Đánh giá tiềm năng, biến động tài nguyên nước mặt, nước ngầm đề xuất giải pháp sử dụng hợp lý tài nguyên nước phục vụ phát triển kinh tế - xã hội số đảo trọng điểm

BỘ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ CHƯƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KH&CN PHỤC VỤ QUẢN LÝ BIỂN, HẢI ĐẢO VÀ PHÁT TRIỂN KINH TẾ BIỂN Mã số KC.09/16-20 BÁO CÁO CÔNG VIỆC SỐ “Tài liệu địa chất, cấu trúc địa chất, địa tầng, kiến tạo, địa hình, thổ nhưỡng, đặc điểm địa chất thủy văn đảo nghiên cứu.” Đề tài: “Đánh giá tiềm năng, biến động tài nguyên nước mặt, nước ngầm đề xuất giải pháp sử dụng hợp lý tài nguyên nước phục vụ phát triển kinh tế - xã hội số đảo trọng điểm” Mã số: KC.09.04/16-20 Cơ quan chủ trì đề tài: Viện Hải văn Môi trường Chủ nhiệm đề tài: PGS.TS Bùi Xn Thơng Chủ trì thực công việc: PGS.TS Bùi Xuân Thông Cơ quan: Viện Hải văn Môi trường Hà Nội, năm 2016 MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC CÁC BẢNG .iii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ iv MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT, CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT, ĐỊA TẦNG, KIẾN TẠO CÁC ĐẢO NGHIÊN CỨU 1.1 Đặc điểm địa chất đảo Cô Tô .2 1.1.1 Địa tầng .2 1.1.2 Kiến tạo 1.2 Đặc điểm địa chất đảo Cát Bà 11 1.2.1 Đa dạng thạch học địa tầng 11 1.2.2 Đa dạng đặc điểm cấu tạo đá cấu trúc địa chất 14 1.2.3 Cấu trúc kiến tạo 15 1.2.4 Cấu trúc phá hủy kiến tạo đảo Cát Bà 17 1.3 Đặc điểm địa chất đảo Lý Sơn 21 1.3.1 Địa tầng: 22 1.3.2 Kiến tạo 26 CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH, ĐỊA MẠO, THỔ NHƯỠNG CÁC ĐẢO NGHIÊN CỨU 27 2.1 Đặc điểm địa hình, địa mạo, thổ nhưỡng đảo Cơ Tơ 27 2.1.1 Địa hình, địa mạo 27 2.1.2 Thổ nhưỡng 30 2.2 Đặc điểm địa hình, thổ nhưỡng đảo Cát Bà 33 2.2.1 Địa hình, địa mạo 33 2.2.2 Thổ nhưỡng 34 i 2.3 Đặc điểm địa hình, thổ nhưỡng đảo Lý Sơn 35 2.3.1 Địa hình, địa mạo 35 2.3.2 Thổ nhưỡng 36 CHƯƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT THỦY VĂN CÁC ĐẢO NGHIÊN CỨU .39 3.1 Đặc điểm địa chất thủy văn đảo Cô Tô 39 3.1.1 Tầng chứa nước lỗ hổng 39 3.1.2 Tầng chứa nước khe nứt 41 3.2 Đặc điểm địa chất thủy văn đảo Cát Bà .43 3.2.1 Đặc điểm chung tầng chứa nước .43 3.2.2 Các kiểu cấu trúc chứa nước đảo Cát Bà .44 3.3 Đặc điểm địa chất thủy văn đảo Lý Sơn 46 3.3.1 Các tầng chứa nước lỗ hổng 47 3.3.2 Tầng chứa nước khe nứt- lỗ hổng phun trào bazan .50 KẾT LUẬN 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO .54 ii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1 Kết phân tích mẫu silcat thành tạo bazan bQ1 .23 Bảng Kết phân tích mẫu silcat phun trào bazan bQ2 .25 Bảng 1.Tổng diện tích đất tự nhiên phân theo địa giới hành chính huyện Cô Tô (ha) 32 Bảng 2.Hiện trạng sử dụng đất huyện Cô Tô (ha) .32 Bảng Hiện trạng sử dụng đất huyện Lý Sơn năm 2008 (Nguồn: Sở Tài nguyên và Môi trường Quảng Ngãi) 37 Bảng Kết hút nước thí nghiệm tầng chứa nước Đệ Tứ (q) 40 Bảng Kết bơm nước thí nghiệm lỗ khoan TCN o-s 42 Bảng 3 Một số giếng khoan thăm dị có triển vọng 46 Bảng Kết hút nước thử giếng trầm tích biển Holocen .47 Bảng Kết bơm nước thí nghiệm trầm tích biển Pleistocen (mQ1) 49 Bảng Kết hút nước thí nghiệm giếng và lỗ khoan phun trào bazan 50 iii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1 Đá vơi phân lớp trung bình tập 16 Hình Đá vôi phân lớp dày đến dạng khối màu xám xanh thuộc tập 16 Hình Đá phiến sét-silic và đá vôi silic phân lớp mỏng bị uốn nếp 17 Hình Sơ đồ cấu trúc địa chất đảo Cát Bà .19 Hình Hình ảnh đứt gãy nghịch 19 Hình Dấu hiệu kiến tạo đảo Cát Bà .20 Hình Khối đá bazan bQ1 đồi Thới Lới 24 Hình Cánh đồng tỏi huyện đảo Lý Sơn .37 Hình Mơ hình tổng hợp cấu trúc tầng chứa nước đảo Cát Bà .44 Hình Mơ hình khai thác nước cấu trúc kiểu hang - bọng karst 45 Hình 3 Nước khai thác trầm tích Đệ tứ 45 Hình Mơ hình tổng hợp tầng chứa và tầng chắn nước 46 iv MỞ ĐẦU Tính cấp thiết Ở đảo nghiên cứu có q trình hình thành địa chất khác Cấu