Đặc điểm môi trường trầm tích và lịch sử phát triển địa chất holoxen vùng cửa sông ven biển của hệ thống sông cửu long (TT)

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VŨ VĂN HÀ ĐẶC ĐIỂM MÔI TRƯỜNG TRẦM TÍCH VÀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN ĐỊA CHẤT HOLOXEN VÙNG CỬA SÔNG VEN BIỂN CỦA HỆ THỐNG SÔNG CỬU LONG Chuyên ngành: Địa chất học Mã số: 62 44 02 01 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT HÀ NỘI – 2015 -2- Luận án được hoàn thành tại: Khoa Các khoa học về Trái đất, Học Viện Khoa học và Công nghệ, Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TSKH Nguyễn Địch Dỹ 2. TS. Đinh Văn Thuận Phản biện 1: PGS.TS Phạm Huy Tiến Phản biện 2: GS.TSKH Đặng Văn Bát Phản biện 3: TS. Uông Đình Khanh Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng cấp Học Viện chấm luận án tiến sĩ họp tại:……………………………………………………………… vào hồi:……giờ ngày tháng năm 2015 Có thể tìm hiểu luận án tại: - Th ư viện Quốc gia Việt Nam - Thư viện Học viện Khoa học và Công nghệ - Thư viện Viện Địa chất -1- MỞ ĐẦU Sông Cửu Long là phần hạ lưu của sông Mekong chảy trên lãnh thổ Việt Nam. Sông Mekong là một trong những con sông lớn nhất thế giới, bắt nguồn từ Trung Quốc, chảy qua Lào, Myanma, Thái Lan, Campuchia và đổ ra biển Đông ở Việt Nam. Trong giai đoạn Holoxen – hiện đại, quá trình bồi đắp của sông Cửu Long đã hình thành nên châu thổ sông Cửu Long, châu thổ có diện tích lớn nhất nước ta chứa đựng nguồn tài nguyên thiên nhiên phong phú như thủy hải sản, nông sản và tài nguyên khoáng sản. Châu thổ sông Cửu Long là vựa lúa lớn nhất nước ta, Vùng đồng bằng sông Cửu Long cũng là một trong những trung tâm kinh tế lớn của cả nước, tập chung nhiều thành phố lớn, có mạng lưới giao thông phát triển cả về đường bộ và đường thủy, nơi giao thương của các nước trong khu vực và quốc tế. Bên cạnh sự ưu đãi về tài nguyên vị thế, vùng nghiên cứu cũng chịu nhiều tác động do thiên nhiên gây ra như lũ lụt, hạn hán, … đặc biệt trong bối cảnh biến đổi khí hậu toàn cầu như hiện nay. Những lợi thế về tài nguyên thiên nhiên hay những tác động tiêu cực do thiên nhiên gây ra có liên quan trực tiếp tới môi trường trầm tích Holoxen, do vậy nghiên cứu môi trường trầm tích Holoxen vùng cửa sông ven biển của hệ thống sông Cửu Long thực sự cần thiết cho việc định hướng việc sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên và phòng chống thiên tai. 1. Mục tiêu của luận án: Làm sáng tỏ môi trường trầm tích Holoxen và thiết lập các giai đoạn phát triển địa chất trong Holoxen vùng nghiên cứu. 2. Nhi ệm vụ nghiên cứu: - Chính xác hóa các phân vị địa tầng Holoxen vùng cửa sông ven biển của hệ thống sông Cửu Long. -2- - Phân chia tướng trầm tích Holoxen xác lập điều kiện môi trường trầm tích Holoxen vùng cửa sông ven biển của hệ thống sông Cửu Long. - Thiết lập lịch sử phát triển địa chất Holoxen vùng cửa sông ven biển của hệ thống sông Cửu Long. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu là các trầm tích Holoxen vùng cửa sông ven biển của hệ thống sông Cửu Long trong phạm vi 15-20 km từ bờ biển vào đất liền (hình 1). Hình 1. S ơ đồ vị trí khu vực nghiên cứu -3- 4. Cơ sở tài liệu: + Tài liệu khảo sát thực địa Trong quá trình thực hiện các đề tài liên quan đến luận án, NCS đã tiến hành 02 đợt thực địa tại vùng nghiên cứu của luận án thuộc đề tài cấp nhà nước mã số KC09.06/06-10 và đề nghiên cứu cơ bản mã số 105.99-2010.17: + Số liệu, tài liệu Là thành viên chính của đề tài KC09.06/06-10, NCS đã trực tiếp xử lý các tài liệu, số liệu của đề tài và trực tiếp viết các báo cáo chuyên đề về địa tầng, chuyên đề tướng trầm tích và tham gia viết báo cáo tổng kết của đề tài. - Thu thập và xử lý: 300 mẫu độ hạt; 20 mẫu khoáng vật sét; 150 mẫu vi cổ sinh; 150 mẫu bào tử phấn hoa; 70 mẫu tảo Diatomeae; 150 mẫu foraminifera và 30 mẫu tuổi tuyệt đối phân tích bằng phương pháp 14 C thuộc đề tài KC09/06-06.10. - Trực tiếp mô tả, lấy mẫu và phân tích cấu tạo 300m khoan của 5 lỗ khoan vùng nghiên cứu. - Mẫu do NCS phân tích bổ sung gồm: 70 mẫu độ hạt, 50 mẫu khoáng vật sét bằng phương pháp nhiệt - rơnghen, 40 mẫu lát mỏng thạch học, 50 mẫu địa hóa môi trường, 30 mẫu bào tử phấn hoa và 20 mẫu tảo Diatomeae. 5. Luận điểm bảo vệ: Luận điểm 1: Môi trường trầm tích Holoxen vùng nghiên cứu được phản ánh qua 20 tướng trầm tích thuộc ba nhóm tướng đặc trưng cho môi trường trầm tích châu thổ và trước khi hình thành châu thổ: - Nhóm tướng bồi lấp thung lũng cắt xẻ gồm 5 tướng trầm tích - Nhóm t ướng estuary – vũng vịnh gồm 6 tướng trầm tích - Nhóm tướng châu thổ gồm 9 tướng trầm tích. -4- Luận điểm 2: Lịch sử phát triển địa chất Holoxen vùng cửa sông ven biển hệ thống sông Cửu Long trải qua ba giai đoạn phát triển địa chất. (1) Giai đoạn bồi lấp thung lũng cắt xẻ diễn ra vào cuối Pleistoxen muộn -Holoxen sớm, (2) giai đoạn estuary - vũng vịnh diễn ra trong Holoxen giữa, (3) giai đoạn châu thổ diễn ra trong Holoxen giữa – muộn. 6. Những điểm mới của luận án - Một số kiểu nguồn gốc trầm tích mới được xác định gồm: trầm tích nguồn gốc sông-đầm lầy thuộc hệ tầng Bình Đại; trầm tích nguồn gốc sông-biển-đầm lầy thuộc hệ tầng Hậu Giang. - Xác định 20 tướng trầm tích thuộc ba nhóm tướng (nhóm tướng bồi lấp thung lũng cắt xẻ, nhóm tướng estuary vũng vịnh và nhóm tướng châu thổ) đặc trưng cho môi trường trầm tích Holoxen vùng cửa sông ven biển của hệ thống sông Cửu Long. - Xác lập 3 giai đoạn phát triển địa chất trong Holoxen vùng cửa sông ven biển hệ thống sông Cửu Long. 7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn + Ý nghĩa khoa học: Kết quả của luận án làm sáng tỏ môi trường trầm tích và lịch sử phát