1. Tính cấp thiết của luận án Đới bờ khu vực Thừa Thiên - Huế - Đà Nẵng thuộc thềm trong, thềm lục địa miền Trung Việt Nam (Hình 1). Đây là nơi chuyển tiếp và chịu sự tƣơng tác lục địa - đại dƣơng. Đồng thời khu vực này có mức độ tập trung dân số cao, các hoạt động sản xuất và kinh doanh diễn ra rất nhộn nhịp. Với các đặc trƣng về địa chất, địa mạo, môi trƣờng sinh thái, thủy động lực học… vùng biển nông ngoài khơi Huế - Đà Nẵng có đặc điểm rất đa dạng về sinh thái và nhạy cảm với sự thay đổi quá trình tƣơng tác lục địa - đại dƣơng. Bất cứ sự thay đổi nào về tính ổn định đới ven bờ đều có những tác động mạnh đến các hoạt động sống của con ngƣời và hệ sinh thái môi trƣờng liên quan. Hình 1. Vị trí địa lý khu vực nghiên cứu (KVNC) (nguồn: maps.google.com) Các nghiên cứu trƣớc đây đều chỉ ra rằng, nguồn cung cấp vật liệu trầm tích lắng đọng trên thềm lục địa miền Trung Việt Nam đƣợc bóc mòn từ lƣu vực các hệ thống sông Hồng, sông Mekong và các hệ thống sông nhỏ hơn từ sƣờn Đông dãy Trƣờng Sơn đổ trực tiếp ra biển [41, 42, 55, 62, 63, 67, 68]. Vật liệu trầm tích là sản phẩm của quá trình tƣơng tác phức tạp giữa các yếu tố thạch học, phong hóa, địa mạo và các chuyển động kiến tạo [43, 44, 45]. Các hạt trầm tích mặc dù có cùng thành phần khoáng vật nhƣ nhau nhƣng nếu chúng đƣợc bóc mòn từ các thành tạo đá gốc có tuổi và điều kiện thành tạo khác nhau thì các khoáng vật trầm tích cũng phản ánh tuổi nguội (cooling age), tuổi kết tinh (crystalization age) và các chỉ số địa hóa khác nhau [22, 49, 54]. Bên cạnh đó, sự chênh lệch về độ cao địa hình, các chuyển động nâng hạ kiến tạo và yếu tố khí hậu cũng đóng vai trò quan trọng thúc đẩy quá trình phong hóa và bóc mòn trầm tích [17, 23, 27, 31, 34, 45]. Nói cách khác, nghiên cứu thành phần, đặc điểm địa hóa và định tuổi tuyệt đối của các thành tạo trầm tích bở rời có thể làm sáng tỏ mối quan hệ nhân quả từ nguồn tới nơi lắng đọng (source to sink analysis). Trong đó có thể giúp khôi phục lịch sử tiến hóa Trái đất và biến đổi cổ khí hậu. Mặt khác, các thành tạo trầm tích còn là nơi lƣu giữ các bằng chứng địa chất về các tai biến địa chất và thảm họa thiên nhiên nhƣ động đất, sóng thần, bão lụt… Một trong số các hoạt động đƣợc cho là có ảnh hƣởng mạnh đến sự ổn định đới ven bờ đó là các tai biến thiên nhiên (nhƣ bão lụt, xói lở bờ biển…), biến đổi khí hậu và nƣớc biển dâng. Những thành tựu nghiên cứu trong lĩnh vực địa chất Đệ Tứ đã cho phép các nhà khoa học nâng cao hiệu quả và độ chính xác của công tác dự báo các hiện tƣợng tai biến đới ven bờ trƣớc khi nó xảy ra nếu chúng ta biết áp dụng tổ hợp các phƣơng pháp nghiên cứu hợp lý với nguồn số liệu đa dạng và đầy đủ. Trên cơ sở nghiên cứu về lịch sử tiến hóa địa chất Holocen đới bờ sẽ giúp đƣa ra đƣợc các dự báo về xu thế phát triển đới bờ trong tƣơng lai. Điều này có ý nghĩa vô cùng quan trọng trong việc hoạch định chính sách và phòng tránh thiên tai đối với các tỉnh ven biển
