Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Địa chất: Địa tầng và lịch sử phát triển các thành tạo Kainozoi đới đứt gãy Sông Ba và phụ cận

Đề tài Luận án Tiến sĩ Địa chất chuyên ngành Cổ sinh và Địa tầng của học viên Phan Đông Pha Địa tầng và lịch sử phát triển các thành tạo Kainozoi đới đứt gãy Sông Ba và phụ cận nhằm mục tiêu làm sáng tỏ đặc điểm địa tầng và xác lập lịch sử phát triển các thành tạo KZ ĐĐG Sông Ba và phụ cận phục vụ cho công tác điều tra, đánh giá, tìm kiếm khoáng sản và quy hoạch khai thác hợp lý lãnh thổ. Sau đây là bản tóm tắt luận án.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT

Phan Đông Pha

ĐỊA TẦNG VÀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CÁC THÀNH TẠO KAINOZOI ĐỚI ĐỨT GÃY SÔNG BA VÀ PHỤ CẬN

Chuyên ngành: Cổ sinh và Địa tầng

Mã số: 62.44.55.10

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT

Hà Nội – 2011

Công trình được hoàn thành tại: Bộ môn Địa chất,

Khoa Địa chất, Trường Đại học Mỏ- Địa chất

Người hướng dẫn khoa học:

1 GS.TSKH Đặng Văn Bát

Khoa Địa chất, Trường Đại học Mỏ- Địa chất

2 TS Nguyễn Xuân Huyên

Viện Địa chất, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Phản biện 1: PGS.TS Phạm Huy Tiến

Viện Địa chất, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam Phản biện 2: PGS.TS Đặng Văn Bào

Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội Phản biện 3: TS Đinh Văn Thuận

Viện Địa chất, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Trường họp tại: Trường Đại học Mỏ- Địa chất vào hồi: … giờ… ngày… tháng… năm 20…

Có thể tìm luận án tại: Thư viện Quốc gia, Hà Nội

hoặc Thư viện Trường Đại học Mỏ- Địa chất

MỞ ĐẦU 1- Tính cấp thiết của luận án

Đới đứt gãy (ĐĐG) Sông Ba có vị trí đặc biệt trong cấu trúc địa chất khu vực Nam Trung bộ Đây là một ĐĐG lớn dạng địa hào nội lục có cấu trúc phức tạp, đồng thời ẩn chứa nhiều thông tin giá trị về lịch sử phát triển địa chất khu vực Tuy nhiên, cho đến nay việc nghiên cứu mới chỉ dừng lại ở mức độ đo vẽ bản đồ địa chất ở các tỷ

lệ khác nhau và tiến hành một số công trình nghiên cứu khái quát về cấu trúc tân kiến tạo, cổ sinh- địa tầng Kainozoi (KZ), tiềm năng khoáng sản, khi nghiên cứu lãnh thổ Nam Việt Nam hoặc Nam Trung bộ Bên cạnh những giá trị khoa học và thực tiễn đã đạt được, các công trình nói trên còn một số nội dung tồn tại chưa được giải quyết triệt để, trong đó nổi lên rõ nhất là sự phân chia khác biệt giữa các tác giả khác nhau

về địa tầng KZ như: Số lượng các phân vị địa tầng, khối lượng và tuổi thành tạo địa chất của một số phân vị cụ thể, chưa có những nghiên cứu chi tiết về thành phần vật chất,… Chính các tồn tại này đang gây ra những khó khăn nhất định trong việc xác lập một thang địa tầng KZ thống nhất trên toàn ĐĐG Sông Ba, việc làm sáng tỏ lịch

sử hình thành phát triển các thành tạo KZ ĐĐG này và một số vấn đề thực tế liên quan, đặc biệt là tiềm năng khoáng sản

Xuất phát từ những vấn đề nêu trên, NCS lựa chọn đề tài “Địa tầng và lịch sử

phát triển các thành tạo Kainozoi đới đứt gãy Sông Ba và phụ cận” làm luận án Tiến

sĩ địa chất

2- Mục tiêu của luận án: Mục tiêu của luận án là làm sáng tỏ đặc điểm địa

tầng và xác lập lịch sử phát triển các thành tạo KZ ĐĐG Sông Ba và phụ cận phục vụ cho công tác điều tra, đánh giá, tìm kiếm khoáng sản và quy hoạch khai thác hợp lý lãnh thổ

3- Nội dung nghiên cứu của luận án: Nội dung nghiên cứu luận án giải

quyết 3 vấn đề chính: (1) Phân chia, liên kết địa tầng và xác lập thang địa tầng KZ thống nhất trên toàn ĐĐG Sông Ba; (2) Nghiên cứu làm sáng tỏ lịch sử phát triển các thành tạo KZ ĐĐG Sông Ba; (3) Nghiên cứu, xác lập mối liên quan của khoáng sản với các thành tạo KZ ĐĐG Sông Ba

4- Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án: Đối tượng nghiên cứu

của đề tài là các thành tạo trầm tích, trầm tích- phun trào KZ khu vực ĐĐG Sông Ba Phạm vi nghiên cứu là ĐĐG Sông Ba phân bố trên địa bàn các tỉnh Kon Tum, Gia Lai và Phú Yên

5- Các điểm mới của luận án

5.1- Phân chia chi tiết và xây dựng một thang địa tầng thống nhất các thành tạo KZ ĐĐG Sông Ba; trong đó, đã xác lập được một phân vị địa tầng mới là hệ tầng Buôn Tu (N2 bt) có tuổi Pliocen

5.2- Đã phân chia lịch sử phát triển các thành tạo KZ ĐĐG Sông Ba làm các giai đoạn: Paleocen- Eocen, Oligocen- Miocen và Pliocen- Đệ tứ

