạo gneis, phần trung tâm thường cĩ cấu tạo khối Thành phần khống vật gồm plagioclas (15-25 %), felspat kali (30-45 %), thach anh (20-35 %), muscovit (0-5 %), biotit (5-10 %), apatit, zircon, monazit, granat, ilmenit

Thanh phan hoa hoc: SiO,: 63.84-74.07 %; Al,O3: 13.60-15.83 %; Fe.O3:

2.36-12.35 %; KạO: 2.15-4.68 %; Na;O: 2.43-3.79 %;, MgO: 0.29-2.23 %; MnO: 0.03-0.11 %; CaO: 0.87-5.75 % (Trân Văn Trị và Vũ Khúc, 2009)

Pha 2: Aplit, granit aplit hạt nhỏ sáng màu tạo thành những mạch nhỏ kéo dài hàng chục mét, xuyên chỉnh hợp với phương cấu tạo chung Pegmatoid thường là

những ổ, mạch, thấu kính cĩ kích thước từ vài chục xentimet đến hàng mét, kéo dài

trên chục mét Đây là nguồn phong hĩa các sản phẩm kaolin cĩ ý nghĩa cơng nghiệp trong khu vực

Đá granit hạt nhỏ màu xám sáng, giàu khống vật felspat, xuyên lên trong đá granit porphyr đạng gneis Thành phần khống vật chủ yếu gồm: plagioclas 30 %;

felspat kali 38 %; thạch anh 25 %; toumalit ít và ít khống vật màu Thành phần thạch học của granit hạt nhỏ gồm: plagioclas 15-20 %; felspat kali 25-30 %; thạch

Trang 19

kiến trúc mylonit Thành phần hĩa học: SiO;: 76.48-76.92 %; AlzO;: 12.68-13.13

%; FezOs: 0.36-0.89 %; K›O: 3.94-4.08 %; NazO: 1.10-2.64 %: MKN: 1.60-2.47 %

Cường độ phĩng xạ từ 20 đến 22HR/h (Quách Tổ Kim, 2011)

Các mạch aplit xuyên cắt chủ yếu theo mặt phiến đá hệ tầng A Vương, phương kéo dài Tây Bắc - Đơng Nam, bể dày từ 7 đến 12 m, cá biệt cĩ mạch dày tới 26 m, kéo dài 250-870 m Thành phân thạch học của aplit gồm: plagioclas 30 %;

felspat kali 38 %; thạch anh 25 %, đá cấu tạo khối, khối bị ép; kiến trúc vi hạt aplit

Thành phan hoa hoc: SiOz: 75.04-73.6 %; Al,O3: 14.96-16.23 %; FesO3: 0.15-0.29

%; KạO: 2.39-3.96 %; Naz;O: 2.43- 4.9 %; MKN: 1.2- 2.01 % Cường độ phĩng xạ

từ 17 đến 22uR/h (Quách Tổ Kim, 2011)

Phúc hệ Bến Giăng - Quế Sơn (Di-GDi-GP;-T;ð4)

Các đá xâm nhập phức hệ Quế Sơn phân bố thành các khối nhỏ hẹp kéo đài dọc theo quốc lộ 14 và đường 49 Thành phần thạch học gồm ba pha:

- Pha 1: Diorit, diorrt thạch anh hornblend - biotit, ít hơn cĩ gabbrodIort

- Pha 2: Granodiorit biotit hornblend, granit biotit - hornblend

- Pha 3: Granit biotit, granosyenit hat vira - th6, mau héng, kién trac dang

porphyr xuyên cắt các đá pha 1 và pha 2

Các xâm nhập granitoid Bến Gang - Qué Sơn xuyên cắt trầm tích các hệ tầng A Vương và Long Dai, bị phủ bởi hệ tầng chứa than Nơng Sơn Trên bản đồ địa

chất 1:200.000 của Nguyễn Văn Trang (1995), các đá của phức hệ cĩ tuổi Permi

giữa - Trias sớm Kết quả phân tích bằng phương pháp U-Pb (SHRIMP) đối với

ZIrcon vùng Tiên Phước cho tuổi 260 triệu năm (Permi muộn), và các vùng khác

cho tuổi 261-291 triệu năm (TIMS) (Permi giữa) (Trần Văn Trị và Vũ Khúc, 2009) Phúc hệ Hải Vân (GaT›Uv)

