Nghiên cứu đứt gãy sông Chanh - Cát bà và vai trò hình thành các thung lũng trên đảo Cát Bà : Đề tài NCKH QT.07.43

Đ Ạ I H Ọ C Q U Ố C G IA H À N Ô I TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T ự NHIÊN BÁO CÁO ĐỂ TÀI CẤP ĐẠI HỌC QUỐC GIA NGHIÊN CỨU ĐÚT GÃY SÔNG CHANH -CÁT BÀ VÀ VAI TRỊ HÌNH THÀNH CÁC THUNG LŨNG TRÊN ĐẢO CÁT BÀ M Ã S Ố : Q T 07-43 Chủ trì đ ề tài: T h s N guyễn Đình Nguyên Đ AI H O C G U Ố C G I A HÀ NÓI I^UNG TAV -Hịy.i' - TIN THLJ VỊỆNỊ Ì)T / H À N Ộ I 2008 m BÁO CÁO TÓ M TẮ T a T ê n đ ề tài: “N gh iên cứu đứt gãy Sồng Chanh - Cát Bà vai trị hình thành thung lũng đảo Cát Bà” M ã số: Q T 07-43 b C h ủ tr ì đ ể tài: ThS N guyễn Đình Nguyên c C ác c n t h a m g ia: NCS Hoàng Hữu Hiệp ThS Phạm M inh Trường CN N guyễn Thị H ồng d M ục tiêu nội d ung nghiên cứu - M ục tiêu nghiên cứu: Làm sáng tỏ đặc điểm đút gãy vai trị hình thành thung lũng đảo, làm sở khoa học đánh giá tiềm dầu khí, tìm kiếm nước ngầm đáo Cát Bà - Nội dung nghiên cứu: + N ghiên cứu đặc điểm đứt gãy Sông Chanh-C át Bà + Đ ặc điểm thung lũng đảo Cát Bà e C ác kết đạt - Làm rõ cấu trúc thung lũng đảo dọc theo đứt gãy Sông Chanh- Cát Bà - L àm sở k ho a học tìm kiếm nước đáo Cát Bà - N ghiên cứu đút gãy Sông Chanh- Cát Bà góp phẩn làm rõ hệ thống đứt gãy lìa Đ ơng Bắc bế Sơng H ồng f Tình hình sử d ụ n g kinh phí để tài - Kinh phí hỗ trợ: 20.000.000đ - Kinh phí cấp: 20.000.000 Q uản lý phí 00.000đ Vật tư văn phịng 500.000Ổ Hội nghị 1.400.000đ Cơng tác phí 3.500.000Ổ Chi phí thuê m ướn 12.000.000đ Chi phí nghiệp vụ 1.800.000Ổ 'T ' A Tống 20.000.000đ KHOA QUẢN LÝ CHỦ TRÌ ĐỂ t i (ký ghi rõ họ tên) (ký ghi rõ họ tên) P G S.T S N gu yễn V ăn Vượng T hS N gu yễn Đ ình N guyên C Q UAN CHỦ TRÌ ĐỂ TÀI A b s tr a c t a Title o f s u b je c t: Researching Sons Chanh - Cat Ba i'ault and its role in forming valleys on Cat Ba island C o d e n u m b e r : Q T 07-43 b M a in a u t h o r : Ma N guyen Dinh Nguyen c C o - a u th o r : PhD candidate HoanL1 Huu Hicp Ma Pham Minh Truong Be N guyen Thi Hong d O bjective and content: - Objective: Interpreting characteristic of Song Chanh - Cat Ba fault and Its role in forming valleys on the istland to be scicntific base for evaluating oil and eas prospect, exploring groundw ater on Cat Ba island - Content: + R esearching characteristic of the Song Chanh- Cat Ba fault + Characteristic o fllie valleys on Cat Ba island e R esult - Intepretins clearly the structures o f valleys along Song Chanh - Cat Ba fault on the Cat Ba island - R esearching So nil Chanh - Cat Ba has m ake clearly I’aull system of the Norhern East m arsin o f Red River basin - R esearching Song Chanh - Cat Ba is the scientific base for exploring groundwater on Cat Ba island MỤC LỤC Lịch sử nghiên cứu đứt gãy Sông Chanh- Cát Bà Các phương pháp nghiên cứu Phương pháp phân tích cấu trúc hình thái Phương pháp nghiên cứu ngồi thực địa Phương pháp phân tích ảnh Phương pháp nghiên cứu tổng hợp lập bán đổ cấu trúc địa chất Vị trí đứt gãy Sơng Chanh - Cát Bà bình đồ cấu trúc khu vực Đặc điểm địa chất cấu trúc khu vực Địa tầng Đặc điểm đứt gãy sông Chanh - Cát Bà 14 Đứt gãy Sông Chanh - Cát Bà 14 Đứt gãy Sông Chanh - Cát Bà vai trị hình thành thung 18 lũng Kết luận 26 Tài liệu tham khảo 27 M Ở ĐẨU Đứt gãy Sông Chanh- Cát Bà nằm Đ ông Bắc bê trầm tích Kainozoi Sơng H ồng, làm ranh giới phân chia bể cấu trúc Sông H ồng với đới cấu trúc duyên hải Bởi chúng có ý nghĩa lớn nghiên cứu cấu trúc khu vực, đánh giá điều kiện điạ động lực, chi phối việc thành tạo tài ngun thiên nhiên Trong thực tế