trúc địa chất, địa chất thủy văn có mối quan hệ với trình sinh thủy đảo Chính mà việc tổng hợp “tài liệu địa chất, cấu trúc địa chất, địa tầng, kiến tạo, địa hình, thổ nhưỡng, đặc điểm địa chất thủy văn đảo nghiên cứu” để từ xác định nguồn gốc sinh thủy đảo cấp thiết Mục tiêu - Thu thập tổng hợp kết nghiên cứu điều kiện địa chất, cấu trúc địa chất, địa tầng, kiến tạo, đặc điểm thạch học, địa hình, thổ nhưỡng, đặc điểm địa chất thủy văn đảo nghiên cứu - Xác định mối quan hệ hình thành nguồn gốc nước 03 đảo nghiên cứu Phương pháp thực - Phương pháp thống kê: thu thập, nghiên cứu số liệu, cơng trình, tài liệu có liên quan đến vấn đề nghiên cứu - Phương pháp chuyên gia: hội thảo lấy ý kiến chuyên gia ngành, địa phương định hướng, quy hoạch phát triển kinh tế xã hội - Phương pháp phân tích: sử dụng để phân tích, đánh giá thơng tin thị trường làm để quy hoạch Vị trí công việc Công việc 2: “Tài liệu địa chất, cấu trúc địa chất, địa tầng, kiến tạo, địa hình, thổ nhưỡng, đặc điểm địa chất thủy văn đảo nghiên cứu” số công việc đề hợp đồng th khốn chun mơn số 02/2016/HĐ-ĐT- KC09.04/16-20 ký ngày 15 tháng 11 năm 2016, nhánh thuộc Nội dung 1: “Tổng hợp tư liệu, số liệu có điều kiện tự nhiên, tài nguyên môi trường, kinh tế xã hội dự án, cơng trình bảo vệ bờ, cơng trình trữ nước, đảo nghiên cứu” Đề tài KC.09.04/16-20 Nhóm thực Các cá nhân tham gia thực công việc gồm có: PGS.TS Bùi Xn Thơng - Chủ trì thực cơng việc PGS.TS Lã Thanh Hà ThS Nguyễn Thị Lan CN Lê Thị Yến CHƯƠNG 1: ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT, CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT, ĐỊA TẦNG, KIẾN TẠO CÁC ĐẢO NGHIÊN CỨU 1.1 Đặc điểm địa chất đảo Cô Tô 1.1.1 Địa tầng GIỚI PALEOZOI Hệ Ordovic thống thượng – hệ Silur thống hạ (O3-S1) Hệ tầng Cô Tô (O 3-S1 ct): hệ tầng gồm trầm tích lục nguyên xen kẽ dạng flish, dày 420 -650m đảo Cô Tô * Đặc điểm mặt cắt trầm tích: Hệ tầng Cơ Tơ A.E Dovjikov (1965) xác lập để mơ tả trầm tích xếp tuổi Neogen đảo Cô Tô Đến tuổi trầm tích có hóa thạch xác định tuổi Ordovic muộn – Silur sớm (O3 -S1) tác giả giữ tên hệ tầng tuổi trầm tích xác định theo kết phát Hệ tầng Cô Tô lộ đảo Cô Tơ gồm trầm tích lục ngun, sạn kết, cát kết, bột kết, sét kết đá phiến sét sericit Các tập hợp đá hạt thô hạt mịn xen kẽ dạng nhịp Trên toàn mặt cắt, dựa vào tập hợp đá đặc trưng , tác giả phân làm nhịp tương ứng với phân hệ tầng khác nhau, phân hệ tầng có tập Đặc điểm mặt cắt hệ tầng mô tả từ lên sau: - Phân hệ tầng (O3 -S1 ct1) gồm hai tập: tập chủ yếu trầm tích hạt thơ; tập chủ yếu trầm tích hạt mịn, dầy 120 – 240m Tại đảo Cô Tô, trầm tích phân bố mép đảo cực phía tây bắc cực phía đơng nam đảo, ngồi gặp phần nhân nếp lồi nam Bắc Vàn (I), bắc Tài Vàn (II), đông bắc cầu Thủ Mỹ (III), cầu Thủ Mỹ (IV) đảo Cô Tô nhân nếp lồi Hải Đăng (O), nếp lồi Biên Phòng (II) + Tập (O3 -S1 ct11): Thành phần gồm chủ yếu cát kết đa khống hạt thơ lẫn sạn, có ổ thấu kính bột kết, có cấu tạo phân lớp xiên chéo phân lớp dày 1,5 – 4m, xen kẹp hệ lớp đá bột kết, đá phiến sét đá phiến sericit – clorit dày 0,3 – 0,5m đá cát kết đa khoáng hạt nhỏ Đá sạn kết cát kết đa khoáng hạt thơ màu xám, xám đen, phong hóa nâu vàng, trắng đục Đá bột kết, sét kết đá phiến sét sericit –clorit thường phân lớp mỏng cấu tạo phân dải Cát kết đa khoáng hạt nhỏ thường phân lớp vừa sang màu Bề dày tập đảo Cô Tô từ 50-115m + Tập (O3 -S1 ct12): thành phần gồm: chủ yếu đá bột kết, đá phiến sét, đá phiến sét sericit – clorit, màu xám tro, xám đen, phân lớp mỏng, đá tập hợp thành hệ lớp dày 3-6m, xen kẽ với hệ lớp đá lớp đá cát kết đa khống hạt thơ lẫn sạn màu xám sang cát kết đa khoáng hạt nhỏ sáng màu, phân lớp vừa đến dày (0,2-0,5m) Trong lớp đá phiến sét kết xen tập bột kết cát kết hạt thơ phát hóa thạch graptolit: Streptograptus exignus exignus (Nich), Monograptus priodon (Bronn), Monograptus sp có tuổi Silur sớm (S 1) Lương Hồng Hược xác định 1999 Bề dày tập đảo Cô Tô từ 70-125m - Phân hệ tầng (O3 -S1 ct2) gồm hai tập: tập đá hạt thô, tập đá hạt mịn, dầy 120 -245m Tại đảo Cô Tô, trầm tích phân bố rộng rãi nhiều nơi thuộc phần nhân nếp lõm đông nam thị trấn Cô Tô (IV) đông nam cầu Thủ Mỹ (V), tây nam cầu Thủ Mỹ (VI), nam tây nam cầu Thủ Mỹ (VII) rải rác từ trung tâm thị trấn Cô Tơ trở lên phía bắc đảo + Tập (O3-S1 ct21): Thành phần gồm: chủ yếu cát kết đa khoáng hạt thô sạn kết phân lớp dày 1-2m màu xám xen cát kêt đa khống hạt thơ phân lớp vừa, xen với hệ lớp đá bột kết, đá phiến sét dày 1-2m Các đá cát kết đa khống hạt thơ có lẫn sạn, có ổ thấu kính bột kết, cấu tạo phân lớp xiên chéo (ảnh 1,2) đá bột kết, đá phiến sét phân lớp mỏng màu đen, cấu tạo phân dải Tập dày 90-135m + Tập (O3-S1 ct22): Thành phần gồm chủ yếu đá bột kết đá phiến sét, đá phiến sét sericit –clorit, chúng phân thành hệ lớp dày 4-5m, xen với lớp đá cát kết đa khống hạt thơ cát kết đa khống hạt nhỏ phân lớp dày 0,2-1m Đá bột kết, đá phiến sét phiến sét sericit –clorit phân lớp mỏng, màu xám sáng, xám tro, cấu tạo phân dải Tập dày 60-110m - Phân hệ tầng (O3-S1 ct3) gồm tập: tập đá hạt thô, tập đá hạt nhỏ, dầy 150 – 160m Tại đảo Cô Tô, trầm tích phân bố rải rác từ trung tâm thị trấn Cơ Tơ lên phía bắc đảo nhân nếp lõm nam Bắc Vàn (I), bắc Tài Vàn (II) + Tập (O3-S1 ct31): Thành phần gồm chủ yếu cát kết đa khống hạt thơ, lẫn sạn cát kết đa khoáng hạt nhỏ, phân lớp dày 2-4m, xen với hệ lớp đá bột kết phiến sét sericit –clorit, dày 0,3-0,5m Các đá bột kết phiến sét sericit – clorit phân lớp mỏng, màu xám tro, xám sáng Tập dày 100 -110m + Tập (O3-S1 ct32): Thành phần gồm chủ yếu bột kết, đá phiến sét phân lớp mỏng, màu xám đen, xám sáng, đá vừa mô tả tập hợp thành hệ lớp dày 2-3m xen với lớp đá cát kết đa khoáng hạt nhỏ phân lớp vừa Tập dày 50 -60m Trên sở tập hợp hóa thạch graptolip thu thập gồm: Steptograptus exignus exignus (Nich), Monograptus priodon (Bronn), Monograptus sp (thuộc tập phân hệ tầng dưới), tuổi Silur sớm (Landovery), hóa thạch bào tử phấn cổ: Lophosphaeridium sp Cymaeosphaera sp., Veryhachium sp, tuổi Silur thuộc tập phân hệ tầng dưới, với tập hợp hóa thạch Trần Văn Trị (1976) thu thập vị trí địa tầng (phân hệ tầng phân hệ tầng 2) địa danh gần sát vị trí hóa thạch đá nêu gồm Bohemograptus Tenius (Boucek), Lobograptus cf Crinitus (Wood), Neocuculograptus inexpectatus (Boucek), Pristiograptus pseudodubius (Boucek) tuổi Silur sớm, chưa xác định ranh giới ranh giới hệ tầng, nước biển bao quanh đảo, nên không loại trừ khả có yếu tố Ordovic mn, nên tác giả xếp trầm tích hệ tầng Cơ Tơ vào Ordovic muộn – Silur sớm (0 –S1) * Đặc điểm thạch học trầm tích hệ tầng Cơ Tơ - Sạn kết đa khoáng + Thành phần hạt vụn (77 -90%) gồm: thạch anh (14-49%), plagioclase (221%), felspat kali (2-4%), mảnh đá quarzit (1-17%), mảnh đá phun trào acid (110%), mảnh silic (1%), mảnh đá phiến sét sericit- clorit (2-6%), mảnh đá bột kết (2-35%), hạt quặng zircon, turmalin + Thành phần xi măng (10-15%) gồm silic (1-2%), sericit- clorit (9-15%), kiến trúc: cát sạn với xi măng tiếp xúc lấp đầy, cấu tạo khối - Cát kết đa khoáng hạt thô lẫn sạn + Thành phần hạt vụn (77-90%) gồm: thạch anh (40-50%), plagioclase (721%), felspat kali (1-13%), mảnh đá quarzit (1-2%), mảnh đá phun trào acid (214%), mảnh silic (1-5%), mảnh đá phiến sericit- clorit (1-13%), mảnh đá bột kết (1-6%) hạt quặng, zircon, turmalin + Thành phần xi măng (9-25%) gồm silic (1-2%), sericit- clorit, muscovit (9-23%) Kiến trúc cát xi măng lấp đầy, cấu tạo khối cấu tạo định hướng - Cát kết đa khoáng hạt nhỏ- vừa hạt + Thành phần hạt vụn (83-87%) gồm: thạch anh (40-73%), plagioclase (122%), felspat kali (1-3%), mảnh đá quarzit (1-3%), mảnh đá phun trào acid (24 5%), mảnh đá silic (2-5%), mảnh đá phiến sericit –clorit (1-10%), mảnh đá bột kết (2-6%), khống vật quặng, zircon, turmalin + Thành phần xi măng (13-25%) gồm: sét sericit, clorit, muscovite (1325%) Kiến trúc cát xi măng tiếp xúc lấp