5.3- Đã xác lập mối liên quan của khoáng sản với vị trí địa tầng, tướng trầm

tích, đặc điểm địa hình- địa mạo của các thành tạo KZ ĐĐG Sông Ba

6- Các luận điểm bảo vệ

6.1- Luận điểm 1: Các thành tạo KZ ĐĐG Sông Ba gồm 23 phân vị địa tầng

có tuổi từ Miocen giữa đến hiện đại Trong đó, hệ tầng Buôn Tu có tuổi Pliocen (N2

bt) phân bố ở các trũng Ayun Pa và Krông Pa với sự có mặt của vật liệu núi lửa, tảo

Diatomeae là hệ tầng mới được xác lập

6.2- Luận điểm 2: Lịch sử phát triển các thành tạo địa chất của ĐĐG Sông Ba

trong KZ gồm 3 giai đoạn: (1) Paleocen- Eocen: Hoạt động bóc mòn mạnh mẽ và magma xâm nhập tích cực; (2) Oligocen- Miocen: Chuyển tiếp từ bóc mòn xâm thực sang tích tụ trầm tích lục địa chứa than ở các trũng Ayun Pa và Krông Pa; (3) Pliocen-

Đệ tứ: Hình thành các bồn tích tụ trầm tích lục địa- phun trào ở Pleiku và Kon Tum và

mở rộng các trũng Ayun Pa, Krông Pa trong điều kiện hoạt động phun trào bazan mạnh mẽ Trũng Tuy Hòa hình thành vào Pleistocen sớm và được lấp đầy bởi các thành tạo trầm tích nguồn gốc lục địa- biển

7- Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án

Ý nghĩa khoa học: (1) Kết quả của luận án làm sáng tỏ đặc điểm thành phần

vật chất, đặc điểm địa tầng và lịch sử phát triển các thành tạo KZ ĐĐG Sông Ba; góp phần luận giải lịch sử hình thành và phát triển ĐĐG Sông Ba nói riêng và khu vực Nam Trung bộ nói chung; (2) Hướng nghiên cứu và phương pháp tiếp cận của luận án còn là cơ sở cho việc triển khai nghiên cứu các bồn trũng KZ hình thành dọc các đới đứt gãy khác ở nước ta

Ý nghĩa thực tiễn: (1) Kết quả nghiên cứu phục vụ trực tiếp cho công tác điều

tra, đánh giá và tìm kiếm khoáng sản liên quan đến các thành tạo KZ; (2) Kết quả nghiên cứu là nguồn tài liệu đáng tin cậy cho công tác nghiên cứu địa chất, địa chất thuỷ văn- địa chất công trình, địa chất môi trường Kết quả của luận án còn là cơ sở khoa học cho công tác quy hoạch và khai thác hợp lý lãnh thổ theo hướng phát triển bền vững

8- Cơ sở tài liệu của luận án: Luận án được xây dựng trên cơ sở các kết quả

do NCS trực tiếp khảo sát, đo vẽ ngoài thực địa; phân tích, xử lý ở trong phòng từ năm 1988 đến nay; bao gồm: (1) Các tài liệu đo vẽ khảo sát của NCS trực tiếp thực hiện; (2) Các kết quả nghiên cứu do NCS chủ trì thực hiện hoặc tham gia đã công bố (9 bài báo, 3 bài Hội nghị khoa học, 7 đề tài các cấp và luận văn thạc sỹ địa chất của chính NCS); (3) Các kết quả phân tích và thiết đồ lỗ khoan lưu trữ thu thập được; (4) Tham khảo các báo cáo lưu trữ khác liên quan

9- Cấu trúc của luận án: Ngoài phần Mở đầu và Kết luận, luận án gồm 5

chương, được trình bày trong 137 trang đánh máy, gồm 22 hình, 7 bảng, 44 ảnh minh họa

10- Lời cảm ơn: Luận án được thực hiện và hoàn thành tại Bộ môn Địa chất,

Khoa Địa chất, Trường Đại học Mỏ- Địa chất, dưới sự hướng dẫn tận tình, có hiệu quả của GS.TSKH Đặng Văn Bát và TS Nguyễn Xuân Huyên Trong thời gian thực hiện luận án, NCS đã nhận được sự quan tâm, tạo điều kiện, góp ý và giúp đỡ nhiệt

tình của Ban Lãnh đạo và các nhà địa chất thuộc nhiều đơn vị khác nhau Nhân dịp này, NCS xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành về sự giúp đỡ quý báu của các cá nhân và tập thể nêu trên

NỘI DUNG LUẬN ÁN Chương 1- TỔNG QUAN VỀ ĐỚI ĐỨT GÃY SÔNG BA

1.1- Điều kiện tự nhiên

1.1.1- Đặc điểm địa lý tự nhiên

1.1.1.1- Vị trí địa lý: Đới đứt gãy Sông Ba nằm trong phạm vi các tỉnh Kon

Tum, Gia Lai và Phú Yên, với diện tích khoảng 10.500km2 Đới đứt gãy kéo dài 280km theo phương Tây Bắc- Đông Nam (TB-ĐN), từ Đắk Tô xuống Tuy Hoà

1.1.1.2- Đặc điểm địa hình: Gồm 4 dạng địa hình: Núi, cao nguyên, đồng

bằng ven biển và thung lũng Địa hình biến đổi phức tạp, bị chia cắt mạnh và liên tục thay đổi, có xu hướng thấp dần về phía nam và nghiêng dần về phía đông

1.1.1.3- Đặc điểm thuỷ văn: Mạng thuỷ văn của vùng nghiên cứu thuộc lưu

vực sông Ba ở phía nam và sông Sê San ở phía bắc ĐĐG

1.1.1.4- Đặc điểm khí hậu: Vùng nghiên cứu có khí hậu nhiệt đới gió mùa với

2 mùa mưa và mùa khô rõ rệt

1.1.1.5- Đặc điểm lớp phủ thực vật: Nhìn chung, diện tích rừng tự nhiên vẫn

chiếm tỷ lệ cao, nhưng chất lượng rừng thấp, nhiều nơi rừng bị khai thác kiệt quệ