triển địa chất Holoxen và góp phần hoàn thiện địa tầng Holoxen vùng cửa sông ven biển của hệ thống sông Cửu Long. + Ý nghĩa thực tiễn: Kết quả của luận án là bộ dữ liệu cơ sở cho những nghiên cứu về tai biến thiên nhiên vùng cửa sông ven biển, định hướng cho việc quy hoạch và khai thác tài nguyên khoáng sản 8. Bố cục của luận án Lu ận án gồm 131 trang nội dung, 25 hình vẽ, 8 bảng biểu, 19 ảnh minh họa và được cấu trúc thành 4 chương (không kể mở đầu và kết luận). -5- - Chương 1: Lịch sử nghiên cứu và phương pháp nghiên cứu - Chương 2: Đặc điểm địa mạo – địa chất vùng cửa sông ven biển của hệ thống sông Cửu Long. - Chương 3: Đặc điểm tướng trầm tích vùng cửa sông ven biển của hệ thống sông Cửu Long. - Chương 4: Lịch sử phát triển địa chất vùng cửa sông ven biển của hệ thống sông Cửu Long. CHƯƠNG 1: LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1. 1. Lịch sử nghiên cứu Trước năm 1975 việc tiến hành đo vẽ bản đồ địa chất nói chung và các công trình nghiên cứu về địa chất Đệ tứ nói riêng, ít được thực hiện. Giai đoạn này công tác địa chất ở nước ta chủ yếu do người Pháp tiến hành. Trong số các công trình đi sâu về địa chất Đệ tứ phải kể đến công trình của Saurin E (1937), ông đã đưa ra khái niệm về “phù sa cổ” và “phù sa trẻ” để phân chia các thành tạo bở rời Kainozoi ở phần nam Đông Dương và ý nghĩa khoa học của nó được thừa nhận ở chỗ đã xác định được giữa phù sa cổ và phù sa trẻ là ranh giới giữa Pleistoxen và Holoxen. Trong giai đoạn này còn có một số công trình của các nhà địa chất Việt Nam như các nghiên cứu về trầm tích ở lưu vực sông Đồng Nai của Trần Kim Thạch (1970), về kiến tạo của Trần Kim Thạch, Đinh Thị Kim Phụng (1972). Liên quan đến việc đo vẽ bản đồ địa chất đồng bằng Nam Bộ có công trình “Bản đồ địa chất 1:25 000 các t ờ Phú Cường, Biên Hoà, Thủ Đức, Sài Gòn và Nhà Bè của Fontaine H và Hoàng Thị Thân (1971), trong công trình này các tác giả có đề -6- cập đến hai thành tạo phù sa cổ và trẻ tương tự như cách phân chia của Saurin E. Sau năm 1975, ngành địa chất Việt Nam tiến hành công tác đo vẽ bản đồ địa chất và khoáng sản phần Miền Nam Việt Nam ở các tỷ lệ khác nhau. Tiêu biểu là bản đồ địa chất-khoáng sản, tỷ lệ 1/500.000 Miền Nam do Nguyễn Xuân Bao, Trần Đức Lương chủ biên (1981); bản đồ địa chất -khoáng sản nhóm tờ ĐBNB tỷ lệ 1/200.000 do Nguyễn Ngọc Hoa chủ biên (1990-1991), loạt bản đồ địa chất - khoáng sản tỷ lệ 1/200.000 (hiệu đính) trong đó có diện tích vùng ĐBNB do Nguyễn Xuân Bao chủ biên (1994). Ngoài những kết quả đo vẽ địa chất còn có các đề tài khoa học công nghệ các cấp, các luận án, đề án, chuyên đề nghiên cứu cũng đề cập và tập trung nghiên cứu địa tầng Holoxen thuộc vùng đồng bằng Nam Bộ của các tác giả như Nguyễn Địch Dỹ, Nguyễn Đức Tâm, Đỗ Tuyết, Ngô Quang Toàn, Đinh Văn Thuận, Nguyễn Ngọc, Nguyễn