Nghiên cứu đánh giá tài nguyên địa hình karst vịnh hạ long và bái tử long tỉnh quảng ninh phục vụ phát triển bền vững

Mục tiêu của đề tài Nghiên cứu làm rõ được những giá trị quan trọng của một số hang động và dạng địa hình karst độc đáo ở tỉnh Quảng Ninh làm cơ sở cho đề xuất các giải pháp phát triển

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS.TS NGUYỄN HIỆU

HÀ NỘI – NĂM 2015

Xin cảm ơn đến Khoa Địa Lý, Phòng Sau Đại học Trường Đại học Khoa học

Tự Nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội đã tạo điều kiện trong quá trình học tập, các thủ tục cần thiết trong quá trình bảo vệ luận văn

Tôi xin được bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến đề tài “Nghiên cứu đề xuất các giải pháp đa lợi ích sử dụng bền vững tài nguyên hang động và cảnh quan karst độc đáo tỉnh Quảng Ninh” MS: QG.14.10 do PGS.TS Nguyễn Hiệu chủ nhiệm và đề tài

VAST.06.03/14-15 đã cho tôi sử dụng số liệu để thực hiện nghiên cứu của mình

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè, các đồng nghiệp đã động viên, khích lệ, tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn này

Trân trọng cảm ơn

Nguyễn Đình Khang

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

DANH MỤC VIẾT TẮT iv

DANH MỤC HÌNH v

DANH MỤC BẢNG vii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG I TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU TÀI NGUYÊN ĐỊA HÌNH KARST 4

1.1. Một số khái niệm và thuật ngữ liên quan 4

1.1.1 Tài nguyên 4

1.1.2 Tài nguyên địa hình/Tài nguyên địa mạo 4

1.1.3.Phát triển bền vững 5

1.2 Địa hình karst và đánh giá tài nguyên địa hình karst 5

1.2.1.Quá trình karst 5

1.2.2 Địa hình karst 7

1.2.3 Đánh giá địa hình karst phục vụ phát triển bền vững 13

1.3 Tổng quan nghiên cứu địa hình karst 17

1.3.1 Ở ngoài nước 17

1.3.2 Ở trong nước 20

1.4.Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 24

1.4.1.Cách tiếp cận 24

1.4.2.Các phương pháp nghiên cứu 25

CHƯƠNG II PHÂN TÍCH CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN ĐỊA HÌNH KARST VỊNH HẠ LONG VÀ VỊNH BÁI TỬ LONG 31

2.1 Nhóm các nhân tố tự nhiên 31

2.1.1 Đặc điểm cấu trúc địa chất và kiến tạo 31

2.1.2 Đặc điểm địa hình 37

2.1.3 Đặc điểm khí hậu 38

2.1.4 Đặc điểm thủy – hải văn 39

2.1.5 Lớp phủ thực vật 41

2.2 Các hoạt động khai thác tài nguyên địa hình 43

CHƯƠNG III ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN ĐỊA HÌNH KARST VỊNH HẠ LONG - VỊNH BÁI TỬ LONG 45

3.1 Đặc điểm địa hình karst Vịnh Hạ Long và Vịnh Bái Tử Long 45

3.1.1 Đặc điểm địa hình karst trên mặt 45

3.1.2 Đặc điểm địa hình karst ngầm 46

3.2.1 Tài nguyên địa hình karst vịnh Hạ Long 51

3.2.2 Tài nguyên địa hình karst vịnh Bái Tử Long 61

3.3.1 Địa hình karst độc đáo khu vực Vịnh Hạ Long 70

3.3.2 Địa hình karst độc đáo khu vực Vịnh Bái Tử Long 75

3.3.3 So sánh giá trị của địa hình karst Vịnh Hạ Long và Vịnh Bái Tử Long 81

3.4 Định hướng sử dụng bền vững tài nguyên địa hình karst vịnh Hạ Long - Bái Tử Long tỉnh Quảng Ninh 84

3.4.1 Quan điểm sử dụng 84

3.4.2 Thực trạng sử dụng 85

3.4.3 Đề xuất các giải pháp sử dụng bền vững tài nguyên địa hình karst khu vực vịnh Hạ Long và Bái Tử Long 87

KẾT LUẬN 98

TÀI LIỆU THAM KHẢO 100

DANH MỤC VIẾT TẮT

(The Department for International Development)

(Geographical Information System)

IUCN Hiệp hội Bảo tồn Thiên nhiên Quốc tế

(International Institute for Sustainable Development)

quốc (The United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization)

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.2 Mối quan hệ giữa nguyên liệu, tài sản và tài nguyên địa mạo 5

Hình 2.5 Đổ lở sườn và nứt tách các khối đá vôi khu vực đảo Đầu Bê, Hàng Trai 43 Hình 2.6 Khai thác đá vôi làm vật liệu xây dựng và trang trí 44

Hình 3.3 Các kiểu địa hình và hang động Karst Vịnh Hạ Long 48

Hình 3.14 Hòn Thiên Nga 66

Hình 3.18 Hòn Con Cóc, Hòn Trống Mái biểu tượng của Vịnh Hạ Long 70

Hình 3.20 Vỏ ốc suối melania dấu tích thức ăn của người tiền sử Hạ Long

Hình 3.21 Hồ Ba Hầm, thế giới riêng trong vịnh Hạ Long 75

Hình 3.24 Di tích khảo cổ khai quật được ở hang Soi Nhụ 78

Hình 3.26 Cảnh quan trên đảo Trà Bản 79

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Các yếu tố khí hậu khu vực vịnh Hạ Long và Bái Tử Long 39 Bảng 3.1 Đánh giá chi tiết địa hình karst Vịnh Hạ Long và Bái Tử Long 81 Bảng 3.2 Đánh giá chi tiết địa hình Phễu karst ngập nước Vịnh Hạ Long

MỞ ĐẦU

Vịnh Hạ Long và Bái Tử Long là một mẫu hình tuyệt vời về karst trưởng thành trong điều kiện nhiệt đới ẩm Nơi đây có một quá trình tiến hóa karst đầy đủ trải qua 20 triệu năm nhờ sự kết hợp đồng thời của các yếu tố như tầng đá vôi dầy, khí hậu nóng ẩm và quá trình nâng kiến tạo chậm chạp Ở đây có đủ tất cả các cấp bậc cơ bản của địa hình karst theo trình tự tiến hóa từ phễu đến chóp, tháp và đồng bằng karst, các hệ thống hang động cổ, hang động đang hoạt động, cả hang động được tạo ra do quá trình biển và các ngấn nước hàm ếch ăn mòn của biển

Sự độc đáo và đặc biệt của các hang động và cảnh quan karst không chỉ thể hiện bên ngoài mà giá trị bên trong của chúng mới là rất lớn Các vùng hang động

đá vôi có nguồn nước ngầm phong phú trong hệ thống các hang động có thể khai thác phục vụ sinh hoạt, sản xuất; các vùng đá vôi còn có hệ sinh thái đa dạng và độc đáo, trong đó có nhiều loại động, thực vật quý hiếm con người chưa từng biết tới Những nét độc đáo của hệ thống hang động, địa hình hiểm trở, đa dạng sinh học là tiềm năng lớn đối với sự phát triển du lịch của vùng như du lịch địa chất, du lịch sinh thái, du lịch mạo hiểm Ngoài ra các vùng hang động là nơi sinh sống của đồng bào hàng chục dân tộc ít người với nhiều nền văn hóa đa dạng, đậm đà bản sắc, cùng với những nét độc đáo về cảnh quan thiên nhiên, những đặc trưng văn hóa, xã hội đã và đang đem đến rất nhiều ngạc nhiên, thích thú cho khách tham quan Tuy nhiên chưa có nhiều những nghiên cứu đánh giá về tài nguyên địa hình karst cũng như các giá trị to lớn mà chúng đem lại ở khu vực Vịnh Bái Tử Long Đối với Vịnh Hạ Long, chủ yếu các công trình nghiên cứu địa chất, địa mạo cho xây dựng hồ sơ di sản mới chỉ dừng lại ở mô tả, hiện trạng và sự phân bố, còn việc phân tích, đánh giá các địa hình này theo các tiêu chí cụ thể chưa được thực hiện

Đề tài luận văn “Nghiên cứu đánh giá tài nguyên địa hình karst Vịnh Hạ Long và Bái tử Long tỉnh Quảng Ninh phục vụ phát triển bền vững” nhằm làm

sáng tỏ các giá trị của cảnh quan địa hình karst Trên cơ sở đó, đề xuất các giải pháp nhằm phát triển bền vững nguồn tài nguyên quý giá này Thêm nữa, việc nghiên

cứu đánh giá này sẽ là cơ sở cho việc phân tích những điểm khác biệt giữa vịnh Hạ Long, Bái Tử Long, trong đó yếu tố địa hình đóng vai trò trụ cột, làm cơ sở cho định hướng phát triển KTXH nói chúng, cho đầu tư, quy hoạch phát triển du lịch biển đảo của Quảng Ninh nói riêng

Mục tiêu của đề tài

Nghiên cứu làm rõ được những giá trị quan trọng của một số hang động và dạng địa hình karst độc đáo ở tỉnh Quảng Ninh làm cơ sở cho đề xuất các giải pháp phát triển bền vững các tài nguyên này

Nội dung nghiên cứu

- Tổng quan nghiên cứu, đánh giá tài nguyên địa hình karst phục vụ phát triển bền vững;

- Phân tích các nhân tố ảnh hưởng tới quá trình hình thành và phát triển địa hình karst vịnh Hạ Long và Bái Tử Long;

- Nghiên cứu hiện trạng phân bố, đặc điểm địa hình karst ở Quảng Ninh và thực trạng khai thác sử dụng;

- Đánh giá một số hang động và địa hình karst độc đáo ở Vịnh Hạ Long, Vịnh Bái Tử Long;

- Nghiên cứu đề xuất định hướng sử dụng bền vững tài nguyên hang động và các dạng địa hình karst độc đáo ở Quảng Ninh