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGÔ THỊ KIM CHI LỊCH SỬ TIẾN HÓA ĐỊA CHẤT HOLOCEN ĐỚI BỜ KHU VỰC THỪA THIÊN - HUẾ - ĐÀ NẴNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT Hà Nội - Năm 2018 iii MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC BẢNG vii DANH MỤC ẢNH viii DANH MỤC HÌNH xi MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên 1.1.1 Vị trí địa lý 1.1.2 Đặc điểm tự nhiên 10 1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu 13 1.2.1 Giai đoạn trƣớc năm 1975 13 1.2.2 Giai đoạn sau 1975 15 1.3 Đặc điểm địa chất 20 1.3.1 Địa tầng 20 1.3.2 Magma 37 1.3.3 Kiến tạo 40 CHƢƠNG CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 45 2.1 Cơ sở khoa học 45 2.1.1 Một số thuật ngữ 45 2.1.2 Khái quát tiến hóa địa chất đới bờ 46 2.2 Các phƣơng pháp nghiên cứu 48 iv 2.2.1 Phƣơng pháp tổng hợp xử lý số liệu 48 2.2.2 Phƣơng pháp khảo sát thực địa 48 2.2.3 Nhóm phƣơng pháp phòng thí nghiệm 49 CHƢƠNG ĐẶC ĐIỂM CÁC TRẦM TÍCH HOLOCEN KHU VỰC ĐỚI BỜ THỪA THIÊN - HUẾ - ĐÀ NẴNG 62 3.1 Trầm tích Holocen sớm - 65 3.1.1 Hình thái đặc điểm phân bố thành tạo trầm tích Holocen sớm - 65 3.1.2 Đặc điểm tƣớng mơi trƣờng trầm tích Holocen sớm - 68 3.2 Trầm tích Holocen muộn 79 3.2.1 Hình thái đặc điểm phân bố thành tạo trầm tích Holocen muộn 79 3.2.2 Đặc điểm tƣớng mơi trƣờng trầm tích Holocen muộn 82 3.3 Đặc điểm thành phần Foram 90 3.3.1 Kết phân tích Foram trầm tích Holocen vùng nghiên cứu 91 3.3.2 Hệ thống phân loại Foram trầm tích Holocen vùng nghiên cứu 93 CHƢƠNG TIẾN HÓA ĐỊA CHẤT HOLOCEN KHU VỰC ĐỚI BỜ THỪA THIÊN - HUẾ - ĐÀ NẴNG 108 4.1 Tiến hóa kiến tạo - cổ địa mạo 108 4.2 Tiến hóa trầm tích 111 4.2.1 Tiến hóa nguồn gốc vật liệu trầm tích dựa kết phân tích tuổi U - Pb 111 4.2.2 Tiến hóa trầm tích dựa kết phân tích đồng vị oxy 118 4.3 Lịch sử phát triển địa chất Holocen vùng biển ven bờ Thừa Thiên - Huế - Đà Nẵng 121 v KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 129 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ 133 CÁC BÀI BÁO CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 133 CÁC ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 134 TÀI LIỆU THAM KHẢO 135 vii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Giới hạn tọa độ KVNC 10 Bảng 2.1 Thang phân cấp độ hạt trầm tích vụn học theo Wentworth 50 Bảng 2.2 Bảng phân cấp thơng số vật lý trầm tích Rukhin 51 Bảng 2.3 Danh sách mẫu phân tích tuổi U-Pb 57 Bảng 2.4 Danh sách độ sâu mẫu phân tích đồng vị oxy Foram 59 Bảng 3.1 Kết phân tích thành phần trầm tích vụn LK.ĐL 89 Bảng 3.2 Tổng hợp kết phân tích foram trầm tích Holocen vùng nghiên cứu 91 Bảng 3.3 Tổng hợp môi trƣờng thành tạo dựa kết phân tích Foram bào tử phấn hoa trầm tích Holocen LK.