đầy, cấu tạo khối, cấu tạo định hướng - Bột kết + Thành phần hạt vụn (73-78%) gồm thạch anh (60-75%), plagioclas (13%), felspat kali gặp (2-3%), vụn silic gặp (1%), quặng gặp (1-3%), biotit gặp (1%) zircon, turmalin + Thành phần xi măng (22-27%) gồm sericit, clorit, sét muscovit (22-27%) Kiến trúc: bột xi măng tiếp xúc lấp đầy, bột biến dư, cấu tạo định hướng - Sét kết + Mảnh vụn (6-19%) gồm: thạch anh (3-17%), plagioclase (1-3%), felspat kali gặp (2-3%), silic đơi gặp (1%), khống vật quặng đơi gặp (14%), zircon, turmalin + Xi măng (81-94%) gồm sét, clorit, sericit, muscovite (91-94%) Kiến trúc: sét bột biến dư, cấu tạo phân dải, cấu tạo định hướng - Đá phiến sét sericit- clorit (mẫu CT 93/1, CT 95, CT 95/10, CT 47/1, CT 109, CT 246) + Thành phần hạt vụn (2-5%) gồm thạch anh (1-4%), quặng đơi gặp (12%), zircon, turmalin + Xi măng (95-98%) gồm: sét, clorit, sericit, muscovite (95-98%) Kiến trúc: sét biến dư, sét biến dư chuyển sang vẩy, vẩy biến dư, cấu tạo: định hướng cấu tạo phiến Hệ Devon, thống hạ Hệ tầng Đồ Sơn (D1đs) Các trầm tích hệ tầng Đồ Sơn (D 1đs) phân bố đảo Trần, nằm mặt khơng chỉnh hợp góc phía tây nam Đảo Trần trước có nhiều ý kiến bàn cãi A.E.Dovjikov xếp tuổi Jura Nguyễn Công Lượng (1979) vẽ phần trầm tích hạt thơ chứa Lingula vào Devon hạ, so sánh tương đồng với hệ tầng Đồ Sơn (D 1đs) Trên sở nghiên cứu tầng lỗ khoan máy mà nên lấy nước giếng đào lỗ khoan tay Bảng Kết hút nước thí nghiệm tầng chứa nước Đệ Tứ (q) TT Số hiệu Tầng chứa nước 10 G8 G1 G2 G4 G5 G6 G9 G10 G11 G12 q q q q q q q q q q Mực nước tĩnh (m) 4,4 1,3 1,2 0,2 1,7 3,1 2,1 0,32 0,01 0,095 0,23 0,09 0,26 0,196 0,073 0,07 0,14 Mực nước động (m) 0,57 0,6 0,6 0,88 0,62 0,5 0,78 0,92 11 G14 q 1,5 0,13 12 13 14 15 16 17 G1 G2 G3 G4 G5 G6 q q q q q q 0,5 4,54 2,08 0,5 2,97 1,7 0,56 0,2 0,45 0,15 0,21 0,22 2,41 1,59 1,11 3,83 1,07 0,46 11 11 10 Lưu lượng (l/s) Hệ số thấm (m/ngày) 23 7,5 8,5 14 14 9 Độ tổng khống Ghi hóa (g/l) 0,147 Báo cáo điều tra 0,285 ĐCTV 0,187 – 0,137 ĐCCT 1,04 tìm 0,173 kiếm 0,689 nguồn 0,501 nước 1,968 đảo Cô 0,415 Tô, Quảng 0,614 Ninh Kết dự án Như qua tài liệu hút nước thí nghiệm giếng thấy tầng chứa nước Đệ Tứ dù có nguồn gốc trầm tích khác có khả chứa nước Mức độ chứa nước tương đối tốt Kết tính tốn hệ số thấm tầng từ 1,0 đến 23,0 m/ ngày Về thành phần hóa học nước: vào địa tương đối thấp cung cấp chủ yếu nước mưa rơi mặt thấm xuống, chất lượng nước tầng phụ thuộc nhiều vào độ cao địa hình, nguồn gốc trầm tích ban đầu Nước hầu hết có loại hình hóa học clorur natri clorur –bicarbonat natri Tầng chứa nước lỗ hổng trầm tích Đệ Tứ phân bố rộng, độ giàu nước tương đối Tài liệu thu thập cho thấy lỗ khoan tay giếng đào bơm múc thí nghiệm với mực nước hạ thấp nhỏ nên lưu lượng nhỏ với lưu lượng đánh giá tầng nghèo 39 nước, theo tỉ lưu lượng hầu hết đạt 0,21m/s Hệ số thấm tầng theo tài liệu hút nước thí nghiệm giếng thay đổi từ 1- 13m/ngày Hệ số thấm trung bình tầng: 8,42m/ngày Chất lượng nước có số nơi bị mặn diện tích bị mặn chiếm khoảng 50% diện tích tầng chứa nước Tầng chứa nước có ý nghĩa quan trọng việc cung cấp nước ăn uống, sinh hoạt cho hộ dân lẻ tẻ cụm dân cư không lớn Nguồn cung cấp cho tầng chứa nước chủ yếu nước mưa rơi diện tích thấm xuống Ở vùng ven núi tầng chứa nước lỗ hổng trầm tích Đệ Tứ cịn cung cấp nước tầng chứa nước khe nứt trầm tích Ordovic – Silur hệ tầng Cô Tô Nước đất tiêu thoát chủ yếu cung cấp cho nước mặt Ở nơi thấp địa hình, phần bốc hút cối, phần thấm xuống cung cấp cho tầng chứa nước phía Động thái nước đất không quan trắc nên không theo dõi chi tiết với nguồn cung cấp chủ yếu nước mưa, tầng chứa nước lại lộ hồn tồn động thái nước ngầm phụ thuộc vào điều kiện khí tượng thủy văn tất yếu Các giếng nhân dân dùng biên độ mực nước miền phạm vi – 3m Mùa khô giếng vài chục cm nước đủ để cung cấp nước cho hộ gia đình, mùa mưa nước giếng đầy, có chảy tràn khỏi giếng 3.1.2 Tầng chứa nước khe nứt * Tầng chứa