BÁO CÁO HỌC THUẬT ĐẶC ĐIỂM VỎ PHONG HÓA KHU VỰC BẢN DÍU, HÀ GIANG VÀ MỐI LIÊN QUAN ĐẾN CÁC HOẠT ĐỘNG SẠT TRƯỢT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT BỘ MƠN KHỐNG THẠCH VÀ ĐỊA HÓA - BÁO CÁO HỌC THUẬT ĐẶC ĐIỂM VỎ PHONG HĨA KHU VỰC BẢN DÍU, HÀ GIANG VÀ MỐI LIÊN QUAN ĐẾN CÁC HOẠT ĐỘNG SẠT TRƯỢT Người thực hiện: Nguyễn Trung Thành Hà Nội, 02 - 2020 TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT BỘ MÔN KHỐNG THẠCH VÀ ĐỊA HĨA - BÁO CÁO HỌC THUẬT ĐẶC ĐIỂM VỎ PHONG HĨA KHU VỰC BẢN DÍU, HÀ GIANG VÀ MỐI LIÊN QUAN ĐẾN CÁC HOẠT ĐỘNG SẠT TRƯỢT Người thực hiện: Nguyễn Trung Thành Hà Nội, 02 - 2020 MỞ ĐẦU Khu vực xã Bản Díu huyện Xín Mần tỉnh Hà Giang huyện miền núi cách xa trung tâm tỉnh Hà Giang, hệ thống giao thông lại khó khăn, đời sống nhân dân khơng cao, thuộc diện huyện nghèo tỉnh nước Những năm gần khu vực miền núi phía Bắc nói chung khu vực xã xảy nhiều tượng trượt lở đất đá taluy đường, ruộng bậc thang, sườn đồi, núi, ảnh hưởng đến cơng trình xây dựng, làm đất canh tác, thay đổi tập quán sinh hoạt, đặc biệt gây tâm lý hoang mang, lo sợ đến nhân dân sống vùng (đại đa số đồng bào thiểu số) Những nguy sạt lở ảnh đến đời sống, sở vật chất mà đe doạ tính mạng đồng bào lúc Trước nguy tai biến trượt lở đất diễn ngày phức tạp, tác động trực tiếp đến tình hình phát triển kinh tế xã hội, cơng tác nghiên cứu đặc điểm trượt lở khu vực nhằm ứng phó, ổn định đời sống nhân dân cần triển khai kịp thời, có cơng tác nghiên cứu chuyên đề vỏ phong hoá Việc nghiên cứu đặc điểm vỏ phong hóa mối quan hệ chúng với tượng trượt lở quan trọng nghiên cứu tai biến địa chất tài liệu địa chất nền, cung cấp số liệu, phục vụ cho nhiều sản phẩm khác chương trình chuyên đề địa mạo, địa chất cơng trình, tai biến, rủi ro Tổng quan khu vực nghiên cứu Xã Bản Díu cách thị trấn Cốc Pài, trung tâm huyện Xín Mần, khoảng 20km phía đơng đơng bắc với diện tích 18,14 km², toạ độ địa lý: Địa hình khu vực dạng núi cao thuộc phần dãy núi Tây Côn Lĩnh, nơi bắt nguồn sông Chảy, với địa hình bị phân cắt mạnh với độ cao thay đổi từ 400m đến gần 1900m Khí hậu khu vực xã Bản Díu huyện Xín Mần mang đặc tính khí hậu vùng núi thuộc miền nhiệt đới có gió mùa, với hai mùa năm Mùa lạnh khô tháng 11 đến tháng năm sau, mùa mưa nhiều tháng đến tháng 10 Các mùa xuân thu ngắn với đặc điểm khí hậu mát dịu Xã Bản Díu có nhiệt độ trung bình vào mùa đơng khoảng 10-150C, tới 50C, thường thấp đồng bằng; mùa nóng với nhiệt độ khoảng 25350C, vượt 400C, thường mát đồng Mưa rào thường xảy vào mùa hạ, với lượng mưa trung bình tháng khoảng 400600mm/tháng Trong mùa đơng có mưa phùn vào khoảng đầu xn Một số khái niệm sở Việc nghiên cứu vỏ phong hóa (VPH) đới thổ nhưỡng với mục đích xác lập sở liệu điều kiện địa chất tự nhiên môi trường khu vực nghiên cứu nhằmkiến nghị giải pháp sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên, giảm thiểu ngăn chặn tai biến địa chất, phục vụ cho quy hoạch phát triển bền vững việc cần thiết địa phương có địa hình nhiều đồi, núi Xuất phát từ nhiệm vụ trên, tiến hành khảo sát thực địa khu vực xã Tân Nam, huyện Quang Bình, tỉnh Hà Giang với mục đích làm sáng tỏ đặc điểm VPH đới thổ nhưỡng khu vực nghiên cứu, cung cấp số liệu phục vụ cho việc đề xuất biện pháp giữ gìn đất để bảo tồn hệ sinh thái tự nhiên giảm thiểu ngăn chặn biếnđịa chất khu vực 2.1 Tính phân đới vỏ phong hóa Theo nhiều nhà khoa học, phần vật chất khơng rắn phía đá gọi VPH (Weathering crust), có độ dầy từ khơng đáng kể đến hàng chục, chí hàng trăm mét VPH bao gồm vật liệu phong hóa chỗ, vật liệu vận chuyển từ nơi khác đến lắng đọng lại đá gốc vật liệu phong hóa từ đá gốc Như VPH có thành phần khác tùy thuộc vào vị trí phong hóa thành phần đá gốc, mức độ phong hóa