ĐL (NCS thực hiện) 100 Bảng 3.4 Tổng hợp môi trƣờng thành tạo dựa kết phân tích foram trầm tích Holocen LK.PD (NCS thực hiện) 100 Bảng 3.5 Tổng hợp môi trƣờng thành tạo dựa kết phân tích foram trầm tích Holocen LK.LC (NCS thực hiện) 100 viii DANH MỤC ẢNH Ảnh 1.1 Hệ tầng Tân Lâm, xã Xuân Phong, huyện Phong Điền, Thừa Thiên - Huế 26 Ảnh 1.2 Trầm tích nguồn gốc biển (mQ22-3 pv2) xã Điền Lộc, huyện Phong Điền, Thừa Thiên - Huế 33 Ảnh 1.3 Trầm tích nguồn gốc biển - gió (mvQ22-3 pv2) bãi biển đại khu vực ven biển Điền Hƣơng, Phong Điền, Thừa Thiên - Huế 34 Ảnh 1.4 Trầm tích nguồn gốc biển - gió (mvQ22-3 pv2) xã Quảng Công, huyện Quảng Điền, Thừa Thiên - Huế 34 Ảnh 1.5 Trầm tích biển - gió (mvQ23 no), gần cửa Kiểng, hạ lƣu sông Bù Lu, xã Vĩnh Lộc, huyện Phú Lộc, Thừa Thiên - Huế 35 Ảnh 1.6 Phức hệ Hải Vân phát triển tận biển làm phức tạp hóa địa mạo đƣờng bờ đáy biển 39 Ảnh 2.1 Máy phân tích tuổi U - Pb (LA - ICPMS), phòng thí nghiệm, Đại học Birkbeck London 58 Ảnh 2.2 Hình thái hạt zircon dƣới kính hiển vi đƣợc lựa chọn để phân tích tuổi tuyệt đối U - Pb 58 Ảnh 2.3 Máy phân tích đồng vị oxy cacbon (Radiometric dating and isotop), phòng thí nghiệm, Đại học Đồng Tế, Trung Quốc 60 Ảnh 3.1 Ảnh hạt trầm tích tƣớng bùn lẫn cát sông - biển - đầm lầy (Q21-2) (LK.ĐL, độ sâu 37 m) dƣới kính hiển vi điện tử quét 71 Ảnh 3.2 Cuội sạn laterit đới đƣờng bờ cổ dọc vùng biển ven bờ Huế 72 Ảnh 3.4 Ảnh cát biển hạt mịn (mQ21-2 ) (LK.ĐL, độ sâu 23m) dƣới SEM 75 Ảnh 3.5 Ảnh trầm tích cát biển hạt (mQ21-2) (LK.ĐL, 13,5m): A- mẫu hạt vụn dƣới SEM; B- mẫu lát mỏng dƣới kính thạch học 76 ix Ảnh 3.6 Ảnh cát biển hạt mịn (mQ21-2) ( LK.ĐL, độ sâu 13.5m) dƣới SEM 77 Ảnh 3.7 Ảnh cát biển hạt mịn (mQ21-2) (LK.ĐL, độ sâu 8,5m) dƣới SEM: A- mẫu hạt vụn; B- mẫu lát mỏng 77 Ảnh 3.8 Ảnh hạt cát biển hạt mịn (mQ21-2) (LK.ĐL, độ sâu 8,5m) dƣới SEM 78 Ảnh 3.9 Ảnh trầm tích sơng- biển - đầm lầy (Q23): A-hạt vụn, dƣới SEM B- lát mỏng, dƣới kính thạch học 83 Ảnh 3.10 Ảnh bùn lẫn cát sông - biển - đầm lầy (ambQ23) dƣới SEM (mẫu trầm tích tầng mặt cảng Cát Tiên Sa) 83 Ảnh 3.11 Ảnh SEM chụp tƣớng trầm tích cát - bùn biển - đầm lầy (bmQ23) 85 Ảnh 3.12 Ảnh phân tích thành phần mảnh vụn dƣới kính thạch học tƣớng trầm tích cát - bùn biển - đầm lầy (bmQ23) 85 Ảnh 3.13 Ảnh SEM chụp tƣớng trầm tích cát biển hạt mịn (mQ23) (LK.ĐL, độ sâu 1m): A- Mẫu hạt vụn; B- Mẫu lát mỏng 86 Ảnh 3.14 Ảnh SEM chụp hạt cát biển hạt mịn (mQ23) (LK.ĐL, độ sâu 1m) 87 Ảnh 3.15 Ảnh phân tích thành phần kiến trúc mảnh vụn hạt cát biển hạt mịn (mQ23) dƣới kính thạch học 88 Ảnh 3.16 Bản ảnh 101 Ảnh 3.17 Bản ảnh 102 Ảnh 3.18 Bản ảnh 103 Ảnh 3.19 Bản ảnh 104 Ảnh 3.20 Bản ảnh 105 Ảnh 3.21 Bản ảnh 106 Ảnh 3.22 Bản ảnh 107 x Ảnh 4.1 Mặt trƣợt gờ trƣợt dấu hiệu đứt gãy trẻ phát triển đá granit khu vực cửa Tƣ Hiền 110 Ảnh 4.1 Sa khoáng inmenit zircon có hàm lƣợng cao hệ cồn cát nguồn gốc gió - biển khu vực ven biển Thừa Thiên - Huế 123 Ảnh 4.3 Cấu tạo xiên chéo với góc thoải nằm bên dƣới mặt bào mòn cồn cát nguồn gốc gió biển khu vực Cảnh Dƣơng, Thừa Thiên - Huế 126 Ảnh 4.4 Hiện tƣợng sạt lở bờ biển mạnh mẽ phía bắc cửa Đại ven biển Cẩm An 127 xi DANH MỤC HÌNH Hình Vị trí địa lý khu vực nghiên cứu (KVNC) (nguồn: maps.google.com)1 Hình 1.1 Sơ đồ vị trí địa lý KVNC (NCS