Hữu Cử, Trần Nghi, Lê Đức An, Nguyễn Ngọc Hoa, Hà Quang Hải, Nguyễn Huy Dũng, Nguyễn Thị Thu Cúc …và các nhà khoa học đến từ Nhật Bản, Hoa Kỳ, CHLB Đức… Những nghiên cứu đã thực hiện chủ yếu đi vào nghiên cứu địa tầng và đo vẽ địa chất. Những nghiên cứu về môi trường trầm tích cũng đã được đề cập nhưng mới chỉ tập chung vào phân tích cổ sinh để luận giải môi trường. Do vậy để luận giải môi trường trầm tích một cách chi tiết và tỉ mỉ cần tiếp cận theo hướng phân tích tổng hợp các đặc điểm về trầm tích như đặc điểm môi trường địa hóa, khoáng vật, thạch học, cổ sinh…đó cũng là nội dung mà luận án thực hiện để gi ải quyết mục tiêu đề ra của đề tài luận án. -7- 1. 2. Hệ phương pháp nghiên cứu 1.2.1. Phương pháp luận Môi trường trầm tích (depositional environment) là điều kiện lắng đọng trầm tích của từng đá trầm tích cụ thể và có đặc điểm riêng về thông số vật lý, hóa học và sinh học của trầm tích. Do đó, có nhiều cách tiếp cận trong nghiên cứu môi trường trầm tích và đánh giá môi trường trầm tích ở nhiều khía cạnh khác nhau. Mỗi một cách tiếp cận khác nhau sẽ cho những kết quả nghiên cứu về môi trường khác nhau. Do vậy, để nghiên cứu một cách đầy đủ về môi trường trầm tích, đặc biệt là môi trường trầm tích trong quá khứ cần nghiên cứu một cách tổng hợp, tiếp cận theo nhiều hướng khác nhau. Reading H.G (1996) cho rằng xác định môi trường trầm tích trong quá khứ cần áp dụng tổng hợp các phương pháp nghiên cứu về tướng trầm tích (lithofacies) và tổ hợp tướng trầm tích (facies associations). Theo Rukhin (1962), khái niệm tướng trầm tích bao hàm “đặc điểm trầm tích” và “điều kiện thành tạo trầm tích”. Từ những khái niệm về môi trường trầm tích và tướng trầm tích cho thấy rằng, phân tích tướng trầm tích để làm sáng tỏ môi trường trầm tích trong quá khứ là cách tiếp cận khá đầy đủ. Để thực hiện mục tiêu và nhiệm vụ của luận án, NCS sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau: 1.2.2. Các phương pháp nghiên cứu - Phương pháp phân tích cấu tạo - Phương pháp phân tích thành phần độ hạt - Phương pháp phân tích thạch học - Ph ương pháp phân tích cổ sinh - Phương pháp phân tích hóa – lý môi trường - Phương pháp phân tích thành phần khoáng vật sét -8- - Phương pháp phân tích tuổi tuyệt đối - Phương pháp thành lập bản đồ tướng đá – cổ địa lý - Phương pháp phân tích tổng hợp CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA MẠO – ĐỊA CHẤT VÙNG CỬA SÔNG VEN BIỂN HỆ THỐNG SÔNG CỬU LONG 2. 1. Đặc điểm địa mạo 2.1.1. Địa hình nguồn gốc sông Địa hình nguồn gốc sông bao gồm sông và các cù lao dọc sông. Các cù lao nằm giữa lòng sông thuộc một phần của địa hình sông. Đặc trưng vùng đồng bằng ven biển là địa hình sông phân bố với mật độ dày, kích thước lòng sông khá rộng, giữa lòng sông thường có các cù lao dọc sông với diện tích từ vài đến vài chục km 2 . 