Về phân loại mơ tả kiểu vỏ phong hóa có nhiều phương pháp dựa sở khác phân loại dựa vào thời gian thành tạo, cấu trúc vỏ phong hóa, dựa vào thành phần khống vật thành phần hóa học Tại Việt Nam có nhiều nhà địa chất phân loại vỏ phong hóa theo thành phần hóa học, thành phần khống vật mức độ phong hóa (Phạm Văn An, 1992, 1995; Nguyễn Thành Vạn, 1990, Ngơ Quang Tồn, 1995 ) Phương pháp phân loại vỏ phong hóa theo thành phần hố học thành phần khống vật địi hỏi phải có khối lượng mẫu phân tích lớn nghiên cứu diện rộng nên khó áp dụng Trong thực tế đa số sử dụng phương pháp phân loại vỏ phong hóa theo mức độ bảo tồn sản phẩm phong hóa (biểu đới mặt cắt vỏ phong hóa) Do điều kiện nghiên cứu cịn hạn chế, chúng tơi sử dụng phương phápphân loại vỏ phong hóa theo hình thái vỏ phong hóa nguồn gốc vật liệu vỏ Cách phân loại đơn giản rõ ràng dễ áp dụng dễ ứng dụng thực tế (bảng 2.1) Table 2.1 Weathering crust classification basing on original morphologicall and formation mechanism (Lawrance,1997) Type of Weathering crust Relict Sub-type Formation mechanism Material sources Solid Laterit Soft and friable Laterit Remnants weathering crust Saprolit Erosion Accumulation Saprock Deluvi Aluvi Infitration Eroded remnants Redeposition arise spontaneously (at site) Arise spontaneously (at site) Bring from other site Theo kiểu phân loại này, vỏ phong hóa khu vực nghiên cứu bao gồm hai kiểu vỏ phong hóa bóc mịn với hai phụ kiểu phong hóa mạnh (saprolit) phong hóa yếu (saprock) vỏ phong hóa tích tụ (trong khu vực nghiên cứu tồn phụ kiểu sườn tích bồi tích) Cho đến quan niệm đất khác tuỳ thuộc vào lĩnh vực sử dụng đất: Các kỹ sư mỏ cho đất tập hợp mảnh vụn bở rời phủ đá quặng mà khai thác, phần bở rời cần bóc đi; Theo quan điểm thổ chất, đất đối tượng bở rời nằm phía đá cứng, phân đới mặt cắt đất gần gũi với cách phân đới thường sử dụng nghiên cứu vỏ phong hóa; Đối với ngành giao thơng, đất loại vật liệu cần phải đầm nén làm đường cần bóc thay sỏi đá tính chất chúng không ổn định; Đối với ngành nông nghiệp, đất loại vật liệu trồng cấy loại cối;Đối với nông dân, đất không đối tượng có ích mà cịn phận thiếu đời sống họ Hiện phổ biến hai cách tiếp cận đối tượng đất: - Trường phái thứ gọi Edaphology (xuất phát từ tiếng Hy Lạp Edaphos- có nghĩa đất thổ chất - tạm dịch thổ nhưỡng học): coi đất đối tượng nơi loài thực vật cư trú nghiên cứu đất dựa sở - Trường phái thứ hai coi đất thể tự nhiên thống nhất, sản phẩm biến đổi mặt sinh hoá kết hợp lại tự nhiên Những người theo trường phái tạo nên ngành khoa học Pedology- xuất phát từ tiếng Hy Lạp Pedon có nghĩa đất (tạm dịch thổ chất học hay khoa học đất) Trong thực tế, nhiều trường hợp khó phân định rạch rịi hai trường phái nghiên cứu đất (thổ nhưỡng học thổ chất học) Nhiều cơng trình nghiên cứu kết hợp yếu tố thổ nhưỡng thổ chất Các nghiên cứu, mô tả báo cáo chủ yếu theo hướng nghiên cứu đất đối tượng vật liệu tự nhiên mà thành phần vật chất nóảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động tai biếnđịa chất khu vựcđể phục vụ cho việc đề xuất biện pháp giữ gìn đất giảm thiểu ngăn chặn biến địa chất khu vực Mặt cắt đất (soil profile) tương tựmặt cắt vỏ phong hóa, mặt cắt đất phân đới có đặc trưng riêng hình thái, cấu trúc thành phần, chế thành tạo (hình 2.1) Có nhiều cách phân loại gọi tên đới (horizons) mặt cắt đất,dưới giới thiệu số phân loại mặt cắt đất sử dụng rộng rãi Horizons General description O -Horion: Đới O: Lớp phía có thành phần chủ yếu vật liệu hữu nằm phía đới khoáng khác đất Đới phải chứa 30% hàm lượng chất hữu tổ phần khoáng chứa >50% khoáng vật sét >20% chất hữu khơng có khống vật sét Horizon: Đới A- Đới chất khoáng thành tạo mặt phía đới O, chứa vật liệu hữu mùn