Nghiên cứu đặc điểm tướng trầm tích Holocen khu vực từ cửa Ba Lai đến cửa Hàm Luông

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Nguyễn Thị Mịn NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM TƯỚNG TRẦM TÍCH HOLOCEN KHU VỰC TỪ CỬA BA LAI ĐẾN CỬA HÀM LUÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2016 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Nguyễn Thị Mịn NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM TƯỚNG TRẦM TÍCH HOLOCEN KHU VỰC TỪ CỬA BA LAI ĐẾN CỬA HÀM LUÔNG Chuyên ngành: Địa chất học Mã số: 60440201 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Người hướng dẫn khoa học: TS ĐINH XUÂN THÀNH XÁC NHẬN HỌC VIÊN ĐÃ CHỈNH SỬA THEO GÓP Ý CỦA HỘI ĐỒNG Giáo viên hướng dẫn Chủ tịch hội đồng chấm luận văn thạc sĩ khoa học TS Đinh Xuân Thành GS.TS Trần Nghi Hà Nội - 2016 LỜI CẢM ƠN Luận văn hoàn thành cố gắng thân học viên hướng dẫn bảo tận tình TS Đinh Xuân Thành - Khoa Địa chất, Trường Địa 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, cô Khoa Địa chất Trường Đại học Khoa học Tự nhiên đồng nghiệp tập thể nhà khoa học Viện Địa chất - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Học viên xin chân thành cảm ơn giúp đỡ quý báu trên! Học viên Nguyễn Thị Mịn MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chƣơng TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 Vị trí vùng nghiên cứu 1.2 Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội 1.2.1 Đặc điểm khí hậu, khí tượng 1.2.2 Đặc điểm địa hình, thổ nhưỡng 1.2.3 Chế độ thủy văn 1.2.4 Đặc điểm địa chất 1.2.5 Đặc điểm kinh tế - xã hội 1.3 Lịch sử nghiên cứu 10 Chƣơng CƠ SỞ TÀI LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14 2.1 Cơ sở tài liệu 14 2.1.1 Tài liệu địa chất 14 2.1.2 Tài liệu địa chấn nông phân giải cao 15 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 15 2.2.1 Nhóm phương pháp nghiên cứu trầm tích 15 2.2.2 Phương pháp phân tích tướng trầm tích 21 2.2.3 Phương pháp địa chấn - địa tầng 21 2.2.4 Phương pháp địa tầng phân tập 24 Chƣơng ĐẶC ĐIỂM TƢỚNG TRẦM TÍCH HOLOCEN VÙNG NGHIÊN CỨU 31 3.1 Những khái niệm 31 3.1.1 Định nghĩa tướng trầm tích 31 3.1.2 Các yếu tố xác định tướng trầm tích 31 3.1.3 Tổ hợp cộng sinh tướng trầm tích 32 3.1.4 Định luật Walther 33 3.2 Đặc điểm tƣớng trầm tích 35 3.2.1 Đặc điểm tướng trầm tích Holocen sớm - 35 3.2.2 Đặc điểm tướng trầm tích Holocen - muộn 41 Chƣơng ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP VÀ LỊCH SỬ TIẾN HÓA TRẦM TÍCH HOLOCEN VÙNG NGHIÊN CỨU 50 4.1 Đặc điểm địa tầng phân tập 50 4.1.1 Miền hệ thống biển thấp (LST) 50 4.1.2 Miền hệ thống biển tiến (TST) 52 4.1.3 Miền hệ thống biển cao (HST) 53 4.2 Lịch sử tiến hóa trầm tích Holocen 53 4.2.1 Giai đoạn biển tiến cuối Pleistocen muộn Holocen sớm - 54 4.2.2 Giai đoạn biển thoái cao Holocen - muộn 56 KẾT LUẬN 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Vị trí vùng nghiên cứu Hình 1.2 Sơ đồ thể vị trí lỗ khoan mặt cắt địa chấn nông phân giải cao thuộc vùng nghiên cứu 15 Hình 2.1 Đường cong tích lũy độ hạt 16 Hình 2.2 Biểu đồ phân loại trầm tích Folk, 1954 18 Hình 2.3 Các dạng kết thúc phản xạ (theo Myers, 1996 Catuneanu, 2006)[9] 23 Hình 2.4 