Phạm vi nghiên cứu

Về không gian: Vịnh Hạ Long và Vịnh Bái Tử Long là vùng biển đảo nằm ở

phía Đông Bắc Việt Nam, được xác định trong tọa độ: 106°59' - 107°35' kinh độ Đông; 20°44' - 21°09' vĩ độ Bắc Giới hạn trong diện tích khoảng 2.553km², hướng ra Vịnh

Bắc Bộ

Hình 1.1 Phạm vi khu vực nghiên cứu trên ảnh vệ tinh (nguồn:Google Earth)

Về khoa học: Phân tích, đánh giá giá trị tài nguyên địa hình karst (nằm trên

mực nước biển hiện tại) ở khu vực vịnh Hạ Long và Bái Tử Long, gồm hang động

và các cảnh quan địa hình karst độc đáo làm cơ sở đề xuất định hướng các giải pháp

sử dụng bền vững

Cấu trúc luận văn

Ngoài mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, phụ lục, luận văn được cấu trúc thành 03 chương Trong đó:

Chương 1: Tổng quan nghiên cứu tài nguyên địa hình karst

Chương 2: Phân tích các nhân tố ảnh hưởng đến sự hình thành và phát triển địa hình karst Vịnh Hạ Long và Vịnh Bái Tử Long

Chương 3: Đánh giá tài nguyên địa hình karst Vịnh Hạ Long – Vịnh Bái Tử Long

CHƯƠNG I TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU TÀI NGUYÊN

ĐỊA HÌNH KARST 1.1 Một số khái niệm và thuật ngữ liên quan

1.1.1 Tài nguyên

Tài nguyên (resources): một nguyên liệu thô được chuyển thành tài nguyên khi được con người sử dụng trong điều kiện xã hội, kinh tế, kỹ thuật đặc biệt (theo quan niệm văn hóa)

Theo định nghĩa của Bộ Tài Nguyên và Môi Trường Việt Nam “Tài nguyên

là tất cả các dạng vật chất, tri thức được sử dụng để tạo ra của cải vật chất hoặc tạo

ra giá trị sử dụng mới của con người” và người ta phân loại tài nguyên như sau:

Theo quan hệ với con người: Tài nguyên thiên nhiên và tài nguyên xã hội Theo phương thức và khả năng tái tạo: Tài nguyên tái tạo và tài nguyên

không tái tạo

Theo bản chất tự nhiên: Tài nguyên nước, tài nguyên đất, tài nguyên rừng, tài nguyên khoáng sản, tài nguyên năng lượng, tài nguyên khi hậu cảnh quan, di sản văn hóa kiến trúc, tri thức khoa học và thông tin

1.1.2 Tài nguyên địa hình/Tài nguyên địa mạo

Theo Panizza[7], địa hình và các quá trình địa mạo được đánh giá là tài nguyên thông qua 4 chỉ tiêu: khoa học, văn hóa, kinh tế-xã hội và phong cảnh Trong đó, chỉ tiêu khoa học phải đảm bảo được 4 đặc trưng là: 1- là mô hình tiến hóa địa mạo; 2-là một thực thể được sử dụng cho các mục đích giáo dục và đạo tào; 3- là một ví dụvề cổ địa mạo và 4- là trụ cột của hệ sinh thái

Theo Panizza, để ứng dụng tốt cho các vấn đề môi trường thì địa mạo được chia thành 2 hướng: tài nguyên địa mạo và tai biến địa mạo

“Tài nguyên địa mạo bao gồm các nguyên liệu thô (liên quan tới các quá trình địa mạo) và địa hình – cả hai loại có ích cho con người lẫn loại có thể trở nên có ích phụ thuộc vào hoàn cảnh kinh tế xã hội và công nghệ” Chẳng hạn, một bãi biển có thể thu được giá trị và được xem là tài nguyên địa mạo khi được sử dụng cho các

Cũng theo tác giả trên, địa hình và các quá trình địa mạo đều được coi là tài sản nếu chúng có giá trị Từ những giá trị này, nếu được sử dụng thì chúng sẽ trởthành tài nguyên thiên nhiên Các thuộc tính mà có thể cho giá trị đối với tài sản, rồi trở thành tài nguyên địa mạo bao gồm: khoa học, văn hóa, kinh tế - xã hội và phong cảnh

Hình 1.2 Mối quan hệ giữa nguyên liệu, tài sản và tài nguyên địa mạo

Tài nguyên địa hình karst: Địa hình karst trở thành tài nguyên khi chúng có giá trị sử dụng đối với lợi ích của con người như: khai thác các vật liệu phục vụ xây dựng, trang trí, phát triển du lịch, khai thác nước ngầm…

1.1.3 Phát triển bền vững

Phát triển bền vững là “sự phát triển nhằm thoả mãn các nhu cầu hiện tại của con người nhưng không tổn hại tới sự thoả mãn các nhu cầu của thế hệ tương lai”

Phát triển bền vững tài nguyên địa hình karst: Một số cảnh quan địa hình karts trong khu vực hiện đang được khai thác và sử dụng với nhiều mục đích khác nhau để phục vụ du lịch, nguyên liệu cho các nghành công nghiệp Tuy nhiên việc khai thác địa hình karst sẽ dẫn đến mất cảnh quan và sinh cảnh sống của một số loài đặc hữu của khu vực Điều này đặt vấn đề là làm thế nào đảm bảo sự cân bằng giữa phát triển kinh tế và bảo tồn đa dạng sinh học, bảo vệ môi trường Hiện nay, nhiều nhà khoa học trong và ngoài nước, cùng với doanh nghiệp, chính quyền địa phương, cộng đồng và các thành phần liên quan khác đang có nhiều nỗ lực nhằm đưa ra giải pháp nhằm đạt được một sự cân bằng hợp lý

1.2 Địa hình karst và đánh giá tài nguyên địa hình karst

- Theo Kanev D.D (1980) cho rằng “Karst là toàn bộ các dạng địa hình được thành tạo bởi sự hòa tan và phá hủy các đá”

- Lê Bá Thảo và đồng nghiệp (1983): “Karst là toàn bộ các quá trình hình thành các dạng địa hình liên quan với sự lưu thông của nước trong các đá dễ hòa tan”

- Bách khoa toàn thư về các thuật ngữ Địa lý định nghĩa: “Karst (hay là hiện tượng karst) là hiện tượng liên quan với sự hòa tan các đá do nước tự nhiên về phức

hệ các dạng địa hình được thành tạo ở các khu vực có đá dễ hòa tan (đá vôi, dolomit, thạch cao, đá muối, )

- Theo Bách khoa toàn thư Địa lý, định nghĩa đơn giản “Karst là những hiện tượng và quá trình xuất hiện trong các đá bị hòa tan do nước tự nhiên”

Karst được nghiên cứu theo nhiều phương pháp khác nhau phục vụ cho những mục đích khác nhau, để tìm hiểu quá trình phát sinh và phát triển các kiểu dạng và cảnh quan địa hình karst, cũng như chế độ thủy văn sông hồ và nguồn nước

do quá trình karst tạo thành Như vậy, quá trình karst là các hiện tượng hòa tan có liên quan đến các quá trình hóa học trên địa hình đá vôi tạo thành các hệ thống hang động độc đáo

Quá trình karst phụ thuộc vào sự có mặt của các đá karst, đặc tính nứt nẻ và thành tạo mạng lưới khe nứt kiến tạo trên địa hình đá vôi phụ thuộc vào sự vận động của nước cùng khả năng hòa tan của đất đá, hình thành các hang động

Từ các khái niệm trên có thể định nghĩa karst: là hiện tượng phong hóa đặc trưng của những miền núi đá vôi bị nước chảy xói mòn Sự xói mòn không phải do

cơ chế lực cơ học, mà chủ yếu là do khí C02 trong không khí hòa tan vào nước, cộng với các ion dương của hydro (H+) tạo thành axit cacbonic Axit cacbonic là yếu tố chính trong quá trình ăn mòn đá vôi Sản phẩm của quá trình phong hóa Karst là các hang động với các nhũ đá, măng đá, song suối ngầm…

Karst bao hàm tổng thể các dạng địa hình độc đáo và các quá trình tạo ra chúng, chủ yếu là quá trình rửa lũa, hoàn tan của nước trên mặt và nước dưới đất

thấm nước Hiện tượng karst biểu hiện trong địa hình qua những khía cạnh sau:

- Tạo ra hệ thống thủy văn ngầm và hệ thống thủy văn trên mặt độc đáo, khác hẳn địa hình xâm thực nước chảy thông thường

- Tạo ra những dạng địa hình rỗng trên mặt và ngầm dưới đất trong khối đá

bị karst hóa

- Tạo ra những địa hình âm trên bề mặt và những dạng địa hình rỗng ngầm dưới đất trong khối đá không hòa tan nằm bên trên hoặc vây quanh các khối đá bị karst hóa

1.2.2 Địa hình karst

Về mặt hình thái có thể phân loại địa hình karst thành địa hình karst trên mặt

và địa hình karst ngầm:

Các dạng địa hình karst trên mặt:

 Carư: là những địa hình karst rất phổ biến, gồm các hố, hốc, khe, rãnh…hình thù kỳ dị kích thước rất nhỏ (1-2m) đến khá lớn (5-10m), lởm chởm, sắc nhọn, rất

khó đi lại (hình 1.3)

 Phễu, lũng karst: là những nơi địa hình dạng phễu, kích thước hang chục đến hang trăm mét Phễu do sập đổ vòm hang động có vách đứng, đáy có hang, hốc hút

nước mặt, một phần bị phủ bởi sét, mùn cay và tảng lăn đá vôi (hình 1.4)

 Thung lũng karst: là những lũng karst kéo dài hang chục km, rộng có khi

hàng nghìn met, đáy có thể có nguồn lộ nước ngầm và dòng chảy mặt (hình 1.5)