lẫn với khống chất, có đặc tính riêng kết trình trồng trọt hoạt động xáo trộn tương tự (Trong số mặt cắt, đới A đới B có đới E: Đới khống chất có đặc điểm sét, sắt nhơm dẫn đến tập trung mảnh cát bột khống vật bền vững q trình phong hóa.) B- Horizon: Đới B- Hầu khơng cịn cấu tạo nguyên thủy đá gốc đặc trưng tập trung tích lũy vật liệu khác bao gồm vật liệu sét, cacbonat, oxyt sắt nhơm, thường có màu đặc trưng có cấu tạo đất, có mặt phổ biến rễ C- Horizon: Đới C- Là đới không bao gồm đá gốc rắn chắc, thường bị ảnh hưởng trình tạo đất thiếu đặc trưng đới O, A, E, B Vật liệu giống không giống vật liệu nguyên thủy Trong số trường hợp rễ câylâu năm xâm nhập xuống đới R- Đới R-Đá gốc: đá cứng nằm phía lớp đất Image 2.1 Structure of the soil profile with the typical horizon (Oberlander Muller, 1987) Theo quan điểm phân loại củaFAO-UNESCO, việc phân loại đất phải dựa đặc điểm thân đất, đặc điểm tạo tác động yếu tố hình thành trình hình thành đất Những biểu đặc điểm hình thái tính chất lý, hóa học đất bao hàm ý nghĩa nguồn gốc thành tạo 2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình phong hóa hình thành VPH Trong q trình phong hóa có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến q trình phát triển bảo tồn vỏ phong hóa vùng, quan trọng thành phần đá gốc, đặc điểm địa hình địa mạo, mơi trường phong hóa, thảm thực vật bao phủ yếu tố thời gian Khái quát chung quan hệ yếu tố ảnh hưởng đến q trình phong hóa thể bảng 1.1 Chi tiết yếu tố ảnh hưởng trình bày phần sau Bảng 2.2 Factors affecting to the weathering crust process Factors Bedrock features Weathering crust speed Slow The solubility of Slow, Ex: minerals Quartz Bedrock Block formation Climate: Rainfall Low Temperature Cold Appearance of plant and land Thickness of land Only bedrock, without land Organic Low The length of Medium time expose bedrock Fast Ex: canxit Medium Pyroxen, feldspa Cracks (in some Cracks places) Medium Reasonable High Hot Thin to medium Thick Medium Long High * Thành phần đá gốc: Thành phần tính chất đá gốc ảnh hưởng nhiều đến tốc độ q trình phong hóa khả bảo tồn vỏ phong hoá Như biết, vỏ phong hoá phủ trực tiếp đá gốc, sản phẩm phong hố kết q trình phá huỷ đá gốc tác dụng tác nhân phong hoá Các đặc điểm đá gốc thành phần hoá học, khoáng vật, cấu tạo, kiến trúc, mức độ nứt nẻ tính chất vật lý đá gốc định lớn đặc điểm bề dày, thành phần hoá học, thành phần khoáng vật, tính chất lý vỏ phong hóa Tại vùng có mặt phổ biến đá trầm tích biến chất giàu feldspat mica (phiến mica, gneiss, migmatit pegmatit, phiến sét , lại nằm vành đai khí hậu nhiệt đới nóng ẩm, thuận lợi q trình phong hóa hóa học hình thành vỏ phong hóa có bề dầy lớn Chính thành phần đá giàu fenspat yếu tố định để hình thành tổ hợp khống vật kaolinit-hydromica đặc trưng vỏ phong hoá đá magma axit, đá phiến kết tinh, gneiss, pegmatit tổ hợp monmorilonit - gơtit vỏ phong hoá đá maficsiêu mafic amphibolit vùng nghiên cứu Kết nghiên cứu thực địa với kết xác định mẫu phịng, nhận thấy thành phần đá gốc có ý nghĩa quan trọng tổ hợp cộng sinh khoáng vật vỏ phong hóa bề dầy vỏ phong hóa: đá trầm tích biến chất cao giàu thạch anh (quaczit) thường khó bị phong hóa Ngược lại đá giàu cac bonat felspat lại dễ bị phong hóa * Yếu tố khí hậu: Việt Nam nói chung khu vực nghiên cứu nói riêng nằm khu vực nhiệt đới gió mùa Hàng năm chia làm mùa rõ rệt: mùa mưa tháng đến tháng 10, mùa khô từ tháng 11 đến tháng năm sau Nhiệt độ trung bình năm dao động khoảng 22,8 đến 240C, nhiệt độ mùa chênh lệch lớn Nhiệt độ trung bình vào mùa hè (từ tháng đến tháng dao động khoảng 26-29,50C vào mùa đông (từ tháng 11 đến tháng dao động khoảng 17 đến 210C Lượng mưa trung bình hàng năm dao động khoảng 1100mm