Các đá xâm nhập phức hệ Hải Vân lộ ra đưới dạng khối nhỏ ở phía Bắc khu vực nghiên cứu Chúng xuyên cắt trầm tích của hệ tầng Long Đại, thành phần thạch học chủ yếu gồm granit biotit hạt vừa - lớn dạng porphyr, granit hai mica hạt nhỏ - vua (Pha 1); Granit aplit co turmalin va granat (pha 2)

Trên bản đồ địa chất 1:200.000 của Nguyễn Văn Trang (1995), các đá của

phức hệ cĩ tuổi Trias muộn Tuy nhiên, giá trị tuổi đồng vị của granit khối Hải Vân

Trang 20

-ll-1.2.4 Đặc điểm địa mạo

Với đặc điểm vị trí phân bố, mức độ phong hĩa của các thành tạo địa chất cĩ

thê phân chia địa hình thành 2 dạng chính

a Địa hình tích tụ

Địa hình tích tụ chiếm diện tích nhỏ hẹp dọc đường Hồ Chí Minh theo thung ling A Sầu - A Lưới và các cửa suối dưới dạng các bãi bồi, thêm bậc I và thêm bậc II cịn sĩt lại Kích thước các bể mặt rộng từ 100 đến 600 m, độ cao so với mực nước sơng từ l m đến 7 m, cĩ nơi tới 20 m, độ cao tuyệt đối 400-500 m Bé mặt địa

hình tương đối bằng phẳng Dạng địa hình tích tụ thường xuyên bị thay đổi do tác

động của dịng chảy, trong điều kiện thuận lợi nĩ là đối tượng tích tụ các thân

khống kaolin tái trầm tích tại khu A Sầu

Sự hình thành các kiểu địa hình này liên quan chặt chẽ với quá trình xâm thực,

tích tụ của dịng chảy trên mặt và các hoạt động tân kiến tạo xảy ra trong giai đoạn Neogen - Đệ Tứ

b Địa hình xâm thực - bĩc mịn

Dạng địa hình xâm thực - bĩc mịn chiếm chủ yếu diện tích khu vực nghiên cưu, bao gồm các dải núi cĩ dạng bát úp, độ cao 600-900 m Địa hình bi phân cắt

Trang 21

SƠ ĐỒ ĐỊA CHẤT KHU VỰC A LƯỚI - NAM ĐƠNG, THỪA THIÊN HUẾ 770 CHỈ DẪN | He be Te

HBB Phe he Hai van [1 Phức hệ Bến Giảng - Quế Sơn

— Hệ tầng A Lin

[| He ving Tan Lam

Trang 22

-14-Chương 2

TONG QUAN VE VAN DE NGHIEN CUU VA PHUONG PHAP NGHIEN CUU

2.1 CO SO LY LUAN VE QUA TRINH PHONG HOA VA VO PHONG HOA

2.1.1 Một số khái niệm

Quá trình phong hố là quá trình phá huỷ đá gốc dưới tác dụng của các yếu tố

vat ly va hoa hoc (khơng khí, nước, băng hà, sự thay đổi nhiệt độ) và hoạt động của

sinh vật trong điều kiện bình thường trên bề mặt Trái đất (Trần Nghĩ, 2013) Quá trình phong hĩa thường bắt đầu bằng quá trình trồi lộ lên bề mặt dưới tác động của

lực kiến tạo Sau đĩ các tác nhân phong hĩa (vật lý, hĩa học, sinh học) sẽ phá hủy các

đá Các sản phâm phong hĩa sẽ tiếp tục được vận chuyên bởi quá trình xĩi mịn Phong hĩa cơ học là quá trình biến đá gốc nguyên khối thành những sản phẩm

vụn cơ học cĩ kích thước từ vài milimet đến 0,01 mm mà khơng làm thay đổi thành

phần khống vật và thành phần hố học của chúng Phong hĩa hĩa học là quá trình phân huỷ và biến đổi thành phần khống vật và thành phần hố học của đá gốc dưới tác dụng của các yếu tố như: nước, oxi, carbonic và axít hữu cơ Sản phẩm phong hĩa

hĩa học bao gồm: khống vật sét, dung dịch keo và dung dịch thật (dưới dạng 1on)