 Thung lũng mù: là đoạn thung lũng bị chặn, ở phần thấp có một vài hang tiêu nước Khi mưa lớn, nước các nơi đổ về, các hang này bị lấp không tiêu nước có thể

gây ngập úng (hình 1.6)

 Cánh đồng karst: là những cánh đồng bằng phẳng, có thể có dòng chảy mặt

(hình 1.7)

 Đồng bằng gặm mòn: Có địa hình tương đối bằng phẳng, trên có núi sót

 Các dạng địa hình karst nổi cao: gồm các đỉnh, dãy, khối, tháp… kích thước

thay đổi, hình thù hết sức đa dạng, nổi cao giữa các địa hình thấp (hình 1.8)

Dạng karst ngầm: Đặc trưng cho địa hình karst ngầm đó là hang động

Hình 1.3 Carư Hình 1.4 Phễu karst

Hình 1.5 Thung lũng karst Hình 1.6 Thung lũng mù

Hình 1.7 Cánh đồng karst Hình 1.8 Cảnh quan karst cụm đỉnh - lũng Hang động là kết quả độc đáo của quá trình karst, chỉ có ở các vùng đá vôi

Có những hang hình thành từ xa xưa, nay được nâng lên rất cao Chúng không phát

hình thành ở phần thấp, gần ngang bằng với mực nước sông, suối xung quanh (còn gọi là hang ướt) nước trong hang lưu thông với bên ngoài có thể chảy ra hòa với

sông suối bên ngoài

Quá trình karst dưới sự hòa tan của nước: Nước mặt cũng như nước dưới

đất có tác dụng hoà tan đối với các đá có khả năng hoà tan, tuy nhiên tác dụng hoà tan chỉ xảy ra khi nước có chứa nhiều khí CO2 Quá trình hoà tan đá vôi trong nước chứa nhiều khí CO2 ăn mòn xảy ra theo phản ứng thuận nghịch dưới đây

H2O+CO2H2CO3 (1)

H2CO3+ (Ca,Mg)CO3(Ca,Mg)(HCO3)2 (2)

(pha rắn) (dạng hoà tan) Nếu nước chứa CO2 ít thì H2CO3 ít dẫn đến tương tác với đá vôi (tác dụng hoà tan) bị hạn chế và quá trình hòa tan đá vôi không xảy ra nếu hàm lượng khí CO2

không vượt quá lượng khí CO2 cân bằng Nếu lượng khí CO2 nhiều vượt quá lượng khí CO2 cân bằng thì hàm lượng axit H2CO3 lớn gây hoà tan đá vôi và tạo nên bicacbonat canxi Ca(HCO3)2

Để xảy ra quá trình hoà tan thì ngoài tác dụng hòa tan của khí CO2, nước phải có chứa ít ion pha cứng, nếu trong nước có chứa nhiều ion pha cứng thì môi trường bị quá bão hoà, quá trình hoà tan đá hòa tan (ở đây là đá vôi) không tiếp diễn, vì vậy hàm lượng ion pha cứng trong nước phải ít, tức là trong nước phải chứa các muối khác gốc Thực nghiệm của Xocolov D.X cho thấy trong nước chứa nhiều các muối khác gốc thoạt đầu làm tăng khả năng hoà tan nhưng đến một giới hạn nào

đó (tuỳ thuộc loại muối) thì sự gia tăng hàm lượng muối làm giảm độ hoà tan của nước

Hình 1.9 Cơ chế hình thành hang động (David C Culver, 1990)

 Quá trình hình thành hang động

Hang động được hình thành bởi các quá trình địa chất khác nhau, là sự kết hợp của các quá trình xói mòn hóa học do nước, hoạt động kiến tạo, vi sinh vật, áp lực, ảnh hưởng không khí, và thậm chí cả việc đào bới [19]

Có 3 quá trình hình thành chung của các hang động: (1) hang động được hình thành bởi áp suất hoặc dòng chảy, (2) hang động xói mòn, và (3) hang động hòa tan (A Austin, 2004)

- Hang động hình thành bởi áp suất hay dòng chảy, thường tìm thấy trong các ống dung nham núi lửa, T‟let hang động

- Hang động xói mòn là những hang động bị tác động bởi sóng biển vào các vách đá, loại này thường được gọi là hang biển

- Hang động hòa tan, đây là loại hang động chiếm số lượng nhiều nhất trên thế giới, chúng thường được hình thành do quá trình hòa tan của nước trong các loại đá dễ hòa tan như: đá vôi, thạch cao và một ít trong đá cẩm thạch, mỏ muối hoặc trong khối băng Trong đó, các hang động trên núi đá vôi chiếm số lượng lớn nhất [17]

Thuật ngữ hang động thường được áp dụng để chỉ một khe hở tự nhiên, trong các loại đá khác nhau, đủ lớn để con người đi vào Thuật ngữ này mang tính

hình thành, do đó thiếu khoa học (J Fromaget, 1997) Đến nửa sau thế kỷ 19, nhờ những tiến bộ trong thăm dò hang động của nhiều nhà khoa học trên thế giới, khái niệm về hang động mới dần chính xác và khoa học hơn (Alexander Klimchouk, 1998) Một số khái niệm được chấp nhận và sử dụng hiện nay như:

- Theo hiệp hội hang động quốc tế, hang là sự mở rộng tự nhiên ở dưới các khối núi đá có chiều rộng đủ để con người đi vào

- Theo the National Park Service, hang có tổng chiều dài ít nhất 50 feet (khoảng 15m), chứa các vùng bóng tối hoặc chiều dài của các đoạn hang vượt quá chiều rộng của cửa ra vào

- Theo Federal Cave Resources Protection Act of 1988, USA - FCRPA, bất

cứ chỗ trống, hốc, ngách, hoặc hệ thống các đoạn nối liền với nhau, xảy ra tự nhiên bên dưới bề mặt của trái đất, trong một vách đá hoặc gờ đủ lớn để cho phép người

đi vào, dù lối vào hình thành tự nhiên hoặc do con người tạo nên

- Theo Wikipedia, một hang động hoặc hang là một khoảng trống dưới đất tự nhiên lớn đủ cho một con người đi vào

Từ các khái niệm trên, thì hang động được hiểu là một hang, động kết nối với mặt đất thông qua lối vào, mà không xét đến hình thái, kích thước và nguồn gốc [20] Mặc dù, chưa có sự thống nhất về cách định nghĩa hang động giữa các quốc gia gia với nhau, nhưng khái niệm về hang động của hiệp hội hang động thế giới được chấp nhận và sử dụng rộng rãi bởi các hiệp hội hang động của nhiều quốc gia (Klimchouk & Kasjan, 2001)

 Vai trò và giá trị của hang động

Các hang động thường phân bố ở các khu vực gần nguồn nước, nhiệt độ luôn ổn định, nên được người cổ đại sử dụng để ẩn náo và tránh thú dữ [16], các

di cốt hóa thạch được tìm thấy ở các hang động khu vực Châu Âu, Châu Á, đã được các nhà khoa

học xác định là của người vượn cổ có niên đại cách đây khoảng 300.000 năm [19]

Sử dụng trong việc chôn cất: Hang động cung cấp một số điều kiện thuận lợi

cho việc chôn cất người chết như: lựa chọn vị trí chôn cất, di thể có thể được đặt

trên sàn, hài cốt hoặc các lọ đựng hài cốt sau khi hỏa thiêu sẽ được bảo quản Khoảng 180.000 năm cách đây, trong thời kỳ đồ đá, hoặc trước đó, người thông minh Neandertalensis đã sử dụng các hang động làm nơi chôn cất như hang Tabun Cave, ở Israel Ngoài ra, còn có nhiều bằng chứng cho thấy việc chôn cất người trong nhiều giai đoạn lịch sử khác nhau như: hang động Dorgone - Pháp, đã được

sử dụng từ thời kỳ tiền sử, hang Rouffignac được sử dụng trong 3 thời kỳ: đồ đá, đồ đồng và đồ sắt Việc sử dụng các hang động để chôn cất có thể do các nguyên nhân sau: đây là điểm tự nhiên thuận lợi, lòng tin và tôn giáo Đáng chú ý nhất, phong tục này đã có từ thời kỳ đồ đá đến nay và được tìm thấy ở nhiều nơi khác nhau và trong nhiều nền văn hóa khác nhau [17]

Sử dụng trong chiến tranh: Khu vực karst và các hang động với địa hình

hiểm trở, hoang vắng nên thường được sử dụng cho các mục đích quan trọng trong quân sự như: mai phục, tấn công, ẩn náu, đào tạo và triển khai các kế hoạch tác chiến và phòng thủ, cất giữ đạn dược, thử nghiệm vũ khí, thuận lợi cho việc chỉ huy

và tình báo, bệnh viện chữa trị cho các quân nhân, chôn cất người chết và giam cầm

tù nhân Ngoài ra, hang động còn cung cấp ngồn nguyên liệu quan trọng trong việc sản xuất vũ khí như: chì, kali nitrat, và một số kim loại khác, đây là thành phần quan trọng để sản xuất đạn dược, thuốc súng [18]

Trong truyền thuyết và thần thoại: Hang động đóng một vai trò quan trọng

trong các truyền thuyết và thần thoại của nhiều nền văn hóa khác nhau Các hang động được sử dụng trong nhiều câu chuyện thần thoại do 3 đặc trưng nổi bật như sau: trước tiên chúng thường được tưởng tượng như là đường xuống địa ngục; thứ