đến 1800 mm, lượng mưa chủ yếu tập trung vào mùa mưa (từ tháng đến tháng 10), chiếm tới 80% tổng lượng mưa năm Lượng mưa lớn yếu tố không thuận lợi việc bảo tồn đới thổ nhưỡng vỏ phong hóa, đặc biệt khu vực đồi núi có sườn dốc lớn thảm thực vật che phủ Tóm lại, với đặc điểm khí hậu nóng ẩm mưa nhiều Việt Nam làm cho q trình phong hố, bóc mịn xảy mạnh mẽ Các yếu tố khí hậu, địa hình đá gốc tạo thành mối tương tác chặt chẽ, có ảnh hưởng định môi trường điều kiện thành tạo khoáng vật mới, tổ hợp cộng sinh khoáng vật đặc trưng cho đới mặt cắt vỏ phong hố * Yếu tố mơi trường phong hóa: Trong yếu tố mơi trường phong hóa, số Eh (thế xi hóa) pH (độ a xit-bazo) mơi trường có ý nghĩa trị quan trọng Thế oxi hố (Eh) đóng vai trị quan trọng q trình phong hố định chiều phản ứng ơxy hố - khử dẫn đến phá huỷ khoáng vật nguyên sinh để hình thành khống vật vỏ phong hố Cùng với oxy hóa, độ a xit-bazo mơi trường ảnh hưởng lớn đến độ hịa tan khống vật Mơi trường phong hóa qua khảo sát nhiều khu vực xác định chủ yếu môi trường axit Giá trị pH giảm từ dần từ lên thường dao động từ 4,5 đến 6,5, đơi chỗ lên đến 7,8 Q trình định tốc độ phong hóa hay nói cách khác mức độ biến đổi khống vật ngun sinh để hình thành khoáng vật thứ sinh bền vững điều kiện ngoại sinh gơtit, kaolinit, hydromica Khi trình phong hóa tiếp tục diễn mạnh mẽ thay đổi môi trường tạo điều kiện cho q trình phá hủy khống vật đá gốc, hoà tan tái lắng đọng keo keo nhơm silic dẫn đến chuyển hố làm giàu kaolinit vỏ phong hố * Vai trị thảm thực vật: Thảm thực vật nhiều trường hợp đóng vai trị quan trọng q trình phong hố thể qua tác dụng chống xói mịn để bảo tồn sản phẩm phong hóa, tác dụng phong hoá học rễ tác dụng phá huỷ hoá học sản phẩm trao đổi sống axit mùn Axit hữu dẫn tới hạ độ pH môi trường, làm chậm tốc độ lắng đọng keo sắt keo nhôm, hạn chế tốc độ phát triển q trình laterit hố Trên lãnh thổ Việt Nam, nhiều khu vực thảm thực vật phát triển mức trung bình, chủ yếu thảm thực vật rừng tự nhiên (nguyên sinh tái sinh, rừng tre nứa) rừng nhân tạo phát triển diện tích gị đồi Tại số nơi, tác động việc thiếu vắng thảm thực vật dầy chế độ canh tác không hợp lý nên tốc độ thối hóa đất vỏ phong hóa (laterit hóa) diễn nhanh * Yếu tố thời gian: Yếu tố thời gian đóng vai trị quan trọng việc hình thành bảo tồn vỏ phong hoá Các loại khoáng vật loại đá khác bị phong hóa theo tốc độ khác 2.3 Quan hệ đất (soil) vỏ phong hóa (weathering crust) Hiện giới cịn cơng trình nghiên cứu mối quan hệ đất vỏ phong hóa, phạm vi báo cáo chúng tơi xin trình bày khái lược mối quan hệ hai khái niệm đất vỏ phong hóa sau: Như trình bày vỏ phong hóa bao gồm vật liệu phong hóa chỗ hay vật liệu đuợc vận chuyển từ nơi khác đến lắng đọng lại đá gốc vật liệu phong hóa từ đá gốc Cịn đất (thổ nhưỡng) phần dầy vài chục cm đến vài m vỏ phong hóa có hoạt động sống củasinh vật giàu vật chất hữu Quan hệ tầng đất đới vỏ phong hóa thể hình 2.2 Solum with A,B,C Horizon Modified Structure Alterite Preseved Structure Alterite Altered Rock Fresh rock Image 2.2 Relationship between the soil and weathering crust (Melfi et al, 1999) Trong vỏ phong hóa phần có bề dầy 1-2m thường khác biệt so với phần vật chất phía Nó thường giàu vật chất hữu rễ thường ăn xuyên xuống khu trú phần Ngồi phần tàn tích thực vật bề mặt đưa xuống hoạt động giun đất sinh vật khác Sau chúng lại biến đổi vi sinh vật Phần vỏ phong hóa bị phong hóa mạnh so với phần Các sản phẩm phong hóa bị di chuyển theo chiều ngang lẫn chiều thẳng đứng Tất yếu tố tạo nên phần khác mặt cắt gọi tầng đất (thổ nhưỡng) đới phong hóa Theo mặt cắt phân tích, thành phần vật chất hữu hoạt động sinh vật thường tập trung vài m phía mặt cắt nên đa số nghiên cứu đất theo