2.1.2. Địa hình nguồn gốc sông - biển hỗn hợp a. Địa hình đồng bằng được thành tạo do sông và thủy triều chiếm ưu thế Địa hình đồng bằng do sông và thủy triều chiếm ưu thế phân bố rộng rãi trong vùng nghiên cứu, hình thành dưới dạng các dải đồng bằng thấp. Trên đồng bằng phân bố nhiều hệ thống giồng cát, giữa các giồng cát là các dạng địa hình trũng chịu tác động của sông và thủy triều. b. Bãi biển được thành tạo do sông, thủy triều chiếm ưu thế Bãi biển được thành tạo do sông và thủy triều chiếm ưu thế phân bố ở phần đuôi các cù lao lớn như Cù Lao Dung và cù lao Hòa Minh bề rộng của bài từ 7,3 đến 9,5 km, độ dốc 0,2 - 0,3‰. 2.1.3. Địa hình nguồn gốc biển a. Bãi biển được thành tạo do sóng, thủy triều chiếm ưu thế Trong vùng nghiên c ứu bãi biển được thành tạo do sóng, thủy triều chiếm ưu thế tạo thành các dải rộng 1-6,5km kề liền về phía [...]... ng tr m tích bi n cao (HST), bao g m các tư ng tr m tích thu c nhóm tư ng châu th KI N NGH Lu n án ã nghiên c u chi ti t v môi trư ng tr m tích và l ch s phát tri n a ch t trong Holoxen c a m t vùng c a sông ven bi n c a h th ng sông C u Long C n có nh ng nghiên c u tương t th c hi n trên ph m vi r ng c a châu th và i sánh gi a k t qu nghiên c u môi trư ng tr m tích châu th sông C u Long v i môi trư... phân tích c i m t gãy sâu t gãy b c cao hơn a hình ven b phát tri n các c a sông hình ph u, b dày tr m tích KZ và tr m tích Holoxen khoanh nh ư c tr i d c b là nơi ang di n ra v n M t khác, cũng trên cơ s phân tích s bi n ng s t lún hi n i i b d y tr m tích t và s phân b , di n l các tr m tích Pleistoxen mu n trên áy bi n, ã khoanh nh ư c hai vùng nâng h hi n CHƯƠNG 3: i C I M TƯ NG TR M TÍCH HOLOXEN VÙNG... ng sông C u Long ư c phân chia thành nhi u nhánh như hi n nay là k t qu c a quá trình phát tri n châu th trong giai o n này -23K T LU N VÀ KI N NGH K T LU N 1 Tr m tích Holoxen vùng nghiên c u ư c phân chia thành 3 a t ng theo th t g m h t ng H t ng Bình phân v i (Q21b ) tu i Holoxen s m, h t ng H u Giang (Q22hg) tu i Holoxen gi a và h t ng C u Long (Q23cl) tu i Holoxen mu n 2 Môi trư ng tr m tích vùng. .. CHƯƠNG 4: L CH S PHÁT TRI N A CH T HOLOXEN VÙNG C A SÔNG VEN BI N C A H TH NG SÔNG C U LONG Quá trình dao ng m c nư c bi n ã chi ph i tr c ti p môi trư ng tr m tích, Do ó l ch s phát tri n n a ch t Holoxen vùng nghiên c u có th chia thành ba giai o n như sau: - Giai o n b i l p thung lũng c t x di n ra vào cu i Pleistoxen mu n - Holoxen s m - Giai o n estuary – vũng v nh di n ra trong Holoxen gi a -... c u trong Holoxen bi n i liên t c t môi trư ng aluvi sang môi trư ng chuy n ti p, môi trư ng bi n và môi trư ng châu th S bi n i môi trư ng tr m tích Holoxen vùng nghiên c u th hi n qua th t hình thành ba nhóm tư ng v i 20 tư ng tr m tích ư c xác nh - Nhóm tư ng b i l p thung