2, hang động thường được xem là nơi có nguồn sức mạnh siêu nhiên và sự sáng tạo (theo người Hy Lạp cổ, thần Zeus đã được sinh ra trong một hang động trên đảo Crete Còn đối với ngưới Úc, các hang động là nơi liên kết với tổ tiên thời kỳ tạo lập); thứ 3, chúng được xem là nơi ở của các vị thần, thánh, tổ tiên và các quái vật khổng lồ trong hang động Ngoài ra, hang động thường còn được biết đến như là nơi cất giấu kho báu, vàng, bạc trong các truyền thuyết trên khắp thế giới

ngưỡng và tôn giáo, đã thu hút hàng trăm ngàn lượt khách du lịch hàng năm (William B White, 2000) Du lịch hang động được người Châu Âu khởi xướng từ thế kỷ 15 (E Hamilton-Smith, 1992) Vào đầu thế kỷ 17, hang động Vilenica ở Slovenia là nơi đầu tiên thu phí, vì vậy nơi đây được công nhận là hang đầu tiên của loại hình du lịch hang động (show cave)

Sử dụng nghiên cứu khoa học: Khám phá hang động đầu tiên được thực hiện

do các nhà leo núi và người dân tại địa phương cho mục đích thể thao, tìm kiếm tổ yến, phân dơi, và du lịch tại địa phương (James E.Brady, 1999) Các hang động dần dần thu hút nhiều nhà khoa học nghiên cứu, trên nhiều lĩnh vực khác nhau như: khảo cổ, sinh học, sinh thái học, địa chất, cổ sinh học, thủy văn, các nghiên cứu này dần làm sáng tỏ nhiều giá trị của các hang động

Sử dụng hang động đã được con người quan tâm từ thời đồ đá đến nay, nhưng vấn đề bảo vệ và phục hồi chúng chưa được quan tâm đúng mức, đã gây ra các tác động mạnh về mặt cấu trúc, hình thái và chức năng hệ sinh thái của hang động, từ đó làm cho chúng bị suy thoái thậm chí là bị mất đi vĩnh viễn

1.2.3 Đánh giá địa hình karst phục vụ phát triển bền vững

Theo panizza các tiêu chí có thể cho giá trị đối với địa hình để trở thành tài nguyên địa mạo bao gồm: Giá trị khoa học, văn hóa, kinh tế-xã hội và giá trị phong cảnh, cảnh vật Tuy nhiên để đánh giá một cách cụ thể giá trị của tài nguyên địa hình karst cần phải có các tiêu chí sau:

 Tiêu chí về giá trị về khoa học

Trên quan điểm khoa học và trong lĩnh vực địa mạo, tầm quan trọng về giá trị của tài nguyên địa mạo tự nhiên có thể đánh giá theo 4 đặc trưng (Panizza và Piacente, 1993): 1) Là một mô hình tiến hóa địa mạo, chẳng hạn như phễu karst 2)

Là một vật thể được sử dụng cho các mục đích giáo dục, chẳng hạn một cột nhũ đá 3) Là một ví dụ cổ địa mạo, chẳng hạn các tầng nhũ đá 4) Địa hình có thể được xem là tài nguyên địa mạo bởi các khía cạnh khoa học của nó, cũng như khi nó là trụ cột của hệ sinh thái, có thể bởi vì nó là một môi trường sống dành riêng cho những loài động vật hay thực vật đặc biêt, mà chúng là những yếu tố không thể

thiếu được trong một hệ sinh thái: Một vài vùng đất ngập nước hoặc các tích tụ mảnh vụn là những ví dụ rõ rệt Tuy nhiên, trong trường hợp này, các môn học khác, như Động vật học hay Thực vật học, hơn là Địa mạo học, sẽ chỉ ra sự đóng góp của tài sản địa mạo Trong những trường hợp khác, việc xác định giá trị khoa học của những đặc điểm hình thái đặc biệt, như hang động hoặc mái đá mà có lúc là

vị trí cư ngụ của người cổ đại, có thể lại nằm trong ranh giới của Khảo cổ học Mỗi đặc trưng trên đây có thể thừa nhận giá trị cao hay thấp nhờ mức độ hiếm có của nó, nghĩa là tầm quan trọng của nó về mặt không gian; do đó, mức độ khác nhau về tầm quan trọng có thể được quy cho một trong 4 loại đặc trưng đã xác nhận ở trên: - Địa phương, khu vực, siêu khu vực và rộng rãi trên thế giới

Tiêu chí này chỉ mức độ đa dạng các thuộc tính, tổ hợp, hệ thống và các quá trình địa chất, bao gồm đa dạng về vật chất như thạch học, khoáng vật, hoá thạch v.v.; đa dạng về địa hình - địa mạo và kiến trúc, cấu tạo; đa dạng về môi trường địa chất (cổ và hiện đại); đa dạng về quá trình và lịch sử tiển hoá địa chất Trong nhiều yếu tố thành phần của tiêu chí, cần khẳng định các yếu tố nổi bật nhất, có tính toàn cầu Ví dụ với Vịnh Hạ Long, đó là lịch sử kiến tạo địa chất đa dạng, dài lâu và địa mạo karst đá vôi trên biển như những giá trị di sản địa chất được UNESCO khẳng định

 Tiêu chí về giá trị thẩm mỹ

Đây có thể coi là một tiêu chí có phạm vi rất rộng, nó phụ thuộc rất nhiều vào cảm nhận riêng của mỗi cá nhân, những người đến và tham quan vịnh Tuy nhiên, trong nghiên cứu của mình, luận văn đánh giá vịnh Hạ Long và Bái Tử Long

có giá trị về thẩm mỹ vô cùng phong phú Cảnh quan tại đây mặc dù được nhiều tài liệu đánh giá là có nét tương đồng với nhau, tuy nhiên nếu để ý kỹ chúng ta có thể thấy được rất nhiều sự khác biệt trong cảnh quan hai vịnh.Vịnh Hạ Long nổi tiếng với quần thể các đảo đá vôi với các dạng hình tháp đứng đơn độc và các đảo tháp nối liên nhau cùng với các đảo đá vôi với nhiều hình thù độc đáo Trong khi tại vịnh Bái Tử Long bên cạnh các đảo đá vôi với nhiều hình thù, hình dạng như ở vịnh Hạ Long, nó còn có các đảo đất xen kẽ, các cộng đồng người dân sống trên đó Điều này

tạo lên một sự phong phú và đa dạng về cảnh quan Vì vậy, khi đi thuyền trên vịnh Bái Tử Long, chúng ta có thể cảm nhận được nhiều sắc thái cảm xúc khác nhau

 Tiêu chí về giá trị văn hóa, lịch sử

Giá trị văn hoá (truyền thuyết dân gian, khảo cổ - lịch sử, giá trị tinh thần, tâm linh, cảm xúc v.v.), giáo dục và cả giá trị kinh tế (điểm nhấn là du lịch địa chất

và tài nguyên khoáng sản), cần được đánh giá đầy đủ, hệ thống và đặt trong mối quan hệ với các giá trị đa dạng địa chất

Vịnh Hạ Long có giá trị văn hoá rất lớn và có tiềm năng trình UNESCO tiếp tục công nhận là di sản Thế giới Giá trị văn hoá hết sức phong phú và đặc sắc bao gồm các truyền thuyết dân gian (Rồng hạ); khảo cổ (các nền văn hoá Soi Nhụ, Tiền Hạ Long, Hạ Long), lịch sử (chống Nguyên-Mông, chống Pháp Mỹ), cộng đồng cư dân hiện đại (làng chài cửa Vạn), phong tục tập quán và thế giới tâm linh v.v Hòn Phụ Tử vốn có một truyền thuyết tuyệt đẹp về nguồn gốc cặp tháp nghiêng, nói về cái chết nghĩa khí và anh hùng của một ngư dân giúp dân trừ nạn thuỷ quái và tình cha con thật cảm động Đó là những giá trị nhân văn cao cả, thiêng liêng, mang màu sắc tâm linh [12]

 Tiêu chí về giá trị kinh tế

Giá trị kinh tế từ tài nguyên địa hình karst rất quan trọng đối với sự phát triển kinh tế xã hội đối với khu vực nói riêng và tỉnh Quảng Ninh nói chung Đó là các loại khoáng sản kim loại và đá vôi, xi măng phục vụ cho các ngành công nghiệp, vẻ đẹp, độc đáo của địa hình karst làm xao xuyến bao khách du lịch trong và ngoài nước đến với Vịnh Hạ Long và vịnh Bái Tử Long Khoáng sản và du lịch mang lại lợi ích kinh tế không nhỏ tuy nhiên khai thác cần đi đôi với bảo tồn các giá trị địa hình karst

 Tiêu chí về giá trị độc đáo, đặc sắc và kỳ vỹ

Muốn đánh giá nét độc đáo địa hình karst thì phải có những yếu tố, đặc điểm khác thường so với các dạng địa hình khác, bao gồm các vật thể và hiện tượng hiếm

và độc đáo; tiêu biểu và đặc sắc; có quy mô không gian đồ sộ, đại diện cho tầm quốc gia, khu vực hoặc thế giới [12]

Ví dụ, ở Vịnh Hạ Long, các thuộc tính này đều liên quan đến địa chất và địa mạo học và có thể nêu ra ví dụ về một số chỉ tiêu đứng hàng đầu thế giới như: quy mô địa hình karst đá vôi trên biển; sự phong phú, đa dạng và kỳ lạ của các kiểu, dạng địa hình karst đá vôi; số lượng tháp đá trên biển; hệ thống hang hàm ếch biển; thuỷ triều nhật triều đều biên độ lớn; ranh giới chuyển tiếp địa tầng giữa các

hệ Đê vôn và Cacbon v.v

Kỳ quan thiên nhiên cặp hòn Phụ Tử là các dạng địa hình karst hình tháp trên biển kết quả tiến hoá tận cùng của quá trình xâm thực, ăn mòn hoá học đá vôi tại vùng nhiệt đới ẩm Cặp tháp đôi kiểu Phong Linh như Phụ Tử rất hiếm gặp và

càng đặc biệt, độc đáo vì đó là cặp tháp nghiêng nằm trên vùng biển Quá trình ăn

mòn hoá học của nước biển và mài mòn của sóng biển trong vòng 5- 6 nghìn năm qua đã tạo nên ngấn vách dạng hàm ếch quanh chân, làm tăng thêm vẻ đẹp độc đáo cho đôi tháp Ở Vịnh Hạ Long có Hòn Đũa, cũng là một kỳ quan tháp đá đáng giá, sánh ngang tầm Phụ Tử, nhưng không phải tháp nghiêng như Phụ Tử