Thay đổi mực nước biển hình thành đơn vị địa tầng phân tập (theo Nichols Gary, 2009) 25 Hình 3.1 Sơ đồ thể vị trí lỗ khoan mặt cắt địa chấn nông phân giải cao thuộc vùng nghiên cứu 33 Hình 3.2 Sơ đồ liên kết cột địa tầng lỗ khoan khu vực nghiên cứu 34 Hình 3.3 Trầm tích cát sạn sỏi lòng sông lỗ khoan LKBT2 Bên phải mẫu lát mỏng thạch học Q - thạch anh, Qz - mảnh đá quazit [8] 35 Hình 3.4 Trầm tích cát bột đê tự nhiên lỗ khoan LKBT2 36 Hình 3.5 Trầm tích bột sét tướng đồng ngập lụt, ảnh lát mỏng thạch học, N+, 10x 37 Hình 3.6 Mặt cắt địa chấn tuyến MK07 vuông góc với bờ vùng biển cửa Ba Lai 37 Hình 3.7 Trầm tích sét bột chứa mùn thực vật đầm lầy ven biển lỗ khoan KC 13-04 38 Hình 3.8 Trầm tích cát bột cấu tạo phân lớp lượn sóng thấu kính tướng estuary, lỗ khoan KC13-04 39 Hình 3.9 Trầm tích cát bột lạch triều lỗ khoan LKBT3[8] 40 Hình 3.10 Trầm tích bột sét đới triều lỗ khoan LKBT2 41 Hình 3.11 Trầm tích cát bột sét bãi triều lỗ khoan LKBT2 42 Hình 3.12 Trầm tích bùn xám xanh đồng tướng vũng vịnh mở chứa mảnh vỏ sò, lỗ khoan LKKC 13-04 43 Hình 3.13 Trầm tích cát bột cửa phân lưu lỗ khoan KC13 - 04 44 Hình 3.14 Ảnh lát mỏng trầm tích cát bột cửa phân lưu lỗ khoan KC13-04 N+ (10x) 44 Hình 3.15 Trầm tích cát bột lòng phân lưu lỗ khoan LKBT1 45 Hình 3.16 Trầm tích cát bột lòng sông chọn lọc trung bình gặp lỗ khoan LKBT1 độ sâu 11 m Ảnh lát mỏng, N+ (10x) 45 Hình 3.17 Trầm tích bột sét vụng gian lưu lỗ khoan KC 13 - 04 46 Hình 3.18 Trầm tích cát bột sét đới gian triều lỗ khoan KC13-04 47 Hình 3.19 Trầm tích bột sét đới triều lỗ khoan KC13-04 48 Hình 3.20 Trầm tích cồn cát ven biển, lỗ khoan KC13-4 độ sâu - 3,2m 49 Hình 3.21 Trầm tích cồn cát chọn lọc tốt gặp lỗ khoan KC13-4 độ sâu 3,0m Ảnh lát mỏng, N+ (10x) 49 Hình 4.1 Mặt cắt địa chấn địa tầng tuyến MK07 vuông góc với bờ vùng biển đông nam Cửa Đại 50 Hình 4.2 Mặt cắt tuyến MK102A song song với bờ vùng biển cửa Ba Lai Cửa Đại 51 Hình 4.3 Mặt cắt địa chấn tuyến MK09 53 Hình 4.4 Sơ đồ liên kết lỗ khoan mặt cắt địa chấn nông phân giải cao từ đất liền biển 55 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Tọa độ giới hạn vị trí vùng nghiên cứu Bảng 1.2 Đặc điểm phân bố kích thước giồng vùng đồng ven biển khu vực nghiên cứu Bảng 2.1 Chỉ tiêu địa hóa đặc trưng cho môi trường trầm tích khác 19 Bảng 2.2 Các dạng vật liệu xác định tuổi theo phương pháp 14C 20 Bảng 3.1 Kết tuổi tuyệt đối C14 lỗ khoan vùng biển ven bờ sông châu thổ sông Cửu Long 34 MỞ ĐẦU Châu thổ sông Cửu Long hai chẩu thổ lớn nhất, có vai trò đặc biệt quan trọng phát triển kinh tế - xã hội Việt Nam Vùng ven bờ cửa sông châu thổ sông Cửu Long có vị trí quan trọng phát triển kinh tế - xã hội an ninh quốc phòng Vùng đồng ven biển cửa sông châu thổ sông Cửu Long có biến đổi mạnh địa hình địa mạo đới bờ thay đổi đường bờ Khu vực cửa sông Ba Lai, cửa Hàm Luông thuộc châu thổ sông Cửu Long có biến đổi mạnh mẽ dâng cao mực nước biển toàn cầu thiếu hụt phù sa bồi đắp cho đồng châu thổ Quá trình phát triển trầm tích vùng cửa sông từ cửa Ba Lai đến cửa Hàm Luông tạo nên địa hệ cảnh quan tiêu biểu châu thổ bồi tụ mang nhiều ý nghĩa việc phát triển kinh tế - xã hội, góp phần phát triển bền vững