Theo Nguyễn Văn Phổ (2073), tùy thuộc vào các loại đá gốc với thành phần

thạch học, khống vật, hĩa học và cầu trúc khác nhau mà sản phẩm phong hĩa rất

đa dạng và được phân chia thành ba nhĩm: khống vật nguyên sinh tàn dư khơng chịu tác động của quá trình phong hĩa; các khống vật mới được thành tạo bền vững: các hợp chất tan di chuyển ra khỏi địa điểm phong hĩa (Bảng 2.1)

Võ phong hĩa là sản phẩm phong hố của đá gốc được giữ nguyên tại chỗ và cĩ cấu trúc phân đới theo phương thắng đứng (Trần Nghĩ, 2013)

2.1.2 Các yếu tố tạo vỏ phong hĩa

Trang 23

sản liên quan Các yếu tố tạo vỏ phong hĩa chủ yếu bao gồm: đá gốc, địa hình, thảm thực vật, nước ngầm và thời gian Các yếu tố đĩ cùng tác động và cĩ quan hệ tương tác lẫn nhau một cách phức tạp Thơng thường, yếu tố khí hậu cĩ tác động trên quy mơ lớn, xác định xu thế địa hĩa của các quá trình phong hĩa; yếu tố đá gốc cĩ vai

trị độc lập, là đối tượng của quá trình phong hĩa; địa hình tạo hồn cảnh khơng

gian và thảm thực vật đĩng vai trị bảo vệ vỏ phong hĩa trước các quá trình xĩi mịn, rửa trơi sản phẩm phong hĩa (Đậu Hiển, 1992)

Ở điều kiện lãnh thơ Việt Nam, đá gốc, địa hình và khí hậu là ba yếu tố cĩ vai

trị quan trọng nhất trong quá trình tạo vỏ phong hĩa (Nguyễn Thành Vạn, 2009) Bang 2.1 Cac sản phẩm phong hĩa từ các đá gốc khác nhau Cac ion bi Da goc | Khống vật nguyên sinh | Khống vật tàn dư rửa trơi Felspat Các khống vật sét Na”, KỶ Mica Cac khoang vat sét K Granit Thach anh Thach anh - Các khống vật của Fe-Mg | Các khống vật sét + hematit + gơtit | Mg?” Felspat Các khống vật sét Na”, Ca Basalt | Các khống vật của Fe-Mg | Các khống vật sét + hematit + gotit | Mg”* Magnetit Hematit + gotit —— Đá vơi | Caleit Khơng cĩ Ca?”, CO¿”

2.1.3 Cơ sở phân loại kiểu vỏ phong hĩa

Kiểu vỏ phong hĩa là một tơ hợp tự nhiên các sản phẩm phong hĩa giống nhau

về thành phan vat chat va tương tự nhau về hồn cảnh địa chất thành tạo Hiện nay cĩ

nhiều cách phân loại vỏ phong hĩa, phơ biến nhất là 3 nhĩm: nguồn gốc hình thái, đặc điểm địa hĩa - khống vật, thạch học và thời gian thành tạo

Theo nhĩm đặc điểm địa hĩa - khống vật - thạch học kết hợp với nguồn gốc,

vỏ phong hĩa được phân loại bằng phương pháp biểu đồ 3 hợp phần SiO; - AlzO; - FezO (là những hợp phần tạo đá chính của các sản phâm phong hĩa) Biểu đồ này

Trang 24

-16-do Lueashev K.I và Guzovski L.A (7969) sáng lập và đã được Nguyễn Thành Vạn

và cộng sự điều chỉnh (7984, 2009) cho phù hợp với thực tế ở Việt Nam (Hình 2.1)

Theo biểu đồ này, vỏ phong hĩa ở Việt Nam được phân chia theo các kiêu địa hoa sau: kiểu ferrit Œe), kiểu allit (AI), kiểu alferrit (AIFe), kiểu ferralit (FeAl), kiểu

ferrosialit (FeSiAI), kiểu sialferrit (SiaAIFe), kiểu siallit (SiAI) và kiéu silicit (Si)

Các sản phâm phong hĩa vụn thơ do phong hĩa vật lý được mơ tả là các thành tạo

saprolit (Nguyễn Thành Ưạn, 2009; Trần Văn Trị và Vũ Khúc, 2009)

SiO2

AI2O3 Fe203

Hinh 2.1 Biéu dé dia hoa ba hop phan cdc kiêu vỏ phong hĩa trên các

nhom da khac nhau 6 Viét Nam

Kiểu vỏ sialit thường gặp ở đỉnh cao dạng vịm khá bằng, kiểu vỏ sialferit va đơi nơi là vỏ ferosialit thường gặp ở địa hình thoải, thấp hơn và được bổ sung sắt bởi các dung địch phong hĩa thấm từ trên xuống (Ngơ Quang Tồn và cộng sự,