nước khe nứt trầm tích Ordovic thượng – Silur hạ hệ tầng Cô Tô (O3- S1ct) Tầng chứa nước chiếm diện tích khoảng 9km kéo dài từ Tây bắc đến vùng trung tâm phía nam đảo, tầng lộ từ độ cao – 10m đến 100m Hệ tầng Cô Tô qua nghiên cứu đảo Cô Tô chia phân hệ tầng Phân hệ tầng gồm cát kết đa khoáng, hạt vừa đến nhỏ, bột kết, sét kết, cấu tạo phân dải, xen lớp cát kết tuf, cát kết đa khống hạt thơ, đơi có lớp đá phiến sét sericit – clorit thấu kính cuội kết Phân hệ tầng giữa: Gồm tập Tập 1: Chủ yếu cát kết đa khống hạt thơ sạn kết phân lớp dày màu xám xen cát kết đa khoáng hạt nhỏ sáng màu lớp cát bột kết, sét bột kết xám đến xám den Chiều dày 90 – 135m 40 Tập 2: Đặc trưng đá sét bột kết, phiến sericit – clorit xen lớp cát kết đa khoáng hạt nhỏ phân lớp vừa Chiều dày 60 – 110m Phân hệ tầng dưới: Cát kết đa khoáng hạt thô, chọ lọc kém, xen bột kết sét kết, cấu tạo phân dải, lớp cát kết tuf, thấu kính cuội kết tuf, cuội kết đa khống, đơi có lớp đá phiến sét sericit – clorit Đá chịu ảnh hưởng nhiều đứt gãy kiến tạo Có hệ thống đứt gãy Tây Bắc – Đông nam Tây Bắc – Tây Nam Do ảnh hưởng đứt gãy đất đá bị nứt nẻ làm tăng khả chứa nước chúng Ở nơi chịu ảnh hưởng đứt gãy đến khả chứa nước tầng rõ nét Ở vùng LK1 đất đá chịu ảnh hưởng đứt gãy bị nứt nẻ mạnh nhiều đoạn Đoạn cuối tới chiều sâu 50m đá bị nứt nẻ mạnh Mặc dù miền cung cấp nước cho lỗ khoan nhỏ hẹp lưu lượng lỗ khoan đạt l/s Ở LK2 mức độ nứt nẻ đất đá mạnh lưu lượng lỗ khoan tăng lên rõ rệt, đạt 1,5 l/s Các LK3, LK4, LK5 mức độ nứt nẻ đất đá có khác nhau, có khả chứa nước Bảng Kết bơm nước thí nghiệm lỗ khoan TCN o-s ST T Số hiệu LK Chiề Thành phần thạch u sâu học chủ yếu (m) LK1 50 LK2 50 LK3 40 LK4 70 LK5 50 Cát kết thạch anh silic Cát kết thạch anh silic Cát kết thạch anh silic Cát kết thạch anh silic Cát kết thạch anh silic Mực nước tĩnh (m) Mực nước hạ thấp (m) Lưu lượn g (l/s) q (l/sm ) 5,6 16,90 1,00 0,06 6,3 10,05 1,50 0,15 4,95 15,20 0,43 0,03 3,70 13,83 0,5 0,04 0,70 17,81 0,5 0,03 Ghi (Nguồn: Báo cáo điều tra ĐCTV – ĐCCT và tìm kiếm nguồn nước đảo Cô Tô, Quảng Ninh – Lưu trữ Liên đoàn QH&ĐT TNN miền Bắc) Như lưu lượng lỗ khoan tầng đạt từ 0,5 – 1,5 l/s xếp vào loại tương đối giàu nước Nếu xét tỷ lưu lượng tỷ lưu lượng lỗ khoan nhỏ, thay đổi từ 0,03 lỗ khoan lỗ khoan đến 0,15 l/sm LK2 với tỷ lưu lượng tầng xếp vào loại nghèo nước 41 Mực nước tĩnh lỗ khoan thay đổi tùy thuộc vào độc cao địa hình miệng LK LK1, LK2 vào vị trí địa hình tương đối cao, mực nước lỗ khoan cách mặt đất 0,7m Ở nơi tầng chứa nước lỗ hổng phủ trực tiếp tầng chứa nước khe nứt (O 3-Sct) tầng có chung mực nước tĩnh LK3 G8 Nước đất tầng (O 3-S1ct) thuộc loại không áp Chiều dày đới nứt nẻ chứa nước đến 50 – 60m Hệ số thấm tầng thay đổi từ 0,21 – 0,96 m/ngày Hệ số dẫn mực nước từ 12 – 42 m2/ngày Về thành phần hóa học nước đất tầng (O –S1 ct) có liên quan chặt chẽ với nước đất trầm tích Đệ Tứ, thành phần hóa học nước đất tầng khơng khác biệt đáng kể Nước đất tầng (O –S1 ct) nước mưa cung cấp trực tiếp, thoát điểm lộ tập trung thành số khe suối Nhân dân đảo đắp chặn tạo nên hồ Nước hồ thuộc diện nhạt đến siêu nhạt Nước có loại hình hóa học cloru calci – natri, clorur –bircarbonat natri bircarbonat – clorur natri – calci 3.2 Đặc điểm địa chất thủy văn đảo Cát Bà 3.2.1 Đặc điểm chung tầng chứa nước Theo nguyên lý chung địa chất thủy văn tầng chứa nước phải kèm theo tầng cách nước Tầng chứa nước đá vơi khác với tầng chứa nước trầm tích bở rời Vì tầng chứa nước trầm tích bở rời phụ thuộc vào độ hạt tầng trầm tích chứa nước, cịn tầng chứa nước đá vơi lại phụ thuộc vào q trình karst hóa hệ thống khe nứt (đới dập vỡ, karst hóa hang ngầm) Hình Mơ hình tổng hợp cấu trúc tầng chứa nước đảo Cát Bà Đi từ xuống bao gồm: Tầng chứa nước trầm tích Đệ tứ Tầng chứa nước đá vôi tuổi C2-P 42 Tầng cách nước (đá phiến sét silic tuổi D3-C1) Tầng chứa nước đá vôi tuổi D3-C1 Tầng cách nước (đá phiến sét vôi, vôi sét, silic vôi, vôi