LỊCH sử PHÁT TRIỂN TRẦM TÍCH HOLOCEN KHU vực TRÀ VINH TRONG mối QUAN hệ với sự DAO ĐỘNG mực nước BIỂN

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - CAO CHIẾN LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN TRẦM TÍCH HOLOCEN KHU VỰC TRÀ VINH TRONG MỐI QUAN HỆ VỚI SỰ DAO ĐỘNG MỰC NƢỚC BIỂN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - CAO CHIẾN LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN TRẦM TÍCH HOLOCEN KHU VỰC TRÀ VINH TRONG MỐI QUAN HỆ VỚI SỰ DAO ĐỘNG MỰC NƢỚC BIỂN Chuyên ngành: Mã số: Địa chất học 60440201 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Người hướng dẫn khoa học TS Đinh Xuân Thành Hà Nội - 2014 LỜI CẢM ƠN Luận văn hồn thành cố gắng thân học viên, hướng dẫn, bảo tận tình TS Đinh Xuân Thành – Khoa Địa chất, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN Nhân dịp này, học viên xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy hướng dẫn Trong trình nghiên cứu, học viên nhận hỗ trợ sở tài liệu, số liệu đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ phục vụ quản lý phát triển kinh tế biển, mã số KC.09.13/11-15 Học viên nhận quan tâm thầy, đồng nghiệp Hội Trầm tích Việt Nam tập thể nhà khoa học Khoa Địa chất – Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Qua đây, học viên xin chân thành cảm ơn giúp đỡ quý báu Học viên Cao Chiến DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BP : Before Present: Năm trước HST : Highstand Systems Tract: Miền hệ thống trầm tích biển cao Ka Kilo years: Nghìn năm : MFS : Maximum Flooding Surface: Bề mặt ngập lụt cực đại N+ Nicon vng góc : OSL : Optically Stimulated Luminescence: Nhiệt huỳnh quang kích thích TST : Transgressive Systems Tract: Miền hệ thống trầm tích biển tiến Yr Years: Năm x10 : Phóng đại 10 lần MỞ ĐẦU Tính cấp thiết Khu vực Trà Vinh phận châu thổ sông Cửu Long - hai châu thổ lớn nước ta Trải qua 11.000 năm, vùng nghiên cứu xảy biến động lớn địa tầng, trầm tích, địa mạo đới bờ thay đổi đường bờ mối quan hệ với dao động mực nước biển Q trình phát triển trầm tích Holocen vùng tạo nên địa hệ cảnh quan tiêu biểu châu thổ bồi tụ mạnh mang nhiều ý nghĩa việc phát triển kinh tế-xã hội Địa hệ giồng cát hình vịng cung phân nhánh, chạy song song với bờ biển Đây nguồn tài nguyên quan trọng cát vật liệu xây dựng cát san lấp với trữ lượng lớn; địa hệ đồng phù sa châu thổ phì nhiêu diện tích trồng lúa suất cao; địa hệ vùng đất ngập nước rừng ngập mặn ven biển dạng tài nguyên đặc thù lồng ghép đan xen khai thác hệ sinh thái rừng ngập mặn nuôi trồng thủy sản Với ý nghĩa nêu việc xác định quy luật hình thành lịch sử phát triển thành tạo Holocen khu vực Trà Vinh nhằm định hướng cho công tác quy hoạch, phát triển kinh tế - xã hội điều cần thiết nhằm phát triển bền vững khu vực Vì vậy, học viên chọn luận văn thạc sĩ với tiêu đề: “Lịch sử phát triển trầm tích Holocen