quan điểm thổ nhưỡng học thường tập trung vào phần 1,5m đến m phía vùng ôn đới sâu đến vài m vùng nhiệt đới Cịn phần vỏ phong hóa phía dưới, nhiều trường hợp dầy đến hàng chục m (thậm chí hàng trăm m) coi lĩnh vực nhà địa chất chưa nhà thổ nhưỡng học nghiên cứu Đặc điểm vỏ phong hóa khu vực Bản Díu 3.1 Đặc điểm thành phần đá gốc Đá gốc khu vực xã Bản Díu chủ yếu đá magma xâm nhập thuộc phức hệ Sông Chảy (aD3sc), đá thuộc phức hệ Sơng Chảy diện tích nghiên cứu phần khối batholit lớn thuộc “vịm nâng Sơng Chảy” Các đá granitoid cấu thành khối magma xâm nhập Sông Chảy thể batholit lớn, có lịch sử phát triển lâu dài từ Proterozoi kết thúc vào trước Devon (Izokh E.P., 1981) Các kết nghiên cứu đặc điểm đá thành phần hoá học pha xâm nhập tham gia thành tạo khối sau: Pha 1: Thành phần gồm granit mica, granit muscovit, granit biotit có kích thước hạt nhỏ đến vừa tương đối đồng đều, dạng porphyr yếu, cấu tạo dạng gneis, đơi cấu tạo khối Đá thường có cấu tạo khối, sáng màu Thành phần khoáng vật gồm thạch anh (24-48%), microlin (20-50%), plagioclas (15-31%), biotit (5-10%), muscovit (5-13%) Khoáng vật phụ gồm zircon, apatit, turmalin quặng Pha 2: Granit gneis, granit mica có dạng porphyr, granit biotit hạt khơng Theo trình độ kết tinh kiến trúc độ hạt phân tướng sau: - Tướng đá trung tâm phân bố thành dải kéo dài bên khối gồm granit biotit, granit giàu thạch anh, chúng thường có độ hạt lớn có có ban tinh lớn, cấu tạo dạng khối lớn hoặt gneis yếu Thành phần khoáng vật gồm plagioclas 10 (11-37%), microlin (7-50%), thạch anh (20-56%), biotit (3-11%), muscovit gặp so với tướng ven rìa Khống vật phụ gồm apatit, granat, zircon, ilmenit - Tướng đá chuyển tiếp bao gồm granit dạng dải, dạng gneis, dạng mắt hạt thô giàu felspat kiềm, granit biotit, granit mica granit Các đá có cấu tạo gneis đặc trưng Các mắt gneis chủ yếu microlin với kích thước khác từ 1- 10cm, cá biệt đến 15cm, hình bầu dục hay bị ép dẹt đầu Ban tinh chiếm 20-30% thể tích đá, hạt vừa đến lớn, khoáng vật xếp định hướng bao quanh ban tinh Thành phần khoáng vật tạo đá gồm thạch anh (20-40%), microlin (felspat kali) (26-58%), plagioclas (12,4%), biotit (2-5%), muscovit (1-12%) Khống vật phụ có ilmenit, apatit, zircon, granat, turmalin quặng - Tướng đá ven rìa phân bố vùng ven rìa khối tiếp xúc trực tiếp với đá trầm tích vây quanh Chúng thường có cấu tạo dải, phân phiến rõ gồm đá granit mica, granit biotit hạt nhỏ, granit giàu thạch anh bị greisen hoá Đá có cấu tạo dải, phân phiến, độ hạt nhỏ (1-2mm), xếp định hướng Thành phần khoáng vật gồm: plagioclas (18-47%), felspat kali (20-50%), thạch anh (20-49%) Trong granit bị greisen hố có thạch anh 67,25%, biotit 2-18%, muscovit 30,25% Khống vật phụ có ilmenit, zircon, apatit granat Pha 3: Gồm thể nhỏ, thể mạch granit aplit, granit pegmatit sáng màu, chúng xuyên cắt qua đá pha pha tạo thành mạch chùm mạch với bề dày khác từ 0,2-100cm đến hàng trăm m, dài 10m đến khoảng 1km, chúng thường phương ép tây bắc - đông nam Chủ yếu tập trung phía nam, tây nam diện tích nghiên cứu Thành phần khống vật gồm plagioclas (324%), felspat kali (29-87%), thạch anh (8-38%), biotit (3-5%), muscovit thường có dạng lớn 1-2cm2 Ngồi khối Sơng Chảy gặp nhiều mạch thạch anh- turmalin chứa sulphur Chúng xuyên qua đá pha xâm nhập trầm tích biến chất rìa ngồi khối xâm nhập 3.2 Đặc điểm cấu trúc vỏ phong hóa khu vực Bản Díu 3.2.1 Đặc điểm phân đới vỏ phong hóa Kết nghiên cứu vỏ phong hóa ngồi thực địa chúng tơi cho thấy vỏ phong hóa khu vực Bản Díu loại vỏ phong hóa phát triển chưa hồn chỉnh Có thể yếu tố thời gian đặcđiểmđịa hình dẫn đến mức độ bảo tồn nên khu vực nghiên cứu khơng có mặt đới vón kết laterit Mặt cắt tổng hợp vỏ phong hóa đá granitoid