silic không nứt nẻ tuổi D3-C1) Tầng chứa nước đá vôi tuổi D3-C1 Các tầng chứa phụ thuộc lớn vào tầng chắn bên dưới, tầng chắn bị phá vỡ đứt gãy kiến tạo q trình karst hóa nước đất thoát đi, đồng thời nước biển xâm nhập lên ta khai thác nước đất không - vượt lượng nước cung cấp cho nước đất Khi khó làm nước lại giếng khoan Cảng Cá, Nước Khoáng Áng Vả khai thác thị trấn Cát Bà 3.2.2 Các kiểu cấu trúc chứa nước đảo Cát Bà Ở chia làm kiểu cấu trúc chứa nước sau: a) Kiểu cấu trúc hang - bọng karst: Kiểu gặp phổ biến vùng đá vơi bị nứt nẻ mạnh Nó nằm độ cao khác nhau, phân bố nhiều nơi Đặc điểm quy mơ chứa nước nhỏ, có chất lượng cao, nguồn nước có quanh năm Quá trình thành tạo kiểu kiến tạo, phong hóa vật lý phát triển khe nứt phong hóa hóa học tạo hố (bọng) chứa nước mà phía khơng phát triển khe nứt có tầng chắn sét silic, silic vơi Đối với kiểu cấu trúc chứa nước thấy trung tâm Vườn quốc gia, Gia Luận, nguồn cung cấp nước chủ yếu dịng chảy ngầm (Hình 3) b) Kiểu cấu trúc thung lũng karst: Đặc trưng cho kiểu cấu trúc có tầng chứa nước: - Tầng chứa nước mặt; Hình Mơ hình khai thác nước cấu trúc kiểu hang - bọng karst - Tầng chứa trầm tích Đệ tứ; - Tầng chứa đới karst ngầm Tầng chứa nước mặt khơng nhiều tầng trầm tích Đệ tứ vùng khơng nhiều và, nữa, tầng trầm tích gồm đá vôi nên hệ thấm cao bên lại phát triển đới karst với hệ thống nứt nẻ tương đối mạnh Tầng chứa nước trầm tích Đệ tứ có bề dày dao động khoảng 6-8 m lớn thung lũng trung tâm Vườn quốc gia lên tới 34,5 m Áng Vả 43 36,5 m Với thành phần đất đá chủ yếu sét, bột sét, bột lẫn sỏi sạn Trầm tích Đệ tứ có khả chứa nước hạn chế, trừ số giếng nằm đới pha tàn tích vùng có lớp sét vơi vơi sét khả chứa nước tăng lên đáng kể Một số giếng đào trầm tích Đệ tứ có mực nước tĩnh 3-4 m Ven bờ suối mực nước tĩnh cịn 1,5 m Một số giếng đào với đường kính m hút máy bơm với lưu lượng m3/h hạ thấp xấp xỉ m Cịn đa số giếng có đường kính 0,7- 0,8 m nhà dân đủ nước cho dân múc gầu sinh hoạt hàng ngày Nước trầm tích Đệ tứ chịu ảnh hưởng biến động thời tiết rõ rệt Cuối mùa khô, mực nước tĩnh sâu khoảng 3-4 m, sang mùa mưa mực nước dâng cao cịn 0,5-0,8 m, chí có ngày mưa to (10/6/2002) tất giếng quan trắc tràn miệng Hình 3 Nước khai thác trầm tích Đệ tứ Tầng chứa đới karst ngầm với q trình phát triển karst hóa mạnh với hệ thống khe nứt đới dập vỡ lớn tầng có khả chứa nước tốt đủ để khai thác với lưu lượng lớn đảm bảo cung cấp cho toàn thể dân số đảo Tầng chứa đới karst ngầm đảo trầm tích Đevon thượng - Carbon hạ Carbon trung - Permi Dựa mơ hình kiểu cấu trúc thung lũng karst hệ thống giếng khoan sử dụng khai thác nước cấp cho sinh hoạt gồm có giếng khoan thị trấn Cát Bà giếng khoan thung lũng Hải Sơn, hai hệ thống chủ yếu cấp cho thị trấn Cát Bà Ngồi ra, cịn có giếng trung tâm Vườn quốc gia chủ yếu cấp cho sinh hoạt Vườn giếng Trạm kiểm lâm cách Vườn quốc gia khoảng km phía nam; giếng chủ yếu phục vụ cho phòng cháy rừng Bảng 3 Một số giếng khoan thăm dị có triển vọng TT Số hiệu giếng Toạ độ VN2000 Chiều sâu Mực nước Lưu lượng Mực nước lỗ khoan tĩnh (m) (l/s) hạ thấp (m) X Y N1 707710 299400 49 4,45 6,72 N2 707420 300950 48 8,2 10.4 16,95 44 N3 705300 303350 50 6,4 11 16,25 c) Kiểu cấu trúc tầng chắn nước biển: Tầng chắn nước biển tầng chắn đặc thù đảo Đây tầng chắn khác biệt so với tầng chắn thạch học Tầng chắn có với địa hình đảo, tỷ trọng nước biển nặng nên toàn đảo coi túi nước Mặc dù bị nhiễm mặn trở nên khó khăn hệ thống nước đất bị hỏng, thảm thực vật bị phá hủy vấn đề trở nên nghiêm trọng khó mà phục hồi mơi trường Hình Mơ hình tổng hợp tầng chứa và tầng chắn nước 3.3 Đặc điểm địa chất thủy văn đảo Lý Sơn Đặc điểm nguồn nước đất vùng đảo Lý Sơn trình bày theo quan điểm Hội Địa chất thủy văn quốc tế (IAH) sách hướng dẫn thành lập đồ địa chất thủy văn giải tổ chức UNESCO ấn hành năm 1983 Theo nguyên tắc đó, vào đặc điểm chứa nước, tính chất tàng trữ vận động nước thực thể địa chất nước đất