thành lập) Hình 1.2 Sơ đồ phân bố dòng mặt biển Đông theo hai mùa 13 Hình 1.3 Sơ đồ địa chất đới bờ Thừa Thiên - Huế - Đà Nẵng vùng đất liền nằm kế cận 21 Hình 1.4 Mơ hình biến dạng Tapponnier hình thành biển Đơng [69] 41 Hình 1.5 Sơ đồ phân vùng cấu trúc kiến tạo Trung Trung Bộ 42 Hình 2.1 Mặt cắt mơ cấu trúc đƣờng bờ đới bờ 46 Hình 2.2 Lộ trình tuyến khảo sát thực địa đồng ven biển Thừa Thiên Huế - Đà nẵng 48 Hình 2.3 Đồ thị đƣờng cong tích lũy phân bố độ hạt 50 Hình 2.4 Biểu đồ giản lƣợc phân loại trƣờng trầm tích 51 Hình 2.5 Phân cấp độ mài tròn 54 Hình 3.1 Sơ đồ vị trí lỗ khoan bãi triều tuyến địa chấn nông - phân giải cao đƣợc sử dụng đề tài (NCS thành lập) 62 Hình 3.2 Đối sánh địa tầng tổng hợp lỗ khoan phạm vi KVNC 63 Hình 3.3 Sơ đồ phân bố trầm tích Holocen bề mặt đáy biển KVNC 64 Hình 3.4 Mặt cắt minh giải địa chấn nông phân giải cao tuyến Tu27 (từ trái qua phải, hƣớng TN-ĐB) 65 Hình 3.5 Bề mặt đáy tập Holocen sớm - bị xâm thực dòng chảy cổ 66 Hình 3.6 Bản đồ đẳng sâu đáy Holocen theo tài liệu địa chấn nông phân giải cao .u NCS cho thấy đặc điểm mơi trƣờng thành tạo trầm tích Holocen khu vực Thừa Thiên - Huế - Đà Nẵng (0 - 30m nƣớc) phức tạp Trong Holocen, vùng nghiên cứu chế độ biển nơng ven bờ, nơi có tác động mạnh sóng, dòng chảy, cửa sơng Nguồn cung cấp trầm tích cho vùng đa dạng (đa nguồn) chịu ảnh hƣởng chu kỳ kiến tạo lớn khu vực KIẾN NGHỊ Đề tài NCS giải đƣợc mục tiêu đề song để giải vấn đề trọn vẹn cần tiến hành nghiên cứu thêm vấn đề sau: a Đới bờ từ Thừa Thiên - Huế đến Đà Nẵng nơi chuyển tiếp chịu tƣơng tác mạnh lục địa - đại dƣơng, với điều kiện địa chất phức tạp tiềm sa khống Do cần có nghiên cứu chi tiết khoáng sản biển liên quan triển vọng đặc điểm phân bố chúng b Mặc dù có số liệu tƣơng đối đầy đủ hóa thạch Foram phục vụ cho nghiên cứu sinh địa tầng luận giải mơi trƣờng trầm tích song nên đƣợc bổ sung phân tích mang tính định lƣợng số địa hóa pH, Eh, CIA (Chemical Index of Alteration), phân tích cấu tạo trầm tích X-ray để luận giải mơi trƣờng hóa lý có tính định lƣợng 132 c Một vấn đề thách thức lớn việc nghiên cứu trầm tích địa tầng xác định tuổi tốc độ trầm tích nên việc bổ sung nghiên cứu định tuổi tuyệt đối 230Th - Pb 210Pb cần thiết d Ngoài thành phần trầm tích hạt thơ sử dụng để phân tích nguồn vật liệu phƣơng pháp định tuổi U - Pb trầm tích hạt mịn nên đƣợc nghiên cứu thêm nguồn cung cấp phƣơng pháp phân tích đồng vị bền nhƣ Nd, Hf, Sr,… ... Holocen vùng nghiên cứu 91 3.3.2 Hệ thống phân loại Foram trầm tích Holocen vùng nghiên cứu 93 CHƢƠNG TIẾN HÓA ĐỊA CHẤT HOLOCEN KHU VỰC ĐỚI BỜ THỪA THIÊN - HUẾ - ĐÀ...ẾN LUẬN ÁN Tiếng Việt Ngô Thị Kim Chi, Mai Văn Lạc, Đào Văn Nghiêm (2015), “Các phức hệ Trùng lỗ trầm tích tầng mặt khu vực đới bờ Thừa Thiên- Huế - Đà Nẵng ( 0-3 0 m nƣớc)”, Tạp chí KHKT Mỏ - Địa ch... CÁC TRẦM TÍCH HOLOCEN KHU VỰC ĐỚI BỜ THỪA THIÊN - HUẾ - ĐÀ NẴNG 62 3.1 Trầm tích Holocen sớm - 65 3.1.1 Hình thái đặc điểm phân bố thành tạo trầm tích Holocen sớm -