Bài giảng địa mao học đại cương

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH KHOA KHOA HỌC XÃ HỘI BÀI GIẢNG (Lưu hành nội bộ) ĐỊA MẠO HỌC ĐẠI CƯƠNG (Dành cho sinh viên Đại học Địa lý học, hệ quy) Biên soạn: Nguyễn Hữu Duy Viễn Năm 2014 MỤC LỤC MỤC LỤC .ii LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG KHÁI QUÁT CHUNG 1.1 VỊ TRÍ CỦA ĐỊA MẠO HỌC 1.1.1 Sự hình thành phát triển 1.1.1.1 Trên giới 1.1.1.2 Tại Việt Nam 1.1.2 Địa mạo học ngành khoa học độc lập 1.1.2.1 Đối tượng nghiên cứu 1.1.2.2 Nhiệm vụ địa mạo học 1.1.2.3 Phương pháp luận 1.1.2.4 Phương pháp nghiên cứu 1.1.3 Sự phân ngành địa mạo học 1.1.4 Công tác khảo sát địa mạo 1.1.4.1 Nghiên cứu phòng 1.1.4.2 Nghiên cứu thực địa 1.1.4.3 Nghiên cứu thực nghiệm 1.2 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.2.1 Địa hình 1.2.1.1 Dạng địa hình 1.2.1.2 Kiểu địa hình 1.2.1.3 Nhóm kiểu địa hình 1.2.2 Hình thái địa hình 1.2.2.1 Hình thái mơ tả 1.2.2.2 Hình thái trắc lượng 1.2.3 Tuổi địa hình 1.2.3.1 Tuổi tuyệt đối 1.2.3.2 Tuổi tương đối 1.2.4 Thang tuổi địa chất 1.3 NGUYÊN TẮC PHÂN LOẠI ĐỊA HÌNH 1.3.1 Nhóm dựa vào hình thái 1.3.1.1 Phân loại theo bề mặt ngang 1.3.1.2 Phân loại theo độ phức tạp 1.3.1.3 Phân loại theo kích thước 1.3.1.4 Phân loại theo hình thái trắc lượng hình thái 1.3.2 Nhóm dựa vào nguồn gốc 10 1.3.2.1 Phân loại theo lực tác động chủ yếu 10 1.3.2.2 Phân loại theo tương quan nội – ngoại lực 10 CHƯƠNG CÁC YẾU TỐ THÀNH TẠO ĐỊA HÌNH 12 2.1 KHÁI QUÁT VỀ SỰ THÀNH TẠO ĐỊA HÌNH 12 2.1.1 Quy luật thành tạo địa hình 12 2.1.2 Các kiểu phát triển địa hình 12 2.1.2.1 Kiểu địa hình phát triển lên 12 2.1.2.2 Kiểu địa hình phát triển xuống 12 2.1.2.3 Kiểu địa hình ổn định 12 2.2 TÍNH CHẤT CỦA ĐÁ 13 2.2.1 Độ bền vật lý 13 2.2.1.1 Tính dẫn nhiệt 13 2.2.1.2 Nhiệt dung màu sắc 13 ii 2.2.1.3 Độ cứng tính nứt nẻ 13 2.2.1.4 Tính thấm nước ướt lún 13 2.2.2 Độ bền hóa học 13 2.2.2.1 Khả bị phá hủy nước, khí 13 2.2.2.2 Đối với hình thái địa hình 14 2.2.3 Cấu trúc kiến tạo - magma 14 2.2.3.1 Cấu trúc nằm ngang 14 2.2.3.2 Cấu trúc đơn nghiêng 14 2.2.3.3 Cấu trúc uốn nếp 14 2.2.3.4 Cấu trúc đứt gãy 14 2.2.3.5 Cấu trúc magma xâm nhập 15 2.2.3.6 Cấu trúc magma phun trào 15 2.3 HOẠT ĐỘNG TÂN KIẾN TẠO 16 2.3.1 Khái quát tân kiến tạo 16 2.3.2 Tác động đến địa hình 16 2.3.2.1 Đối với hệ thống dòng chảy 16 2.3.2.2 Đối với biển bờ biển 17 2.3.2.3 Đối với miền núi 17 2.3.2.4 Đối với địa hình đường tuyết 17 2.4 ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU 17 2.4.1 Khí hậu băng tuyết 17 2.4.2 Khí hậu ẩm ướt 18 2.4.3 Khí hậu khơ khan 18 2.5 Q TRÌNH PHONG HĨA 19 2.5.1 Phong hóa vật lý 19 2.5.1.1 Phong hóa nhiệt 19 2.5.1.2 Phong hóa băng giá 19 2.5.1.3 Phong hóa muối kết tinh 19 2.5.1.4 Phong hóa sinh vật 19 2.5.2 Phong hóa hóa học 20 2.5.2.1 Hiện tượng thủy phân 20 2.5.2.2 Hiện tượng hydrat hóa 20 2.5.2.3 Hiện tượng oxid hóa 20 2.5.2.4 Hiện tượng hòa tan 21 2.6 Q TRÌNH BÀO MỊN 21 2.6.1 Bào mòn trực tiếp 21 2.6.1.1 Đá lở núi lở 22 2.6.1.2 Trượt đất 22 2.6.1.3 Lũ đá 22 2.6.2 Bào mòn gián tiếp 22 2.6.2.1 Hoạt động nước băng 22 2.6.2.2 Hoạt động gió 22 CHƯƠNG HÌNH THÁI BỀ MẶT TRÁI ĐẤT 23 3.1 HÌNH DẠNG VÀ SỰ CHIA CẮT BỀ MẶT 23 3.1.1 Hình dạng Trái Đất 23 3.1.2 Sự chia cắt bề mặt Trái Đất 23 3.1.2.1 Sự chia cắt theo phương ngang 23 3.1.2.2 Sự chia cắt theo phương đứng 23 3.2 ĐỊA HÌNH MIỀN NÚI 24 3.2.1 Một số khái niệm 24 iii 3.2.2 Đặc điểm miền núi 24 3.2.3 Phân loại núi 24 3.2.3.1 Núi kiến tạo 25 3.2.3.2 Núi lửa 25 3.2.3.3 Núi xâm thực 25 3.3 ĐỊA HÌNH MIỀN ĐỒNG BẰNG 25 3.3.1 Một số khái niệm 25 3.3.2 Đặc điểm miền đồng 25 3.3.3 Phân loại đồng 26 3.4 ĐỊA HÌNH ĐÁY BIỂN - ĐẠI DƯƠNG VÀ MIỀN BỜ BIỂN 27 3.4.1 Địa hình đáy biển - đại dương 27 3.4.1.1 Thềm lục địa 27 3.4.1.2 Sườn lục địa 27 3.4.1.3 Đáy đại dương 27 3.4.2 Địa hình đới bờ biển 27 3.4.3 Phân loại bờ biển 28 3.4.3.1 Nhóm bờ đá gốc 28 3.4.3.2 Nhóm bờ đại 28 CHƯƠNG ĐỊA HÌNH NÚI LỬA 29 4.1 KHÁI QUÁT VỀ HOẠT ĐỘNG NÚI LỬA 29 4.1.1 Một số khái niệm 29 4.1.2 Các thành phần núi lửa 29 4.1.3 Vật liệu núi lửa 29 4.1.3.1 Dung nham 29 4.1.3.2 Các sản phẩm vụn 29 4.1.3.3 Các sản phẩm khí 30 4.1.4 Nguồn cung cấp độ sâu lò magma 30 4.1.5 Các kiểu hoạt động núi lửa 30 4.1.5.1 Hoạt động kiểu phun trào 30 4.1.5.2 Hoạt động kiểu phun nổ 30 4.2 CÁC DẠNG ĐỊA HÌNH NÚI LỬA 31 4.2.1 Địa hình miệng núi lửa 31 4.2.1.1 Hồ miệng núi lửa 31 4.2.1.2 Địa hình cuesta 31 4.2.1.3 Địa hình dương 31 4.2.2 Địa hình sườn núi lửa 31 4.2.2.1 Dạng san 31 4.2.2.2 Hoang mạc đá 32 4.2.2.3 Cột trụ đa giác 32 4.2.2.4 Dạng địa hình sót 32 4.2.2.5 Ghềnh, thác hồ 32 4.2.2.6 Dạng suối nóng 32 CHƯƠNG ĐỊA HÌNH DO GIĨ 33 5.1 KHÁI QUÁT VỀ GIÓ 33 5.1.1 Khái niệm điều kiện hoạt động 33 5.1.1.1 Khái niệm 33 5.1.1.2 Điều kiện hoạt động gió 33 5.1.2 Tác dụng gió 33 5.1.2.1 Tác dụng phá hại 33 5.1.2.2 Tác dụng vận chuyển 33 iv 5.1.2.3 Tác dụng tích tụ 33 5.2 ĐỊA HÌNH DO GIĨ THÀNH TẠO 34 5.2.1 Địa hình thổi mòn – gặm mòn 34 5.2.1.1 Địa hình thổi mòn 34 5.2.1.2 Địa hình gặm mòn 34 5.2.2 Địa hình vận chuyển – tích tụ 34 CHƯƠNG ĐỊA HÌNH NƯỚC CHẢY TRÊN MẶT 36 6.1 KHÁI QUÁT VỀ NƯỚC CHẢY TRÊN MẶT 36 6.1.1 Một số khái niệm 36 6.1.1.1 Mặt cắt dọc dòng chảy 36 6.1.1.2 Gốc xói mòn/ Mực xâm thực sở 36 6.1.2 Phân loại nước chảy mặt 36 6.1.2.1 Nước chảy tràn 36 6.1.2.2 Nước chảy theo dòng 36 6.1.3 Tác dụng nước chảy mặt 36 6.1.3.1 Hiện tượng xâm thực 36 6.1.3.2 Hiện tượng tích tụ 37 6.2 ĐỊA HÌNH NƯỚC CHẢY TRÀN 37 6.2.1 Khái quát nước chảy tràn 37 6.2.2 Các dạng địa hình nước chảy tràn 38 6.2.2.1 Khe mưa 38 6.2.2.2 Vạt sườn tích 38 6.2.2.3 Thềm kiến trúc bào mòn 38 6.3 ĐỊA HÌNH DỊNG CHẢY TẠM THỜI 38 6.3.1 Dòng chảy tạm thời miền núi 38 6.3.1.2 Bồn thu nước 38 6.3.1.3 Mương xói 38 6.3.1.4 Nón phóng vật 38 6.3.2 Dòng chảy tạm thời đồng 39 6.3.2.1 Trũng nông 39 6.3.2.2 Rãnh xói mòn 39 6.3.2.3 Địa hình đất xấu 39 6.4 ĐỊA HÌNH DỊNG CHẢY THƯỜNG XUN 39 6.4.1 Lưu vực sông 39 6.4.1.1 Khái niệm lưu vực sông 39 6.4.1.2 Phân loại lưu vực sông 39 6.4.2 Thung lũng sông 40 6.4.2.1 Phân loại thung lũng sông 40 6.4.2.2 Cấu tạo thung lũng sông 41 6.4.2.3 Bãi bồi 41 6.4.2.4 Thềm sông 42 6.4.3 Châu thổ 42 6.4.3.1 Các dạng hình thái cửa sông 42 6.4.3.2 Điều kiện hình thành châu thổ 43 6.4.3.3 Đặc điểm châu thổ 43 6.4.3.4 Phân loại châu thổ 43 CHƯƠNG ĐỊA HÌNH KARST 45 7.1 KHÁI QUÁT VỀ HOẠT ĐỘNG KARST 45 7.1.1 Khái niệm hoạt động karst 45 7.1.2 Điều kiện phát triển