1.1.2- Đặc điểm địa chất

1.1.2.1- Địa tầng: Địa tầng trước Kainozoi gồm đá phiến kết tinh Tiền

Cambri, các thành tạo lục nguyên biến chất, trầm tích lục nguyên và trầm tích phun

trào từ axit đến trung tính có tuổi từ Cambri đến Kreta Địa tầng Kainozoi bao gồm

các thành tạo trầm tích lục địa chứa than HT Sông Ba (N1 sb), trầm tích- phun trào

xen sinh hóa HT Kon Tum (N2 kt); phun trào bazan HT Túc Trưng (βN2-Q1 tt); các

thành tạo trầm tích Đệ tứ bở rời có nhiều nguồn gốc và thành phần khác nhau, phân

bố ở khu vực đồng bằng Tuy Hoà và dọc các thung lũng sông, suối lớn Ngoài ra, còn

có các thành tạo bazan thuộc HT Xuân Lộc (βQ1 xl)

1.1.2.2- Magma xâm nhập: Trên vùng nghiên cứu, các phức hệ (PH) xâm

nhập có thành phần từ siêu mafic đến axit- á kiềm, tuổi từ Proterozoi sớm đến Paleogen Các thành tạo magma KZ dưới dạng các đai mạch granit porphyr, granosyenit porphyr, granit granophyr và felsit porphyr của PH Phan Rang (γπΕ pr); hoặc điabas, gabrođiabas, gabrođiorit porphyrit của PH Cù Mông (νΕ cm)

1.1.2.3- Kiến tạo: ĐĐG Sông Ba gồm 2 đứt gãy chính chạy song song nhưng

so le nhau Đứt gãy chính thứ nhất nằm ở phía tây nam, chạy từ Sa Thầy đến Sông Hinh theo phương TB-ĐN, dài 260km Đứt gãy chính thứ hai nằm ở phía đông bắc chạy từ Ngọc Hồi đến Ayun Pa theo phương TB-ĐN, dài 160km, rồi chuyển sang phương AVT chạy ra đến bờ biển ở Tuy Hoà, dài 120km Đứt gãy ở phía đông bắc nghiêng về phía tây nam với góc cắm khoảng 60-70o; đứt gãy ở phía tây nam nghiêng

về phía đông bắc với góc cắm khoảng 70-80o ĐĐG Sông Ba có cấu trúc dạng địa

hào, được lấp đầy các trầm tích Neogen- Đệ tứ ĐĐG Sông Ba hoạt động trong 2 pha kiến tạo trong Neogen- Đệ tứ: Pha sớm (Miocen) diễn ra trong bối cảnh động lực nén

ép ngang phương AVT, hoạt động trượt bằng trái- thuận là chủ yếu; pha muộn (Pliocen- Đệ tứ) diễn ra trong bối cảnh nén ép ngang phương AKT, hoạt động trượt bằng phải- thuận là chủ yếu, đoạn đầu cuối phía đông có phương AVT hoạt động trượt bằng phải- nghịch

1.1.3- Đặc điểm địa mạo

1.1.3.1- Đặc điểm hình thái địa hình: Trên địa hình, ĐĐG Sông Ba vừa là

dải trũng thung lũng giữa núi hình thành bởi tập hợp các dạng địa hình đồng bằng tích

tụ thềm, bãi bồi, nón phóng vật và đồi, núi sót, vừa là dải địa hình cao nguyên phun trào bazan trẻ Bên trong ĐĐG, địa hình tích tụ gồm chủ yếu là bãi bồi, thềm và các nón phóng vật của các thung lũng sông Ia Sir, Krông Pô Kô, Ayun và sông Ba Cao nguyên bazan có dạng đồi lượn sóng thoải được cấu tạo bởi phun trào bazan Pliocen-

Đệ tứ Hai bên rìa ĐĐG chủ yếu phân bố địa hình núi bóc mòn- xâm thực

1.1.3.2- Đặc điểm kiến trúc- hình thái các trũng Kainozoi: Dọc theo ĐĐG

Sông Ba hình thành chuỗi các hố sụt KZ; từ trên xuống bao gồm: Kon Tum, Pleiku, Ayun Pa, Krông Pa và Tuy Hòa Đặc điểm hình thái- cấu trúc các trũng KZ có sự khác biệt về kích thước, hình thái và cấu trúc Các thành tạo biến chất kết tinh, trầm tích lục nguyên, phun trào và xâm nhập có tuổi từ Tiền Cambri tới Mesozoi lộ liên tục ven rìa và đáy các trũng

1.2- Lịch sử nghiên cứu địa chất Kainozoi

Lịch sử nghiên cứu địa chất KZ ĐĐG Sông Ba gắn liền với lịch sử nghiên cứu địa chất khu vực Nam Trung bộ, có thể chia làm hai giai đoạn:

- Giai đoạn trước 1975: Các nhà địa chất Pháp mới chỉ khắc hoạ những nét cơ

bản về cấu trúc và phân chia sơ bộ một số thành tạo địa chất trước KZ Các nghiên cứu của Colani M (1919), Saurin E (1935) đề cập đến sự có mặt của các thành tạo Neogen ở Nam Trung bộ Fromaget J (1937), Saurin E (1956) mô tả và phân chia sơ

bộ các thành tạo Đệ tứ

- Giai đoạn sau 1975: Sau năm 1975, công tác nghiên cứu địa chất KZ gắn

liền với các công trình đo vẽ bản đồ địa chất ở các tỷ lệ khác nhau Tuy còn tồn tại khác nhau về khối lượng và tuổi địa chất, nhưng căn bản đã có sự định hình về địa tầng KZ vùng nghiên cứu