khu vực Trà Vinh mối quan hệ với dao động mực nước biển” Mục tiêu nghiên cứu Đề tài đặt nhằm làm sáng tỏ mối quan hệ lịch sử phát triển trầm tích với thay đổi mực nước biển Holocen Nhiệm vụ Để hoàn thành luận văn theo mục tiêu trên, luận văn tập trung thực nội dung chủ yếu sau: - Nghiên cứu đặc điểm quy luật phân bố tướng trầm tích Holocen - Nghiên cứu lịch sử phát triển trầm tích Holocen khu vực Trà Vinh mối quan hệ với dao động mực nước biển Cơ sở tài liệu Học viên thu thập số lượng tài liệu phong phú liên quan tới vùng nghiên cứu với đề tài, giáo trình, báo nhiều tác giả liên quan Cùng với việc tham khảo tài liệu, học viên khảo sát thực địa, thu thập mẫu thực tế, phân tích mẫu phịng thí nghiệm, đồng thời kế thừa số tiêu phân tích như: tuổi C14, tuổi giồng cát xác định phương pháp nhiệt huỳnh quang kích thích (OSL), tiêu địa hóa mơi trường như: pH, Eh, Kt, số liệu cổ sinh vật như: diatomea, foraminifera, bào tử phấn hoa Cấu trúc luận văn Ngoài phần mở đầu kết luận, luận văn gồm có chương: Chương Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội Chương Lịch sử phương pháp nghiên cứu Chương Đặc điểm quy luật phân bố tướng trầm tích Chương Lịch sử phát triển trầm tích Holocen khu vực Trà Vinh Chƣơng ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI 1.1 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ Khu vực nghiên cứu nằm khoảng 9030’ đến 10000’ vĩ độ Bắc 106000’ đến 106040’ kinh độ Đông, bao trọn gần tồn diện tích đất liền tỉnh Trà Vinh Hình 1.1.Vị trí khu vực nghiên cứu 1.2 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 1.2.1 Khí hậu, khí tƣợng Khu vực nghiên cứu nằm miền khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa cận xích đạo bị tác động mạnh mẽ gió Đông Nam từ biển thổi vào Chế độ mưa, bão: Khu vực có hai mùa rõ rệt mùa mưa mùa khô Mùa mưa tháng đến tháng 11 với hướng gió chủ đạo hướng gió mùa Tây Nam đến Tây Tây Nam, chiếm khoảng 89% lượng mưa năm mùa khô từ tháng 12 đến tháng năm sau với hướng gió chủ đạo Bắc đến Đông Bắc, chiếm khoảng 11% lượng mưa năm Lượng mưa trung bình hàng năm từ 1.250 mm đến 1.500 mm tập trung vào hai thời kỳ, thời kỳ thứ xuất vào tháng tháng 7, lượng mưa tháng xấp xỉ 200mm, thời kỳ thứ hai xuất vào tháng tháng 10 lượng mưa tháng 250mm Diễn biến chế độ mưa năm sau: Thời kỳ mùa mưa thật (đầu tháng đến cuối tháng 10) Thời kỳ chuyển tiếp mùa mưa sang mùa khô (cuối tháng 10 đến cuối tháng 11) Thời kỳ mùa khô thật (đầu tháng 12 đến cuối tháng năm sau) Thời kỳ chuyển tiếp mùa khô sang mùa mưa (đầu tháng đến đầu tháng 6) Chế độ mưa gây khó khăn khơng cho nghề trồng trọt: vào mùa khô, vùng bị xâm nhập mặn, độ chua mặn lấn sâu vào nội địa dẫn đến hạn chế khả trồng tăng vụ, ngược lại vào mùa mưa thường bị nước thượng nguồn sông Mê Kông dồn gây nạn ngập úng nghiêm trọng diện rộng Chế độ nắng Do vĩ độ thấp nên vùng tiếp nhận