Nếu như vịnh Hạ Long chỉ có các dạng địa hình karst đơn thuần nhưng bên cạnh đó là vịnh Bái Tử Long ngoài địa hình karst còn có các đảo đất xen kẽ tạo nên cảnh quan độc đáo riêng biệt cho vùng này Các bãi tắm dài có độ trong cao, cát trắng mịn cũng là nét đặc trưng của vịnh Bái Tử Long tạo sức hút lớn đối với du khách

 Tiêu chí về giá trị đặc biệt cần bảo tồn

Giá trị đặc biệt là giá trị mang tính chất biểu tượng, mang những nét rất “đặc sản” của một vùng và khi nhắc đến những vùng đó ai cũng nghĩ đến biểu tượng đó, biểu tượng đó chính là các dạng tài nguyên địa hình độc đáo trong khu vực nghiên cứu Bên cạnh việc khai thác du lịch từ tài nguyên địa hình đó thì công tác bảo vệ, bảo tồn là rất quan trọng vì nó đóng vai trò trong việc duy trì biểu tượng hay nói cách khác là sự duy trì “tâm hồn” của cảnh quan khu vực nghiên cứu

1.3 Tổng quan nghiên cứu địa hình karst

1.3.1 Ở ngoài nước

Theo nhà địa mạo Jening năm 1985, “karst” là một từ bắt nguồn từ tiếng Đức (kras) để chỉ một hiện tượng ăn mòn phổ biến của đá vôi ở phía Tây nước Slovenie

và cũng là nơi có những nghiên cứu về địa hình karst đầu tiên trên thế giới vào thế

kỷ XIX khi mà khu vực này còn đang thuộc đế chế Áo - Hung Theo Ford năm

1989, diện tích karst trên thế giới chiếm khoảng 12% và là nơi sinh sống của rất nhiều dân tộc Tuy nhiên không giống hầu hết các loại đá khác, đá vôi có thể bị nước hòa tan, rửa lũa và vì thế, các vùng karst có đặc điểm độc đáo là có hệ thống không gian karst ngầm Hang động karst là một khoảng không ngầm dưới đất có thể

đủ lớn để cho con người có thể chui vào

Nghiên cứu khám phá hang động ở Châu Mỹ được thực hiện vào đầu những năm của thế kỷ 18, với mục đích đơn giản là thỏa mãn hiếu kỳ của con người và phục vụ cho hoạt động du lịch tại địa phương, chủ yếu ở khu vực núi Appalachian, Ozark, và các vùng đá vôi của Kentucky, Tennessee, Indiana (David C Culver, 1990)

- Constantine Rafinesque là người đầu tiên thực hiện nghiên cứu có hệ thống các hang động ở khu vực Kentucky Ông nghiên cứu về các sông ngầm, sự hình thành hang động, hang đá trú ẩn và các hang lớn có nhiều nitrat

- Peter Wilhelm Lund, nhà tự nhiên học người Đan Mạch, là người đầu tiên đặt nền móng cho khoa học nghiên cứu hang động ở Brazin, khi ông tiến hành nghiên cứu các hình thái hang khu vực Minas Gerais từ những năm 1834 đến năm

1844

- Những hang động ở Canada rất ít được biết đến, từ những năm 1960 và

1970, ba trong số 5 hang động sâu nhất ở Canada mới được khám phá và nghiên cứu gồm: Aretomys, Castle guard, Yorkshire Trong đó, hang Castle Guard được cho là dài nhất ở Canada (W Ford,1990) Các hang động được sử dụng từ cuối thời

kỳ leistocene đến đầu Holocene Hầu hết các hang động sử dụng cho mục đích khảo

cổ, một vài hang dùng để chôn cất

- Trong năm 1691, Francisco de Mendonça Mar, một người có niềm tin mãnh liệt vào tôn giáo, đã đặt một miếu thờ trong một hang động ở sông São Francisco (nơi mà người ta cho rằng Đức Chúa Giexu ra đời) Từ đó, các hang động ở phía đông Brazin trở thành những nơi hành hương nổi tiếng của thế giới

- Nghiên cứu hang động ở Hoa Kỳ, được chia làm hai giai đoạn: giai đoạn 1, nghiên cứu hang động với mục đích tìm Nitrat sử dụng cho sản xuất thuốc súng, chủ yếu ở các hang Kentucky, Indiana, Virginia và New York trong những năm

1880 và giảm xuống trong giai đoạn Chiến tranh thế giới thứ 1; Giai đoạn 2, khám phá hang động phát triển mạnh trong những năm 1930, 1940 và đạt được những thành công rực rỡ sau chiến tranh thế giới thứ 2, với mục đích thỏa mãn tính hiếu kỳ của một số nhà leo núi thám hiểm, sau đó các hang động này được sử dụng phục vụ

du lịch, thể thao, nghệ thuật… và từ đó các nhà địa chất, khảo cổ, sinh thái, thủy văn, cũng quan tâm và nghiên cứu về chúng

Nhìn chung, tại Châu Mỹ các khám phá hang động di ễn ra mạnh mẽ vào những năm 1960, với sự giúp đỡ từ phía các nước Châu Âu như: Colombia, Peru, Bolivi, và Ecuador Sau này, việc khám phá hang động tại khu vực này được thực hiện ở các nước thông qua các Hiệp hội nghiên cứu hang động của từng quốc gia

Ở Châu Âu các khám phá hang động chủ yếu ở khu vực Trung Âu, được thăm

dò từ giữa thời kỳ đồ đá, hầu hết các nghiên cứu ở giai đoạn này liên quan đến việc

khai thác mỏ và tìm kiếm khoáng sản

- Từ thế kỷ 16, sự mô tả chi tiết và bản đồ các hang ở khu vực Trung Âu được tìm thấy trong nhiều tài liệu Đáng chú ý nhất là công trình nghiên cứu hang động

và Karst vùng Slovenia của Johann Weichhard Freiherr vào năm 1689, cũng từ đó, nhiều công trình nghiên cứu khác được nhân rộng khắp các nước vùng Trung Âu vào cuối thế kỷ 17 đến đầu thế kỷ 18 Trong giai đoạn này, nhiều hang động được nghiên cứu và đo vẽ một cách cẩn thận nhằm mục đích phục vụ cho chiến tranh

- Vào năm 1850, Nhà khoa học Adolf Schmidl đã công bố về thuật ngữ

“Karst” và được sử dụng rộng rãi đến ngày nay Các công trình khám phá hang

động ở Trung Âu phát triển mạnh vào thế kỷ 19, với mục đích nghiên cứu khảo cổ,

cổ sinh vật và phục vụ cho chiến tranh

Ở Châu Úc các hang động đá vôi tại khu Bathurst được Châu Âu khám phá và ghi nhận đầu tiên vào năm 1821

- Năm 1824, nhà thực vật học Alan Cunningham, đã khám phá các hang động tại Bungonia ở New South Wales, cho rằng nơi đây từng là khu định cư của người nguyên thủy

- Năm 1983, James Whalan đã cho rằng hang động Jenolen được sử dụng vào mục đích chôn cất của những người tiền sử

- Từ những năm 1840, 1850, Jeremiah Wilson đã đề xuất việc sử dụng các hang vào mục đích phát triển du lịch tại địa phương

- Năm 1979, hiệp hội hang động Úc, đã tổ chức hội nghị quản lý hang động Karst Trong hội nghị này, phân loại các hang động cho mục đích sử dụng đã được đưa ra

Nhìn chung, Úc là một trong những quốc gia đầu tiên trên thế giới quan tâm nghiên cứu các giá trị của hang động và đặt nền móng trong công tác bảo vệ và bảo tồn chúng

Ở Châu Á việc nghiên cứu các hang động ở khu vực Châu Á được tiến hành

chủ yếu ở khu vực Trung Á và Đông Nam Á Khu vực này bao gồm các phần sâu bên trong của lục địa Á - Âu bao gồm: Kazakhstan, Turkmenistan, Uzbekistan,

Tajikistan và Kyrgyzstan [26]

Dựa vào cấu trúc địa chất, khu vực có hang động ở Trung Á có thể được chia thành: Đồng bằng Turansky, các hang động nổi tiếng về độ dài và độ sâu như: hang Sarykamyshskaya là hang động dài nhất (dài 200m), hang Bolojuk là hang sâu nhất (120m); Vùng đồng bằng, núi thấp của Trung Kazakhstan và các núi cao của dãy núi Kopetdag có các hang động nổi tiếng về độ dài và độ sâu như: hang Dnepropetrovskaya (dài: 2500 m, sâu:100 m), hang Komsomol„skaya (dài:1800m, sâu:100m), hang Soljenoye Chjudo (dài:870m, sâu:60m), hang Vershinnaja (dài:338m, sâu:120m) (Grozdetsky, 1981)

Ở khu vực Đông Nam Á, núi đá vôi chiếm khoảng 10% diện tích, phân bố chủ yếu ở các nước như Myanmar, Thái Lan, Lào, Việt Nam, Campuchia, Malaysia (David C Culver, 1990) Với điều kiện khí hậu nhiệt đới và mưa nhiều, nên khu vực này rất thuật lợi cho quá trình Karst phát triển

- Từ năm 1879, các công trình nghiên cứu sinh học hang động đầu tiên đã tiến hành ở vùng Selangor (Sungei Batu) - Malaisia Sau đó, các nghiên cứu về khảo cổ

và khoáng sản của các tác giả như Annandale, Coggin-Brown và Gravely trong hang động đá vôi ở Miến Điện và Malaisia