Fontaine H (1978) xác định sự có mặt của các thành tạo Paleogen-Neogen vùng Di Linh Nguyễn Địch Dỹ, Nguyễn Xuân Bao, Đỗ Công Dự (1980) từ các kết quả nghiên cứu các thành tạo Neogen Nam Trung bộ và tập hợp bào tử phấn hoa (BTPH) đã đề xuất thang địa tầng trong khu vực Trên cơ sở kết quả nghiên cứu các phức hệ cổ thực vật Trịnh Dánh đã xác lập các HT Sông Ba, HT Kon Tum Các tác giả Atlas địa tầng Việt Nam (1982) đã đưa ra sơ đồ liên kết địa tầng các thành tạo Paleogen- Neogen dựa trên phân tích tướng- trầm tích Nguyễn Địch Dỹ (1987) đã đưa ra sơ đồ phân chia và đối sánh các thành tạo KZ trên toàn lãnh thổ Việt Nam Về

vi cổ sinh có các công trình nghiên cứu về BTPH của Nguyễn Địch Dỹ…; về Diatomeae của Đào Thị Miên, Đặng Đức Nga,… về Foraminifera của Nguyễn Ngọc,… Ngoài ra, Nguyễn Đức Thái (1988) cũng đã xác lập điệp Cheo Reo có tuổi Miocen (N1 cr) và liên hệ địa tầng trầm tích Neogen khu vực bắc Tây Nguyên…

Hiện đang tồn tại nhiều quan điểm khác nhau về tuổi hình thành trầm tích KZ ĐĐG Sông Ba HT Sông Ba được Trịnh Dánh, Trần Tính, Vũ Khúc, Tống Duy Thanh… xếp vào tuổi Miocen muộn (N1) dựa theo hóa đá thực vật và BTPH Năm

1982, các tác giả đề án Atlas địa tầng Việt Nam, phần thấp của HT Di Linh đã được xếp vào HT Phú Túc vào tuổi Miocen giữa (N1) Trong “Các phân vị địa tầng Việt Nam” do Tống Duy Thanh, Vũ Khúc (2006) chủ biên, HT Sông Ba được xếp vào tuổi Oligocen (E3) còn HT Kon Tum được xếp vào Miocen (N1) Trong “Địa chất và Tài nguyên Việt Nam” năm 2009, Trần Văn Trị và Vũ Khúc đã xác nhận lại tuổi Miocen muộn của HT Sông Ba (N13 sb) và Pliocen của HT Kon Tum (N2 kt)

Trong đo vẽ bản đồ địa chất, các phân vị địa tầng Đệ tứ đã được các tác giả phân chia khá chi tiết và xác lập mối quan hệ giữa chúng với các bậc thềm sông trong khu vực Tuy nhiên, vẫn còn nhiều tồn tại trong việc phân chia giữa các nhóm tờ khác nhau về khối lượng, tuổi thành tạo Các thành tạo Đệ tứ khu vực Tuy Hoà còn được nghiên cứu qua các công trình của Nguyễn Địch Dỹ (1995), Trịnh Nguyên Tính và Vũ Văn Vĩnh (1998), Ngô Quang Toàn (2000), Các phân vị địa tầng Đệ tứ đã được phân chia trên cơ sở gắn liền với các chu kỳ trầm tích trong Đệ tứ

Tóm lại, các nghiên cứu trước đây mặc dù đã đạt được nhiều thành công, nhưng còn một số vấn đề tồn tại: Các phân vị địa tầng KZ chưa có sự thống nhất về khối lượng, về tuổi; giữa các tác giả và giữa các nhóm tờ; nghiên cứu về thành phần vật chất, tướng trầm tích, chu kỳ tích tụ trầm tích, còn thiếu chi tiết

Chương 2- PHƯƠNG PHÁP LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1- Phương pháp luận

2.1.1- Khái niệm chung về địa tầng học: “Địa tầng học là khoa học về các

lớp đá, không chỉ quan tâm đến trình tự ban đầu và quan hệ về tuổi của các thể đá mà còn quan tâm đến sự phân bố, thành phần thạch học, tập hợp hoá thạch và các tính chất địa vật lý, địa hoá- tức là tất cả các đặc tính và thuộc tính có thể theo dõi được của các thể đá và ý nghĩa của chúng về mặt môi trường, kiểu nguồn gốc và lịch sử địa chất”

2.1.1.1- Cơ sở lý luận về thạch địa tầng: Trong luận án, NCS sử dụng hệ

thống phân loại thạch địa tầng để phân chia địa tầng các thành tạo KZ

a- Khái niệm: Phân vị thạch địa tầng là một tập hợp các lớp đá có cùng một

đặc điểm thạch học hoặc một tổ hợp các loại đá có thành phần thạch học tương tự nhau có thể dễ dàng phân biệt với các tập hợp đá khác trong mặt cắt địa chất ngoài thực địa Như vậy, phân vị thạch địa tầng có thể chỉ gồm một trong các loại đá trầm tích, nguồn núi lửa, biến chất hoặc tổ hợp của các loại đá đó cho dù chúng còn bở rời hay đã bị gắn kết Việc xác lập phân vị thạch địa tầng có thể áp dụng cho tất cả các

loại đá phân lớp có tuổi từ Tiền Cambri đến Đệ tứ

b- Hệ thống phân loại: Hệ thống cấp bậc từ lớn đến nhỏ của các phân vị thạch

địa tầng gồm: loạt, hệ tầng, tập, lớp (hệ lớp); trong đó, hệ tầng là phân vị cơ bản của

hệ thống phân loại thạch địa tầng Ở nước ta, đối với trầm tích Đệ tứ, các phân vị địa tầng được phân chia dựa trên tuổi và nguồn gốc Nhiều kiểu nguồn gốc được các tác giả xếp vào phân vị “Trầm tích” với nguồn gốc đi kèm có hàm ý coi như là một phân

vị thạch địa tầng, tương đương với phân vị “Hệ tầng”

c- Nguyên tắc phân chia: Trong luận án này NCS sử dụng nguyên tắc phân

chia các phân vị địa tầng trầm tích theo nguyên tắc nguồn gốc và tuổi: Các thành tạo trầm tích cùng nguồn gốc và tuổi được xếp vào cùng một phân vị Các thành tạo cùng tuổi nhưng khác nguồn gốc và ngược lại, cùng nguồn gốc nhưng khác tuổi thì được xếp vào các phân vị địa tầng riêng biệt Quy tắc xác lập và đặt tên một phân vị địa tầng mới được xác định rõ trong Chương 6 của Quy phạm địa tầng Việt Nam năm