lượng ánh nắng dồi dào, độ dài ban ngày lớn, xạ nhiệt độ cao, thích hợp cho phát triển trồng Tổng số nắng năm đạt 2.709 Trong mùa khô, số nắng trung bình ngày đạt từ – Tháng mùa mưa trung bình từ – ngày Chế độ gió Chế độ gió phân làm mùa rõ rệt: Gió mùa Tây Nam hình thành từ Nam Ấn Độ Dương vượt qua xích đạo, tác động đến tỉnh phía Nam Việt Nam, mang đặc tính nóng ẩm, gây mưa lớn, chiếm khoảng 90% lượng mưa năm tỉnh Gió mùa Tây Nam hoạt động tháng kết thúc vào tháng 9, mạnh từ tháng đến tháng Tốc độ gió trung bình đạt 1–1,2 m/s, riêng vùng biển tốc độ gió đạt – 3,9 m/s Tốc độ tối đa gió đạt 10 – 18 m/s, vùng biển 12 – 20 m/s Gió mùa Đơng Bắc, cịn gọi gió chướng, xuất vào cuối tháng 10 kết thúc vào cuối tháng tới trung tuần tháng năm sau Khả xuất gió chướng tăng dần từ đầu mùa (tháng 12) đạt cực đại vào tháng 3, sau giảm dần Đặc điểm gió chướng phát triển theo đợt Mỗi đợt từ phát triển lúc yếu khoảng từ đến ngày Gió chướng có đặc tính khơ hanh, gây tượng khơ nóng kéo dài, làm gia tăng tác động thủy triều, khiến mặn xâm nhập sâu vào nội địa, gây thiệt hại đê biển, ảnh hưởng xấu đến hoạt động sản xuất Độ ẩm Do gần biển có hệ thống sơng ngịi chằng chịt, nên độ ẩm tương đối khu vực nghiên cứu nhìn chung cao, trung bình từ 76 – 86%, huyện ven biển có độ ẩm tương đối từ 83 – 91%, chênh lệch độ ẩm trung bình tháng ẩm tháng khoảng 15% Vào mùa khô độ ẩm tỉnh vào khoảng 73 – 79%, riêng vùng ven biển khoảng 79 - 84% Vào mùa mưa, độ ẩm khoảng 83 – 86%, ven biển từ 85 - 91% Nhiệt độ Nhiệt độ khu vực tương đối cao, nhiệt độ bình quân hàng năm khoảng từ 26 - 27oC/năm Tháng nóng nhất: tháng (khoảng 28,9oC), tháng (khoảng 29,2oC) Tháng mát nhất: tháng 12, tháng 1, tháng (khoảng 25 - 26oC) Trong năm, khơng có tháng nhiệt độ trung bình 20oC Trong ngày, nhiệt độ cao xảy lúc trưa, cao tuyệt đối khoảng 36oC thấp xảy lúc gần sáng, thấp tuyệt đối khoảng 18,1oC Độ bốc Vào mùa khơ nắng nhiều, độ ẩm khơng khí thấp nên lượng bốc mạnh, bình quân từ – mm/ngày đêm Vào mùa mưa độ bốc giảm rõ rệt khoảng 2,5 – 3,5 mm/ngày đêm Riêng tháng có độ bốc nhỏ đạt - mm ngày đêm Bức xạ Lượng xạ khu vực lớn ổn định Lượng xạ tổng cộng trung bình ngày lớn vào tháng (548 calo/cm2/ngày) nhỏ vào tháng (397 calo/cm2/ngày) 1.2.2 Đặc điểm thủy văn Mạng lưới sơng suối: vùng nghiên cứu có cửa sơng nhánh sông Tiền đổ ra: cửa Cổ Chiên cửa Cung Hầu nhánh sông Hậu: cửa Định An Trong vùng mạng lưới sông, kênh, rạch phát triển mạnh mẽ, mật độ mạng lưới thuộc vào loại lớn lãnh thổ nước ta, dao động từ đến 4km/km2 Chế độ dòng chảy: Khu vực nghiên cứu chịu ảnh hưởng mạnh nhiều yếu tố tác động: dịng chảy sơng Tiền, sơng Hậu, thủy triều biển Đơng, thủy triều phía Tây Nam-vịnh Thái Lan chế độ mưa đồng Nguồn nước chảy sông Cửu Long lớn, năm có khoảng 422 tỷ m3 nước từ thượng nguồn cộng với lượng nước mưa trung bình năm cung cấp cho sơng Cửu Long