cơng trình nghiên cứu có đứt gãy Sơng Chanh chưa n g hiên cứu với vị trí Đứt gãy Sơng Chanh - Cát Bà có ý nghĩa quan trọng nghiên cứu dầu khí, địa chất thuỷ văn đặc biệt đảo Cát Bà Với m ục tiêu làm sáng tỏ đặc điểm đứt gãy vai trị hình thành thung lũng đảo, việc nghiên cứu đứt gãy nhóm tác giả khảo sát thực chủ yếu đảo Cát Bà (hình 1) H ình Vị trí đảo Cát Bà ánh Spot Q uần đảo đá vôi Cát Bà nằm vùng núi đá vôi phát triển m ạnh mẽ Đ ông Bắc Việt N am kèm với yếu tố địa hình trình karst đưa đến việc hình thành thung lũng đặc trưng đảo Đ ảo Cát Bà với diện tích k m có nhiều nguồn tài nguyên thiên nhiên quý giá Với đặc điểm địa hình núi đá vơi vị trí đảo Cát Bà có cảnh quan vơ hấp dẫn, đồng thời rừng quốc gia hay gọi vườn quốc gia Cát Bà có nhiều lồi động thực quý tạo cho khu vực có tiềm du lịch lớn, không cho du lịch sinh thái m du lịch ngầm biển Đảo Cát Bà có địa hình phân cắt m ạnh, có lớp phủ thực vật dày nên cơng tác khảo sát địa chất khó khăn Cũng lý này, tài liệu địa chất có thiếu: ranh giới địa chất, đứt gãy đựơc bổ sung thêm thời gian k hảo sát Để xác định rõ vai trò đứt gãy hình thành nên thung lũng chúng tơi phải tiến hành tuyến khảo sát thực địa lặp đi, lạp lại nhiểu lần để xây dựng đồ cấu trúc, cấu trúc thung lũng đảo Trong công tác thành lập sơ đồ cấu trúc dựa ảnh vệ tinh ảnh hàng không tỷ lệ 1/25 00 cho phép liên kết ranh giới địa chất có độ xác Với đề tài “Nghiên cứu đít7 gãy sơng Chanh -Cát Bà vai trị hình thành thung lũng đảo Cát Bà ” với m ục tiêu làm sáng tỏ cấu trúc khu vực đảo Cát Bà hình thành thung lũng đảo, làm sở k ho a học đánh giá tiềm nước n g ầm đảo Cát Bà, cấu trúc địa chất - địa chất thủy văn để xác định điều k iện chứa nước khoanh vùng cấu trúc chứa nước Trên cở sở đề tài thành lập sơ đồ cấu trúc tỉ lệ 1:25.000 cho toàn đảo, sơ đồ cấu trúc tỉ lệ 1:10000 cho thung lũng đảo Nội dung củ a báo cáo bao gồm: C h n g 1: Lịch sử nghiên cứu đứt gãy Sông Chanh- Cát Bà C h n g 2: Các phương pháp nghiên cứu C h n g 3: Vị trí đứt gãy Sơng Chanh - Cát Bà bình đồ cấu trúc khu vực C h n g 4: Đ ặc điểm đứt gãy Sông C hanh-C át Bà CHƯƠNG L Ị C H S Ử N G H I Ê N c ú u Đ Ứ T G Ã Y S Ô N G C H A N H - C Á T BÀ Đứt gãy Sông Chanh - Cát Bà xuất phần tờ đổ địa chất 1: 200.000, đồ địa chất 1:500.000 (Trần Đức Lương, N guyễn Xuân Bao, 1965) m ột số cơng trình nghiên cứu tỉ lệ lớn H iện cơng trình chưa có m ộ t cơng trình thể hệ thống đứt gãy Sông Chanh - Cát Bà cách rõ rệt Đ ề cập đến hệ thống đứt gãy Sơng Chanh - Cát Bà cơng trình m ang tính định tính, thiếu kết nghiên cứu định lượng Các phần đứt gãy thể cách rời rạc thiếu tính hệ thống mối tương quan địa động lực chúng Các cơng tình chưa xác định hạn m ực đứt gãy đứt gãy Sông Chanh - Cát Bà thường thể loạt đứt gãy k hô ng có tính hệ thống (hình 1.1, hình 1.2) Rõ ràng m uốn thể ý nghĩa đứt gãy cần phải chỉnh lý vị trí phân bố, tên gọi n hư tính hệ thống Trong phạm vi vùng nghiên cứu, phải nói cơng trình nghiên cứu phục vụ tìm kiếm bể dầu khí sơng H có độ tin cậy cao Trên g trình thể rõ đứt gãy kh ung tạo nên bể Sông Hồng đứt gãy Sông H ồng sâu 65 km, đứt gãy sông Chảy, đút gãy sông Lô sâu 5km (Cao Đ inh Triều, 2006), đứt gãy Sơng Chảy Sơng Lơ tạo nên đới sụt bể Sông H phía Đ ơng Bắc, đứt gãy Sơng Lơ phát triển đứt gãy Tiên Lãng, K iến Thuỵ Nhưng phía Đ ng Bắc khu vực phát triển đứt gãy đứt gãy Sông Chanh - Cát Bà cơng trình đề cập đến khơng rõ ràng, thực tế biên độ dịch chu yển đứt gãy lớn (làm xê dịch thể mực địa hình thành tạo Jura Devon có thành tạo xa hình 1.3) Đ ánh giá chu ng mức độ nghiên cứu đứt