địa hình karst 45 v 7.1.3 Các giai đoạn hòa tan đá vơi 46 7.2 ĐỊA HÌNH KARST 46 7.2.1 Các dạng địa hình karst mặt 46 7.2.1.1 Địa hình caru 46 7.2.1.2 Địa hình karst trũng 46 7.2.1.3 Địa hình karst dương 47 7.2.2 Các dạng địa hình karst ngầm 47 7.2.2.1 Phân loại hang động karst 47 7.2.2.2 Các dạng địa hình hang động 48 7.3 ĐỊA HÌNH KARST GIẢ 48 7.3.1 Khái niệm 48 7.3.2 Các kiểu karst giả 48 7.3.2.1 Karst giả phát triển đá vụn gắn kết 48 7.3.2.2 Karst giả phát triển hoàng thổ sét hoàng thổ 48 7.3.2.3 Karst nhiệt 49 CHƯƠNG ĐỊA HÌNH BỜ BIỂN 50 8.1 KHÁI QUÁT VỀ HOẠT ĐỘNG CỦA BIỂN 50 8.1.1 Các yếu tố tác động đến địa hình bờ biển 50 8.1.1.1 Sóng biển 50 8.1.1.2 Thủy triều 50 8.1.1.3 Dòng biển 51 8.1.2 Tác dụng bờ biển 51 8.1.2.1 Quá trình phá hủy 51 8.1.2.2 Quá trình vận chuyển tích tụ 52 8.2 ĐỊA HÌNH BỜ BIỂN 53 8.2.1 Địa hình mài mòn 53 8.2.2 Địa hình di chuyển, tích tụ 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO CHÍNH 56 vi LỜI NÓI ĐẦU Bài giảng “Địa mạo học đại cương” biên soạn dựa sở giáo trình có liên quan trường bạn tài liệu tác giả thu thập từ nhiều nguồn khác Bài giảng giới thiệu vấn đề địa mạo học, nguyên tắc phân loại địa hình, yếu tố thành tạo địa hình hoạt động địa mạo quan trọng: vận động kiến tạo, hoạt động macma, hoạt động nước chảy mặt, nước đất, hoạt động gió biển cho sinh viên ngành Địa lý học, chuyên ngành Địa lý du lịch đào tạo Khoa Khoa học Xã hội, Trường Đại học Quảng Bình Mặc dù cố gắng nhiều để nội dung giảng đáp ứng yêu cầu chương trình nâng cao chất lượng đào tạo, song chắn khơng tránh khỏi sai sót Kính mong nhận bảo nhà khoa học, bạn đồng nghiệp, góp ý bạn sinh viên sử dụng giảng Trân trọng cảm ơn tập thể Bộ môn Địa lý – Việt Nam học – Công tác xã hội, Trường Đại học Quảng Bình đọc góp nhiều ý kiến bổ ích NGƯỜI BIÊN SOẠN CHƯƠNG KHÁI QUÁT CHUNG 1.1 VỊ TRÍ CỦA ĐỊA MẠO HỌC 1.1.1 Sự hình thành phát triển 1.1.1.1 Trên giới Khoa học địa lý ngành khoa học cổ điển lồi người Nó bao gồm nhiều ngành khoa học phận khác như: địa lý tự nhiên, địa lý nhân văn, … nhóm lại chia thành nhiều chuyên ngành khác nhau: địa lý tự nhiên đại cương, địa lý tự nhiên khu vực, địa mạo học, khí hậu học, địa lý thủy văn, địa lý thổ nhưỡng, địa lý sinh vật, … Theo quy luật phát triển chung ngành khoa học, theo đà tích lũy tri thức người, chuyên ngành dần phát triển thành ngành khoa học phận riêng Địa mạo học tách từ Địa lý tự nhiên phát triển thành ngành khoa học độc lập Tuy nhiên, địa mạo trở thành ngành khoa học độc lập trễ so với ngành khác địa lý tự nhiên Từ nửa đầu kỷ XIX trở trước, tài liệu địa hình mặt đất (đối tượng nghiên cứu địa mạo học) thu thập cách thụ động tiến hành cơng trình nghiên cứu, khảo sát địa lý, địa chất hay thổ nhưỡng, … Và tài liệu hồn tồn mang tính chất mơ tả đơn thuần, dừng lại mức trả lời cho câu hỏi “Hiện nào?” mà bỏ lửng câu hỏi “Tại sao? Sẽ nào?” nhà khoa học thời kỳ xa lạ với tư tưởng “sự phát triển có quy luật dạng địa hình mặt đất” Do đó, giai đoạn này, địa mạo học coi chưa xuất Vào cuối kỷ XIX, đầu kỷ XX, từ xuất cơng trình nghiên cứu tổng qt tiếng nhà địa lý, địa chất như: Pauen, Ginpecte, V Davit, Richopen, A Penk, W Penk, … thành ngành địa mạo học thực hình thành Thoạt đầu, địa mạo học phát triển mối quan hệ chặt chẽ với ngành đồ, địa lý, địa chất Chính vậy, nhà địa lý, địa chất thường tranh luận với vị trí địa mạo học khối ngành khoa học Trái Đất Một số tác giả (I.X Sukin) cho rằng: Địa mạo học thuộc nhóm khoa học địa lý, phát triển từ địa lý tự nhiên, đối tượng nghiên cứu địa mạo học địa hình mặt đất, phận hợp thành quan trọng môi trường địa lý Tuy nhiên, số tác giả khác (W Penk) cho rằng: Địa mạo học thuộc nhóm khoa học địa chất có liên quan mật thiết với cấu trúc, lịch sử phát triển địa chất Ngồi ra, có quan điểm coi: Địa mạo học nằm vị trí trung gian địa lý học địa chất học thực tế giải vấn đề địa lý lẫn địa chất, việc ngành địa mạo học sử dụng nhiều kiến thức kết nghiên cứu hai ngành Tuy nhiên, quy điểm chưa hoàn tồn đắn, thực tế Địa mạo học có phương pháp luận hồn chỉnh, có đối tượng nghiên cứu riêng có hệ thống phương pháp nghiên cứu thống (các yếu tố để xem xét ngành khoa học độc lập) Và địa mạo trở thành ngành khoa học độc lập hội đủ điều kiện nêu 1.1.1.2 Tại Việt Nam Như trình bày trên, lịch sử địa mạo học giới với tư cách ngành khoa học độc lập ngắn Riêng Việt Nam ngắn Trước 1954, tư liệu địa hình Việt Nam thu thập sử dụng mang tính chất kết hợp, tạm thời mà chưa có tính hệ thống ngành khoa học độc lập Như vậy, thời gian địa mạo học coi chưa hình thành Từ 1954 – 1966 đến nay, yêu cầu cấp thiết công xây dựng Tổ quốc, đã yêu cầu cho việc nghiên cứu địa mạo Việt Nam hình thành Trong đó, năm đầu, Địa mạo học quan tâm mức: giảng dạy môn địa mạo học đại cương cho trường Đại học ngành Địa lý, thu thập tư liệu địa mạo thông qua nghiên cứu địa chất Chỉ từ 1960, việc đào tạo cán chuyên ngành địa mạo quan tâm thật Đến năm 1963, cơng trình nghiên cứu địa mạo cán giảng dạy địa mạo (Trường Đại học Sư phạm Hà Nội) thực giúp đỡ chuyên gia Liên Xô Tổng cục Địa chất đời Với đời khoa Địa lý – Địa chất Trường Đại học Tổng hợp Hà Nội vào 1966, việc đào tạo cán địa mạo tiến hành cách hệ thống, bắt đầu hình thành ý định tiến tới thành lập đồ địa mạo miền Bắc Việt Nam 1.1.2 Địa mạo học ngành khoa học độc lập Địa mạo học bắt nguồn từ từ ghép Hi Lạp Geo: Trái Đất, Morphe: hình dạng, Logos: học thuyết Địa mạo học ngành khoa học dạng địa hình cách kết hợp chúng tạo nên diện mạo lục địa đáy đại dương Địa mạo học xem ngành khoa học độc lập địa mạo có đối tượng nghiên cứu riêng, có phương pháp luận hồn chỉnh, có hệ thống phương pháp nghiên cứu thống 1.1.2.1 Đối tượng nghiên cứu Địa mạo học nghiên cứu địa hình trạng thái phát triển chúng nên ngành khoa học hình thái, nguồn gốc phát sinh, lịch sử phát triển, biến đổi tại, hướng phát triển tương lai tuổi địa hình mặt đất Như vậy, đối tượng nghiên cứu địa mạo học địa hình bề mặt Trái Đất Sự khác biệt đối tượng nghiên cứu địa mạo học với địa chất học địa lý tự nhiên: - Đối với địa chất học: điểm khác Địa mạo học nghiên cứu mặt đất dạng mặt đất nay, Địa chất học có đối tượng nghiên cứu lòng đất, với lực hoạt động lòng đất phát triển Trái Đất khứ - Đối với địa lý tự nhiên: địa mạo học có đối tượng nghiên cứu hẹp nhiều, nghiên cứu hợp phần địa hình cảnh quan địa lý, đó, địa lý tự nhiên rộng nhiều, gồm yếu tố: khí hậu, thủy văn, thổ nhưỡng, sinh vật, … 1.1.2.2 Nhiệm vụ địa mạo học - Nghiên cứu nét hình thái địa hình: kích thước, dạng sơ đẳng (các tiêu trắc lượng hình thái), mơ tả hình thái cách xếp, định hướng chúng không gian, quan hệ hướng chúng với - Xác định nguồn gốc phát sinh, phát triển dạng địa hình kiểu địa hình - Nghiên cứu quy luật phát triển địa hình mơi trường địa lý định sở mà xây dựng hệ thống phân loại địa hình theo nguồn gốc phát sinh - Phát tập hợp tự nhiên dạng địa hình có liên quan với ngng gốc, lặp lặp lại cách có quy luật, xuất điều kiện cấu trúc địa chất định, cách kết hợp định nhân tố địa hình – tức xác định kiểu địa hình - Nghiên cứu phân bố địa lý dạng địa tập hợp có quy luật chúng mặt đất, chủ yếu cho tính phân đới khí hậu chi phối cách phân bố khối lục địa biển định Trong hướng nghiên cứu nêu trên, đòi hỏi phải quan tâm đến “quan điểm lịch sử”, tức xem xét địa hình trạng thái vận động phát triển liên tục Nói cách khác phải giải vấn đề khứ cổ địa mạo dự đốn tương lai địa hình Đó hướng nghiên cứu vấn đề địa mạo chung, ngồi phải giải vấn đề phục vụ thực tiễn Trong năm gần đây, hướng ngày phát triển mạnh, lại đòi hỏi phải ý nhiều đến ý nghĩa thực tiễn dạng địa hình động lực phát triển chúng 1.1.2.3 Phương pháp luận Về phương pháp luận, địa mạo học có hai quan điểm bản: - Xem địa vật thể phát triển, tiến hóa kết tác động tương hỗ đồng thời lên mặt đất trình nội – ngoại lực Hai nhóm động lực ln tồn đồng thời, tác động ngược Và tùy thuộc tương quan chúng mà ta có hướng phát triển hay hướng phát triển khác địa hình - Địa hình phải nghiên cứu mối quan hệ chặt chẽ với đặc điểm môi trường địa lý Do đó, ln có quan hệ chi phối nhân - yếu tố hợp thành Nghĩa là, nghiên cứu địa hình phải ý đến toàn quan hệ qua lại, phức tạp quyển: thạch quyển, khí quyển, khí quyển, thủy quyển, sinh 1.1.2.4 Phương pháp nghiên cứu Địa hình mặt đất vừa phận mơi trường địa lý, đồng thời sản phẩm lịch sử phát triển địa chất Nó phát triển sở tác động tương hỗ, ngược xảy liên tục nhân tố nội – ngoại lực Vì vậy, địa hình đa dạng, để nghiên cứu địa mạo cần sử dụng nhiều phương pháp khác - Phương pháp hình thái Dựa sở nghiên cứu định tính, định lượng dấu hiệu tiêu hình thái bề ngồi địa hình mà góp phần giải vấn đề nguồn gốc Mặt khác, phương pháp lý giải hồn cảnh địa lý phát cấu trúc địa chất - Phương pháp nham tướng – hình thái Trong nghiên cứu địa hình, thành phần, đặc điểm nham tướng trầm tích so sánh Qua đó, xác định tuổi điều kiện thành tạo địa hình - Phương pháp địa chất – hình thái Nhằm xác định mối liên hệ địa hình cấu trúc địa chất để tìm phụ thuộc hình thái địa hình điều kiện cấu trúc nham thạch - Phương pháp tân kiến tạo – hình thái Trong nhiều trường hợp, vận động tân kiến tạo giữ vai trò chủ đạo việc tạo thành địa hình tại, với địa hình miền núi Do đó, theo phương pháp này, phải nghiên cứu địa hình mối liên hệ với hoạt động tân kiến tạo - Phương pháp địa lý – hình thái Địa hình coi hợp phần mơi trường địa lý, mơi trường bị biến đổi địa hình bị biến đổi Ngược lại, địa hình thay đổi mơi trường địa lý bi thay đổi theo Phương pháp hình thành dựa sở nghiên cứu điều kiện thành tạo biến đổi điều kiện môi trường địa lý - Phương pháp động lực – hình thái Dựa vào biến đổi, phát triển địa hình để tìm ta động lực trình tác động lên địa hình mối quan hệ với cấu trúc, vận động tân kiến tạo điều kiện khí hậu - Phương pháp cổ địa mạo Nhằm giải vấn đề tuổi địa hình, xác định giai đoạn lịch sử phát triển địa hình Trên sở để dựng lại địa hình cổ xác định điều kiện phát triển địa hình khứ - Phương pháp bề dày trầm tích Bề dày trầm tích thu thập theo tài liệu lỗ khoan phương pháp địa vật lý Qua phân tích thay đổi bề dày trầm tích suy biên độ, dấu, thời gian vận động tân kiến tạo vỏ Trái Đất Phương pháp thường sử dụng để xác định cấu trúc địa chất sâu địa mạo cấu trúc, địa chất cấu tạo, để phát cấu trúc có triển vọng chứa dầu mỏ đốt - Phương pháp viễn thám – hệ thống thông tin địa lý thường rộng, trầm tích mịn, chủ yếu cát, sét pha cát Tuy nhiên, chiều rộng bãi bồi không tăng dần từ nguồn đến cửa mà khác biệt theo đoạn, phụ thuộc vào tính chất đất đá điều kiện kiến tạo địa phương Ví dụ: thung lũng sông Kỳ Cùng thung lũng hẹp qua khu vực TP Lạng Sơn nằm nếp lồi với nhiều đứt gãy, có q trình karst mạnh nên bãi bồi mở rộng đột ngột + Phân loại bãi bồi: - Bãi bồi khu vực xâm thực ngang chiếm ưu phân biệt thành dạng Trong đó: Bãi bồi hai phía: gọi bãi bồi phân đoạn, dạng phổ biến nhất, thường gặp thung lũng sông rộng, nhiều khúc uốn thứ sinh Bãi bồi phía: có chiều rộng bãi bồi lớn, bề mặt có nhiều luống cát xếp dạng bờm ngựa song song với theo kiểu cánh gà, đặc trưng cho sơng có thung lũng rộng lòng sơng có xu hướng liên tục xê dịch phía - Bãi bồi nơi hội lưu: cấu tạo phức tạp bền vững, thủy chế sơng sơng phụ khơng khớp thời gian, hình thành phù sa sinh từ tồn ứ nước sơng vào mùa lũ kết hợp với phù sa sông phụ - Bãi bồi khu vực xâm thực sâu chiếm ưu thế: nhỏ, hẹp, thuộc dạng phía hai phía, thường gặp dòng sơng miền núi với trầm tích aluvi thơ gồm tảng, cuội, sỏi, bề dày nhỏ, dạng vi địa hình đặc trưng 6.4.2.4 Thềm sông Thềm sông dạng địa hình lòng sơng tạo nên, khơng bị ngập vào mùa lũ, tương đối phẳng, kéo dài toàn phận thung lũng chiều dài hàng chục, hàng trăm km, giới hạn bề mặt phẳng (mặt thềm), phía vách phân cách với thềm kế với đáy thung lũng Như vậy, bậc thềm không sông tạo nên gọi bậc thềm giả (bậc thềm kiến trúc, bậc thềm trượt lở, bậc thềm nón phóng vật) Để giúp cho việc nghiên cứu hoạt động thung lũng đầy đủ làm sở cho việc giải thích thành tạo địa hình dòng chảy người ta đánh số bậc thềm theo nguyên tắc sau: Bậc 1: Đơn giản cổ Bậc 2: Nằm lòng bậc Bậc 3: Nằm lòng bậc + Phân loại thềm sơng: - Thềm bào mòn, xâm thực: có đá gốc lộ bề mặt, có lớp phủ aluvi mỏng mặt, đặc trưng cho miền núi, thường thềm già nhất, cao thung lũng - Thềm tích tụ: có tầng aluvi dày, phân lớp rõ ràng, phổ biến rộng rãi sông đồng lẫn miền núi, có cấu trúc hạt aluvi giảm dần từ miền núi xuống đồng 6.4.3 Châu thổ 6.4.3.1 Các dạng hình thái cửa sơng Cửa sơng phần cuối sơng chính, nơi dòng chảy đổ biển hay hồ lớn Nơi diễn trình đặc biệt có liên quan tới tác động qua lại nước sông nước biển (hồ) mà sông đổ vào Cửa sơng phân thành loại: - Cửa sơng bình thường: cửa sơng có chiều ngang rộng tương đương với chiều ngang vùng hạ lưu gần - Cửa sơng mở rộng: cửa sơng có chiều ngang lớn nhiều lần so với chiều ngang vùng hạ lưu, có loe rộng đến – km, tạo nên dạng phễu Thường gặp cửa sông sơng đổ biển có chế độ thủy triều rõ ràng - Cửa sông tam giác (delta): Thường gặp sơng có tốc độ bồi tích rộng rãi, phần đổ biển (hồ) sơng nước nhiều cửa 42 - Cửa sông mù: vùng karst, sông suối thường bị chảy hút vào lòng đất đá (do hang động hay sơng ngầm nằm lòng karst) Hiện tượng gọi tượng biến giang, phần cuối thung lũng sông lộ mặt đất gọi cửa sông mù Trong đó, dạng địa hình đặc trưng cửa sông châu thổ/ tam giác châu delta 6.4.3.2 Điều kiện hình thành châu thổ Châu thổ dạng địa hình tích tụ nơi cửa sơng sông đổ hồ hay biển – đại dương bồi tích phù sa, phát triển thành đồng phù sa tương đối phẳng, cao xấp xỉ với mực nước biển Điều kiện để hình thành châu thổ gồm yếu tố: - Động dòng chảy bị triệt tiêu, khác biệt mặt lý, hóa sơng đổ hòa vào biển dẫn đến lượng phù sa bồi tích cửa sơng đủ lớn; - Vận tốc dòng biển sóng yếu khơng đủ sức mang hết lượng phù sa chỗ khác; - Vùng bờ biển ngập nước gần cửa sơng có độ sâu không lớn, biểu chế độ kiến tạo tương đối ổn định hay có xu hướng hạ chậm 6.4.3.3 Đặc điểm châu thổ - Trên bề mặt châu thổ, dòng sơng thường phân nhánh phức tạp (sự phân nhánh coi dấu hiệu hình thái để xác định phạm vị châu thổ), có trường hợp khơng phân nhánh Ví dụ: châu thổ sơng Hồng – Thái Bình tính từ ngã ba sơng Đuống nơi sông phân nhánh lần đầu - Từ vị trí phân nhánh, đảo nằm nhánh cấu tạo trầm tích aluvi châu thổ Nếu xảy trường hợp sơng phân nhánh trầm tích lại có nguồn gốc biển gọi châu thổ giả/ châu thổ khắc sâu Ví dụ: châu thổ sơng Neva Saint Peterbourg nằm trầm tích biển - Trầm tích aluvi châu thổ có thành phần mịn, xa cửa sông biển mịn đồng Trầm tích có cấu tạo phân lớp xiên chéo, thoải dần phía biển mờ nhạt dần - Trên bề mặt châu thổ gặp lầy thụt thoát nước - Một châu thổ gồm phận chính: + Đầu châu thổ: bề mặt tương đối phẳng, vùng cao châu thổ, chia lành phần (đồng lộ mặt nước đồng ngập nước), có cấu tạo gồm vật liệu trầm tích thơ chủ yếu cát, sạn + Sườn châu thổ: sườn dốc châu thổ, nối tiếp từ đồng ngập nước xuống chân châu thổ, gồm vật liệu trung bình: cát – bùn + Chân châu thổ: phần nối tiếp với sườn châu thổ trải rộng biển khơi, tương đối phẳng, gồm vật liệu mịn: bùn - sét - Khi vực sát biển, tùy vào tương quan yếu tố hình thành mà tích tụ cát có đặc điểm khác Tương tác sơng – sóng biển ưu tích tụ cát hình nan quạt, tương tác sơng – thủy triều ưu tích tụ cát dạng mái chèo 6.4.3.4 Phân loại châu thổ + Dựa vào hình dạng, châu thổ chia thành loại: - Châu thổ hình mỏ chim: dòng sơng đổ biển khơng phân nhánh, hay điều kiện hoạt động sóng biển tương đối mạnh nên có nhánh đủ sức tích tụ phù sa hai bên bờ cửa sông tạo nên dạng tương tự mỏ chim Đây dạng châu thổ đơn giản với phận hình thái chính: đáy sông vùng cửa sông doi đất cửa sông nằm dọc bờ Dạng phổ biển, tiêu biểu châu thổ sông Tibro (Italia), gặp nhiều khu vực ven biển miền Trung Việt Nam - Châu thổ hình mái chèo: gọi châu thổ hình chân chim, thường gặp sơng đổ biển - nhánh tỏa rộng, nhánh tích tụ phù sa hai bên bờ 43 nhánh tạo nên dải phù sa hẹp vươn dài biển lại tách biệt nhau, có dạng giống chân chim Dạng tiêu biểu trường hợp châu thổ sông Missisipi - Châu thổ mái chèo nhỏ: gọi châu thổ nhiều chi lưu, dòng sơng phân nhánh nhiều lần dòng rắn phân bố châu thổ tiến biển hơn, khơng tạo dạng bơi chèo vươn dài đột biến nữa, dòng biển sóng biển có tác động khơng đáng kể, dòng sơng có lượng phù sa dồi dào, phù sa lấn dần biển có đỉnh hướng vào đất liền (châu thổ sông Nile, sông Hồng, sông Cửu Long) - Châu thổ lấp đầy: hình thành sông đổ vào vịnh nông, chịu tương tác dòng chảy sơng q trình sóng Chính q trình sóng tạo nên val bờ khoảng cách định phía trước rìa cửa nhánh hình thành, doi cát cửa sông tiến gắn với val bờ, tạo thành hồ sót trũng lầy hóa xen kẽ Ví dụ: châu thổ sơng Dunai + Dựa vào tốc độ bồi đắp, châu thổ chia thành: - Châu thổ trẻ: châu thổ ngày lấn dần biển, dần lên khỏi mặt nước lượng phù sa tích tụ cung cấp dồi Châu thổ Cửu Long dạng châu thổ này, hàng năm lấn biển gần 100m - Châu thổ trưởng thành: có trán đứng n, khơng tiến khơng lùi, châu thổ cố định (khơng chìm hay thêm), diện tích châu thổ khơng thay đổi - Châu thổ già: có khuynh hướng chìm dần xuống mực nước biển, lượng phù sa bồi tụ giảm không đủ sức cân với tốc độ lún dần đáy biển 44 CHƯƠNG ĐỊA HÌNH KARST 7.1 KHÁI QUÁT VỀ HOẠT ĐỘNG KARST 7.1.1 Khái niệm hoạt động karst Thuật ngữ karst có nguồn gốc kras tiếng Nam Tư (karst tiếng Đức), cho vùng cao nguyên đông bắc TP Trieste Hoạt động karst tượng phá hủy đá đường hóa học mà chủ yếu q trình hòa tan, rửa lũa nước mặt nước đất loại đá có nhiều kẽ nứt, lỗ hổng, hòa tan mà có khả thấm nước Hoạt động karst tạo dạng địa hình đặc trưng mặt đất, thể rõ vai trò đá thành tạo địa hình: - Địa hình mặt: đặc trưng dạng hang thoát nước, đá tai mèo, dạng phễu, dạng thung lũng hẹp sâu kéo dài - Địa hình ngầm: có hang động ngầm, sơng suối ngầm Địa hình karst ngầm hình thành liên quan đến hoạt động nước đất Biểu hoạt động karst địa hình: - Tạo hệ thống thủy văn ngầm hệ thống thủy văn mặt độc đáo khác hẳn đại hình xâm thực nước chảy thơng thường - Tạo dạng địa hình rỗng mặt ngầm đất khối đá bị karst hóa (cũng phận hệ thống thủy văn miền karst) khối đá không bị hòa tan nằm phía bao quanh khối đá bị karst hóa 7.1.2 Điều kiện phát triển địa hình karst - Tính chất đá: đá chịu hòa tan mạnh như: đá vơi, đolơmit, sét vơi, đá muối thạch cao, có chiều dày địa tầng đáng kể, khối lớn (bề dày khối lớn nét đặc trưng địa hình karst rõ), có độ hạt lớn tinh khiết, có nhiều khe nứt để làm tăng bề mặt tiếp xúc phản ứng - Có nhiều nước hợp chất cacbonic: Nước vừa dung mơi vừa chất hòa tan, CO2 chất đóng vai trò định mức độ hòa tan Có hai nguồn nước nước mặt nước đất Trong đó, nước đất tên gọi chung cho tất loại nước nằm bề mặt đất, bao gồm loại nước nằm tầng bề mặt vỏ Trái Đất tới độ sâu 12 – 16km, tồn ba trạng thái: rắn, lỏng, khí Nước đất trạng thái lỏng phân chia dựa vào điều kiện tàng trữ: + Nước tầng trên: loại nước đất nằm gần mặt đất, nằm lớp thổ nhưỡng dạng nước mao dẫn, gọi nước mao dẫn nước thổ nhưỡng + Nước ngầm: loại nước đất, nằm phạm vi từ tầng thấm nước kể từ mặt đất xuống đến tầng không thấm nước Đây loại nước trọng lực trạng thái tự dạng bão hòa hồn tồn + Nước