lũng c t x ( c trưng cho môi trư ng aluvi) g m 5 tư ng tr m tích - Nhóm tư ng estuary – vũng v nh ( c trưng cho môi trư ng... (amQ23mh), h t ng C Chi (aQ23cc) và h t ng Long M (mQ13lm) 2.2.1.2 a t ng Holoxen + H t ng Bình i (a, amb, am Q21b ): Tr m tích h t ng Bình sông, sông i g m 3 ki u ngu n g c (ngu n g c m l y và sông bi n) trong ó tr m tích ngu n g c sông - m l y ư c xác nh m i d a trên t p h p bào t ph n hoa c trưng cho môi trư ng sông- m l y Thành ph n tr m tích bao g m s n s i, -10cát trung – m n và b t sét, phân l p ngang... chuy n ti p và môi trư ng bi n) g m 6 tư ng tr m tích - Nhóm tư ng châu th ( c trưng cho môi trư ng châu th ) g m 9 tư ng tr m tích 3 L ch s phát tri n a ch t trong Holoxen vùng nghiên c u ch u chi ph i tr c ti p c a quá trình dao ng m c nư c bi n và tr i qua ba giai o n phát tri n: - Giai o n cu i Pleistoxen mu n – Holoxen s m vùng nghiên c u ch b i l p thung lũng c t x di n Giai o n này vùng nghiên... 21 m.Tu i c a i x p vào Holoxen s m H t ng Bình i ph b t ch nh h p trên tr m tích h t ng Long M có tu i Pleistoxen mu n và b các tr m tích h t ng H u Giang tu i Holoxen gi a ph lên trên + H t ng H u Giang (amb, mb, ma, m)Q22hg H t ng H u Giang vùng nghiên c u có 4 ki u ngu n g c g m: sông- bi n- m l y, bi n- m l y, bi n -sông và bi n (amb, mb, ma, m), trong ó tr m tích ngu n g c sông- bi n- m l y ư c... Cúc, ào Th Miên, Vũ Văn Hà (2010), “Diatomeae và ý nghĩa c sinh thái trong tr m tích Holocen – hi n i vùng c a sông ven bi n sông Ti n” T p chí Khoa h c và Công ngh T p 48, s 2A, tr856-866, Hà N i [6] Nguy n ch D , Doãn ình Lâm, Vũ Văn Hà, Nguy n Tr ng T n, ng Minh Tu n, Nguy n Minh Qu ng (2010), “V th và d báo xu th phát tri n vùng c a sông châu th sông C u Long T p chí Các Khoa h c v Trái t T32, Vol... gãy và cơ ch ho t ng Vùng nghiên c u n m trong ph m vi kh ng ch c a 3 sâu: t Thu n H i - Minh H i, t gãy sông H u và t gãy t gãy Sông -11Sài Gòn.Ba t gãy này ho t ng m nh trong Kainozoi và ã chia khu v c ra 3 kh i ki n trúc: kh i nâng ng Nai - Vũng Tàu, kh i s t Sông H u - Sông Ti n và kh i nâng s t ông Nam 2.2.2.2 Tân ki n t o- a ng l c vùng nghiên c u Vùng nghiên c u ư c kh ng ch b i các h th ng và . trưng cho môi trường trầm tích Holoxen vùng cửa sông ven biển của hệ thống sông Cửu Long. - Xác lập 3 giai đoạn phát triển địa chất trong Holoxen vùng cửa sông ven biển hệ thống sông Cửu Long. . vùng cửa sông ven biển của hệ thống sông Cửu Long. - Chương 4: Lịch sử phát triển địa chất vùng cửa sông ven biển của hệ thống sông Cửu Long. CHƯƠNG 1: LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG PHÁP. HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VŨ VĂN HÀ ĐẶC ĐIỂM MÔI TRƯỜNG TRẦM TÍCH VÀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN ĐỊA CHẤT HOLOXEN VÙNG CỬA SÔNG VEN BIỂN CỦA HỆ THỐNG SÔNG