gãy Sóng Chanh - Cát Bà chưa mức lời m đẩu vấn đề nghiên cứu đứt gãy Sõng Chanh - Cát Bà nhu cầu cấp thiết để phục vụ cho cơng tác tìm kiếm tài ngun lợi ích khác « HÌNH 1.1 BẢN ĐỔ ĐỊA CHẤT VÀ KHỐNG SẢN VÙNG HẢI PHỊNG Tỉ lè 200 000 Chú giải 106°45 * Tjrt-r • % ton 'a\ S ịíỊ k c i jrfJf j T|/M»I£| I < ỉ ; • jfe|' D i s ty(Vf Ạgt 1bmQv : T-jfWf hữ* g I £ I P h â n hệ táng trê n : b ộ t I lớ p s é t th a n m ỏng Dể 1*“ P h â n h ệ tầng dưới; euộ £ '2 x e n lớ p m ỏ n g b ộ t kết c H ê tẩ n g B ả n P ảp: đá v ô i p h â n m àu xá m , xám sầ m xe n s ilic s i rt» a i I jV * r a < r>2 ds H ệ tầ n g Đ ổ Sơn: c u ộ i kế t, c ả l k 0I z ryỹ *6*7 I ; D ,.2 ító H ệ tầ n g D ờng Đ ộ n g : c t kế t th d n g q u a rz it, t kết, đá p h iế n í ty > í >v < brO.' Đ ứt g ả y S ô n g C h a n h - C t Bà onOvTl am O / ft) ỉn iO ý íc mQv LK1QO -’90^ tí nO> a-T>QK lò i x ỏ -p ạ* 2_ \ Hí T Ní V-6 K h o a n g s n V iệ l N a m d o H o n g N g ọ c K ỳ ch ủ b iê n [3) 106*45 107'00 Hình 1.2 Sơ đồ kiến trúc tân kiến tạo, kiến tạo đại biểu địa ch ấn vùng cửa sông Bạch Đ ằn g lân cận [2] 'cục Đ ỊA CHÁT VÀ KH O ẢNG SẢN V IỆ T NAM T Ạ P CHÍ Đ ỊA C H Á T PI}FLm RGQ LKQ RỘJ TEL.S 261779 B 5 46B: FFLX 351 729 G1ÁY N H Ậ N B À I Gưi đãna tron" Tạp chí Địa châi Họ tên: N guyễn Đình Ngun' Phạm Minh T rư n g2 Hoàng Hưu H iệp1 Đ ịa c h i: T rư n e Dại học Khoa học Tự nhicn - Đại học Ọuôc gia Ha Nội ' Liên hiệp K hoa học san xuât nước khoáne Đe bài: Đặc diêm cấu trúc địa chất mõ hình cấu trúc chưa nước trẽn dao Cát Ba ĨSgàv nhận : 10/4/2008 H NÔI ngày 10 thang nãni 20()S Trị Toà soạn / * Đỗ T h i T ín h I ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHAT VÀ MƠ HÌNH CẤU TRÚC CHỨA NƯỚC TRÊN ĐẢO CÁT BÀ Ngun Đình Ngun Phạm Minh Trường2, Hồng Hữu Hiệp' ì Khoa Địa chất, Trường Đại học Khoa học Tự nliiên, ĐHQGHN Liên hiệp Khoa học sản xuất nước khoánq Tom tãt: Nước kasrt đối tượng nghiên cứu thiết Các kết nghiên cứu chi phơi lớn đên kế hoạch tìm kiếm thãm dò nước phục vụ dân sinh kinh tế xã hội Nước karst đảo biển kiểu đặc thù riêng biệt, khác biệt với nước karst cao nguyên đá vôi Dựa kết nghiên cứu tìm kiếm thăm dị nước đảo Cát Bà Trên sở nghiên cứu câu trúc kiên tạo qui luật phán bô tác giả đà dưa kiểu mơ hình cấu trúc chứa nước trẽn đảo M đầu Quần đảo Cát Bà vùng núi đá vôi phát triển mạnh mẽ với trình karst hình thành thung lũng đảo Đảo Cát Bà với diện tích 298km: có nhiều nguồn tài nguyên thiên nhiên quý giá Trên sở nghiên cứu đặc điểm cấu trúc kiến tạo xây dựng mơ hình cấu trúc chứa nước, tầng cấu trúc đá vơi bị karst hóa tạo tạo tầng chứa nước tầng chắn nước chủ yếu tập sét - silic, silic vôi, vôi silic không nứt né Và đặc biệt tầng chắn nước nước biển tạo cho khu vực có tiềm lớn nước ngầm, tầng chắn nước đặc thù riêng địa chất thủy vãn đá vơi biển Do vậy, đối tượng nghiên cứu cấu trúc địa chất chi phối chúng với tầng chứa tầng cách nước phạm vi toàn đảo Cát Bà Vấn đề nghiên cứu nước karst nói chung đảo nói riêng có ý n^hĩa khoa học lớn, tìm nước đá vơi khó khăn cần phải có phương pháp nghiên cứu đến kết mong đợi Việc tìm nước đảo có ý nhĩa khoa học lớn đến đời sông Nghiên cứu nước đáo Cát Bà vừa có ý nghĩa khoa học vừa có ý nghĩa kinh tế I ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHAT ĐẢO CÁT BÀ Địa hình, địa inạo đảo Cát Bà Do đảo Cát Bà cấu tạo chủ yếu thành tạo đá vơi, địa hình có phân cấp lớn Vì vậy, phân chia làm loại địa hình yếu: - Địa hình núi cao sườn dốc: Địa hình núi cao sườn dốc chiếm diện tích nhỏ phát triển thành hệ đá vơi, đá VƠI silic đá vơi sét xen bột sét ỏ dặc điểm