2000) Kiêu vỏ sialferit đặc trưng bởi hàm lượng cao của Fe” Sắt thường tổn tai trong các khống vật gơtit và hidrogơtit Vỏ này cĩ phản ứng kiềm yếu đến axit yếu Thành phần khống vật chính của vỏ: kaolinit, hidromica va gotit

Đối với vỏ phong hĩa phát triển trên các đá trầm tích lục nguyên, tùy theo hồn cảnh địa lý mà cĩ thể gặp các kiểu vỏ phong hĩa khác nhau Phần lớn trên các đá lục nguyên ở Việt Nam, trong đĩ cĩ các thành tạo của hệ tầng A Vương, Long Đại đều

cho vỏ phong hĩa ferosialit (trừ một số diện tích gần đỉnh cho vỏ sialferrt, đá lục

nguyên ở địa hình gị đổi trước núi và trũng thấp với độ dốc sườn nhỏ thường tạo vỏ

Trang 25

feralit với dạng đá ong và kết vĩn laterit sắt, mangan) (Wgơ Quang Tồn và cộng sự, 2000; Dang Mai va cộng sự, 20084)

2.1.4 Tính phân đới của vỏ phong hĩa

Kết quả của sự phân dị cĩ quy luật các sản phẩm phong hĩa theo chiều thắng đứng của mặt cắt phong hĩa tạo nên sự phân đới trong vỏ phong hĩa Các đới phong hĩa phân biệt với nhau bởi thành phần hĩa học, thành phần khống vật, màu

sắc, cấu tric va cdc tinh chat co ly khac (Fridland, 1973; Nguyễn Văn Phổ, 2013)

Đây cũng là cơ sở phân chia bản chất và mức độ phong hĩa của từng đới

Căn cứ vào mối quan hệ hàm lượng giữa các hợp phần tạo mới với thành phần tàn đư trong sản phẩm phong hĩa, chia ra:

- Đới phong hĩa rất mạnh: Hợp phần tạo mới chiếm > 90 %, khơng cịn cấu

tạo, kiến trúc đá gốc tao vo

- Đới phong hĩa mạnh: Hợp phần tạo mới chiếm > 50-90 %, tàn đư đá gốc tao

vỏ chiếm 10-50 %

- Đới phong hĩa trung bình: Hợp phần tạo mới chiếm > 10-50 %, tàn dư đá gốc tạo vỏ chiếm 50-90 9%,

- Đới phong hĩa yếu: Hợp phần tạo mới chiếm < 10 %, tàn dư đá gốc tạo vỏ chiếm > 90 %, sản phẩm phong hĩa cĩ cấu tạo khung tàn dư, rắn chắc

Theo nghiên cứu của đa số các nhà địa chất Việt Nam, mặt cắt đầy đủ của vỏ

phong hĩa nhiệt đới ẩm phát triển trên các đá magma axit cĩ cấu trúc phân đới thứ

tự từ trên xuống dưới như sau (Đặng Mai, 1996; Đậu Hiển và Kiểu Quý Nam, 1999; Đặng Mai và cộng sự, 2008a;, Nguyễn Thanh Van, 2009):

Kiéu vo siallit: Ddi thé nhuéng, déi sét sáng màu siallit, đới saprolit, đới đá gốc Kiểu vỏ này đặc trưng bởi hàm lượng cao S¡ và AI với SiO; chiếm 40-70 1%,

ALO; chiém 12-22 %, FezO; chiếm 1-3 % Trong các kiểu vỏ chứa nhiều kaolin thì

AlzO; cĩ thể đạt 40 % Vỏ cĩ phản ứng axit yếu trong tồn mặt cắt, càng lên phía trên độ axit càng tăng Thành phần khống vật của vỏ chủ yếu là kaolinit,

hidromica, clorit va montmorilonit

Kiểu vỏ siaferrit: Đới thơ nhưỡng, đới sét loang lỗ, đới sét sáng màu, đới saprolit, đới đá gốc