vùng đảo có hai dạng tồn tại: Nước lỗ hổng nước khe nứt, gồm: - Tầng chứa nước lỗ hổng + Tầng chứa nước lỗ hổng Holocen (qh) + Tầng chứa nước lỗ hổng Pleistocen (qp) - Tầng chứa nước khe nứt- lỗ hổng + Tầng chứa nước khe nứt- lỗ hổng phun trào bazan (bq) Sau đánh giá chi tiết tầng chứa nước đảo Lý Sơn: 3.3.1 Các tầng chứa nước lỗ hổng Là nước chứa vận động lỗ hổng hạt trầm tích bở rời Căn vào đặc điểm phân bố, quan hệ địa tầng quan hệ thủy lực chia tầng chứa nước sau: 3.3.1.1 Tầng chứa nước lỗ hổng Holocen (qh) Các trầm tích Holocen địa bàn huyện đảo Lý Sơn, gồm: Trầm tích gió (vQ2) phân bố dải hẹp khoảng 0,02km phía bắc đảo Bé trầm tích biển (mQ2) phân bố phía đơng xã An Hải, tây bắc xã An Vĩnh dải nhỏ tây 45 nam đảo Bé (An Bình), tạo nên bậc thềm phẳng độ cao ÷ 3m bao quanh phần rìa đảo Diện tích tổng cộng khoảng 2,2 km2 Thành phần trầm tích gồm cát hạt mịn đến thơ, chứa carbonat màu xám trắng, chiều dày biến đổi từ ÷ 20 m, chiều dày chứa nước ÷ 6m Tầng chứa nước Holocen có thành tạo trầm tích biển tàng trữ nước, cịn trầm tích gió khu vực đảo Bé không chứa nước nằm bậc địa hình cao 10 ÷ 20m Nước đất tầng thuộc loại nước không áp tồn dạng lấp đầy lỗ hổng, mực nước dao động khoảng từ 1,6m (G87) đến 5,9m (G34), giá trị thường gặp 2,5 ÷ 4,2m; lưu lượng giếng thay đổi từ 0,31 l/s (G122) đến 1,87 l/s (G105), thuộc mức độ chứa nước từ nghèo đến tương đối giàu; hệ số thấm biến đổi từ 1,34 m/ng (G123) đến 7,61 m/ng (G105), trung bình 3,83 m/ng (bảng 3.4) Bảng Kết quả hút nước thử các giếng trầm tích biển Holocen Lưu lượng Q Giếng, lỗ khoan Mực nước tĩnh (m) Trị số hạ thấp (m) (l/s) G01 G02 G03 G04 G08 G09 G13 G14 G15 G105 G108 G117 G122 G123 2,04 1,67 2,55 4,10 2,95 2,75 2,27 3,15 3,28 3,32 3,02 2,50 4,10 2,80 0,37 0,33 0,45 0,44 0,65 0,37 0,41 0,38 0,45 0,28 0,44 0,48 0,30 0,67 0,82 3,84 5,10 3,44 0,60 0,20 2,32 1,66 2,22 1,875 0,428 1,153 0,312 0,357 (m3/ng) Độ khống hóa (g/l) Hệ số thấm (m/ng) 70,84 331,77 432 297,21 51,84 17,28 200,45 143,42 191,80 0,55 0,44 0,45 0,67 0,84 0,50 0,74 0,88 0,76 5,13 8,44 5,70 6,90 2,12 0,17 10,12 6,78 7,48 162,0 36,98 99,62 26,96 30,84 0,61 0,427 0,785 1,42 2,731 7,61 4,03 3,19 2,97 1,34 Các kết đo sâu địa vật lí số vị trí tầng cho thấy, chiều sâu chứa nước nhạt khoảng từ ÷ 9m, tương ứng với khoảng biến đổi giá trị điện trở suất rk = 16,4 ÷ 428 Ωm; độ sâu > 9m nước đất bị nhiễm mặn, M >1 g/l (rk = 1,3 ÷ 5,5Ωm) Nước đất trầm tích Holocen khơng màu, không mùi, vị từ nhạt đến mặn Trong tổng số 33 giếng hút nước thí nghiệm khảo sát nguồn nước đất có 13 giếng tổng khống hóa 3 g/l (11%) Do tác động qua lại trực tiếp biển thủy triều nên nước giếng địa hình thấp gần bờ biển bị nhiễm mặn (G124, G119, G91 G33) Nước thuộc loại hình hỗn hợp bicarbonat colrur natri calci, colrur bicarbonat calci natri clorur natri calci Động thái nước thay đổi theo mùa Nguồn cung cấp cho tầng nước mưa thấm trực tiếp bề mặt, miền địa hình thấp ven biển Tầng chứa nước Holocen có bề dày chứa nước mỏng, khu tương đối giàu nước đáp ứng cho nhu cầu cung cấp nước nhỏ, hộ gia đình 3.3.1.2 Tầng chứa nước lỗ hổng Pleistocen (qp) Tầng chứa nước trầm tích biển Pleistocen (mQ 1) lộ dải dải hẹp ven bờ biển phía bắc thôn Đồng Hộ, đông nam xã An Hải dải nhỏ phía nam xã An Bình, diện tích khoảng 2,5 km Thành phần gồm cát thạch anh chứa vụn san hô, gắn kết carbonat màu trắng cứng chắc, phần cát thạch anh hạt trung đến thơ Chiều dày chứa nước ÷ 11m Nước đất trầm tích Pleistocen thuộc loại nước ngầm, mực nước thay đổi từ 2,4m (G118) đến 6,1m (LK6), thường gặp 3,02 ÷ 3,6m; mức độ chứa nước nghèo đến tương đối giàu, lưu lượng từ 0,32 l/s (G120) đến 1,15 l/s (G103) Trong giếng bơm nước thí nghiệm lỗ khoan có giếng lưu lượng 15m nước đất bị 47 nhiễm mặn, M>1 g/l (rk = 9,9 Ωm) Nước đất tầng trầm tích Pleistocen không màu, không mùi, vị nhạt, trừ LK6 G104 có khống hố vượt 1g/l chút (LK6: M = 1,04 g/l; G104: M = 1,01 g/l), lại giếng có khống hóa thường