thạch học nên karst phát triển Các dãy núi thường kéo dài lién tục theo phương TB-ĐN độ cao tuyệt đối từ vài chục mét tới hai trãm mét Sườn dốc từ 20 tới 40° Lớp phủ pha tàn tích dày từ gần mét tới chục mét - Địa hình núi đá vơi karst: Đây địa hình đặc trưng đảo Địa hình chiếm tới 90% diện tích đảo Ở nhiều vùng dãy núi tồn lớp phu rừng nguyên sinh với thảm thực vật phát triển đâv trẽn bề mặt đá gốc thường có lớp phủ pha tàn tích mỏng Các đẫy núi đá vơi thường phân bô không liên tục bị phân cắt thành núi độc lập với cao độ tuyệt đối thường 250 m, cao 305 m Các núi đá tập hợp thành dãy kéo dài theo phương TB-ĐN chúng thung lũng có kích thước khác nhau, lớn hai thung lũng Trung Trang Khe Sâu, nằm phần trung tâm đảo - Địa hình thung lũng: Các thung lũng vùng liên quan chặt chẽ với hộ thống đứt gãy đảo thường thung lũng nằm kẹp dãy núi đá vơi, có phương gần trùng với phương kéo dài núi đá vơi, song có nơi phương chúng cắt phương dãy núi, trường hợp chúng phát triển theo đút gãy chéo Các thung lũng thường phát triển theo đứt gảy phương tây bắc - đông nam đứt gãy vĩ tuyến Quá trình hình thành thung lũng yếu q trình karst bào mịn xâm thực Trong vùng núi đá vơi mặt cất thung lũng thường có dạng chữ Ư, vách dựng đứng Kích thước biến đối mạnh, chiều dài lkm tới vài km, chiều rộng từ vài chục mét tới lkm Bể mặt thung lũng thường phủ lớp trầm tích Đệ Tứ có chiểu dày biến đổi mạnh, có tới vài chục mét lớn thung lũng trung tâm Vườn quốc gia, song nhiều nơi lô đá gốc Các thung lũng thường kéo dài theo phương TB-ĐN Một số thung lũng điển hình như: Khe Sâu (Hải Sơn), Đồng cỏ, Trung Trang, trung tàm Vườn quốc gia, Tre, Bulu Chúng nằm kê tiêp dọc theo đường xuyên đảo từ thị trấn Cát Bà đên Gia Luận Kích thước chúng thường có chiều rộng khoảng 300 - 400m chiều dài khoảng 1.500 - 2.000m M ột số thung lũng độc lập Tai Lai, Hiền Hào Gia luận có dạng đẳng thước Đáy thung lũng có độ cao khoảng - 25m mực nước biển, nhân *dân trồng trọt lương thực thực phẩm - Địa hình rừng ngập mặn ven biển: Dạng địa hình nằm bao quanh đảo, có cốt cao 1- 4m Một số nơi chúng chiếm diện tích lớn khu vực Vịnh Cát Bà nằm phía nam, khu vực Phù Long phía tày Đó dải cát ven biển che phủ lớp phù sa, mọc loại ưa mặn sú, vẹt loại cáy đặc trưng cho đầm lầy, có chỗ rộng tới lkm kéo dài vài ba câv số Cấu trúc tầng thạch học Dựa vào tính phân tập, phân tầng, đặc tính thạch học, liên kết mặt cắt, xác lập phân vị cấu trúc tầng thạch học bao gồm phân vị tầng thạch học tuổi D3 - C|, phân vị cấu trúc tầng tuổi Q - P v trám tích Đệ Tứ Phán vị tâng thạch học ti (Dj - Cj), phân vị chia làm tập: Tạp gôm đá vôi phân lớp trung bình kẹp sét - silic Devon muộn - Cacbon sớm (D3- C j) j Thanh phân thạch học đặc trưng đá vơi phân lớp trung bình (ảnh 1) dày 2030 cm kẹp lớp silic-sét dày 2-5 m, lớp silic dày 5-7 cm, lớp sét dày l-2mm, lót đáy đá vơi dạng khối, màu đen, chứa nhiều bitum đặc trưng cho đá vơi Devon Đá VƠI phân lớp trung bình bị tái kêt tinh khỏng đồng đều, chúng thường có độ hạt trung binh Tập silic-sét kẹp tầng thường bị phong hóa mạnh cho màu vàng bẩn Anh Đá vơi phân lớp trung bình Anh Đá vôi phân lớp dày đến dạng khôi màu xám xanh Tập chủ yếu bao gớm đá vôi dạng khối m àu xám xanh có tuổi Devon muộn-Cacbon sớnt (D r Ci)2 Tầng đá vôi phân lớp dày đến dạng khối màu xám xanh, cấu tạo phân dải mờ, lộ chủ yếu phần trung tâm đảo, nơi phát triển hệ thống đứt gãy trun s tâm Gia Luận - Cát Cò, chúng gần tạo nên nếp lõm bậc cao Thành phần thạch học tđng chủ yếu đá vôi hạt trung, hạt mịn, tái kết tinh không đểu, mức độ tái kết tinh