khu vực thể hình 3.1 3.2.2 Phân loại kiểu vỏ phong hóa 11 Như chúng tơi trình bày phần trên, việc phân loại vỏ phong hóa khu vực dựa thành phần hóa học gặp nhiều khó khăn mức độ nghiên cứu số lượng mẫu phân tích khơng đủ chi tiết, đồng thời vỏ phong hóa phát triển thể đá granitoid chúng tơi lựa chọn sở phân loại dựa vào hình thái nguồn gốc tức dựa mức độ bảo tồn nguồn gốc sản phẩm vỏ phong hóa để phân loại vỏ phong hóa khu vực nghiên cứu Kết nghiên cứu cho thấy vỏ phong hóa khu vực Bản Díu bao gồm hai kiểu vỏ phong hóa bóc mịn (với hai phụ kiểu phong hóa mạnh (saprolit) phong hóa yếu (saprock)) vỏ phong hóa tích tụ (trong khu vực nghiên cứu tồn phụ kiểu sườn tích) Order Level of weathering crust Strong weathering crust Signal Thickness (m) - 3m Medium weathering crust -6m Weak regolit - >6m Bedrock General description Granitoid bị phong hóa hồn tồn thành sét - bột màu vàng, nâu vàng, mềm bở xốp Phần có nhiều rễ thực vật mùn màu đen Granitoid phong hóa mềm bở màu xám, xám trắng Lớp vỏ phong hóa giữ cấu tạo đá granitoid Thành phần bột, sét lẫn mảnh vụn đá Granitoid bị phong hóa yếu lẫn nhiều khối tảng cịn tươi Dọc theo khe nứt bị phong hóa mạnh tạo thành khống vật sét có màu vàng, vàng nâu Lõi tảng granitoid cịn tươi có màu xám trắng Đá granitoid cấu tạo khối, sáng màu Figure 3.1 Weathering crust cross section on Granitoid in Ban Diu a, Vỏ phong hóa bóc mịn Là loại vỏ phong hóa tàn dư mạnh với mức độ bảo tồn sản phẩm phong hóa tốt Trong vùng nghiên cứu kiểu vỏ phong hóa phân thành phụ kiểu (2 loại) dựa mức độ bảo tồn (bề dầy) sản phẩm phong hóa: 12 Image 3.1: Standard cross section of weathering crust in Ban Diu + Saprolit Đây phụ kiểu vỏ phong hóa có mức độ phong hóa mạnh có bề dầy lớn khu vực Bản Díu Kiểu vỏ phong hóa phân bố hầu khắp diện tích, đặc biệt sườn núi có độ dốc tương đối lớn hình thành hoạt động kiến tạo, đá bị dập vỡ tạo điều kiện cho vỏ phong hóa phát triển (Ảnh 3.1) Vỏ phong hóa kiểu có mặt cắt thẳng đứng sau: - Đới phong hoá mạnh: đới hầu hết khoáng vật đá gốc bị phá hủy biến đổi hoàn toàn thành sản phẩm phong hóa sét gơtit Đới thường mềm bở, xốp, có màu nâu đỏ, nâu xám nâu vàng Phần (đới thổ nhưỡng) lẫn nhiều vật chất hữu có màu nâu đen màu xám Bề dầy đới biến đổi phạm vi lớn, số khu vực đới dầy vài chục cm vắng mặt khu vực Nà Lũng, trái lại số khu vực điểm trượt lở Mào Phố đới có bề dầy từ vài 2m đến khoảng 3m (ảnh 3.2) Image 3.2: Cross section of a strong weathering crust in Diu Ha ward 13 - Đới phong hóa trung bình: đới đá gốc bị phong hóa với mức độ khác nhau, phía thường bị phong hóa mạnh mềm bở, xuống phía mức độ phong hóa giảm đá rắn (ảnh 3.3) Trên đá granitoid mức độ phong hóa phụ thuộc vào độ nứt nẻ đá, hai bên khe nứt đá granitoid bị phong hoá mạnh biến thành sét, tồn nhiều mảnh tảng granitoid có lõi cịn tươi (ảnh 3.3) Bề dầy đới biến đổi phạm vi lớn, từ 0m đến 6m - Đới phong hóa yếu: đới đá gốc bắt đầu bị phong hoá, dọc theo khe nứt xuất sản phẩm phong hóa (sét, limonit) Đới thường có bề dày lớn từ vài m trở lên Đới đới có khả tích nước nơi có cấu tạo thuận lợi Image 3.3: Cross section of medium weathering crust in Diu Ha ward Image 3.4: Cross section of weak weathering crust 14 Khu vực phân bố phụ kiểu vỏ phong hóa mạnh nơi địa hình cao có mức độ chênh lệch địa hình so với xung quanh lớn Mức độ phong hóa mạnh mẽ, tạo thành đới sét dầy Mức độ bảo tồn sản phẩm phong hóa tốt Nhìn chung, loại vỏ phong hóa có bề dầy lớn Riêng đới sét bột phía có bề dày biến đổi từ >1m đến vài mét Thành phần chủ yếu vỏ phong hóa loại sét- bột màu vàng, nâu vàng nâu đỏ, đôi chỗ quan sát thấy loang lổ phong hóa từ thành phần feldspat Một số nơi lẫn nhiều chất hữu có màu nâu đen xám Nhìn chung sản