Trang 26

-18-Ranh giới giữa các đới của của vỏ phong hĩa trên các đá trầm tích lục nguyên thường khơng rõ ràng, thơng thường gồm (theo thứ tự từ trên xuống): đới thổ nhưỡng, đới sét cấu trúc litoma, đới saprolit và đá gốc (Đặng Mai và cộng sự,

2008a) Theo nghiên cứu của Phạm Văn An và cộng sự (2007), đặc điểm phân đới

của vỏ phong hĩa trên đá biến chất hệ tầng Long Đại ở khu vực Đơng Hà gồm đới litoma giàu vĩn kết laterit cĩ độ day 1.2 m; đới litoma đày 3 m; đới saprolit dày l m và đới đá gốc Vỏ phong hĩa trên đá biến chất hệ tầng A Vương gồm: đới 2 dày 2-4

m với hàm lượng thạch anh đạt tới 70 %, xuống sâu khoảng 1-2 m thạch anh giảm,

kaolinit tăng cực đại, khống vật phụ cĩ hematit, gotit; doi saprolit day 1-2 m và đá

gốc (Pham Van An và cộng sự, 1995)

2.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỎ PHONG HĨA VÀ CÁC VÁN ĐÈ LIÊN

QUAN O VIET NAM VÀ KHU VỰC 2.2.1 Nghiên cứu vỏ phong hĩa ở Việt Nam

Trên lãnh thơ Việt Nam, vỏ phong hĩa phát triển đa dạng và chứa nhiều loại hình khống sản liên quan cĩ giá trị Các thành tạo vỏ phong hĩa này đã và đang được các nhà địa chất trong và ngồi nước quan tâm nghiên cứu ở các mức độ khác nhau Người đầu tiên nghiên cứu vỏ phong hĩa ở Việt Nam là các nhà địa chất và

thơ nhưỡng người Pháp, như Blondel F (7929) và Henry Y (1937) nghiên cứu về

đất đỏ và đất đen bazan Đơng Dương, tiếp sau đĩ là nghiên cứu về laterit hĩa ở Việt Nam của Saumn E (7958)

Cơng trình cĩ tính hệ thống và sâu sắc nhất về vỏ phong hĩa và thổ nhưỡng thời kì này là “Đất và vỏ phong hĩa miễn Bắc Việt Nam” của Fridland VM (1973) Tác giả đã mơ tả những đặc điểm cơ bản của vỏ phong hĩa và thổ nhưỡng

của khu vực nhiệt đới âm miền Bắc Việt Nam, và đưa ra cách phân loại vỏ phong hĩa theo đá sốc, địa hình và nước dưới đất, đặt nền mĩng cho các nghiên cứu vỏ

phong hĩa sau này

Trang 27

thành tạo và phân bố bauxit laterit ở Tây Nguyên Năm 1995, cơng trình Vỏ phong

hĩa nhiệt đới ẩm Liệt Nam và các khống sản liên quan của Phạm Văn An đã mơ tả

các mặt cắt phong hĩa trên các đá khác nhau, đề cập đến loại hình khống sản cĩ liên quan tới vỏ phong hĩa Năm 2000, trong thuyết minh bản đồ Vỏ phong hĩa và trầm tích Đệ Tứ Việt Nam, tác giả Ngơ Quang Tồn (chủ biên) đã đưa ra cách phân loại địa hĩa vỏ phong hĩa

Nghiên cứu vỏ phong hĩa ngồi xây đựng cơ sở lý luận về cơ chế của các quá trình phong hĩa, kiểu vỏ phong hĩa, địa hĩa vỏ phong hĩa cịn tập trung vào giải quyết các vấn để của thực tiễn như tìm kiếm khống sản liên quan (Ä⁄2i Trọng Nhuận, 1985; Nguyễn Khắc Giảng, 1999; Nguyễn Tiến Dũng và cộng sự, 2010; Lê Đố Trí, 2016), các tai biến địa chất liên quan vỏ phong hĩa như lũ quét, trượt lở đất dọc các tuyến giao thơng miễn núi và ơn định sườn dốc

2.2.2 Tình hình nghiên cứu khống sản liên quan vỏ phong hĩa

Trên thế giới cũng như ở Việt Nam, cơng tác tìm kiếm, đánh giá khống sản liên quan vỏ phong hĩa, phần lớn các nghiên cứu tập trung xây dựng các tiền để tìm

kiếm, cơ chế thành tạo và quy luật phân bố khống sản (Phạm Văn An và cộng sự,

1995; Ngơ Quang Tồn và cộng sự, 2000), nhiều nhất là bauxit laterit (Mai Trọng

Nhuận, 1983; Schellmann, 1994), sắt laterit, kaolin (Glenn and Nash, 2012; Bùi Tỉ hé