thay đổi mạnh không gian, số diện tích chúng bị phá hủy mạnh, cà nát Có cấu trúc dạng khối, tầng đá tạo nên dãy núi bền vững, kéo dài không gian Chiều dày khoảng 200 m (ảnh 2) Tập chủ yếu gồm đá vôi silic, sét - silic phán lớp mỏng, chuyển lẽn írén đá vơi chứa ó silic xen silic tuổi Devon muộn - Cacbon sớm (D3 - C j)j Thành phần thạch học chủ yếu đá sét-silic, vôi silic phân lớp mỏng sô chỗ giàu silic tạo nên ổ silic túy Bề dày phân lớp vối si lie thay đổi khoảng 10-15 cm (ảnh 3) Ranh giới ranh giới chuyên tiêp trẽn tầng đá vôi dạng khôi màu xám trắng Bề dày tập khoảng 200 m (ảnh4) Anh Đá sét-silic phân lớp mỏng Anh Đá vôi silic phân lớp mỏng bị uốn nếp bị uốn nếp - Phân vị thạch địa tầng tuổi (C2 - P) Phán vị gồm đá vôi màu xám, xám sáng phân lớp dày đến khối Tổng chiều dày tầng khoảng 750 m - Hệ trầm tích bở rời Đệ Tứ (Q) Các trầm tích bở rời sét, bột cát sạn , sỏi Đệ Tứ Chúng phân bó' thung lũng có chiều dày thay đổi lớn từ mét đến vài chục mét Cấu trúc kiến tạo đảo Cát Bà (hìnhl) Đảo Cát Bà chịu ảnh hưởng ba hệ thống đứt gãy kiến tạo bao gồm hệ thống đứt gãy phương Đ ông Bấc - Tây Nam với pha tạo núi Yến Sơn; hệ thống đứt gãy phương Tây Bắc - Đ ông N am VỚI pha tạo núi H ymalaya hệ thống đút gãy theo phương Á vĩ tuyến với hoạt động kiến tạo đại Trong cấu trúc đảo bị biến cải lớn chủ yếu liên quan với hệ thống đứt gãy phương Tây Bắc - Đông Nam 3.1 Hệ thống đứt gãy phương Đông Bắc - Tây Nam Hệ thống đứt gãy kết pha tạo núi Y ến Sơn Creta (90 triệu năm trước) Hệ pha kiến tạo hình thành lên phức granit Pia o ắ c , Bà Nà, Cà Ná, khu vực Đồng Nam bị nâng cao m ạnh mẽ hình thành dãy núi cánh cung bồn trũng núi bổn An Châu, Corat Bắc Calimantal, Gayan ■V.V ; Hệ thống đút gãy đút gãy thuận mặt trượt nghiêng phía Bắc Tây Bắc tạo nên hệ thơng sụt bậc phía Bắc, từ bắc xuống nam đá cổ dần Điển hình cho hệ thống đút gãy gồm đút gãy đút gãy Xóm Trong, đút gãy Trà Báu, đứt gãy Trà Dài đứt gãy Áng Vịng Đứt gãy Xóm Trong dài km, góc cắm đứng 70" - 80(1 khu vưc Xóm Trong với đứt gãy nhỏ hình thành thung lũng Gia Luận Đưt gay Tra Bâu kéo dài 10 km từ Vụng Tùng Gấu qua núi Trà Bầu kéo qua yên ngựa thung Tre thung lũng Bù Lu chạy sang Phù Long, chúng phân bố phân lơn Đông Băc vườn quốc gia Trong mức độ chúng phân cắt thành tạo Devon m uộn - Cacbon sớm với Cacbon - Pecmi s Đ ổ C Ẩ U T R Ú C t) ỊA C H Á T Đ A O C Á T BÀ DAO ( VI BA |||'V Í :\ I'AT H VI • TH V.MI m o IIVI 1'M o v ; Hình Sơ đồ Cấu trúc đảo Cát Bà (Theo Phan Văn Qnh, Nguyền Đình Ngun, Phạm Minh Trường, Hồng Hữu Hiệp) Đứt gãy Trà Dài kéo dài khoảng km từ thung lũng Trung Trang sang thung lũng Xuân Đám Đứt gãy tham gia vào trình làm trồi lộ m ạch nước khoáng Xuân Đám Đ ây m ột đứt gãy nghịch thể rõ mẫu lõi khoan CB29 thung lũng Xm Đ ám gần mạch nước khống nóng trồi lộ (ảnh5) Á nh5 H ình ảnh đứt gãy nghịch Đút gãy Á ng V òng bị biến cải mạnh đứt gãy vầ sau, bình đổ kiến trúc đại chúng thể hiên đoạn rời rạc Đứt gãy chạy từ phía ngồi Vụng Tùng Gấu q u a thung lũng Vòng kéo sang thung lũng Đồng c ỏ qua Minh Châu Vịnh Cái Giá Chiều dài đứt gãy đạt gần 10 km 3.2 Hệ thông đút gãy phương Tây Bắc - Đông Nam Hệ thống đứt gãy liên quan chặt chẽ với pha tạo núi Hymalaya vào Eocen (40 triệu năm trước) hình thành lên phức hệ granit Fanxipang Trong giai đoạn trình nâng cao tiếp tục diễn thành tao lên địa lũy Bạch Long Vĩ, Tri Tôn, Liêu Châu Hạ * D ăm kết kiến tũo dọc M ãt trươt chuyên dịch tntợt bâng đíỉt gãy V iệt H phải dọc đứt gãy xuyên Ả nh Dấu hiệu kiến tạo đảo Cát Bà Đảo Cát Bà thuộc quần đáo Bạch Long Vĩ địa lũy Cát Bà hình