phẩm nước nhanh khơng có khả giữ nước Tuy vài địa điểm thấy có nước thấm rỉ từ tầng phong hóa số nơi chúng có khả lưu giữ lượng nước định Phía đới phong hóa mạnh đới bán phong hóa (hay đới nứt nẻ) có bề dầy lớn, chưa có cơng trình khống chế trực tiếp bề dầy vỏ phong hóa + Saprock (weak regolit or mix-weathering crust) Phụ kiểu vỏ phong hóa bao gồm sản phẩm q trình phong hóa mức độ so với loại đầu thời gian phong hóa nhỏ mức độ bảo tồn (do bị rửa trơi phần có mức độ phong hóa mạnh) Loại phụ kiểu có đặc trưng sau: - Vỏ phong hóa phân bố nơi có sét bột lẫn với mảnh đá gốc, chí có nhiều nơi đá gốc lộ thành chỏm nhỏ bề mặt địa hình (ảnh 3.5; 3.6) Image 3.5: Cross section of Saprock weathering crust in Ngam Lim ward - The thickness of strong weathering crust (Silty clay) is normally smalll (rarely exceeding 2m) 15 Image 3.6: Cross section of Saprock weathering crust in Diu Thuong ward - Thành phần vỏ phong hoá bao gồm vật liệu sét - bột lẫn mảnh đá gốc có kích thước khác nhau, từ vài mm dến vài chục cm Khả bảo tồn lưu thông nước so với phụ kiểu vỏ phong hóa mạnh b, Vỏ phong hóa tích tụ Kiểu vỏ phong hóa có ba loại vỏ phong hóa sườn tích (deluvi) với lớp lớp sườn tích, vỏ phong hóa bồi tích (aluvi) vỏ phong hóa thấm đọng (infiltration) Trong khu vực nghiên cứu chúng tơi quan sát loại vỏ phong hóa sườn tích Loại vỏ phong hóa tích tụ chiếm diện tích nhỏ vùng nghiên cứu, phân bố rải rácở số khoảnh nhỏ cóđịa hình tương đối phẳng Trên thực tế khó phân biệt loại vỏ phong hóa có lớp sườn tích với vỏ phong hóa có lớp bồi tích phía Kết khảo sát cho thấy lớp sườn tíchthường mỏng, vượt quá1-1,5m (ảnh 3.7) Thành phần khoáng vật loại vỏ phong hóa khơng có khác biệt nhiều so với thành phần vỏ phong hóa tàn dư trình bày trên, khác biệt khơng lớn khoáng vật sản phẩm tái lắng đọng (gơtit…) chiếm tỷ trọng lớn Image 3.7: Cross section of deluvi weathering crust in Mao Pho ward 16 Nhìn chung vỏ phong hố phát triển khu vực Bản Díutương đối đồng đều, vỏ phong hóa tích tụ chiếm diện tích rấtnhỏ Thảm thực vật phát triển kiểu vỏ phong hóa với tốc độ chậm kiểu vỏ phong hóa Tóm lại, theo khảo sát bước đầu chúng tơi, khu vực Bản Díu có mặt chủ yếu hai phụ kiểu vỏ phong hóa mạnh (saprolit) phong hóa trung bình-yếu (saprock) với bề dầy vỏ phong hố biến đổi phức tạp Nhìn chung vỏ phong hóa tạitừng khu vực cụ thể phụ thuộc chặt chẽ vào thành phần đá gốc mức độ nứt nẻ đá 3.3 Đặc điểm phân bố lớp thổ nhưỡng khu vực Bản Díu Lớp thổ nhưỡng phần vỏ phong hóa khu vực Bản Díu Kết khảo sát cho thấy lớp có thành phần đặc điểm lý phụ thuộc chặt chẽ vào điều kiện đá gốc địa hình Nhìn chung lớp thổ nhưỡng phủ diện tích hầu khắp khu vực, trừ nơi có địa hình dốc phần thổ nhưỡng vỏ phong hóa phía bị rửa trơi Lớp thổ nhưỡng có bề dầy dao động từ đến khoảng 30 cm, màu sắc thay đổi từ nâu nhạt đến xám, xám đen tuỳ thuộc vào độ mùn thay đổi giàu hay nghèo 3.4 Đặc điểm thành phần vật chất vỏ phong hóa khu vực Bản Díu Do hạn chế số lượng mẫu phân tích, kết nghiên cứu thành phần độ hạt đới thổ nhưỡng vỏ phong hóa mang tính định hướng ban đầu Kết phân tích mẫu cho thấy thành phần độ hạt thổ nhưỡng vỏ phong hóa khu vực có loại vỏ phong hóa khác khu vực khơng có khác biệt rõ nét Thành phần hạt chủ yếu tổ phần hạt mịn (từ 0,25 đến 0,1mm) chiếm tới 70% thành phần hạt Tổ phần hạt thô chiếm lượng nhỏ (từ 15 đến 20%) Thành phần độ hạt cho thấy lớp thổ nhưỡng phần vỏ phong hóa giàu thành phần sét- bột, có khả hút nước lưu giữ nước Do sau mưa thời gian ngắn lượng nước tích đọng bề mặt địa hình đáng kể Table 3.1 Particle compisition of weathering crust in Ban Diu Số hiệu mẫu Sample sign Composition (%) sand (mm) Large Medium Smaill Độ sâu từ mặt đất (m) Depth from ground (m) >20 