vỉa: loại nước đất, gọi nước gian tầng, nằm vỉa đá hai tầng không thấm nước, thường dạng nước áp lực, có khả tự phun lộ mặt đất, gọi nước tự lưu Các loại nước đất vận động tầng đất đá dọc theo lỗ hổng, kẽ nứt tầng thấm nước Do khả vận động nên chúng gây tác hại rửa lũa xói ngầm Mặt khác, thành phần nước đất có hòa tan khí CO2 acid khác chúng có khả hòa tan số loại đất đá Dưới tác dụng tổng hợp hoạt động đó, nước đất gây số trình địa mạo làm xuất dạng địa hình độc đáo có q trình karst karst giả - Địa hình mặt đất: ảnh hưởng đến mức độ phát triển karst mặt Mặt đất phẳng thoải giữ nước lâu hơn, q trình karst có điều kiện phát triển mạnh 45 Địa hình ngầm bề mặt tầng khơng thấm nước khối karst phải đảm bảo thoát nước dễ dàng lượng nước từ mặt đất bổ sung xuống phong phú, không đáp ứng điều kiện nước karst bị bão hòa lượng CaCO3 khơng hình thành địa hình karst - Khí hậu: tượng karst hình thành nhiều loại khí hậu khác (trừ khí hậu băng hà vĩnh cửu) Nhiệt độ cao làm thúc đẩy trình karst nhiệt độ ấm, lượng ẩm phong phú q trình sinh hóa đất phát triển mạnh, tạo nhiều chất gây tác dụng ăn mòn đá vơi mạnh 7.1.3 Các giai đoạn hòa tan đá vơi Trong hoạt động địa hình karst, vai trò chủ yếu thuộc đá vôi, dolomit nên thường gọi địa hình karst địa hình đá vơi Q trình thực chất q trình phong hóa thể dạng hòa tan Đây dạng phong hóa hóa học Sản phẩm phnog hóa vận chuyển nước Quá trình qua giai đoạn: - Giai đoạn 1: hòa tan vật lý, chưa có tham gia CO2 hòa tan nước - Giai đoạn 2: 4oC, hòa tan vật lý chủ yếu (99,3%), có 0,7% lượng CO2 hòa tan tồn dạng H2CO3, thúc đổi q trình hòa tan diễn nhanh giai đoạn - Giai đoạn 3: CO2 hòa tan nước chuyển dần thành H2CO3, diễn phản ứng dây chuyền dẫn đến đá vôi tiếp tục bị hòa tan - Giai đoạn 4: lượng CO2 khơng khí dần khuyết tán thẩm thấu vào nước Đá vơi tiếp tục bị hòa tan q trình khuyết tán CO2 vào nước tiếp tục 7.2 ĐỊA HÌNH KARST 7.2.1 Các dạng địa hình karst mặt 7.2.1.1 Địa hình caru Caru gọi đá tai mèo đá, rãnh đá, dạng địa hình thường gặp bề mặt đá vơi, gồm đá hay luống đá có kích thước nhỏ, to khác nhô lên lởm chởm, xen kẻ với khe rảnh nhỏ sâu vài cm đến – mét Địa hình làm cho mặt cắt sườn lược lởm chởm, hiểm trở, hình thành tác dụng hòa tan nước mặt, song tác dụng bào mòn học nước có vai trò định sườn có độ dốc lớn Caru phát triển diện tích rộng hình thành cánh đồng caru Caru phát triển độ cao, từ dải bờ biển đá vôi đới hoạt động sóng, thủy triều nước biển hòa tan đến miền núi cao cao có băng tuyết bao phủ Tuy nhiên, địa hình caru phát triển chậm lại đá vơi có tạp chất, có lớp phủ thổ nhưỡng, thực vật Caru đa số địa hình karst mặt, có trường hợp caru ngầm dòng sơng ngầm hang động ngầm trầm tích bở rời Caru chia thành: caru hoạt động caru tàn Caru tàn xuất bề mặt phẳng, phủ lớp tera rosa (sét tàn dư q trình hòa tan) dày màu mỡ đá sót bé, phân bố rải rác Tiêu biểu caru tàn Quế Lâm (CHND Trung Hoa), ngồi có Đồng Văn (Hà Giang) 7.2.1.2 Địa hình karst trũng - Ống hút nước: lỗ nhỏ hút nước bề mặt vào sâu lòng đá karst Đầu tiên, khe nhỏ đá, tác động hòa tan nước, chúng mở rộng dần cho nước chảy qua nhiều nên thường có dạng ống tròn thẳng đứng - Phễu karst: dạng địa hình âm phổ biến nhất, phát triển bề mặt lớp đá karst, thường có mặt cắt ngang dạng tròn hay bầu dục, mặt cắt đứng hình phễu hay hình nón ngược Phễu karst hình thành q trình hòa tan làm mở rộng phần khe nứt, ống hút nước trình karst ngầm tạo dạng rỗng ngầm, sau phần trần bị sụp xuống mà tạo nên phễu karst Nếu ống hút nước bên phễu ngừng hoạt động tạo thành hồ karst - Đĩa karst: dạng địa hình thường nơng, chiều sâu nhỏ 10 lần chiều rộng, đáy thoải, lõm, sườn thoải chuyển tiếp từ từ vào bề mặt bao quanh Đa số 46 đĩa karst bị trầm tích tera rosa phủ đáy, mùa mưa trở thành hố nơng Ví dụ: vùng Bankan (Nam Tư) nơi có nhiều đĩa karst tận dụng lớp sét mịn làm nơi canh tác - Giếng karst: dạng địa hình âm gặp so với phễu karst, đường kính rộng hàng chục mét, độ sâu lớn, vách dốc đứng, đáy lởm chởm nhiều đá tảng chồng chất lên ống hút nước hoạt động tích cực Nguồn gốc: đoạn hang thẳng đứng mở rộng sụt tạo thành - Hố sâu karst: gọi hầm lò tự nhiên, hố sâu có dạng hình ống, đường kính nhỏ hẹp (1 đến vài mét), phân nhánh ngoằn ngoèo hướng chung thẳng đứng, ăn sâu vào lòng đá karst, thơng với hang động nằm ngang qua hành lang phức tạp - Cánh đồng karst: bồn trũng có nguồn gốc karst có kích thước lớn (từ vài km2 đến vài trăm km2), có đáy phẳng, rộng, có lớp trầm tích bở rời bao phủ bên trên, vách cao dốc đứng, trắc diện ngang có dạng ngăn kéo Đơi khi, đáy sót lại vài đá thấp nhỏ gặp dòng sơng nhỏ uốn khúc mạnh Cánh đồng karst có nước quanh năm, khơ cạn quanh năm có nước khơ nước thay đổi theo mùa Điều phụ thuộc vào tương quan lượng nước cung cấp khả tiêu nước theo thời điểm Cánh đồng kart có nhiều dạng khác theo nguồn gốc hình thành: nguồn gốc kiến tạo (khu vực có đứt gãy kiểu địa hào/ uốn nếp dạng munda miền uốn nếp); nham thạch khơng hòa tan nằm khối karst bị rửa trôi đi; nhiều hố karst lớn nối liền lại với nhau; hang động lớn bị sụt tạo thành 7.2.1.3 Địa hình karst dương Bên cạnh địa hình karst mặt dạng trũng, có dạng địa hình dương tàn tích sót lại sau trình mở rộng nối liền dạng địa hình âm vừa trình bày trên: - Tháp karst: phân bố ven rìa khối, gồm nhiều núi đá vôi cao 100 - 150m tách rời nhau, có sườn dốc đứng, đỉnh tròn, hình dạng bình đồ tròn bầu dục Đỉnh núi hình tháp có độ cao gần thống với bề mặt san cổ bị nâng lên bị karst chia cắt - Nón karst: khác với tháp karst chỗ có núi đá vơi sườn thoải hơn, chân sườn ổn định Có người cho giai đoạn phát triển trẻ lại tháp karst vận động kiến tạo nâng cao tháp karst làm dòng chảy mặt khoét sâu mạnh.Có người cho giai đoạn phát triển trẻ lại tháp karst vận động kiến tạo nâng cao tháp karst làm dòng chảy mặt khoét sâu mạnh chia cắt bề mặt đồng sở - Vòm karst: vùng nhiệt đới, có nhiều núi đá vơi hình vòm phân cách đèo yên ngựa lõm cao thấp không nhau, vào phía trung tâm khối karst, sườn chúng thoải, độ cao đường kính tăng dần - Hàm ếch karst: hình thành chân vách đá vơi sót hòa tan bị ngập nước sơng/ biển 7.2.2 Các dạng địa hình karst ngầm 7.2.2.1 Phân loại hang động karst Là dạng địa hình phổ biến vùng karst, có dạng rỗng nằm bên khối karst, có kích thước hình dạng khác nhau, thơng với bên ngồi hay nhiều cửa Người ta phân thành loại hang: - Hang hai cửa: loại hang thông