thành giai đoạn Những chứng kiến tạo lưu trữ đảo Cát Bà rõ đá vôi môi trường lý tường để lưu trữ dấu hiệu kiến tạo Do phá hủy kiến tạo để lại nhiều dấu vết thành tạo địa chát đảo như: mặt trượt, dăm kiến tạo, phân cắt xê dịch địa tầng (ảnh 6) Hệ thống đứt gãy lớn sâu làm ảnh hưởng lớn đến cấu trúc cua đảo Cát Bà hệ thống đứt gãy Cát Hải bao gồm đứt gãv phân cất đảo Cát Bà khói đảo Cat Hai - Hai Phịng Nãm hệ thơng bao gồm đứt gay Phù Long Hệ thống đưt gay tác động mạnh mẽ tới trình hình thành câu trúc đảo giai đoạn Kainozoi với loạt đứt gãy lớn bậc I, bậc II tạo cho đảo Cát Bà có cấu trúc địa chất đa dạng Cấu trúc đứt gãy bậc ỉ Tạo nên cấu trúc bao gồm đứt gãy lớn: đứt gãy Phù Long, đứt gãy Trung Tâm xuyên đảo đứt gãy Tùng Gấu Đứt gãy Phù Long nằm phía tây nam đảo Đây đứt gãy sâu tham gia vào đới nâng đảo Cát Bà Đa phần chúng chìm biển có chút lộ diện đảo xã Xuân Đám, phương đứt gãy theo hướng TB - ĐN, góc cắm khoảng 70-80" phía tây nam Đứt gãy Trung Tâm xuyên cắt đảo với nhiều đứt gãy phụ kèm kéo dài theo phương Tây Bắc - Đông Nam Đút gãy thuộc kiểu trượt bàng phải với hợp phần thuận ghi nhận hệ thống mật truợt khu vực đèo Gia Luận, Hang Quân Y Chuyển động trượt tạo cấu trúc kéo tách thể chuổi thung lũng phát triển dọc chúng Đút gãy phát triển đảo tiếp tục kéo dài biển qua Bến Bèo Đứt gãy phần kéo dài đứt gãy Sồng Chanh từ đất liền Đút gãy Tùng Gấu nằm phía đơng bấc đảo, phân cắt rìa Đóng Bắc đảo kéo dài theo phương Tây Bắc - Đông Nam, dọc theo đút gãy hình thành lạch phá hủy đảo tạo thành loạt đảo nhỏ phía Đống, Đơng Bắc đảo Ba đứt gãy nằm song song theo phương Tây Bắc - Đông Nam Đây hệ thống đứt gãy chủ đạo làm biến cải cấu trúc đảo Cát Bà Kainozoi hình thành nên cấu trúc đảo Cát Bà ngày Cấu trúc đứt gãy bậc II Các đứt gãy bậc II gồm có đứt gãy Cát Giá đút gãy Minh Cháu, đút gãy Trân Châu, đứt gãy Cái Láng Hạ, đút gãy Việt Hải, đứt gãy Nút Chai đút gãy Hòn Cầm Đứt gãy Cát Giá kéo dài từ Xn Đám chạy xuống phía Đổng Nam hình thành nên Vịnh Cát Giá Đứt gãy chủ yếu nằm biển bị phủ trầm tích Đệ Tứ lộ khoảng gần km xóm Đơng xã Xuân Đám ► Đút gãy Minh Châu kéo dài từ Hiền Hào qua Liên Minh đến Liên Hòa tiếp tục phát triển phía Đơng Nam thuộc kiểu đứt gãy thuân, mặt đứt gãy cắm Tây Nam với ơóc cắm lớn, thay đổi khoảng 70-80" Đứt gãy giao cắt với đứt gãy Bắc Nam tạo số thune lũng nhỏ, đảng thước thung lũng Hiền Hào Liên Minh M inh Châu Đứt gãy phân cắt tầng đá vôi phân lớp trung bình kẹp lớp silic- sét với tầng đá vối dạng khối Đứt gãy Tràn Châu chạy song song với đứt gãy Minh Châu, cũn" chI xuất phát từ xã Hiền Hào kéo dài phía Đơng Nam, góc căm lớn, gần theo phương thẳng đứng thuộc kiểu đứt gãy thuận, phân cát tầng đá vôi phân lớp trung bình kep lớp silic-sét với tầng đá vơi dạng khối màu xám xanh Đưt gay Cai Lang Hạ đứt gãy lớn xuyên cắt đáo cách đứt gãy Trung Tâm khoang km vê phía đơng bắc Đứt gãy Cái Láng Hạ xuyên cắt đảo tạo nên địa hình lạch Cái Láng Hạ, có góc cắm dóc VỚI phương thay đổi 220-230° Đứt gãy Việt Hải có phương với đứt gãy trên, xuất phát từ khu Trà Bâu, chạy qua Việt Hải biển Dọc đứt gãy hình thành thung lũng Việt Hải, thùn lũng lớn đảo 3.3 Hệ thống đứt gãy Bắc - Nam Đây đứt gãy đại hình thành Kainozoi muộn Tuy chúng không lớn lại chi phối cấu trúc đảo Cát Bà Đi kèm hệ thống nhiều đứt gãy nhỏ làm biến cải cấu trúc kiến tạo nơi Hoạt động kiên tạo đảo Cát bà gắn liền vói qua trình hoạt động kiến tạo khu vực hoạt động kiên tạo nói tiếp diễn m chứng quan trọng trồi lộ mạch nước khống nóng thung lũng Xn Đám xã Xn Đám II MƠ HÌNH CẤU TRÚC CHỨA NƯỚC TRÊN