khoảng 67 tỷ m Tổng lượng nước năm đồng sông Cửu Long khoảng 500 tỷ m3 Dịng chảy sơng Cửu Long có hai mùa rõ rệt mùa lũ mùa cạn Ở thượng lưu, mùa lũ tháng kết thúc vào tháng 11, mùa cạn tháng 12 kết thúc vào tháng Có tương phản sâu sắc mùa lũ mùa cạn, lưu lượng tháng lớn tháng nhỏ chênh lệch lớn Vào mùa lũ, lưu lượng tăng cao đột ngột đạt trung bình từ 20.000 đến 30.000m3/s, vào mùa khơ lưu lượng giảm nhỏ khoảng 2.000 - 4.000m3/s, 10 20% lưu lượng tháng mùa lũ 1.2.3 Đặc điểm hải văn Chế độ thủy triều: Vùng nghiên cứu có chế độ bán nhật triều không Hầu hết ngày tháng có lần triều lên lần triều xuống với chênh lệch rõ rệt độ cao nước ròng Độ lớn triều vùng khoảng 3-4 m kỳ nước cường 1,5-2m vào kỳ nước Tốc độ thủy triều khu vực lên xuống nhanh, đạt 0,5-0,6 m/giờ Tại cửa sơng lớn vùng chế độ thủy triều diễn phức tạp hơn, đặc biệt vào mùa mưa lượng nước sông đổ biển lớn nên mực nước tăng lên cao Chế độ sóng: Sóng biển đóng vai trị đặc biệt quan trọng q trình động lực ven bờ, đặc biệt vận chuyển trầm tích Nói chung vùng biển nghiên cứu, chế độ sóng phù hợp hồn tồn với chế độ gió 10 Tháng tháng đặc trưng cho gió mùa Đơng Bắc, sóng tập trung chủ yếu vào hướng Đơng Bắc (chiếm 86,69%) Độ cao sóng gió mùa Đơng Bắc lớn Tính trung bình có khoảng 6% số trường hợp quan trắc độ cao sóng từ 2m trở lên (cấp trở lên) Tháng tháng đặc trưng cho mùa gió Tây Nam, trường sóng tập trung vào hướng Tây Tây Nam chiếm 44,11% 36,41% tổng số trường hợp tương ứng Độ cao sóng nhỏ so với gió mùa Đơng Bắc Tháng tháng 10 hai tháng đặc trưng cho thời kỳ chuyển tiếp hai mùa gió nên có tần suất xuất phân bố tương đối rộng theo tất hướng Chế độ mực nước: Chế độ mực nước định chế độ thuỷ triều Các trình thuỷ thạch động lực khác có liên quan đến mực nước nước dâng bão, lũ Tính chất thuỷ triều vùng nghiên cứu thuộc loại hỗn hợp triều, thiên bán nhật triều Hầu hết số ngày tháng có hai lần nước lên hai lần nước xuống với chênh lệch đáng kể hai độ lớn triều ngày Độ lớn triều kỳ nước cường đạt tới 3m Kỳ nước cường thường xảy vào thời kỳ trăng non trăng tròn (tức vào đầu tháng tháng âm lịch) 1.2.4 Đặc điểm địa hình - địa mạo Địa hình: Vùng nghiên cứu có địa hình mang tính chất đồng ven biển với giồng cát chạy liên tục theo hình vòng cung song song với bờ biển Càng phía biển, giồng cát cao lớn Do chia cắt giồng cát hệ thống trục lộ, kênh rạch chằng chịt nên địa hình phức tạp Các vùng trũng xen kẹp với giồng cát, xu dốc thể cánh đồng Nhìn chung, cao trình phổ biến từ 0,4-1,0 m, chiếm 66% diện tích đất tự nhiên Địa hình cao (4m) gồm giồng cát phân bố Nhị Trường, Long Sơn (Cầu Ngang); Long Hữu (Duyên Hải) Địa hình thấp (0,4m) tập trung cánh đồng trũng xã Mỹ Hòa, Mỹ Long, Hiệp Mỹ (Cầu Ngang); Long Vĩnh (Duyên Hải), Trà Vinh 11 Địa mạo: Trong vùng nghiên cứu, đặc điểm địa mạo dễ nhận thấy đồng châu thổ cao 0,5-4m, không bị ngập bị ngập