- Trong những năm 1960, các nghiên cứu hang động có một bước phát triển mạnh mẽ, nổi bật có các công trình như: nghiên cứu sinh học hang động của Lindberg, K (1960); tìm kiếm tổ yến trong các hang động ở Gomantong của Burder, J.R.N (1961); nghiên cứu điều kiện sinh thái ở hang động Batu, Malaisia của Mc.Clure, H.E (1965); khảo cổ học thời tiền sử các hang động Malaisia của Peacock, B.Av (1965); nghiên cứu khảo cổ học trong hang động ở Phnom Loang, Campuchia của Carbonnel, J.P và P Biberson (1968)

1.3.2 Ở trong nước

Trong thời kỳ Pháp thuộc, các nhà địa chất Pháp đã tiến hành nghiên cứu về karst ở Việt Nam Tuy nhiên, họ mới dừng lại ở mức độ mô tả địa hình karst một cách đơn giản Các nghiên cứu về karst chỉ có ở trong các báo cáo tổng hợp về khoáng sản, địa chất phục vụ cho mục đích của họ Blodel F, (1937) đã đưa ra và giải thích khái quát sự hình thành của đá carbonat và cho rằng hiện tượng karst ở Việt Nam giống như ở vùng ôn đới Đây là một quan niệm còn phiến diện và chưa đúng Ngoài ra về mặt khoa học thuần túy nhất có lẽ là tài liệu về các cuộc nghiên cứu hang động cho mục đích khảo cổ của bà Coladi Nói chung, trong thời kì này các tài liệu về karst rất ít có giá trị lý luận cũng như thực tiễn

Sau cách mạng tháng 8, nhà địa lý Lê Xuân Phương đã biên soạn cuốn Sơ thảo địa lí Việt Nam, trong đó có đề cập đến tất cả các vùng karst Việt Nam, tuy nhiên chỉ ở khía cạnh cảnh quan địa lí, ca ngợi vẻ đẹp của những vùng karst

Năm 1956 khi Khoa Địa lý trường Đại học Sư phạm Hà Nội ra đời, Nguyễn Đức Chính đã biên soạn cuốn Địa lí tự nhiên Việt Nam, trong đó có nêu lên các đặc điểm karst nhiệt đới ở nước ta

Trong thời gian kháng chiến chống Mỹ các nghiên cứu về hang động, địa hình karst được Bộ Quốc phòng, Bộ Công nghiệp nghiên cứu tìm hiểu để phục vụ chiến tranh vì những ưu điểm nổi bật của các dạng cảnh quan karst (nơi trú ẩn cho nhân dân, bộ đội, chứa đựng hàng hóa vũ khí, hay là những nơi có vị trí chiến lược) Cũng trong thời gian này các nhà khoa học của Liên Xô (M.A Zubasenko), Ba Lan (J Glazek) sang nghiên cứu và có những nhận định về karst Việt Nam, họ đã đề cập đến ảnh hưởng của các yếu tố nội lực, ngoại lực đối với sự hình thành địa hình karst

và các khoáng sản liên quan ở nước ta

Gần đây, các phát hiện về hang động như hang Tam Cốc, Bích Động, Động Tiên, Động Người Xưa (Ninh Bình) là những phát hiện rất có giá trị cho khảo cổ học và ngành du lịch Năm 1998, Đỗ Tuyết và cộng sự đã công bố công trình “Địa chất karst Tây Bắc” Đây là công trình có giá trị về nghiên cứu sâu đá carbonat, đã kết hợp với các nhà hang động Bỉ phát hiện hệ thống hang động ngầm vùng Tây Bắc Việt Nam, tuy nhiên các vấn đề về môi trường karst vẫn chưa được tiến hành Các công trình có chất lượng cao là: Bản đồ địa chất miền Bắc Việt Nam, tỷ lệ 1:500.000 của A.E Dovjokov và nnk (1965); Bản đồ địa chất Việt Nam, phần miền Bắc, tỷ lệ 1:1.000.000 của Trần Văn Trị và nnk (1977); Bản đồ địa chất tờ Ninh Bình, tỷ lệ 1:200.000 của Đinh Minh Mộng và nnk (1976); Bản đồ địa chất Hải Phòng - Móng Cái tỷ lệ 1:200.000 của Nguyễn Công Lượng và nnk (1983); Các bản

đồ địa chất tỷ lệ 1:50.000 tờ Yên Vệ - Lạc Thuỷ của Nguyễn Duy Ngọc và nnk (1978), tờ Quan Hoá - Vụ Bản của Đỗ Văn Chi (1992) Các nghiên cứu mới nhất về địa chất ở Hải Phòng - Quảng Ninh của Ngô Quang Toàn và nnk (1993) cũng đã được công bố Trong các nghiên cứu này, các đặc điểm về đá vôi, cấu trúc, thành phần vật chất được nghiên cứu chi tiết Tuy nhiên yếu tố môi trường vẫn chưa thực

sự được chú ý và vấn đề tai biến địa chất xảy ra trong vùng hầu như còn bỏ ngỏ

Sau này Glazek J., (1966) đã phân biệt rõ đặc điểm karst nhiệt đới với ôn đới, vùng cực, vùng khô, vùng bán khô Nguyễn Đức Chính, Vũ Tự Lập (1963) đã lý giải kỹ hơn về sự hình thành karst nhiệt đới và dẫn ra các cảnh quan karst chính của nước ta (khối núi và cao nguyên) Từ những năm 1970 trở lại đây, song song với việc đo vẽ bản đồ địa chất 1:200.000, các bản đồ địa mạo cùng tỷ lệ cũng ra đời có phản ánh các dạng địa hình karst Một số tờ bản đồ địa mạo tỷ lệ 1:50.000 cũng được thành lập đã phân loại các dạng địa hình karst cho các vùng Yên Vệ-Lạc Thuỷ, Hoà Bình-Tân Lạc, Na Hang-Ba Bể, Quan Hoá-Vụ Bản, Hoà Bình-Suối Rút, Thành phố Hải Phòng, Thành phố Hạ Long Tuy nhiên vẫn chưa có tài liệu về karst ngầm Lê Bá Thảo (1977) đã mô tả chung về địa hình karst ở Việt Nam Công trình nghiên cứu sâu hơn cả về karst là “Địa hình karst ở Việt Nam” của Đào Trọng Năng (1979) Trong công trình này ông đã đề cập đến vai trò quan trọng của yếu tố nhiệt đới ẩm trong quá trình karst hoá, đã mô tả chi tiết các vùng karst của Việt Nam Tuy nhiên, các tài liệu về karst ngầm, karst ứng dụng còn nghèo nàn Hoàng Thanh Thuỷ (1972) đã bước đầu định hướng hoá tốc độ ăn mòn karst chung ở Việt Nam Phạm Khang (1991) xác định tốc độ ăn mòn karst trên đá vôi Đồng Giao Các nghiên cứu về hệ karst kết hợp với các vấn đề về quản lý nước (thuỷ văn karst, hang động karst), quản lý đất và sử dụng đất trong vùng karst, đã được chú ý nhiều trong các công trình gần đây (VIBEKAP, Hội Hang động Hoàng gia Anh v.v.)

Từ 1975 đã xuất hiện các tài liệu về nhiều hang động ngầm ở những độ sâu khác nhau tạo nên tầng chứa nước karst (Trịnh Đạt 1975, Hoàng Văn Chực 1984,

Lê Văn Công 1983, Trần Trung Thịnh 1984, Vũ Văn Nghi 1983 v.v) Đặc tính phân đới của nước karst ngầm được tổng hợp trong các báo cáo địa chất thuỷ văn khu vực (Nguyễn Kim Ngọc và nnk, 1983, Vũ Ngọc Kỷ và nnk, 1983) hoặc trong các báo cáo đo vẽ bản đồ địa chất thuỷ văn, địa chất công trình tỷ lệ trung bình (Cao Sơn Xuyên và nnk 1985, Bùi Phú Thư và nnk 1995, Lê Văn Công 1995) Các tác giả nói trên đã xác nhận vai trò chứa nước ngầm của các khoang ngầm, đới dập vỡ trong các khối đá vôi, nhưng những lỗ khoan trong các công trình nghiên cứu này

cũng chỉ với tới độ sâu chưa đạt 200m (chỉ trong đới thông khí, hoặc đới chưa bão hoà nước)

Các tài liệu về karst ngầm có giá trị nhất mới chỉ có được gần đây do các nhà hang động học Bỉ và Viện nghiên cứu Địa chất và Khoáng sản, Australia, Anh v.v, khảo sát trực tiếp và đo đạc ở độ sâu hàng trăm mét trong lòng khối đá vôi ở vùng Tây Bắc và Đông Bắc Các bản đồ tài liệu thực tế thuỷ văn tương ứng với tỉ lệ 1:50.000 và 1:200.000 đã được thành lập Một hệ thống điểm lấy mẫu nước, đo đạc dòng chảy, phân tích hoá được thể hiện trên tất cả các loạt tờ bản đồ này Tuy nhiên chưa có một nghiên cứu đầy đủ về hướng chảy, lưu lượng tại các điểm xuất lộ nước Đặc biệt việc nghiên cứu hang động trong các loạt tờ này đều chưa được áp dụng để giải quyết vấn đề dòng chảy ngầm và dòng chảy mặt Việc này có thể giải thích là do các trang thiết bị chuyên dụng không có, kiến thức nghiên cứu hang động chưa được phổ cập

Các nghiên cứu về khoáng sản trong các vùng nghiên cứu trọng điểm ở tỉ lệ 1:200.000 và 1:50.000, có nơi chi tiết ở mức độ 1:10.000 và 1:2.000 đã được tiến hành song song với việc thành lập bản đồ địa chất Các điểm khoảng sản, vành dị thường sa khoáng cũng như kim lượng đã được thiết lập chi tiết và chuẩn định theo các phương pháp đo về tìm kiếm khoáng sản