gặp 0,5 ÷ 0,7 g/l Loại hình hóa học chủ yếu nước hỗn hợp bicarbonat clorur natri calci, colorur bicarboant natri magne Động thái nước thay đổi theo mùa Mùa mưa nước giếng dâng cao gần mặt đất Nguồn cung cấp cho tầng chủ yếu nước mưa thấm xuống trực tiếp diện lộ thấm qua tầng chứa nước Holocen Miền thoát chủ yếu biển, phần ngấm xuống cung cấp cho tầng chứa nước phun trào bazan b(q) Nhìn chung, tầng chứa nước Pleistocen thuộc loại chứa nước trung bình, có bề dày thay đổi, phân bố rải rác dễ bị nhiễm mặn Do vậy, khả khai thác có khác tùy theo khu vực cụ thể Những nơi có bề dày lớn, xa biển khai thác lớn hơn, cịn lại khai thác đơn lẻ với lưu lượng không lớn, khai thác gián đoạn nhằm ngăn ngừa tượng xâm nhập nước mặn vào tầng chứa nước 3.3.2 Tầng chứa nước khe nứt- lỗ hổng phun trào bazan Nước khe nứt - lỗ hổng nước vận động khe nứt, khe nứt – lỗ hổng đá trầm tích, phun trào trước Kainozoi Vùng nghiên cứu tồn tầng chứa nước khe nứt: Tầng chứa nước phun trào banzan Đệ Tứ không phân chia (bq) Bao gồm thành tạo phun trào bazan bQ phân bố miệng núi lửa Hịn Tiền, Hịn Sỏi hịn Thới Lới, diện tích tổng cộng khoảng 1,3 km phun trào bazan bQ1 phân bố rộng rãi, lộ trung tâm đảo khối nhỏ phía đơng đảo lớn (chiếm khoảng 70% diện tích), thành phần vật chất tạo nên vùng đảo Lý Sơn, tổng diện lộ khoảng 7,3 km2 Thành phần đặc trưng bQ2 dăm, sạn kết, tuf màu nâu vàng, xen lớp mỏng bazan olivin màu xám bị phong hóa nhẹ; thành phần phun trào bQ gồm chủ yếu bazan olivin, bazan dolerit màu xám đen, xám xanh Chiều dày chứa nước từ 15 - 45m Nước phun trào bazan xuất lộ hai miệng phiễu núi lửa Giếng Tiền Thới Lới, tạo thành mạch nước nhỏ chảy thường xuyên, mùa khô cao điểm bị cạn kiệt, nguồn nước quan trọng cho việc chăn nuôi gia súc đảo Riêng điểm lộ Giếng Tiền với lưu lượng khoảng 0,2 l/s, nước trong, mát lạnh, Chùa Đục sử dụng làm nước ăn uống, sinh hoạt Nước đất phun trào bazan chủ yếu tồn lỗ hổng khe nứt thành tạo bQ1 bQ2 khả tàng trữ nước trung bình Mực nước tĩnh thay đổi rộng, phụ thuộc vào địa hình Tại nơi địa hình thấp xung quanh đảo, 48 mực nước giếng đào từ 2,3m (G04) đến 10,9m (G80), giá trị thường gặp 3,3 ÷ 6,5m (65%) Mực nước lỗ khoan tương đối sâu biến đổi khoảng rộng, từ 8m (LK7) đến 23,2m (LK2), thường khoảng 14,2 ÷ 23,2m Bảng Kết quả hút nước thi nghiêm giếng va lô khoan phun trao bazan Giếng, lỗ khoan G101 G102 G107 G109 G110 G111 G112 G113 G114 G115 G116 G119 G124 G125 LK1 LK2 LK3 LK4 LK5 LK7 LK8 LS12 LS13 LS14 LS15 LS16 LKĐB1 Mực nước tĩnh (m) Trị số hạ thấp S, (m) (l/s) (m3/ng) Độ khống hóa (g/l) 5,80 3,30 2,67 3,31 4,70 4,20 6,25 5,90 7,00 4,76 7,20 6,87 3,80 5,20 14,20 23,20 8,60 22,60 19,80 8,00 17,25 16,2 24,1 21,2 3,0 3,2 3,00 0,17 0,44 0,75 0,64 1,00 0,34 0,73 0,30 0,30 0,22 0,02 0,55 0,46 0,77 2,83 3,80 1,57 2,29 1,91 3,75 2,44 2,5 1,42 4,15 7,8 6,7 1,60 0,62 0,58 0,22 0,50 0,32 0,03 0,03 1,25 0,17 1,87 7,50 0,50 0,26 0,48 2,47 3,14 4,48 2,00 2,47 0,25 1,88 1,1 0,75 1,2 2,75 2,1 3,50 54,00 50,63 19,18 43,20 27,65 3,11 2,85 108,0 14,69 162,0 648,0 43,20 22,72 41,73 213,41 271,30 387,07 172,80 213,41 21,60 162,43 97,46 66,45 106,32 243,65 186,06 302,4 0,39 1,75 0,31 0,29 0,49 0,27 0,56 2,60 0,63 1,37 1,46 0,16 0,83 0,27 20,9 2,70 32,0 0,43 0,64 0,18 14,92 0,84 0,50 0,74 0,88 0,76 9,82 Lưu lượng Q Tài liệu hút nước thí nghiệm 14 giếng nước tầng chứa nước phun trào bazan cho lưu lượng từ 0,03 l/s (G11) đến 1,87 l/s (G115), thường khoảng 0,17 -0,62 l/s, cá biệt đạt 7,5 l/s (G116); hệ số thấm biến đổi từ 0,37m/ng (G112) đến 7,46 m/ng (G109), thường khoảng 3,2 - 6,19 m/ng, cá biệt G116 K = 31,46 m/ng Tài liệu hút nước thí nghiệm lỗ khoan cho lưu lượng từ 0,25 l/s (LK7) đến 4,48 l/s (LK3), lưu lượng đơn vị q = 0,06 l/sm (LK7), 0,87 l/sm (LK4); hệ số dẫn nước Km = 13,2 m2/ng (LK7), 203 m2/ng (LK8), (bảng 4.3) Trong tổng số 15 LK khoan thành tạo có nước lỗ 49 khoan (LK4, LK5 LK7, LS12….LS16) khu vực trung tâm đảo có tổng khống hố M