ngồi hai cửa, có điều kiện thơng gió tốt nên nhiệt độ độ ẩm khơng khí hang dao động theo nhiệt độ độ ẩm không khí ngồi trời 47 - Hang nóng: loại hang cụt, thơng ngồi cửa nằm ngang mực đáy hang, mùa hạ nhiệt độ trời, mùa đông ấm - Hang lạnh: loại hang cụt, thông cửa nằm ngang mực đỉnh hang, mùa đơng nhiệt độ lạnh ngồi trời, mùa hạ mát bên Sự vận động hoạt động hòa tan nước mặt nước ngầm khe nứt đá, xảy thường xuyên thời gian dài, mở rộng khe nứt, để tạo dạng địa hình hang động karst 7.2.2.2 Các dạng địa hình hang động Trong điều kiện thích hợp, canxi bicacbonat Ca(HCO3)2 dễ dàng bị tách thành CaCO3, H2O CO2 gây tích tụ dạng thạch nhũ CaCO3 tích tụ vị trí khác hang động theo mà có tên gọi khác nhau: chng đá, măng đá, cột đá hay rèm đá Ca(HCO3)2  CaCO3 + H2O +CO2 - Chuông đá: Dung dịch Ca(HCO3)2 di chuyển theo khe nứt, khe hở đá chảy từ hang động, điều kiện nhiệt độ áp suất giảm CaCO3 kết tủa trở lại, kéo dài từ hang động trở xuống tạo thành chng đá - Măng đá: Có giọt dung dịch Ca(HCO3)2 lớn chảy thẳng xuống sàn hang động, điều kiện nhiệt độ áp suất giảm CaCO3 kết tủa trở lại mọc từ sàn hang động trở lên tạo thành măng đá - Cột đá: trải qua thời gian dài phát triển chuông đá măng đá kết hợp lại với tạo thành cột đá chống hang động - Rèm đá: Các dạng calcid tích tụ nói phát triển tạo thành nhiều dãy sợi nhỏ gần sát rèm gọi rèm đá/ đanten đá Các dạng tích tụ calcid nêu chủ yếu hang động nằm độ sâu khơng lớn Vì xuống sâu, dung dịch nước karst bị dần CaCO3 CO2 hang động thuộc tầng nên sâu nước khơng khả hòa tan đá vơi đến độ no nên khơng vật liệu để hình thành thạch nhũ 7.3 ĐỊA HÌNH KARST GIẢ 7.3.1 Khái niệm Địa hình karst giả dạng địa hình có hình thái bên ngồi giống với địa hình karst khơng phải q trình hòa tan tạo thành mà q trình rửa trơi ngầm tạo thành chính, q trình hòa tan đóng vai trò thứ yếu Điểm giống với địa hình karst hoạt động nước đất 7.3.2 Các kiểu karst giả 7.3.2.1 Karst giả phát triển đá vụn gắn kết Một số loại đá cát kết, cuội kết, dăm kết, sét kết gắn kết ximang carbonnat Khi nước ngầm qua loại ximang bị hòa tan làm cho hạt đá bị tách rời nhau, sau lại bị nước ngầm trôi nới khác bị nén chặt lại tạo thành dạng địa hình âm hay rỗng tương tự địa hình karst Dạng thường gặp khu vực có nham thạch sét điều kiện khí hậu bán khơ hạn 7.3.2.2 Karst giả phát triển hoàng thổ sét hoàng thổ Các đất xốp, có nhiều lỗ hổng nên có khả ướt lún Trong điều kiện thấm ướt lâu dài, thể tích chúng bị nén xuống tạo chỗ lõm nhỏ khe nứt nhỏ nằm sườn dốc Những chỗ lõm nhỏ khe nứt tạo điều kiện cho nước mặt thấm sâu vào đất gây tác dụng rửa trôi ngầm tạo nên dạng địa hình karst giả Dạng địa hình karst giả thường gặp vùng khí hậu bán hoang mạc vùng ngoại vi băng hà cổ 48 7.3.2.3 Karst nhiệt Loại karst giả liên quan đến tượng tan băng ngầm vùng băng giá vĩnh cữu (băng hà ngầm vĩnh cữu), phổ biến Siberia Vì ngun nhân đó, băng hà ngầm mặt đất bị tan đi, đất bị sụp lún tạo dạng địa hình karst giả Quá trình gặp bờ biển băng vùng cận cực nước biển khơng đóng băng có nhiệt độ dương gây tượng mài mòn nhiệt, tạo hang hốc vách bờ băng 49 CHƯƠNG ĐỊA HÌNH BỜ BIỂN 8.1 KHÁI QUÁT VỀ HOẠT ĐỘNG CỦA BIỂN 8.1.1 Các yếu tố tác động đến địa hình bờ biển 8.1.1.1 Sóng biển Sóng biển tượng dao động mặt nước biển tác động gió, tức ma sát luồng khơng khí với mặt nước Các yếu tố sóng biển: - Độ cao (h): tính m - Độ dài (L): tính m - Chu kỳ (T): khoảng thời gian để sóng hồn thành quỹ đạo chuyển động Một quỹ đạo chuyển động sóng: Tính từ đỉnh sóng chân sóng - Độ dốc (S): tỷ số độ cao h/độ dài L - Tốc độ (V): tính m/s, tỷ số độ dài L/chu kỳ T, tốc độ đầu sóng tiến lên khoảng thời gian định, thường tốc độ sóng 7/10 tốc độ gió Sự hoạt động sóng liên quan đến điều kiện: - Gió yếu tố tác dụng vào bề mặt cân nước làm phá vỡ cân nước gây nên dao động sóng, gió lớn sóng lớn - Hiện tượng sụt đáy biển, động đất hoạt động núi lửa đáy biển gây sóng, có cường độ lớn gọi sóng thần Ví dụ Trận động đất đáy Ấn Độ Dương ngày 25 tháng 12 năm 2005, gây sóng thần cao tới 12 m, đổ vào vùng biển Sumatra-Inđônêxia, làm chết hàng nghìn người - Hiện tượng tăng giảm áp suất khí mặt nước biển gây sóng Áp suất tăng giảm mạnh sóng lớn Trong thực tế, quỹ đạo chuyển động dao động phần tử nước sóng khơng hồn tồn khép kín, mà mức độ định quỹ đạo mở gió, động lực sinh sóng khơng mang tính liên tục mà bị gián đoạn Do vậy, với chuyển động sóng có phần nước truyền phía trước, tức phía bờ Do đó, mực nước bờ cao ngồi khơi nên phải chảy ngược lại khơi dạng dòng chảy đền bù, gọi dòng chảy sóng - Dòng đáy: bờ sâu, sườn bờ ngầm dốc, lượng nước thừa vận chuyển theo dòng đáy hướng từ bờ khơi - Dòng dọc bờ: bờ nơng, sóng tới bờ góc nhọn, lượng nước thừa đưa theo hướng song song với đường bờ phía góc tù - Dòng chảy đứt: sườn bờ ngầm dốc, góc tới sóng 90 độ, lượng nước thừa khơi tìm vị trí thấp xung quanh chảy ạt khơi 8.1.1.2 Thủy triều Thủy triều tượng nước biển, nước sông lên xuống chu kỳ thời gian phụ thuộc biến chuyển thiên văn Có hai loại thủy triều: nhật triều bán nhật triều - Nhật triều chu kỳ triều hay ngày (khoảng 24 50 phút) có lần triều lên lần triều xuống - Bán nhật triều chu kỳ triều có lần triều lên lần triều xuống, vùng chịu ảnh hưởng loại triều thường nằm vĩ tuyến gần xích đạo Đơi khi, người ta phân biệt chế độ bán nhật triều bán nhật triều không Sự hoạt động thủy triều liên quan đến điều kiện: - Lực hấp dẫn Mặt Trăng Mặt Trời Trái Đất yếu tố tác động đến thủy triều - Hiện tượng sụt đáy biển, động đất hoạt động núi lửa đáy biển gây thủy triều (địa triều) 50 - Hiện tượng tăng giảm áp suất khí mặt nước biển gây thủy triều Áp suất tăng giảm mạnh thủy triều (khí triều) lớn Ví dụ: áp suất mặt nước biển giảm mBa mặt nước dâng cao 1,5cm (760 mHg = 1033 mBa = at = 1,033 kg/cm2) 8.1.1.3 Dòng biển Dòng biển dòng chuyển động trực tiếp, liên tục tương đối ổn định nước biển lưu thông đại dương Trái Đất Theo nhiệt đơ, dòng biển chia thành dòng biển nóng dòng biển lạnh - Dòng biển nóng: Thường phát sinh hai bên đường xích đạo chảy theo hướng tây, gặp lục địa chuyển hướng chảy cực - Dòng biển lạnh: Xuất phát từ vĩ tuyến 30 - 400 gần bờ đông đại dương chảy xích đạo Dòng biển nóng, lạnh hợp lại thành vòng hồn lưu bán cầu Ở vĩ độ thấp hướng chảy vòng hồn lưu Bắc Bán Cầu chiều kim đồng hồ, Nam Bán Cầu ngược chiều Sự hoạt động dòng biển liên quan đến điều kiện: - Hoạt động