ĐẢO CÁT BÀ Trên sở nghiên cứu đặc điểm cấu trúc vùng nghiên cứu có thê cho thấy cấu trúc địa chất thủy văn khu vực giống vùng đá vôi khác cấu trúc thủy văn Karst; cấu trúc thủy văn khác phải có tầng chứa nước tầng cách nước đặc thù Đặc điểm chung tầng chứa nước Theo nguyên lý chung của địa chất thủy văn tầng chứa nước phải có tầng cách nước Tầng chứa nước đá vôi khác với tầng chứa nước trầm tích bở rời VI 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 nút (đới dập vỡ, karst hóa hang ngầm) : ■ „ v-í ‘J r~: - '1 FT- ^ n'~A K K ĩ/ _n _ _ -r^- _ - _ - , c > r \ r>' > / ■ - Ị 1- :r ỉ • ' \ í L i i l l , 1 ■ y i '■[ ■ / ■ Ị D ! / D - |C , '1 ■ ! 'r í/ ! ì-■ ' - - , ■ • ! 7y ỵ / ]■"-! / ' I h—■“ X ' " H ình M ô hình tổng hợp cấu trúc tàng chứa nước dáo Cát Bu Đi từ xuống bao gồm: Tầng chứa nước trầm tích Đệ Tứ Tầng chứa nước đá vôi tuổi c 2- p Tầng cách nước (sét silic tuổi D3 - C|) Tầng chứa nước đá vôi tuổi D3 - c, Tầng cách nước (sét vôi, vôi sét, silic vôi, VƠI silic khơng nứt nẻ tuổi D, - C|) Tầng chứa nước đá vôi tuổi D3 - C| Các tầng chứa phụ thuộc lớn vào tầng chắn bẽn dưới, nêu tầng chắn bị phá vỡ đứt gãy kiến tạo trình Karst hóa nước ngầm đi, đồng thời nước biển xâm nhập lên ta khai thác nước ngầm không - vượt lượng nước cung cấp cho nước ngầm, khó làm nước lại giếng khoan Liên Xô, Cảng Cá, Nước Khoáng Áng Vả khai thác thị trấn Cát Bà Các kiểu cấu trúc chứa nước đảo Cát Bá chia làm kiểu cấu trúc chứa nước sau: - Kiểu cảu trúc hang - bọng Karst Kiểu gặp phổ biến vùng đá vôi bị nứt nẻ mạnh Kiểu cấu trúc 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 nút có tầng chắn sét silis, silic vôi Đối với kiểu cấu trúc chứa nước thấy Trung tâm Vườn Quốc gia, Gia Luận, nguồn cung cấp nước chủ yếu dịng cháy ngầm (hình 3) H ình M ô hùi hkhai thác nước câu trúc kiểu hang - bọng karst Kiểu cấu trúc thung lũng Karst Đặc trưng cho kiểu cáu trúc có tầng chứa nước: ♦> Tầng chứa nước mặt ❖ Tầng chứa trầm tích Đệ Tứ ❖ Tầng chứa đới Karst ngầm Tầng chứa nước mặt khơng nhiều tầng trầm tích Đệ Tứ khu vực không nhiều tầng trầm tích hình thành từ đá vơi nên hệ thấm cao bên lai phát triển đới Karst với hệ thống nứt ne tương đối mạnh Tầng chứa trầm tích Đệ Tứ có bề dày, dao động khoảng 6- 8m lớn thung lũng trung tâm VQG lên tới 34,5m Áng Vả 36,5m 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 kê Một số giếng đào trầm tích Đệ Tứ có mực nước tĩnh 3- 4m Ven bờ suối mực nước tĩnh cịn l,5m Một số giếng đào với đường kính 4m hút máy bơm với lưu lượng 4mVh hạ thấp xấp xỉ lm Cịn đa số giếng có đường kính 0,7- 0,8m 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 m ùa khổ, m ực nước tĩnh sâu khoảng - 4m sang mùa mưa mực nước dâng cao cịn 0,5 - 0,8m, chí có ngày mưa to (10/6/2002) tất giếng quan trắc tràn miệng Hình 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 (bảngl) Tầng chứa đới Karst ngầm đảo trầm tích Devon muộn - Cacbon sớm Cacbon trung - Permi (hình 5) 10 C h ié u s ò u lớp (m ) C h iê u d y lóp (m ) C ót d ịa tá n g • • 50 |- I M ò ta d td a • • I • I Trảm lich is Kứ rời • u la se* t>ót 031sar sị' ^au r Hình Thiết đồ lỗ khoan CB22 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 cịn có giếng trung tâm Vườn Quốc gia chủ yếu cấp cho sinh hoạt Vườn giếng T rạm kiểm lâm cách VQG khoảng 4km phía N am , giếng chủ yếu phục vụ cho phòng cháy rừng TT Số hiệu giếng NI N2 N3 Toạ độ VN2000 X 707710 707420 705300 Y 299400 300950 303350 Chiểu sâu lỗ khoan 49 48 50 Mực nuớc tĩnh (m) Lun lượng (1/s) Mực nước hạ thấp (m) 4,45 8,2 6.4 10.4 11 6,72 16,95 16,25 Bảng 1: Một