Vinh, 2013; Lé Dé Tri, 2016), puzolan (D6 Dinh Todt, 2009)

Theo kết quả nghiên cứu vỏ phong hĩa đá bazan vùng nhiệt đới âm và sự

hình thành bauxit laterit của Mai Trọng Nhuận (7983), ở Việt Nam gặp 2 loại bauxIt

laterit chính kiên quan với vỏ phong hĩa là bauxit laterit tàn du va bauxit laterit deluvi Trong đĩ, bauxit laterit cĩ hàm lượng nhơm khá cao (37.4-56.3 %), giàu sắt và titan, silie vừa phải (1.0-12.8 %) và nghèo kiềm Loại hình khống sản này phát triển phố biến nhất trên đá bazan tuổi Nz-Q; và Q”Ÿ, gặp trong vỏ phong hĩa laterit

thực thụ ở Điện Biên, Dốc Miếu, Đăk Nơng Nghiên cứu cũng dẫn ra một số chỉ tiêu địa hĩa - khống vật, thạch học, thủy địa hĩa và địa mạo để tìm kiếm và đánh

giá triển vọng bauxit trong điều kiện phong hĩa nhiệt đới âm

Kaolin là thành tạo sét sáng màu, được hình thành trong quá trình phân hủy các khống vật felspat và các alumosilicat giàu nhơm Kaolin cĩ chất lượng ở nước

Trang 28

-20-ta thường là các sản phâm phong hĩa từ các thân pegmatit (ví dụ: mỏ Đồi Đao, Phú

Thọ; mỏ Đại Lộc, Quảng Nam), các đai mạch aplit (ví dụ: mỏ kaolin Bốt Đỏ, Thừa

Thiên Huế) Ở miền Đơng Nam Bộ, các mỏ sét kaolin thường gặp trong vỏ phong hĩa tàn dư thuộc đới litoma (đới sét mịn) của vỏ phong hĩa phát triển trên các đá

trầm tích sét kết, sét bột kết Jura hạ - trung và các đá granitoid tuổi Kreta (Bui T hế

Vinh, 2013) Từ đĩ tác giả đã xây dựng tiền dé tìm kiếm sét kaolin trong khu vực gồm địa mạo và vỏ phong hĩa: Các mỏ khống tàn dư này thường gặp phổ biến trên

bể mặt đồng bằng tích tụ xâm thực cao 50-80 m và thường lộ dọc theo các sườn xâm thực dốc cắt vào bề mặt san bằng: hoặc tập trung trong đới sét litoma của vỏ

phong hĩa tàn dư phát triển từ các trầm tích sét kết và đá xâm nhập granodiorit Điền hình cho kiểu mỏ này trong khu vực là mỏ sét kaolinit Minh Hưng

Kaolin trong vo phong hĩa các đá granit - granodiorit phức hệ Điện Biên cĩ

các mỏ Sa Pa, Huồi Phạ với hàm lượng Al;O; thu hồi qua rây 0.21 mm đạt 25-28

%, FezO;: 1.28-1.60 %, SiO;: 51-68%, nhiệt độ chịu lửa 1580-1730 °C, được xếp vào loại kaolin chịu lửa (0heo Ngơ Quang Tồn và cộng sự, 2000)

Sét nguồn gốc phong hĩa tập trung chủ yếu ở địa hình gị đơi, rải rác trong thung lũng vùng núi được thành tạo do quá trình phong hĩa các đá lục nguyên là

sét kết, bột sét, đá phiến sét, phiến sericit của nhiễu phân vị địa tầng như Sơng

Chay, A Vuong, Long Dai, Tan Lam, Đồng Trâu Trong vỏ phong hĩa, sét được

thành tạo trong ba kiểu vỏ là ferosialit, sialferit và feralit

Sắt laterit thường được thành tạo trong điều kiện phong hĩa dư thừa lượng ấm và điều kiện tiêu thốt nước kém, phổ biến nhất là quặng sắt quiras (giáp sắt), thường gặp ở các vùng gị đồi thấp thoải, phát triển trên nhiều loại đá gốc khác nhau như đá phiến kết tinh, bazan, gneis và các loại đá phiến biến chất (Nguyên Văn Phổ, 2013) Phần lớn quặng tồn tại dưới dạng lớp phủ bị phá hủy thành các tảng, mảnh vụn kết vĩn, cấu tạp dạng khối, hang hốc khung xương tổ ong Ví dụ điển hình cho hình loại này là quặng sắt limonit ở Quý Xa (Lào Cai), quặng sắt laterit ở Gia Lai,