loại gió thường xun xảy quanh năm gió Tín Phong, gió Tây, theo mùa gió mùa nguyên nhân tạo dòng biển - Sự chênh lệch nhiệt độ, độ mặn, tỷ trọng nước biển khác nguyên nhân tác động đến hoạt động dòng biển - Các lực thứ yếu có tác động quan trọng tới việc hình thành dòng biển, lực: Coriolis, lực ma sát nội, lực ly tâm, … 8.1.2 Tác dụng bờ biển 8.1.2.1 Q trình phá hủy Khi sóng biển vỗ vào bờ sóng truyền vào bờ lượng Áp lực sóng tác dụng vào bờ đạt 3-10 tấn/m2 cá biệt tới 70 tấn/m2 Năng lượng có tác dụng phá hủy bờ Sóng mạnh lượng phá huỷ lớn Cường độ sóng lớn nơi biển có mặt biển thoáng, độ sâu lớn, đáy biển dốc có bão Sóng vận chuyển, phóng mảnh vỡ đá cứng bị phá hủy trước vào bờ liên tục kéo dài làm cho bờ đá bị rạn nứt vỡ Đồng thời, khối nước xô vào bờ dồn nén khối khơng khí vào khe nứt, mở rộng chúng tạo điều kiện cho trình phá hủy diễn nhanh Các đường bờ khác có cấu trúc thành phần khác bị phá hủy với mức độ khác Khi sóng vỗ vào bờ q trình phá huỷ xảy sau: Sóng đập vào vách bờ gây tác dụng phá huỷ, khoét sâu vào vách bờ tạo thành hốc bờ, hốc bờ có độ sâu đủ lớn, tác dụng trọng lực phần hốc sụp đổ Do mà vách biển tiến sâu vào lục địa Quá trình dừng lại sóng khơng đủ lượng để phá huỷ vách bờ sóng phải qua thềm mài mòn mở rộng Đây giai đoạn cân vách bờ biển Thủy triều thể qua nâng lên, hạ xuống mực nước biển theo chu kỳ dẫn đến đá ven bờ bị ngấm nước lại bị phơi khô, dẫn tới bề mặt đá bị nứt nẻ, tạo điều kiện cho sóng biển phá hủy bờ Khi thủy triều rút tạo phá hủy theo chế xâm thực sâu dòng nước mặt Dòng biển mặt phá hủy bờ phụ thuộc vào tốc độ dòng chảy, độ cứng, cấu tạo đá tượng tự quay Trái Đất Dòng biển thường mang theo vật liệu vụn bở di chuyển dọc theo bờ thời gian dài có hướng khơng đổi Ở Việt Nam có dòng bồi tích từ Bắc xuống Nam, mang vật liệu vụn sông Hồng sông Thái Bình bồi đắp cho vùng Nga Sơn, Nghĩa Hưng Kim Sơn năm tiến biển 90 - 100m mang vật liệu vụn sông Cửu Long bồi đắp cho Mũi Cà Mau năm tiến 51 biển 60 - 80m Trong đó, dòng chảy đáy biển phá hủy theo chế xâm thực sâu 8.1.2.2 Q trình vận chuyển tích tụ Sóng biển, thủy triều, dòng biển vận chuyển vật liệu bị phá hủy chủ yếu trình vật lý Các vật liệu nhỏ, mịn (cát, bột, sét, bùn, …) bị lơi nước, vật liệu thơ lăn bề mặt đáy Vật liệu mịn vận chuyển xa, vật liệu thô tích tụ gần nơi bị phá hủy Có hai dạng bồi tụ: - Bồi tích ngang: vật liệu vụn sóng dòng vỗ bờ di chuyển đới bờ Quá trình xảy đoạn bờ có sườn bờ ngầm thoải, có độ dốc thành phần cấu tạo hạt đồng nhất, chịu tác động sóng vng góc với bờ Tại nơi có độ sâu nửa chiều dài bước sóng, sóng bắt đầu biến dạng bắt đầu cải biến mặt đáy cách tác động lên hạt trầm tích sườn bờ ngầm Quỹ đạo có hình bầu dục, khu vực gần bờ tốc độ hướng lục địa lớn phía biển, xa bờ tốc độ hướng biển lớn tác động trọng lực Khu vực nằm hai khu vực có tốc độ vào bờ với tốc độ khơi, gọi điểm trung lập Cao điểm trung lập vật liệu đưa vào bờ Thấp điểm vật liệu vật chuyển khơi bồi tụ bờ sườn bờ ngầm - Bồi tích dọc: phạm vi thềm lục địa, vật liệu vụn bị khuấy động di chuyển tác dụng sóng biển Các vật liệu vụn di chuyển dọc theo bờ biển, gặp điều kiện thuận lợi tích tụ tạo nên dạng địa hình tích tụ Sự di chuyển hạt vật liệu vụn ven bờ: Khi sóng có hướng thẳng góc với đường bờ, vật liệu vụn thường sóng đưa xuống thềm tích tụ tạo thành đê cát ngầm gờ ngầm Nhưng hướng sóng xiên chéo với đường bờ hạt vụn di chuyển theo đường dích dắc từ A đến E tạo thành dòng bồi tích di chuyển dọc theo bờ biển Quá trình thành tạo dạng địa hình phụ thuộc vào yếu tố sau: - Tính chất đá cấu tạo nên bờ: Đá cứng rắn trình phá huỷ chậm đá mềm, bở Bờ biển xen kẽ đá cứng mềm bờ biển có dạng cưa Thế nằm lớp đá chéo góc địa hình phức tạp, bờ biển gồm nhiều vịnh, đảo bán đảo, trình hình thành bờ biển khác với bờ biển thẳng + Hướng bờ trùng với đường phương đá: Kiểu bờ dọc loại bị phá huỷ, bờ biển phẳng vũng, vịnh + Hướng bờ vng góc với đường phương đá: Kiểu bờ ngang, loại có hình dạng phức tạp, bờ biển khúc khửu có nhiều vũng vịnh, mũi đá + Hướng bờ cắt đường phương đá theo góc nhọn: Kiểu bờ chéo, loại bờ có dạng lược - Vận động kiến tạo: Quá trình nâng lên hạ xuống tác động đến di chuyển đường bờ, tới kiểu tiến hóa địa hình miền bờ biển Địa hình cao làm tăng khả xâm thực, địa hình thấp làm tăng khả bồi tụ Đứt gãy có tác động đến tính chất bờ biển: + Đường bờ mà song song với đứt gãy: Bờ có dạng phẳng, đơi dốc đứng bờ biển Cà Mau - Kiên Giang + Đường bờ mà cắt với đứt gãy: Bờ có dạng phức tạp nhiều vũng vịnh bờ biển Cam Ranh Sự khác độ dốc hướng dốc tác động đến địa hình bờ biển - Khí hậu: khí hậu lạnh sức cơng phá biển lớn vùng khí hậu nóng - Phù sa sông: tương tác với phù sa biển để tạo dạng địa hình vùng cửa sơng 52 - Vai trò sinh vật: Sự phát triển san hô sú vẹt dọc bờ biển làm giảm lượng phá hủy bờ sóng đồng thời tạo điều kiện cho vật liệu vụn tích tụ, thành tạo dạng địa hình tích tụ ven biển dải biển nơng rộng 8.2 ĐỊA HÌNH BỜ BIỂN 8.2.1 Địa hình mài mòn - Hang chân sóng vách biển Bờ biển chịu tác động phá hủy sóng gọi bờ biển mài mòn, hoạt động xâm thực biển gọi mài mòn Điều kiện quan trọng cho cho phát triển bờ biển mài mòn sườn bờ ngầm tương đối sâu sóng tới bờ khối lượng lượng lớn tiêu hao dải hẹp ven bờ Khi sóng tan, dải sóng vỗ bờ, số lượng khổng lồ giải phóng gây phá hủy học mãnh liệt chân bờ vách, tạo hang chân sóng Q trình tạo hang chân sóng lặp lặp lại nhiều lần tạo vách bờ dốc đứng, gọi vách biển - Vũng vịnh ven bờ Vịnh ven bờ vùng nước biển nằm dải bờ biển, độc lập phần vịnh biển, độ sâu không 30m, nằm hai mũi nhô ven bờ tạo thành vùng lõm bờ đá gốc hòn, đảo nhỏ ven bờ che chắn Đây nơi xảy trình bờ mạnh mẽ tương tác lục địa biển rõ Vũng ven bờ có đặc điểm tương tự quy mô nhỏ vịnh Ở Việt Nam, vịnh ven bờ có diện tích từ 50km2 trở lên, vũng ven bờ có diện tích 50 km2 Ở ven bờ biển Việt Nam có tổng số 48 vũng vịnh ven bờ với tổng diện tích khoảng 4.000km2 Thường gặp dạng vũng vịnh ven bờ hình thành q trình mài mòn bờ đá gốc xen kẽ đá cứng mềm Các đá mềm bị phá hủy tạo thành vũng vịnh Vịnh Xuân Đài Phú Yên vịnh bờ đá tiêu biểu, toàn bờ đá gốc, diện tích lớn (61km2), sâu 20m, sâu trung bình 10m Ngồi dạng bản, vũng vịnh ven bờ có số dạng đặc thù như: rias, fjord, fjard - Rias vùng lõm bờ đá gốc, vốn thung lũng ngập chìm nước Ví dụ: Vịnh Xuân Đài Phú Yên vịnh bờ đá tiêu biểu, toàn bờ đá gốc, diện tích lớn (61km2), sâu 