Hiện nay các đề án mang tính chuyên đề về karst cũng đã được thực hiện, ví

dụ như đề tài “Nghiên cứu đặc điểm địa chất, địa mạo hồ Ba Bể lấy làm tiêu chí hàng đầu phục vụ xây dựng hồ sơ Di sản thế giới”: đề án “Nghiên cứu hiện trạng môi trường karst trên một số vùng trọng điểm miền Bắc Việt Nam” do Viện Địa chất Khoáng sản thực hiện năm 2003

Qua lịch sử nghiên cứu có thể nhận thấy về cơ sơ lí thuyết chung về karst Việt Nam cũng đã khá hoàn thiện, nhưng phương pháp nghiên cứu còn hạn chế và rất lạc hậu so với thế giới Để đáp ứng yêu cầu phát triển của kinh tế đất nước vấn đề về karst ở Việt Nam cần phải được quan tâm sâu sắc hơn nữa trong đó có vấn đề môi trường địa chất karst, đất và sử dụng đất vùng karst, địa chất thuỷ văn karst, định hướng sử dụng môi trường karst, đặc biệt các tai biến địa chất karst

Tổng quan nghiên cứu địa hình karst Vịnh Hạ Long và Vịnh Bái Tử Long

Năm 2000 vịnh Hạ Long đã được UNESCO công nhận là di sản thiên nhiên thế giới về giá trị ngoại hạng toàn cầu thể hiện các giá trị chính của lịch sử Trái Đất

và địa mạo karst độc đáo Các nghiên cứu thời đó mới chỉ dừng lại ở việc mô tả các dạng địa hình, đặc điểm và sự phân bố của các dạng địa hình đó chứ chưa có công trình nào đánh giá những giá trị cũng như vẻ độc đáo, mang tính tượng trưng của các dạng địa hình khu vực vịnh Hạ Long Các nghiên cứu về vịnh Bái Tử Long thì lại càng thiếu sự đánh giá tài nguyên địa hình và sự khác biệt về địa hình mang tính chất vùng của vịnh Bái Tử Long Những năm qua, công tác nghiên cứu về các đặc điểm, giá trị karst của Vịnh Hạ Long và Bái Tử Long đã đạt được một số kết quả tích cực với sự quan tâm của nhiều nhà khoa học trong và ngoài nước ( Lại Huy Anh, (1999), đặc điểm địa chất địa mạo phục vụ quy hoạch phát triển du lịch khu vực vịnh Hạ Long – Cát Bà, Trần Đức Thạnh, (năm 1998), Lịch sử địa chất vịnh Hạ Long, Trần Đức Thạnh, Trần Văn Trị, Lê Đức An, Lại Huy Anh, Waltham Tony (2004), Hạ Long một di sản địa chất – địa mạo của thế giới.v.v) Tuy nhiên, chưa có các nghiên cứu đánh giá, tìm giải pháp cụ thể để bảo tồn các dạng địa hình karst, nhất là để tránh tác động xấu của con người đối với các hang động

Đây là điều các nhà khoa học, cơ quan chức năng cần quan tâm hơn trong nỗ lực chung bảo tồn, phát huy giá trị tài nguyên hang động karst, đặc biệt là đối với khu vực vịnh Bái Tử Long

1.4 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

1.4.1 Cách tiếp cận

Tiếp cận hệ thống: Khi nghiên cứu về một sự vật hiện tượng, chúng ta cần

xem xét nó một cách toàn diện, nhiều mặt, nhiều mối quan hệ khác nhau, trong trạng thái hoạt động và phát triển, để tìm ra bản chất và quy luật vận động của đối tượng Quan điểm hệ thống giúp chúng ta đặt sự vật trong một hệ thống chỉnh hợp các mối quan hệ của nó với các yếu tố khác Giúp chúng ta phân tích đối tượng thành các bộ phận các phần để nghiên cứu chúng một cách sâu sắc hơn để tìm ra

tính hệ thống của chúng Đồng thời cũng đảm bảo tính thống nhất của các hợp phần nghiên cứu

Tiếp cận bảo tồn để phát triển và phát triển để bảo tồn: Bảo tồn là hoạt

động bảo vệ và duy trì; phát triển có thể hiểu đơn giản là sự đi lên hay lớn lên của

sự vật Bảo tồn để phát triển trong nghiên cứu chỉ sự bảo vệ và duy trì hiện trạng cũng như các giá trị của tài nguyên từ đó tạo nguồn lợi không ngừng cho cộng đồng địa phương Còn phát triển để bảo tồn lại chỉ khi người dân thu được nguồn lợi từ những giá trị mà mình đã bảo tồn thì từ đó sẽ có ý thức hơn trong việc khai thác làm sao để thu được lợi ích lâu dài nhất Xem xét bảo tồn và phát triển trong mối tương

quan chặt chẽ

1.4.2 Các phương pháp nghiên cứu

 Phương pháp thu thập, tổng hợp, phân tích và xử lý số liệu

Để kế thừa được các kết quả nghiên cứu đã có, việc áp dụng phương pháp thu thập tổng hợp, phân tích vầ xử lý các tài liệu liên quan đến hệ thống hang động karst ngầm và tai biển liên quan sẽ được áp dụng nhằm tìm ra các vấn đề tồn tại cần phải giải quyết cho phù hợp với mục tiêu đề tài, đối tượng nghiên cứu, phạm vi nghiên cứu, thời gian và kinh phí nghiên cứu Đây là một phương pháp truyền thống được áp dụng cho tất cả các nghiên cứu khoa học Các bước tiến hành để tổng hợp, phân tích và xử lỷ tài liệu bao gồm:

Tìm ra các từ khóa liên quan đến các từ như: hang động, karst, tai biến, sụt, sập, tên vùng nghiên cứu v.v bằng tiếng Việt và tiếng Anh trên mạng internet để thu thập được các tài liệu liên quan đến mục tiêu và đối tượng, phạm vi nghiên cứu ,v.v đã công bố của các nhà nghiên cứu trong và ngoài nước

Thu thập các bài báo, công trình nghiên cứu về hang động ngầm karst và tai biến liên quan ở Trung tâm Thông tin Lưu trữ địa chất và lựa chọn liên quan đến vùng nghiên cứu (phạm vi và đối tượng nghiên cứu : các loại bản đồ địa hình, địa chất liên quan như: bản đồ địa hình khu vực Vịnh Hạ long tỷ lệ 1: 50 000 do hải quân nhân dân Viêt Nam biên tập, bản đồ địa chất tỷ lệ 1:50 000, bản đồ địa hình và

địa chất khu vực vịnh Bái Tử Long tỷ lệ 1: 50 000, ảnh viễn thám khu vực vịnh Hạ Long và Bái Tử Long

Tổng hợp đánh giá xử lý các tài liệu thu thập được để tìm ra các kết quả nghiên cứu liên quan đến những nội dung nghiên cứu của đề tài về hang động karst ngầm và tai biến liên quan Từ đó nêu ra được các kết quả đã được nghiên cứu có thể áp dụng kế thừa hay những vấn đề mà các nghiên cứu trước chưa giải quyết được hoặc chưa được nghiên cứu thì cần bổ sung

Thu thập, tổng hợp các tài liệu nghiên cứu về hang động trên thế giới, Việt Nam và đặc biệt là các công trình liên quan đến hang động khu vực vịnh Hạ Long, vịnh Bái Tử Long Ngoài ra, các số liệu về khí tượng, thủy văn, kinh tế - xã hội tại khu vực nghiên cứu cũng được thu thập

 Phương pháp khảo sát địa chất ngoài thực địa

Nhằm nghiên cứu đối tượng là hệ thống không gian karst ngầm và tai biến địa chất liên quan ở vùng nghiên cứu cần phải áp dụng phương pháp khảo sát thực địa

để tiếp cận và thu được các thông tin một cách tin cậy và trung thực Các bước tiên hành của phương pháp này bao gồm:

Tổng hợp xử lý các tài liệu liên quan đến khu vực nghiên cứu để kế thừa các kết quả nghiên cứu có trước, vạch ra các công việc cần thiết liên quan đến nghiên cứu hệ thống không gian karst ngầm và tai biến liên quan ở ở thực địa Một sơ đồ điểm hang động và danh sách hệ thống hang động karst ngầm và tai biến địa chất liên quan tổng hợp được cũng như các đặc điểm địa chất karst ở vùng nghiên cứu phải được thành lập phục vụ cho nghiên cứu văn phòng và trước thực địa

- Lập kế hoạch thực địa phù hợp với nội dung nghiên cứu về hệ thống hang động karst ngầm và tai biến liên quan ở vùng nghiên cứu theo một mẫu cụ thể bao gồm: các thông tin thu thập, các điểm khảo sát dự kiến v.v theo các nội dung nghiên cứu về địa chất, cấu trúc, kiến tạo, địa mạo, thủy văn v.v

- Các ghi chép thu thập thông tin trong sổ nhật ký phục vụ theo mục tiêu và đối tượng nghiên cứu cũng phải được thành lập, lấy ý kiến chuyên gia, xây dựng cơ

văn phòng và được tin học hóa rất chi tiết cụ thể mới có thể sử dụng một cách hiệu quả

- Đo đạc hình thái các hang động, bao gồm: chiều dài, chiều rộng, độ cao, phương vị bằng các thiết bị như: đo xa điện tử, địa bàn, GPS, thước dây Từ đó vẽ bình đồ mặt cắt hang động

- Đo đạc các yếu tố môi trường, các chỉ tiêu gồm: nhiệt độ, độ ẩm và tốc độ gió, được đo đạc bằng các thiết bị như: ẩm kế điện tử, máy đo nhiệt cầm tay và máy

đo tốc độ gió cầm tay, nhằm xác định các yếu tố môi trường sinh thái tại cửa trong hang

 Phương pháp khảo sát hang động

Hệ thống hang động karst ngầm cần được khảo sát, đo vẽ chi tiết bàng việc áp dụng phương pháp khảo sát hang động Làm chủ được phương pháp này là một điều kiện tiên quyết đảm bảo tính an toàn và khả năng chinh phục được các hang động

có chiều sâu và mức độ phức tạp Các bước tiến hành phương pháp này bao gồm:

- Tổng hợp các thông tin về đặc điểm địa chất, địa mạo ở khu vực nghiên cứu

để dự báo các khu vực có triển vọng phát triển hang động

- Thu thập các thông tin về hang động đã được nghiên cứu (vị trí hang, chiều dài, chiều sâu, hướng phát triển, sơ đồ hang, năm khảo sát, người khảo sát v.v )

- Kiếm tra các thiêt bị khảo sát hang động chuyên dụng (quần áo bảo hiềm, bộ bảo hiểm, dây, đèn v.v.) để đảm bảo độ an toàn cao nhất trước khi đi thực địa cũng như trong quá trình khảo sát thực địa

- Tuân thủ các hướng dẫn về kỹ thuật lên xuống hang với các thiết bị chuyên dụng, cũng như các kỹ thuật hướng dẫn an toàn của chuyên gia phối hợp

- Ghi chép các thông tin trong hang theo mẫu sổ ghi chép hang động của BCRA Đây là một sổ không thấm nước mà ở Việt Nam chưa sản xuất được Đồng thời phải ghi chép liên hệ đặc điểm của hang với các đặc điểm địa chất trong hang động

Nhập số liệu đo vẽ vào các phần mềm hang động, lên sơ đồ hang động vào sổ nhật ký hàng ngày để tránh thất lạc tài liệu và lưu trữ bảo quản một cách cẩn thận

 Nhóm các phương pháp địa mạo

Nghiên cứu về đặc điểm địa mạo của khu vực nghiên cứu sử dụng các phương pháp sau:

a Phương pháp trắc lượng hình thái

Phương pháp này cho phép phân tích định lượng địa hình bề mặt địa hình, bao gồm cả việc nghiên cứu đặc điểm hình thái địa hình cũng như việc biểu hiện chúng trên bản đồ địa hình, trên ảnh viễn thám Qua thực địa, ảnh viễn thám, bản

đồ địa hình…, ta có thể nhận diện các đơn vị địa hình thông qua việc xem xét các đặc trưng về hình thái địa hình, độ cao tuyệt đối, độ cao tương đối, độ dốc, v.v

b Phương pháp kiến trúc – hình thái

Phân tích mối quan hệ tương hỗ giữa địa hình và cấu trúc địa chất là nội dung của phương pháp này, dựa trên cơ sở là các dạng địa hình thường có liên quan với cấu trúc địa chất và các hoạt động tân kiến tạo do chúng ảnh hưởng trực tiếp đến cường độ hoạt động của các quá trình ngoại sinh, ảnh hưởng lớn tới đường nét và cách sắp xếp các dạng địa hình Nhờ phương pháp này chúng ta có thể giải thích một số xu hướng biến đổi địa hình liên quan tới hoạt động kiến tạo như vận động nâng hạ, các đứt gãy kiến tạo

c Phương pháp nguồn gốc hình thái

Một số quá trình địa mạo có lịch sử hình thành và phát triển theo chu kỳ Phương pháp này được ứng dụng để làm sáng tỏ các hiện tượng có tính chu kỳ đó

d Phương pháp địa mạo động lực

Được sử dụng để đánh giá về sự biến đổi địa hình, tìm ra những động lực và quá trình tác động lên địa hình trong mối liên hệ với điều kiện cấu trúc địa chất, vận động tân kiến tạo và những điều kiện khí hậu hiện đại Phương pháp này đồng thời giúp dự báo xu hướng phát triển của địa hình

 Phương pháp chuyên gia

Để nâng cao chất lượng kết quả nghiên cứu, cần học hỏi các kinh nghiệm nghiên cứu về hệ thống không gian karst ngầm và tai biến địa chất liên quan cũng

chất karst (bao gồm cấu trúc thạch học, kiến tạo, thủy văn v.v ), địa mạo karst, hang động karst, địa vật lý v.v trong ngành địa chất phù hợp với đối tượng và mục tiêu nghiên cứu của đề tài, việc áp dụng phương pháp chuyên gia là rất cần thiết Các bước tiến hành của phương pháp này bao gồm:

- Lập danh sách các chuyên gia liên quan đến các vấn đề mà đề tài cần nghiên cứu (nội dung, sản phẩm, phạm vi, đối tượng nghiên cứu)

- Lập nội dung, khối lượng công việc, tiến độ và thời gian, sản phẩm và giá trị tương ứng một cách chi tiết cho từng cộng tác viên và chuyên gia (trong văn phòng

là các báo cáo chuyên đề, bản đồ, biểu mẫu thông tin cần thu thập ngoài thực địa v.v cũng như ngoài thực địa là các sổ nhật ký, sơ đồ tài liệu thực tế và báo cáo thực địa)

- Thảo luận và hoàn thiện về các kết quả nghiên cứu của các chuyên gia

Đưa các kết quả nghiên cứu của cộng tác viên và chuyên gia vào sản phẩm của

đề tài (bao gồm cả các „tài liệu và đánh giá từ các tài liệu thu thập được của các chuyên gia)

 Phương pháp ứng dụng công nghệ thông tin và hệ thông tin địa lý

Để xây dựng cơ sở dữ liệu về đặc điểm địa chất karst, hệ thống hang động karst ngầm và tai biến địa chất sập sụt liên quan v.v thành một hệ thống để có thể xây dựng, sửa chữa, thay đổi, cập nhật, in ấn và chia sẻ dưới các dạng khác nhau trong các thành viên tham gia đề tài cũng như ở các vị trí khác nhau thông qua internet và hệ thống thông tin địa lý (GIS), phương pháp ứng dụng công nghệ thông tin và GIS cần phải được áp dụng Các bước tiến hành bao gồm:

Xây dựng cơ sở dữ liệu dạng số bằng cách lựa chọn phần mềm GIS để xây dựng cơ sở dữ liệu phổ biến cho các đối tượng nghiên cứu địa chất (là cấu trúc kiến tạo, địa mạo, thủy văn, hang động, mặt cắt địa vật lý v.v.) như Mapinfor và ArcGIS v.v, và cho việc lập trình trang website - GIS là asp.net v.v Đối với các dữ liệu về hang động còn áp dụng phần mềm Onstation để xây dựng không gian hai chiều và

ba chiều của các hang động karst ngầm và hướng phát triển Đổi với cơ sở dữ liệu địa vật lý áp dụng phần mềm Suffer để xây dựng không gian hai chiều của mặt cắt

Xây dựng mô hình độ cao số 3 chiều (3D) bằng phần mềm ArcGIS để tính toán các thông số trắc lượng hình thái vùng karst và mô hình địa hình chồng phủ để vạch ra các vùng sụt lún dự kiến

Phân tích các đới dập vỡ đứt gãy trên ảnh vệ tinh nhằm vạch ra các đới dập vỡ, tính toán mật độ giao cắt phục vụ cho nghiên cứu cấu trúc địa chất, địa mạo ảnh trước thực địa

Xây dựng các trường thuộc tính cho cơ sử dữ liệu dạng số là các bản vẽ (cập nhật các thông tin về đối tượng nghiên cứu là hệ thống hang động karst ngầm và tai biển liên quan cũng như các đặc điểm địa chất ở vùng nghiên cứu vào các trường này), xây dựng các báo cáo trong bộ Office của Microsoft

CHƯƠNG II PHÂN TÍCH CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN ĐỊA HÌNH KARST VỊNH HẠ LONG

VÀ VỊNH BÁI TỬ LONG 2.1 Nhóm các nhân tố tự nhiên

Vịnh Hạ Long và Vịnh Bái Tử Long là vùng biển đảo nằm ở phía Đông Bắc Việt Nam, được xác định trong tọa độ: 106°59' - 107°35' kinh độ Đông; 20°44' - 21°09'

vĩ độ Bắc Giới hạn trong diện tích khoảng 2.553km², Vịnh Hạ Long và vịnh Bái Tử Long bao gồm 1.969 hòn đảo lớn nhỏ, phía Bắc và Tây Bắc kéo dài từ huyện Yên Hưng qua thành phố Hạ Long, thị xã Cẩm Phả đến hết phần biển đảo huyện Vân Đồn, phía Tây Nam giáp quần đảo Cát Bà, phía Đông Nam và phía Nam hướng ra Vịnh Bắc Bộ

Có rất nhiều nhân tố thuộc hai quá trình tác động đến sự hình thành và phát triển địa hình như: đặc điểm thạch học và kiến tạo, nhóm các nhân tố khí hậu, nhóm các nhân tố thủy văn và hải văn,… Bên cạnh các nhóm nhân tố tự nhiên trên, con người cùng với các hoạt động của mình ngày càng tác động nhiều hơn vào tài nguyên địa hình nhằm phục vụ các mục đích sử dụng của mình

2.1.1 Đặc điểm cấu trúc địa chất và kiến tạo

 Cấu trúc địa chất

Các yếu tố địa chất có ảnh hưởng đến hoạt động karst phải kể đến bao gồm: Thành phần khoáng hoá của đá; đặc điểm kiến trúc, cấu tạo, thế nằm của đá karst, đặc điểm đứt gãy, khe nứt kiến tạo và quan hệ thế nằm giữa các thành tạo karst hoá với đá phi karst (hình 2.1)

Trước hết thành phần khoáng hoá của đá, đá có khả năng hoà tan trong nước bao gồm: muối mỏ dễ hoà tan nhất hơn 320 g/l; thạch cao là 2,1 - 2,6 g/l; đá vôi, đôlômit khó hoà tan hơn với giá trị vài trăm miligam trong một lít nước

Trong thực tế, các khoáng vật tạo đá chủ yếu bị hoà tan đều có cấu trúc tinh thể Quá trình hoà tan đá trong nước thực chất là quá trình phá vỡ mạng tinh thể, chuyển các ion của mạng tinh thể khoáng vật vào trong nước dưới tác dụng của lực hút của các ion và phân tử nước