nước cục bộ, ngập không thường xuyên triều lũ Trên đồng bằng, xen kẽ giồng cát dải đồng thấp trũng với lạch triều, đoạn lạch triều, tuổi trẻ dần phía biển Khoảng cách giồng cát 1,9-4,9km, trung bình 2,4km Các dạng địa hình ổn định, có tuổi Holocen giữa-muộn, nhiên dạng địa hình giồng cát lại chịu tác động mạnh mẽ từ người 1.2.5 Đặc điểm địa chất 1.2.5.1 Đặc điểm địa tầng Ranh giới Pleistocen – Holocen khu vực nghiên cứu Các thành tạo trầm tích Pleistocen muộn hầu hết bị phủ thành tạo Holocen Tại khu vực ven biển Trà Vinh, trầm tích Pleistocen muộn có bề dày trung bình khoảng 40-50m, đơi chỗ có bề dày lớn vị trí lịng sơng cổ có bề dày trầm tích Pleistocen muộn đạt tới 70-80m Hình 1.2 Mặt cắt địa chất ven biển châu thổ Sông Cửu Long [3] Ranh giới Pleistocen – Holocen vùng nghiên cứu xác định qua lỗ khoan cho thấy khu vực sông Hậu nằm độ sâu khoảng 20m khu vực sơng Tiền độ sâu 50m, điều cho thấy vào thời kỳ khu vực cửa sông Tiền vùng sụt lún lấp đầy trầm tích Holocen sớm 12 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Lê Đức An (1996), “Về dao động mực nước biển thềm lục địa ven bờ Việt Nam Holocen”, Tạp chí Các khoa học trái đất, (18/4), tr 365 -367 Nguyễn Biểu nnk (2000), Nghiên cứu lập sơ đồ tướng đá cổ địa lý Pliocen – Đệ tứ thềm lục địa Việt Nam (0 – 200 m nước) tỷ lệ 1:1.000.000, báo cáo tổng kết đề tài mã số KH – CN 06-11-2, Lưu trữ viện KH & CNVN, Hà Nội Nguyễn Địch Dỹ nnk (2004), Nghiên cứu biến động cửa sông môi trường trầm tích Holocen – đại vùng ven bờ châu thổ sông Cửu Long, phục vụ phát triển bền vững kinh tế - xã hội Đề tài khoa học cấp nhà nước, mã số: KC09/06-10 Dỗn Đình Lâm (2003), “Lịch sử tiến hóa trầm tích Holocen châu thổ sơng Hồng”, Luận án Tiến sĩ Địa chất Nguyễn Văn Lập, Tạ Thị Kim Oanh (2004),“Mơi trường trầm tích Pleistocen muộn - Holocen vùng Cà Mau”, Tạp chí Các Khoa học Trái đất, 26(2), tr 170-180 Nguyễn Văn Lập, Tạ Thị Kim Oanh (2012),“Trầm tích giồng cát huyện Duyên Hải, tỉnh Trà Vinh tiến hóa Holocen châu thổ sơng Cửu Long”, Tạp chí Khoa học Trái đất, 34(3ĐB), tr 335-340 Trần Nghi (2010), Giáo trình Trầm tích luận nghiên cứu Dầu khí, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội Trần Nghi (2003), Giáo trình Trầm tích học, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội Trần Nghi, Đinh Xuân Thành nnk (2005),“Quy luật chuyển tướng lịng sơng cổ trầm tích Neogen muộn – Đệ tứ mối quan hệ với hoạt động kiến tạo vùng đồng Nam Bộ”, Tạp chí khoa học công nghệ biển, (5), 2005, tr.1 – 10 Trần Nghi, Đinh Xuân Thành (2000),“Tiến hóa trầm tích cổ địa lý giai đoạn Pliocen - Đệ tứ lãnh thổ lãnh hải Việt Nam”, Tạp chí địa chất, loạt A, phụ trương 2000, tr 19 – 29 13 11 Trần Nghi, Đinh Xuân Thành nnk (2004),“Nhìn lại thay đổi mực nước biển đệ tứ sở nghiên cứu trầm tích vùng ven biển biển nông ven bờ từ Nha Trang đến Bạc Liêu”, Tạp chí khoa học