20m, sâu trung bình 10m - Fjord vịnh hẹp, dài, xung quanh bờ dốc vách đá hình thành thung lũng bị bào mòn sơng băng Một fio tạo thành sơng băng cắt thành thung lũng hình chữ U hoạt động mài mòn đá xung quanh Ví dụ: fio Lofoten (Na Uy) Rias Fjord xếp vào nhóm vịnh bờ đá, thuật ngữ Việt hóa từ thuật ngữ “embayment” Sự khác Rias Fjord vùng nước bên cửa fjord sâu so với vị trí cửa - Fjard dạng vịnh hẹp hình thành thung lũng băng cổ chìm xuống biển tượng sụt lún phạm vi vùng đất thấp phủ đầy băng đá Ví dụ: Bråviken (bờ biển Thuỵ Điển), Hjortsholm (bờ biển Đan Mạch) Mặc dù fjard fjord hình thành theo cách thức giống hai loại vịnh hẹp có điểm khác biệt quan trọng Fjard khơng có vách đá dốc đặc trưng cho rãnh sông băng, chiều dài ngắn hơn, nông rộng so với fjord Tại fjard, tìm thấy dạng địa hình thấp (bãi lầy, đồng lầy) mà fjord khơng có - Thềm mài mòn tích tụ Thềm thành tạo tác dụng mài mòn sóng biển gọi thềm mài mòn Thời gian giật lùi vách lâu dài q trình mài mòn mạnh đoạn thềm mài mòn áp sát chân vách thoải Sóng phải vượt qua đoạn đáy nông ngày rộng 53 Q trình mài mòn dừng lại sóng tới chân vách biển bị hết lượng Trắc diện bờ cân Tốc độ giật lùi vách biển phụ thuộc vào sóng, độ cao vách bờ (bờ cao giật lùi chậm), tính chất đá (đá cứng khó phá hủy) Vật liệu vụn sóng phá huỷ từ vách bờ mang tích tụ xuống sườn bờ ngầm tạo thành thềm tích tụ, đơi tạo thành đê cát ngầm 8.2.2 Địa hình di chuyển, tích tụ - Bãi biển Bãi biển dạng địa hình tích tụ bờ sơ đẳng nhất, hình thành q trình bồi tích ngang đới hoạt động sóng vỗ bờ Trầm tích biển thơ sườn Theo hình thái phân thành hai kiểu: bãi biển với mặt cắt hoàn chỉnh bãi biển mặt cắt khơng hồn chỉnh + Bãi biển có mặt cắt hồn chỉnh hình thành phía sau bãi tích tụ có khơng gian trống đáng kể Do đó, có dạng val bờ (con trạch ven bờ) với sườn quay biển thoải, rộng sườn hướng vào lục địa ngắn, dốc + Bãi biển có mặt cắt khơng hồn chỉnh hình thành điều kiện khơng gian chật hẹp chân vách dốc Trong trường hợp này, bãi biển tựa trực tiếp vào vách dốc, sườn quay vào phía lục địa hồn tồn vắng mặt, sườn phía biển dốc ngắn - Val ngầm Val ngầm (cồn ngầm/con trạch ngầm) dạng địa hình tích tụ ngang, chủ yếu vật liệu cát, có hướng song song với bờ song song với Thường gặp với số lượng – 6, chiều cao từ – 4m, chiều dài từ vài trăm m đến vài km Sự hình thành val ngầm liên quan đến tượng phần sóng bị phá hủy, tức tượng sóng nhào, sóng bạc đầu Hiện tượng xảy độ sâu lần độ cao sóng Sóng bị phần lượng nên phận bồi tích mặt đáy Do biển thối, val ngầm để lại di tích dạng địa hình gờ thấp chạy song song với sát bờ biển thường thấy phổ biển khu vực Phong Điền – Thừa Thiên Huế, Diễn Châu – Nghệ An, phía bắc Ba Đồn – Quảng Bình - Chắn Chắn (bar) thành tạo từ sau đợt biển tiến sau băng hà lần cuối đạt cực đại (cao mực nước biển khoảng – m) xảy vào khoảng 6.000 năm trước Từ 6.000 đến 4.000 năm trước, mực nước biển tương đối ổn định Điều kiện thuận lợi để hình thành chắn: bờ biển có lượng sóng chiếm ưu thế, độ lớn thủy triều nhỏ, địa hình đáy biển gần bờ nông thoải điều kiện mực nước tương đối ổn định Trong q trình sóng đẩy bờ lượng lớn vật liệu vụn, vị trí trắc diện này, khối lượng bồi tích nhiều nên sóng khơng thể đưa vào bờ mà nằm lại đáy Giai đoạn gọi chắn ngầm (bar ngầm) Sau từ khoảng 4.000 năm trước, mực nước biển liên tục hạ thấp Khi mực biển hạ thấp từ từ, chắn ngầm nhô lên khỏi mặt nước mở rộng quy mô Chắn ngăn cách với bờ dải thấp ngập nước – đầm phá Khi đó, chắn gọi chắn đảo (bar đảo), phổ biến vùng ven biển Thừa Thiên Huế Mực nước tiếp tục hạ thấp, nước đầm phá bị cạn đi, chắn đảo nối với đất liền trở thành chắn bờ (bar bờ) Chắn bờ dạng tích tụ ngang ven bờ, cấu tạo chủ yếu cát, vật liệu vỏ sò, sét cuội vật liệu đưa từ đáy lên Chắn bờ có kích thước lớn: cao từ 15 – 30m, có – 6m mực nước biển, có tới hàng chục m, chiều dài hàng chục km Đây dạng địa hình phổ biến, phân bố rộng khắp tồn cầu cho thấy ngun nhân thành tạo có tính chất hành tinh Ở Việt Nam, chắn bờ phát triển rộng rãi khu vực Quảng Bình, nơi có hướng gió Đơng Bắc vng góc với bờ biển thống trị - Doi cát 54 Doi cát hình thành bồi tụ dọc, có đầu nối liền với lục địa đầu phát triển tự biển Mũi tên hướng dòng biển, nguyên nhân thay đổi dòng biển thay đổi hướng bờ dòng bồi tích chảy qua góc lồi đường bờ làm góc tới giảm mạnh, chí sóng cập bờ nhờ khúc xạ Trường hợp xảy tích tụ tự do, tạo thành doi cát Ngoài ra, mũi đất nơi giao dòng biển từ hai bên mũi đất tới hình thành dạng doi cát mũi tên với đầu nối liền với lục địa đầu lao biển - Thềm cát lấp bờ lõm Khi sóng đưa vào khu vực bờ lõm, góc tới xấp xỉ 90 độ, tốc độ di chuyển giảm đột ngột, lượng bồi tích đưa đến nên hình thành địa hình bồi tụ góc lõm vào bờ Do tích tụ có ranh giới bám sát vào bờ nên gọi tích tụ gắn bờ - Đê cát chắn vịnh Đây dạng bồi tụ thuộc nhóm tích tụ nối bờ Hình thành khu vực có vịnh biển hướng di chuyển dòng biển dọc bờ ngang qua cửa vịnh tạo thành đê cát chắn vịnh - Doi cát nối đảo Hình thành khu vực có đảo nằm gần bờ có vật liệu bồi tụ dòng biển mang tới Dung lượng dòng bồi tích bị giảm mạnh đoạn bờ có vật chắn bên ngồi, khơng cho sóng tiếp cận với bờ Tại đoạn bờ xuất bồi tụ, lớn dần lan xa đến mức nối liền với đảo tạo thành bán đảo Đó doi cát nối đảo - tombolo (Hình e) Dạng địa hình thuộc nhóm tích tụ nối bờ 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO CHÍNH [1] Đào Đình Bắc (2000) Địa mạo đại cương, Nxb Đại học Quốc gia, Hà Nội [2] Nguyễn Vi Dân (2003) Phương pháp nghiên cứu địa mạo, Nxb Đại học Quốc gia, Hà Nôi [3] Phùng Ngọc Đĩnh (2010) Địa hình bề mặt Trái Đất, Nxb Đại học Sư phạm, Hà Nội [4] Đỗ Hưng Thành (1998) Địa hình bề mặt Trái Đất, Nxb Giáo dục, Hà Nội [5] Nguyễn Vi Dân (2005) Cơ sở địa lý tự nhiên, Nxb Đại học Quốc gia, Hà Nội 56 ... thành Trong đó, năm đầu, Địa mạo học quan tâm mức: giảng dạy môn địa mạo học đại cương cho trường Đại học ngành Địa lý, thu thập tư liệu địa mạo thông qua nghiên cứu địa chất Chỉ từ 1960, việc... tượng nghiên cứu địa mạo học địa hình bề mặt Trái Đất Sự khác biệt đối tượng nghiên cứu địa mạo học với địa chất học địa lý tự nhiên: - Đối với địa chất học: điểm khác Địa mạo học nghiên cứu mặt... khác nhau: địa lý tự nhiên đại cương, địa lý tự nhiên khu vực, địa mạo học, khí hậu học, địa lý thủy văn, địa lý thổ nhưỡng, địa lý sinh vật, … Theo quy luật phát triển chung ngành khoa học, theo