Đắc Lắc, Đắc Nơng )

Puzơlan là các thành tạo giàu silic và nhơm hoạt tính cĩ độ hút vơi cao, thích

Trang 29

phiến silimanit hệ tầng Kim Sơn (Kon Tum), đá phiến mica-silimanit-biotit hệ tầng Sơng Hồng (Việt Trì), đá phun trào mafic trẻ hệ tầng Tam Danh (Xuân Lộc) Kết quả điều tra, đánh giá triển vọng puzơlan ở Kon Tum của PGS.TS Đỗ Đình Tốt (2008-2009) cho thấy puzơlan của khu vực chủ yếu là sản phẩm phong hĩa từ đá bazan; hoạt tính của puzơlan từ trung bình đến mạnh, đáp ứng được yêu cầu sử dụng cho phụ gia xi-măng và bê-tơng đầm lăn, một số nơi cĩ thể sử dụng cho sản

xuất vật liệu khơng nung vì cĩ độ hút vơi trung bình đến mạnh

Ngồi ra, liên quan với vỏ phong hĩa cịn cĩ nhiều loại hình khống sản cĩ

giá trị khác như vàng biểu sinh (Chợ Bến, Hịa Bình; Ba Vì, Hà Nộp), nikel-coban biểu sinh (Bản Phúc, Sơn La; Núi Nưa, Thanh Hĩa ), bentonit (đới khơ Thuận

Hải), đá ong (Thạch Thất, Hà Nội)

2.2.3 Tình hình nghiên cứu tai biến địa chất liên quan vỏ phong hĩa

Việt Nam thuộc khu vực khí hậu nhiệt đới giĩ mùa, nên quá trình phong hĩa các đá diễn ra rất mạnh mẽ Chế độ nhiệt nĩng âm, mưa nhiều và tập trung vào

những tháng nhất định trong năm, nên các đạng tai biến liên quan vỏ phong hĩa xây

ra rat phé biến, đặc biệt nghiêm trọng ở vùng núi cao cĩ địa hình phân cắt mạnh, như lũ quét, lũ bùn đá, lũ ống, trượt lở Vì vậy, đây là vấn để được nhiều nhà khoa

học quan tâm nghiên cứu nhằm xác định hiện trạng, nguyên nhân, phân vùng các dạng nguy cơ, từ đĩ xây dựng kế hoạch và biện pháp giảm thiểu thiệt hại, đáng chú Ý cĩ các cơng trình của Trần Trọng Huệ và cộng sự (2007), Trần Tân Văn (2004),

Nguyễn Việt Kỳ và Nguyễn Văn Tuấn (2005), Dang Mai va cộng sự (20087), Nguyễn Bá Duân và cộng sự (20/7), Nguyễn Đức Lý (20/2), Nguyễn Thị Thanh

Nhàn (2072), Nguyễn Đăng Túc và cộng sự (20735)

Trên cơ sở phân tích các yếu tố địa chất, địa mạo, kết quả đo địa vật lý và tính

chất cơ lý của đất phong hĩa, Nguyễn Việt Kỳ và cộng sự (2007) đã xây dựng mối

liên hệ giữa mức độ phong hĩa với các yếu tố địa chất, địa mạo và hiện tượng trượt lở ở khu vực Buơn Tung (Đắc Nơng) Khu vực này tổn tại các yếu tố khí hậu, địa

chất, địa mạo rất thuận lợi cho quá tình phát triển của vỏ phong hĩa Trong cả hai kiểu vỏ phong hĩa (alferit - phân bố ở phần cao của sườn và sialferit - phân bố ở phần thấp của sườn) đều xuất hiện một mặt trượt tiềm ấn nằm kẹp giữa tầng sét lẫn

sạn, cĩ tính thấm lớn, khi cường độ mưa lớn và kéo dài nhiều ngày thì hiện tưởng

trượt lở rất đễ xây ra

Trang 30

-_0).-Nguyễn Ba Duan va cộng sự (20177) đã nghiên cứu xác định trượt lở khu vực