khu vực, cần thiết phải khôi phục lại lịch sử phát triển trầm tích khu vực cửa sông từ cửa Ba Lai đến cửa Hàm Luông giai đoạn địa chất gần (Holocen) Với ý nghĩa thực tiễn nêu học viên chọn luận văn thạc sĩ với đề tài: “Nghiên cứu đặc điểm tướng trầm tích holocen khu vực từ cửa Ba Lai đến cửa Hàm Luông” Luận văn nghiên cứu đặc điểm tướng trầm tích lịch sử tiến hóa trầm tích giai đoạn Holocen vùng nghiên cứu Mục tiêu: + Xác định đặc điểm tướng trầm tích Holocen khu vực cửa sông Ba Lai Hàm Luông, tỉnh Bến Tre + Làm sáng tỏ lịch sử tiến hóa trầm tích Holocen khu vực cửa sông Ba Lai Hàm Luông, tỉnh Bến Tre Nhiệm vụ nghiên cứu: - Nghiên cứu đặc điểm cấp hạt, đặc điểm cổ sinh, đặc điểm hóa lý trầm tích, đặc điểm thạch học trầm tích - Nghiên cứu xác định tướng trầm tích Holocen khu vực nghiên cứu - Nghiên cứu đặc điểm tướng trầm tích lịch sử tiến hóa trầm tích Holocen vùng nghiên cứu Bố cục luận văn Ngoài phần mở đầu kết luận, luận văn trình bày 04 chương, cụ thể sau: Chương Tổng quan khu vực nghiên cứu Chương Cơ sở tài liệu phương pháp nghiên cứu Chương Đặc điểm tướng trầm tích Holocen khu vực nghiên cứu Chương Lịch sử tiến hóa trầm tích Holocen vùng nghiên cứu Chƣơng ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP VÀ LỊCH SỬ TIẾN HÓA TRẦM TÍCH HOLOCEN VÙNG NGHIÊN CỨU 4.1 Đặc điểm địa tầng phân tập Đặc điểm địa tầng phân tập Holocen khu vực nghiên cứu xác định dựa việc liên kết tài liệu địa chấn địa tầng mặt cắt lỗ khoan Qua nghiên cứu miền hệ thống trầm tích có mặt khu vực nghiên cứu, cụ thể sau: 4.1.1 Miền hệ thống biển thấp (LST) Miền hệ thống biển thấp tập hợp thành tạo trầm tích hình thành giai đoạn mức nước biển hạ từ mức cực đại đến cực tiểu dâng tương đối chậm tốc độ trầm tích lại tương đối cao Trong khu vực nghiên cứu, miền hệ thống trầm tích gặp mặt cắt địa chấn nông phân giải cao lỗ khoan Miền hệ thống biển thấp giới hạn hai bề mặt: i) Bề mặt bào mòn biển thấp (LES- lowstand erosion surface) hình thành trình bào mòn thành tạo trầm tích lắng đọng chu kỳ trước Quá trình bào mòn tạo nên bất chỉnh hợp, trường hợp gọi ranh giới tập (SB), đánh dấu kết thúc tập trầm tích bắt đầu tập trầm tích mới; ii) Bề mặt biển tiến (TS) bào mòn biển tiến (RS - ravinement surface) hình thành tốc độ tạo không gian tích tụ vượt tốc độ cung cấp trầm tích Hình 4.1 Mặt cắt địa chấn địa tầng tuyến MK07 vuông góc với bờ vùng biển đông nam Cửa Đại 50 Trong băng địa chấn nông phân giải cao, miền hệ thống biển thấp (LST) giới hạn hai ranh giới địa chấn địa tầng: Thứ ranh giới tập (SB) - đặc điểm bật ranh giới SB vùng nghiên cứu thuộc tỉnh Bến Tre bề mặt bất chỉnh hợp địa chấn địa tầng rõ nét với đặc trưng bề mặt đào khoét mạnh hình thành giai đoạn mực nước biển hạ thấp (Hình 4.3) Bề mặt ranh giới gồ ghề, mấp mô, biên độ phản xạ vừa đến mạnh, độ liên tục tốt phát triển toàn vùng nghiên cứu Bên ranh giới trường sóng hỗn đỗn, đứt đoạn, đôi chỗ quan sát thấy rõ trường sóng xiên chéo thành tạo tập địa chấn bên bị bào mòn, cắt xén Bên ranh giới thường đặc trưng trường sóng trắng phản xạ mạnh tướng trường sóng phân lớp xiên chéo, liên tục tốt, phản xạ mạnh đến trung bình Thứ hai ranh giới biển tiến (TS) - đặc trưng