số giếng khoan thăm dị có triển vọng Kiểu cấu trúc tầng chắn nước biển Tầng chắn nước biển tầng chắn đặc thù đảo Đây tầng chắn khác biêt so với tầng chắn thạch học Tầng chắn chi có với địa hình đào tỉ tro n g nước biển nặng nên toàn đảo đươc COI m ột túi nước Măc dù vây bị nhiễm m ặn trở nên khó khăn thống nước ngầm bị hỏng th ả m thực vật bị phá hủy vấn đề trở nên n g hi ê m VI khó mà bồi hồn mơi trương Tủng chán mí*r*c h«L'n H ình M hình tổng hợp tầng chứa, tầng chắn nước Kết luận Đảo Cát Bà chịu tác động ba hệ thống đứt gãy kiến tạo bao gồm hệ thống đứt gãy phương Đông Bác - Tây Nam VỚI pha tạo núi Yến Sơn; hệ thống đứt gãy phương Tây Bắc - Đông Nam với pha tạo núi Hymalaya hệ thống đứt gãy theo phương Á vĩ tuyến với hoạt động kiến tạo đại Cấu trúc đảo bị biến cải lớn chủ yếu liên quan với hệ thống đứt gãy phương Tây Bắc - Đông Nam, đặc biệt đứt gãy Sông Chanh - Cát Bà phân chia đảo làm hai phần Phụ thuộc cấu trúc địa chất mà Đảo Cát Bà có kiểu cấu trúc chứa nước: Kiểu cấu trúc hang - bọng Karst, kiểu cấu trúc thung lũng Kars, kiểu cấu trú c m ạng phễu K arst, kiểu cấu trúc tầng chắn nước biển TÀI LIỆU TH A M K H Ả O Hoàng Ngọc Kỷ (2001), T huyết minh & Bàu đ địa chất K hoáng sán tờ H ải Phòng tỉ lệ ỉ /200.000, Cục Địa chất Khoáng sản Việt Nam, Hà Nội Phan Văn Quýnh (2007) nnk Báo cáo thuyết minh S đồ địa chát đào C át Bù Liên hiệp khoa học sản xuất địa chất nước khoáng Hà Nội Summary: K a rs t w a te r is one o f the m o st im p o rtan t o b jects n e e d s to stu d y in lim e s to n e area The study results are the p rim a ry base s for e x p lo tio n fresh w a te r plans in o rd e r to developing social e c o n o m i c an d su p p ly in g h u m a n d e m a n d K a rs t w a te r in island has distinct characteristics and differs from karst water in continental limestone plateau Base on the study about the d is trib u tio n o f w a te r an d th e structure o f C atB a Island, we give s o m e structural w ater-bearing m o d e ls in th is island 12 P H IẾ U Đ Ă N G K Ý K Ế T Q U Ả N G H IÊ N c ú u K H O A H Ọ C C Ô N G N G H Ê Tên đề tài: “N g h iên cứu đứt gãy Sơng Chanh - Cát Bà vai trị hình thành thung lũng đ ảo Cát Bà” Mã số: QT 07-43 Cơ quan chủ trì: T rường Đại học Khoa học Tự nhiên Địa chỉ: 334, N g u y ễ n Trãi, T hanh Xuân, Hà Nội Tel: 8581419 Tổng kinh phí thự c chi: 20.000.000đ Trong đó: - Từ ngân sách nh nước: 20.000.000 - Kinh phí trường: - Vay tín dụng: - V ốn tự có: - Thu hồi: Thời gian n gh iên cứu: n ăm Thời gian bắt đầu: /2007 Thời gian kết thúc: 4/2008 Tên cán p h ối hợp n gh iên cứu: NCS H oàng H ữu H iệp T h s Phạm M inh Trường CN N g u y ễn Thị H ng Số đăng ký đề tài Ngày: Số c h ứ n g nhận đăng ký kết q u ả n g h iê n cứu B ảo m ât: a P h ổ biến rộng rãi (*) b P h ổ biến han c h ế c B áo mát ■ — — - Tóm tắt kết q u ả nghiên cứu: - Làm rõ cấu trúc thung lũng đảo dọc theo đứt gay Song Chanh Cát Bà - Việc nghiên cứu đứt gãy Sông Chanh - Cát Bà g ó p phân làm ro hẹ thong đứt gãy rìa Đ ơng Bắc bể Sơng Hồng - Làm sở khoa học tìm kiếm nước đảo Cát Bà Kiến nghị qui m ô đối tượng áp d ụng nghiên cứu: Kết nghiên cứu áp dụng cho việc tìm kiếm nước n g ầ m phục vụ sinh hoạt đảo T hủ trưởng Chủ tịch hội tài quan chủ trì đề đ ồn g đ án h giá tài Họ tên T h ủ trưởng Chủ trì đề q u an q u ản lý để tài ch ín h thức N guyễn Đ ình Ề I uẩ i ' l l i / ]j h TL.GtAM ĐỎC MG NGHÊ TRI ỞNG ban khoa học - CỔ N guyên Học hàm / Học vị Thạc sỹ auA ưlCI Tlirn Ký tên đóng dấu iS ị t s Vr - / ' tKLAỄuiíỉ /■ ' ■ ĐA HỌC ir KKC.’ A M0TTT VsS TS A ỉã l3 L if£ w tn } % : ò