cơng nghệ biển, 3(4), tr.1 – 12 Trần Nghi nnk (2010), báo cáo chun đề: “Tiến hóa mơi trường trầm tích Holocen vùng cửa sông ven biển từ cửa sông Tiền đến cửa sông Hậu” 13 Trần Nghi, Mai Thanh Tân, Dỗn Đình Lâm nnk (2000), Tiến hóa trầm tích cổ địa lý giai đoạn Pliocen – Đệ tứ lãnh thổ lãnh hải Việt Nam, tạp chí Địa chất 14 Đinh Xn Thành (2012),“Tiến hóa trầm tích Pliocen - Đệ tứ vùng thềm lục địa từ Quảng Nam đến Bình Thuận”, luận án Tiến sĩ Địa chất 15 Nguyễn Trung Thành, Nguyễn Hồng Lân, Phùng Văn Phách nnk (2011), Xu hướng vận chuyển tích tụ trầm tích phần châu thổ ngầm ven bờ biển đồng sơng Mê Kơng, tạp chí Khoa học Trái đất, 33(4), tr 607-615 16 http://www.travinh.gov.vn 17 Niên giám thống kê năm 2012 tỉnh Trà Vinh Tiếng Anh 18 Catuneanu O (2006), Principles of Sequence Stratigraphy, Elsevier’s Science & Technology Rights 19 Nguyen Van Lap, Ta Thi Kim Oanh, Masaaki Tateishi (2000),“Late Holocen depositonal environments evolution of the Mekong River Delta, Souther Vietnam”, Journal of the Asian Earth Sciences, 18, (2000), 427 – 439 20 Tran Nghi, Dinh Xuan Thanh, Nguyen Dinh Thai (2010), "Evolution of holocene depositional environments in the coastal area from the Tien river to the Hau river mouths", VNU Journal of Science, Earth Sciences (26), tr 185-201 21 Toru Tamura, Yoshiki Saito, Mark D Bateman, V Lap Nguyen, T.K Oanh Ta, Dan Matsumoto (2012) “Luminescence dating of beach ridge for characterizing multi-decadal to centennial deltaic shoreline changes during late Holocene,Mekong River delta”, Marine Geology, v 326-328, tr.140-153 22 Tanabe, Ta T K O, Nguyen V L., Tateishi, M Kobayashi, I., Saito Y 14 (2003),“Delta evolution models infered from the Holocen Mekong delta, southern Vietnam” In “F.H Sidi, D, Nummedal, p imbert, H Darman, H.W Posamentier (Ed) Tropical deltas of Southern Asia: Sedimentary Stratigraphy and petroleum Geology, SEMP specical Publ N76, 175 – 188 23 Ta T K O., Nguyen V L., Tateishi, M Kobayashi, I., Saito Y, Nakamura T (2002), “Sedimentary facies and late Holocen progradation of the Mekong River delta in Bentre province, Southern Vietnam: an example of evolution from a tide – dominated to a tide-wave dominated delta”, Sedimentary Geology, v 152, 313-325 24 Thi Kim Oanh Ta and Van Lap Nguyen and etal (2002), “Holocene delta evolution and depositional models of the Mekong river delta, southern Viet Nam”, Sedimentary Geology, v 152, 453-466 25 Toru Tamura, Keishi Horaguchi, Yoshiki Saito, Van Lap Nguyen, Masaaki Tateishi, Thi Kim Oanh Ta, Futoshi Nanayama, Kazuaki Watanabe (2010) “Monsoon-influenced variations in morphology and sediment of a mesotidal beach on the Mekong River delta coast”, Marine Geology, 116 (2010), 11–23 26 Xue Z et al (2010), “Late Holocene Evolution of the Mekong Subaqueous Delta, Southern Vietnam”, Marine Geology 269 (2010), 46–60 15