ranh giới tương đối phẳng, đôi chỗ quan sát thấy hoạt động đào khoét nhẹ uốn cong theo hình thái ranh giới SB bên (Hình 4.3) Bên ranh giới thường có tập địa chấn phản xạ ngắn, biên độ mạnh tập địa chấn liên tục xiên chéo (Hình 4.3) Bên ranh giới tập địa chấn có trường sóng liên tục tốt, song song đến song song, biên độ phản xạ từ yếu đến mạnh (Hình 4.1, 4.2) Ranh giới bắt gặp liên tục toàn vùng nghiên cứu Hình 4.2 Mặt cắt tuyến MK102A song song với bờ vùng biển cửa Ba Lai - Cửa Đại 51 Đặc điểm trường sóng địa chấn thay đổi mạnh vùng nghiên cứu với đặc trưng trường sóng: dạng phân lớp song song đến song song, biên độ phản xạ từ đến mạnh, tính liên tục đến trung bình, tần số phản xạ trung bình; dạng lấp đầy trũng địa hình phản xạ trung bình đến kém, song song đến song song có tính liên tục khá; dạng phản xạ hỗn loạn, liên tục kém, biên độ phản xạ yếu đến trung bình, tần số thấp đến trung bình; dạng phân lớp xiên chéo có tính liên tục tốt đến trung bình, biên độ phản xạ từ đến mạnh, tần số trung bình (hình 4.1, 4.2) Dạng trường sóng phân sớm xiên chéo phân bố rải rác khu vực khơi Cửa Hàm Luông, Cửa Ba Lai Đặc biệt ý, thay đổi xu xiên chéo trường sóng khu vực Cửa Đại Cửa Ba Lai (hình 4.1, 4.2) cho thấy thay đổi hoạt động lòng sông giai đoạn 4.1.2 Miền hệ thống biển tiến (TST) Miền hệ thống trầm tích biển tiến bao gồm tướng trầm tích hình thành suốt giai đoạn mực nước biển tương đối dâng với tốc độ lớn tốc độ cung cấp trầm tích, giới hạn bề mặt biển tiến (TS -transgressive surface) bề mặt bào mòn biển tiến (RS) giới hạn bề mặt ngập lụt cực đại (MFS - maximum flooding surface) Trong vùng nghiên cứu, bề mặt ngập lụt cực đại bất chỉnh hợp phản xạ mạnh đến trung bình, liên tục phần bên toàn mặt cắt (hình4.3) Bên ranh giới có trường sóng nghiêng song song với liên tục biên độ phản xạ yếu đến trung bình phủ lên Bên ranh giới đặc trưng trường sóng ngang song song Độ sâu bề mặt ngập lụt cực đại khu vực nghiên cứu dao động từ 18 đến 28m so với mực nước biển Bề mặt có dạng nghiêng thoải phía biển Các đường đẳng sâu lõm sâu phía lục địa trước cửa sông thuộc hệ thống sông Cửu Long cho thấy trầm tích đại (Holocen muộn - Q23) có bề dày lớn vùng trước cửa sông Tại độ sâu 20 - 25m nước bề mặt gần trùng với bề mặt đáy biển trầm tích Holocen muộn mỏng Bề mặt chìm sâu khu vực khơi trước cửa sông Ba Lai - Hàm Luông Trong vùng ven biển, mặt cắt đầy đủ miền trầm tích có vùng trũng (thung lũng đào khoét), bao gồm tướng xếp từ lên sau: cửa sông  đầm lầy  bãi triều  estuary  vũng vịnh Tại vùng nâng, mặt cắt có tướng bãi triều 52 ... Nghiên cứu đặc điểm cấp hạt, đặc điểm cổ sinh, đặc điểm hóa lý trầm tích, đặc điểm thạch học trầm tích - Nghiên cứu xác định tướng trầm tích Holocen khu vực nghiên cứu - Nghiên cứu đặc điểm tướng trầm. .. tích holocen khu vực từ cửa Ba Lai đến cửa Hàm Luông Luận văn nghiên cứu đặc điểm tướng trầm tích lịch sử tiến hóa trầm tích giai đoạn Holocen vùng nghiên cứu Mục tiêu: + Xác định đặc điểm tướng. .. tướng trầm tích Holocen khu vực cửa sông Ba Lai Hàm Luông, tỉnh Bến Tre + Làm sáng tỏ lịch sử tiến hóa trầm tích Holocen khu vực cửa sông Ba Lai Hàm Luông, tỉnh Bến Tre Nhiệm vụ nghiên cứu: - Nghiên