1994

2.1.1.2- Cơ sở lý luận về thời địa tầng

a- Khái niệm: Phân vị thời địa tầng là các thể địa chất gồm các đá được thành

tạo trong một thời gian địa chất xác định của lịch sử thành tạo vỏ trái đất Bản chất của phân vị thời địa tầng là dựa trên tiêu chuẩn về thời gian thành tạo phân vị mà không căn cứ vào thành phần đá và bề dày của nó ở các địa phương khác nhau Giới hạn trên và dưới là các bề mặt ranh giới đẳng thời

b- Hệ thống phân loại: Theo Quy phạm địa tầng Việt Nam, hệ thống cấp bậc

các phân vị thời địa tầng quốc tế với các cặp tương ứng giữa địa tầng và địa thời như sau: Liên giới- Liên đại, Giới- Đại, Hệ- Kỷ, Thống- Thế, Bậc- Kỳ, Đới- Thời Đối với thời địa tầng khu vực có các cặp tương ứng là: Bậc- Kỳ và Hệ lớp- Thời

c- Nguyên tắc phân chia: Cơ sở để xác lập ranh giới giữa phân vị thời địa tầng

trong KZ: Đặc điểm cổ sinh; đặc điểm thạch học trầm tích; đặc điểm địa mạo- tân kiến tạo; đặc điểm cổ khí hậu,

NCS sử dụng thang địa tầng có các điểm cần lưu ý sau: Ranh giới giữa các hệ Neogen và Đệ tứ là 1,806 triệu năm; giữa các thống Pleistocen và Holocen là 11.700 năm Thống Pleistocen gồm 3 phụ thống: Dưới (Q1), giữa (Q1), trên (Q1) với các ranh giới tương ứng giữa chúng là 700.000 năm, 125.000 năm Thống Holocen gồm 3 phụ thống: Dưới (Q2), giữa (Q2), trên (Q2) Ranh giới giữa Q2 với Q2 là 6.000 năm, giữa Q2 với Q2 là 3.000 năm

2.1.2- Giai đoạn và phụ giai đoạn phát triển các thành tạo Kainozoi

Các thành tạo Kanozoi trong khu vực ĐĐG Sông Ba bao gồm các thành tạo trầm tích, trầm tích- phun trào và các thành tạo magma xâm nhập có tuổi Kainozoi Lịch sử phát triển các thành tạo Kainozoi được hiểu là lịch sử phát triển các hoạt động magma (xâm nhập và phun trào) và các hoạt động tích tụ trầm tích trong khu vực Lịch sử phát triển các thành tạo Kainozoi ĐĐG Sông Ba được phân chia thành các giai đoạn (GĐ) và phụ giai đoạn (PGĐ)

- GĐ phát triển được giới hạn bởi các khoảng thời gian khởi đầu và kết thúc các hoạt động magma và tích tụ trầm tích có tính chất khu vực rộng lớn GĐ được biểu hiện ở sự hình thành các thành tạo magma xâm nhập, phun trào bazan, các bề mặt bất chỉnh hợp địa tầng và các bề mặt san bằng có quy mô lớn Các GĐ thường diễn ra trên nền một chế độ địa động lực nhất định và về cơ bản ít thay đổi trong khoảng thời gian đó Một GĐ phát triển các thành tạo Kainozoi có thể gồm một hoặc nhiều PGĐ

- PGĐ phát triển được giới hạn bởi các khoảng thời gian khởi đầu và kết thúc các hoạt động magma và tích tụ trầm tích có tính chất địa phương Các hoạt động magma và tích tụ trầm tích trong các PGĐ thường diễn ra không đồng nhất trong không gian và chịu sự chi phối của các yếu tố địa động lực địa phương

Các GĐ và PGĐ bao gồm một hay nhiều thời kỳ phát triển Mỗi thời kỳ phát triển tương ứng với khoảng thời gian thành tạo một phân vị địa chất Kainozoi (phức

hệ magma, hệ tầng hoặc tập thạch địa tầng) Mỗi thời kỳ thành tạo có những đặc điểm riêng về điều kiện cổ địa lý, đặc điểm bồn tích tụ, cổ khí hậu, cổ môi trường,

2.2- Phương pháp nghiên cứu

Địa tầng KZ ĐĐG Sông Ba được phân chia các phân vị thạch địa tầng dựa trên nguyên tắc nguồn gốc và tuổi nên các phương pháp nghiên cứu thành phần vật chất và tướng trầm tích là các phương pháp chủ đạo NCS đã sử dụng các phương pháp nghiên cứu chính: (1) Phương pháp mô tả nghiên cứu thực địa; (2) Phương pháp nghiên cứu thành phần thạch học; (3) Phương pháp phân tích thành phần độ hạt; (4)

Phương pháp phân tích thành phần khoáng vật; (5) Phương pháp phân tích tướng trầm tích; (6) Phương pháp phân tích cổ sinh; (7) Phương pháp xác định tuổi tuyệt đối; (8) Phương pháp liên kết đối sánh địa tầng; (9) Phương pháp phân tích địa mạo

Chương 3- ĐỊA TẦNG KAINOZOI ĐỚI ĐỨT GÃY SÔNG BA

Các thành tạo KZ ĐĐG Sông Ba phân bố chủ yếu trong các trũng tích tụ phân

bố dọc theo ĐĐG, từ trên xuống gồm: Kon Tum, Pleiku, Ayun Pa, Krông Pa và trũng ven biển Tuy Hòa Địa tầng KZ ĐĐG Sông Ba bao gồm 23 phân vị địa tầng có tuổi từ Miocen giữa- muộn đến hiện đại; được mô tả theo trật tự của thang địa tầng như sau:

Hệ Neogen

Các trầm tích Neogen phân bố ở các trũng Krông Pa, Ayun Pa, Pleiku và Kon Tum; bao gồm các phân vị địa tầng sau:

Thống Miocen, Phụ thống Miocen giữa-trên

Hệ tầng Sông Ba (N1 2-3 sb) phân bố tại các trũng Krông Pa và Ayun Pa Mặt

cắt của HT được xác định qua các lỗ khoan LK1- Enreca ở Phú Cần, LKC70 ở Phú Thiện, LK314 ở Ayun Pa và các mặt cắt suối Ea Rsai, cầu Lệ Bắc, sông Cà Lúi, suối

Ea Thul Mặt cắt HT Sông Ba gồm 2 tập, từ dưới lên gồm:

- Tập 1: Xen kẽ dạng nhịp giữa cuội kết các cỡ hạt với sạn kết và cát kết có chứa các thấu kính sét bột kết màu xám trắng, xám xanh xen ít xám nâu ở ven rìa

chuyển sang cát kết chứa các ổ và thấu kính cát thô xen kẽ với sét- bột, sét kết màu xám xanh và các lớp than nâu ở trung tâm vùng trũng Dày từ vài chục m tới 150m Chứa phong phú các di tích thực vật và BTPH

- Tập 2: Cát sạn kết chứa các thấu kính cuội kết, cát kết, cát bột kết, sét kết xen kẽ các lớp than nâu phân bố dạng nhịp Đá có màu xám trắng chuyển lên xám xanh, xám vàng và loang lổ ở cuối một số nhịp Càng lên trên thành phần mịn trong nhịp càng dày, nhiều nơi chứa các lớp sét than và các thấu kính than nâu Dày từ 50-

250m Chứa phong phú di tích thực vật và BTPH

Trịnh Dánh đã xác định được 2 phức hệ thực vật, từ dưới lên: Quercus-

Laurus vetusta- Ficus beauveriei và Ficus beauveriei- Dipterocarpus- Cassia phaseolites tiêu biểu cho thực vật rừng cận nhiệt đới ẩm và cận nhiệt đới nóng ẩm, có

tuổi N1 Nguyễn Địch Dỹ (1987) đã xác định được một phức hệ BTPH tuổi N12-3

HT Sông Ba phủ không chỉnh hợp trên trên các thành tạo trước KZ và được

HT Buôn Tu tuổi Pliocen nằm không chỉnh hợp lên trên

Thống Pliocen

Bao gồm HT Buôn Tu và HT Kon Tum, trong đó HT Buôn Tu mới được NCS xác lập trong luận án này

Hệ tầng Buôn Tu (N2 bt) được NCS xác lập trên cơ sở tách khối lượng tập 3

chứa tuf, Diatomeae, trepen và bentonit của HT Sông Ba được NCS mô tả trước đây

HT Buôn Tu phân bố ở các trũng Krông Pa, Ayun Pa và diện nhỏ ở Củng Sơn Có thể gặp chúng tại các mặt cắt Buôn Tu, đèo Chư Sê, và trong các lỗ khoan LK1- Enreca, LK390, LK755, vùng Krông Pa hay các lỗ khoan LKC70, LK1, LK4, vùng Ayun

Pa Mặt cắt chung của HT Buôn Tu gồm 3 tập từ dưới lên:

- Tập 1: Cuội kết, sạn kết xen cát kết chứa cuội hạt nhỏ màu xám trắng chuyển lên trên là cát kết lẫn sạn sỏi nhỏ, bột sét kết luân phiên xen kẽ nhau dạng nhịp Trong trầm tích chứa nhiều vật liệu tuf núi lửa, sét chứa bentonit đến các thấu kính bentonit, lớp mỏng sét than, than nâu Dày 5-10m đến 200m (tại LK1- Enreca)

- Tập 2: Bột kết, sét kết, sét điatomit- trepen màu xám xanh, xanh đen hoặc nâu xen kẹp các vỉa than nâu; đôi chỗ xen kẹp các lớp cát sạn kết; chuyển lên trên là cát sạn kết màu xám tro, xám xanh xen kẹp các lớp cát kết, bột kết tuf, sét bột kết tuf Chứa Diatomeae, nhiều BTPH và Tảo nước ngọt Dày từ 30-60m

- Tập 3: Cuội kết, cát sạn kết, cát kết, bột kết màu nâu vàng, sét bột kaolin màu xám trắng, sét kết xám xanh, xám nâu, loang lổ cấu tạo dạng nhịp, chứa nhiều vết

in lá cây Đá chứa các kết hạch, kết vón vôi silic và dấu vết hoạt động của sinh vật Các vết in lá cây thuộc phức hệ sinh thái rừng cận nhiệt đới ôn hòa có khoảng tuổi Neogen cùng các dạng BTPH và ít Tảo thuộc môi trường lục địa Dày từ 10m đến 30m

Tuổi Pliocen của HT được xác định dựa vào tuổi của phức hệ thực vật

Quercus advena- Ficus beauveriei do Trịnh Dánh thu thập được ở khu vực bản Ai Nu

và Tảo Diatomeae gồm: Auracosira granulata, A islandica, A praegranulata, A cf

jouseana HT Buôn Tu nằm không chỉnh hợp trên tập 2 của HT Sông Ba và các thành

tạo cổ hơn trong khu vực HT Buôn Tu bị phun trào bazan HT Túc Trưng và Xuân Lộc phủ không chỉnh hợp lên trên

Hệ tầng Kon Tum (N2 kt) phân bố rộng rãi ở trũng Kon Tum và các diện nhỏ

ở trũng Pleiku Tại trũng Pleiku, trầm tích của HT bị phủ dưới lớp phủ bazan KZ dày

từ hàng chục đến hàng trăm mét Mặt cắt HT gồm:

- Tập 1: Cuội sạn kết, cát kết đa khoáng màu xám; chuyển lên trên là cát kết, sạn kết thạch anh Tại một số nơi có xen kẹp các lớp mỏng bazan đặc sít, bazan lỗ hổng và tuf của chúng Chiều dày tập từ 8-10m đến 60m Chứa di tích thực và động

vật thân mềm Phức hệ thực vật Quercus advena- Ficus beauveriei thuộc kiểu rừng cận nhiệt đới ôn hòa Phức hệ tảo silic Melosira- Cyclotella môi trường nước ngọt có

tuổi N2

- Tập 2: Sét kết màu xám đen, xám xanh, chuyển lên trên có màu vàng nghệ,

có chứa điatomit, phân lớp nằm ngang, nén ép cứng; đôi chỗ chứa lớp mỏng sét bentonit màu xám xanh Dày từ 5-10m đến 60-70m Chứa phong phú tảo Diatomeae

và hóa thạch lá cây Phức hệ thực vật Arbutus elegans kiểu rừng ôn hòa nửa khô hạn Phức hệ tảo silic Melosira- Stephanodiscus ưa kiềm sống trong môi trường ngọt- lợ

tuổi N2

- Tập 3: Sét, sét bột kết màu xám vàng loang lổ, xen lớp mỏng cát sạn kết, sét kaolin pha cát, nén ép khá cứng Chuyển lên trên là bột sét kết, cát sạn kết bị laterit hóa, gắn kết chắc Dày từ 5-7m đến 15-20m Chứa BTPH, tảo silic và ít tảo không rõ nguồn Các dạng thực vật thuộc kiểu rừng cận nhiệt đới nóng ẩm Phức hệ tảo silic

Melosira- Eunotia sống trong môi trường nước ngọt, tuổi N2

HT Kon Tum phủ lên trên đá cổ trước Kainozoi và bị bazan HT Túc Trưng và các thành tạo trầm tích Đệ tứ bở rời phủ lên trên

Thống Pliocen - Thống Pleistocen, phụ thống dưới

Hệ tầng Túc Trưng (βN2 -Q 1 tt): Có diện lộ và chiếm khối lượng lớn trong

các thành tạo KZ khu vực ĐĐG Sông Ba Gồm 2 kiểu mặt cắt:

*Kiểu mặt cắt phun trào được phát hiện tại lỗ khoan LK121 ở Trà Bá Mặt cắt

gồm 4 tập tương ứng với 4 pha hoạt động của núi lửa: (1) Tập 1: Dăm kết núi lửa màu xám, cấu tạo khối xen kẽ các lớp bazan đặc sít và bazan lỗ hổng Phần trên cùng đã bị phong hoá; dày 40,7m (2) Tập 2: Dăm kết núi lửa màu xám đến xám sẫm, cấu tạo khối xen kẽ với bazan đặc sít Phần trên bị phong hoá yếu; dày 61,2m (3) Tập 3: Bazan đặc sít màu xám tro, cấu tạo khối rắn chắc Phần trên dày bị phong hoá thành sét màu nâu đỏ; dày 119,1m (4) Tập 4: Bazan lỗ rỗng chuyển lên bazan đặc sít màu xám, cấu tạo khối rắn chắc Phần trên cùng bị phong hoá thành bột- sét; dày 29,3m

Bề dày chung của HT tại lỗ khoan LK121 là 250,3m Hệ tầng phủ trực tiếp lên

HT Kon Tum Ranh giới trên chuyển lên bazan HT Xuân Lộc

*Kiểu mặt cắt phun trào xen trầm tích phân bố trong các bồn tích tụ nhỏ được

ghi nhận tại lỗ khoan LK116 ở Biển Hồ Mặt cắt từ dưới lên gồm: (1) Tập 1: Bazan lỗ

hổng màu xám đen xen kẹp bazan đặc sít, rắn chắc; phần trên bị phong hoá thành sét bột nâu đỏ; dày 58,5m (2) Tập 2: Bazan đặc sít màu xám đen, dạng khối rắn chắc; dày 13,3m (3) Tập 3: Sét kết màu xám tro phân lớp mỏng, gắn kết yếu; phần trên là cát kết thạch anh hạt nhỏ đến thô, gắn kết yếu; dày 27,5m (4) Tập 4: Bazan đặc sít màu xám đen, rắn chắc; chuyển lên trên là bazan lỗ hổng màu xám nâu; phần trên cùng bị phong hoá; dày 90m

HT Túc Trưng phủ không chỉnh hợp thành tạo cổ hơn và bị HT Xuân Lộc phủ lên trên Kết quả phân tích BTPH trong sét bột kết xen kẹp ở Bàu Cạn cho tuổi Pliocen Giá trị tuổi tuyệt đối của HT tại An Phú là 2,1 triệu năm và Chư Sê là 1,58 và 1,75 triệu năm ứng với Pliocen- Pleistocen sớm

Hệ Đệ tứ

Bao gồm 2 nhóm nguồn gốc khác nhau: Nhóm tướng chuyển tiếp lục địa- biển

ở trũng Tuy Hoà và nhóm tướng lục địa ở các trũng còn lại

Thống Pleistocen

Phụ thống Pleistocen dưới- giữa

Trầm tích sông (a,apQ1 1-2 ) phân bố ở ven rìa các trũng Krông Pa, Ayun Pa và

Kon Tum; gồm 2 kiểu mặt cắt:

* Kiểu mặt cắt trầm tích sông phân bố tại trũng Krông Pa và Ayun Pa Mặt cắt

chung từ dưới lên gồm: (1) Tập dưới: Cuội, tảng, sạn sỏi, cát màu xám vàng loang lổ; dày 0,8-1,5m Phủ trực tiếp lên trên các thành tạo trước Đệ tứ (2) Tập giữa: Sạn sỏi, cát màu xám nâu, đôi chổ bị laterit hóa gắn kết cứng chắc; dày 0,1-0,4m (3) Tập trên: Cát, bột lẫn sạn sỏi gắn kết chặt, màu vàng nâu loang lổ; dày 0,5-1m

Bề dày chung của trầm tích 0,5-5m Trong cát bột của tập trên tại Chư Đe Hô, Ayun Pa có chứa BTPH

* Kiểu mặt cắt trầm tích sông- lũ phân bố ở trũng Kon Tum, mặt cắt từ dưới

lên gồm: (1) Tập dưới: Cuội sạn sỏi đa khoáng, kích thước 1-10cm, chuyển lên cát thô, sạn sỏi màu nâu vàng; dày 6,26m Tập phủ lên trên các thành tạo trước Đệ tứ (2) Tập giữa: Sét bột, cát mịn màu loang lổ tím hồng Phần trên gồm bột sét kaolin màu

trắng đục bị laterit hoá loang lổ vàng, nâu đỏ; dày 11m (3) Tập trên: Bột sét, cát lẫn ít sạn sỏi màu nâu nhạt; dày 7,5m

Chiều dày chung của mặt cắt là 24,6m Chứa BTPH đặc trưng cho khí hậu nóng ẩm nhiệt đới, môi trường nước ngọt Trầm tích aQ11-2 cấu tạo nên thềm sông bậc

IV hệ thống sông Ba Trầm tích apQ11-2 cấu tạo nên thềm sông bậc III hệ thống sông

Sê San

Trầm tích sông- biển (amQ1 1-2 ) tương đương với khối lượng của “HT Tuy

Hoà” do Trần Tính, Vũ Văn Vĩnh xác lập năm 1994.Trầm tích amQ11-2 không lộ ra trên bề mặt mà chỉ bắt gặp ở các lỗ khoan LK02-500 và TH2 ở Phú Lâm Mặt cắt tại

lỗ khoan TH2 gồm: (1) Tập dưới: Cát chứa sạn pha bột sét, cát pha bột sét lẫn sạn màu xám xanh; dày 8,5m (2) Tập trên: Bột sét màu xám đen, mịn dẻo xen các lớp mỏng cát hạt mịn dạng thấu kính; dày 21,0m Chứa phong phú Foraminifera, nghèo

BTPH

Bề dày chung của mặt cắt là 29,5m Trầm tích amQ11-2 nằm phủ không chỉnh hợp lên vỏ phong hoá các thành tạo trước KZ và bị phủ bởi trầm tích amQ12-3 có tuổi đồng vị C14 là 39.000 năm

Phụ thống Pleistocen giữa

Hệ tầng Xuân Lộc (βQ1 xl) được Nguyễn Đức Thắng xác lập năm 1999

Bazan HT Xuân Lộcphân bố ở trung tâm trũng Pleiku, các chỏm nhỏ ở Sơn Thành và Củng Sơn Mặt cắt của HT có 2 tướng:

Tướng phun trào phát triển rộng rãi với mặt cắt đầy đủ tại lỗ khoan LK121

(Trà Bá) ở độ sâu từ 0-149,7m Thành phần toàn bazan, chủ yếu là bazan lỗ hổng xen bazan đặc sít Ở mặt cắt này gặp 6 bề mặt vỏ phong hoá bazan tương ứng với 6 nhịp phun trào Chiều dày của mặt cắt khoảng 150m

Tướng phun nổ phân bố kề cận sát miệng núi lửa Mặt cắt đặc trưng ở cụm lỗ

khoan LK104 tại Hội Phú, TP Pleiku Thành phần gồm các lớp fuf và dăm vụn núi lửa với thành phần dăm là đá biến chất, granit, xen kẽ các lớp bazan đặc sít và bazan

lỗ hổng Bề dày lớn hơn 135m

Bazan HT Xuân Lộc phủ trực tiếp trên bazan HT Túc Trưng HT được định tuổi Q1 dựa vào tuổi đồng vị của các mẫu vùng Xuân Lộc là 0,7 triệu năm

Phụ thống Pleistocen giữa- trên

Trầm tích sông (aQ1 2-3 ) phân bố dọc theo các thung lũng sông Ba và sông Sê

San ở các trũng Krông Pa, Ayun Pa, Kon Tum và không có mặt ở trũng Pleiku Mặt cắt đặc trưng gồm: (1) Tập dưới: Sạn sỏi, cát màu vàng, bở rời, đáy chứa cuội tảng; dày 4,4m (2) Tập giữa: Sạn sỏi, cát xen kẽ các lớp cát bột loang lổ; dày 8,1m (3) Tập trên: Bột cát màu xám vàng, gắn kết yếu; dày 1,5m Chứa nghèo nàn BTPH

Tại thềm II ở thung lũng Đắk Ter, đã xác định được tập hợp BTPH: Murtus sp., Myrica sp., Compositae gen indet có tuổi aQ12-3 Trầm tích cấu tạo nên thềm xâm thực tích tụ bậc III dọc hệ thống sông Ba và thềm bậc II dọc hệ thống sông Sê San Chúng phủ trên các thành tạo trước Đệ tứ và bị các trầm tích trẻ hơn phủ lên trên

Trầm tích sông- biển (amQ1 2-3 ) phân bố ven rìa trũng Tuy Hòa hoặc dưới các

lỗ khoan Mặt cắt trầm tích amQ12-3 từ dưới lên gồm: (1) Tập dưới: Sạn sỏi cát chứa cuội, ít bột màu xám nâu loang lổ; dày 4,9m (2) Tập trên: Sét bột màu nâu vàng, mịn, dẻo Chứa ít vỏ sò ốc nguyên dạng và ít rễ thực vật; dày 1,7m

Bề dày chung của mặt cắt là 6,7m Tập hợp BTPH nghèo nàn Tuổi của trầm

tích amQ12-3 được xác định dựa trên mối quan hệ địa tầng với trầm tích amQ11-2 nằm dưới và tuổi đồng vị C14 của tập trầm tích phủ là 39.000 năm

Phụ thống Pleistocen trên

Trầm tích sông (aQ1) phân bố khá rộng rãi, dưới dạng thềm sông bậc II dọc theo các thung lũng sông Ba hay các bậc thềm sông bậc I của hệ thống sông Sê San Mặt cắt gồm: (1) Tập dưới: Cuội tảng, sạn sỏi chứa tectit màu trắng đục nâu vàng, nén chặt, bị laterit hoá yếu; dày 1-2,5m (2) Tập giữa: Sạn sỏi, cát chứa ít bột sét màu xám