20-10 10-5 5-2 2-1.0 1.0-0.5 0.5-0.25 0.25-0.1 20 20-10 10-5 5-2 2-1.0 1.0-0.5 0.5-0.25 0.25-0.1 2m Loại vỏ phong hóa chiếm diện tích lớn Vỏ phong hóa yếu (saprock) có mức độ bảo tồn sản phẩm phong hóa từ trung bình đến Loại vỏ phong hóa thường phân bố bao quanh loại vỏ phong hóa mạnh khu vực có địa hình thoải loại - Vỏ phong hóa tích tụ (sườn tích bồi tích) phân bố rải rác số khoảnh nhỏ khu vực nghiên cứu Các điểm sạt, trượt khu vực xảy diện tích tồn lớp vỏ phong hóa bóc mịn đặc biệt kiểu vỏ phong hóa bóc mịn, phụ kiểu saprolit Bên cạnh đó, điểm sạt trượt chủ yếu chạy dọc theo phương đông bắc - tây nam, song song với phương cấu trúc chung vùng nghiên cứu Tại vị trí vỏ phong hóa phát triển đá phiến hệ tầng Thác Bà An Phú, lớp vỏ phong hóa dầy nằm lớp đá gốc có thành phần chứa nhiều mica số khoáng vật sét thứ sinh nhữngđiểm dễ xảy tượng sạt trượt Để hạn chế tượng sạt trượt cần bảo tồn vỏ phong hoá lớp thổ nhưỡng, tránh tối đa hoạt động gây xáo trộn bề mặt địa hình kiên giữ gìn lớp thảm thực vật tự nhiên thúc đẩy việc trồng cây, phủ xanh đất trống, đồi núi trọc khu vực 21 TÀI LIỆU THAM KHẢO Vietnamese [1] Dovjicov A.E., Geological map of North Vietnam, 1:500,000 ratio Vietnam General Department of Geology and Minerals, Hanoi, 665 pages [2] Fridland V.M, 1973 Soil and humid weathering crust Technology and Science Publish, Hanoi [3] Tran Van Tri, 1977 Vietnam Geology: North, ratio 1: 1,000,000 Technology and Science Publish, Hanoi, 355 pages [4] Tran Đuc Luong, Nguyen Xuan Bao, 1988 Geological map of Vietnam, 1:500,000 ratio General Department of Geology and Minerals of Vietnam, Hanoi [5] Tran Xuyen, 1988 Plan “Mapping Bac Quang – Ma Quan paper” rate 1:200,000 General Department of Geology and Minerals of Vietnam, Hanoi [6] Vu Khuc, Bui Phu My, 1989 Vietnam geology, volume Stratigraphy General Department of Geology and Minerals of Vietnam, Hanoi [7] Nguyen Van Pho, 1991 Humid weathering crust in Vietnam Institute of Geology and Resources, Hanoi [8] Pham Van An, Nguyen Van Binh, Nguyen Khac Giang, and others, 1995 Humid weathering crust in Vietnam and acessing involved mineral capacity, Hanoi [9] Dao Dinh Thuc, Huynh Trung, 1995 Vietnam Geology, volume Magmatic formation General Department of Geology and Minerals of Vietnam, Hanoi [10] Luu Huu Hung,1998 Geology and Mineral, ratio 1:50,000 group paper Bao Yen.Institute of Geology and Resources, Hanoi [11] Ngo Quang Toan and others, 2000 Weathering crust and Quaternary sediments Vietnam Department of Geology and Minerals of Vietnam, Hanoi 260 pages [12] Pham Van An, Nguyen Khac Giang, Vu Quang Tien and others, 2004 Surveying for mapping weatherred crust in low mountainous region of left bank of the Red River in Phu Tho province, serving for plant planning Phu Tho Environment and natural resource 22 [13] Department of Geology and Minerals of Vietnam, 2005 Geology and mineral map, paper Bac Quang, rate 1:200,000 Hanoi [14] Department of Geology and Minerals of Vietnam, 2005 Geology and mineral map, paper Ma Quan, rate 1:200,000 Hanoi [15] Nguyen Khac Giang and others, 2008 Report “ Research features of weatherring crust and soil on moutainous areas in Northern Midland, serving for planning stable agricultural development” Code B2003-36-59TĐ Hanoi [16] Bui Minh Tam, 2010 Magmatic activity in Vietnam Institute of Mineral and geology of Vietnam Hanoi English [17] Alloway B J, 1990 Heavy Metals in soil Haisted Press London [18] Nyle C Brady, 1990 The Nature and Properties of Soil Tenth Edition Macmillan Publishing Company New York [19] James F Pankow, 1991 Aquatic Chemistry Concept Lewis Publishers, Oregon, USA [20] Robinson D.A, Williams R.B.G, 1994 Rock weathering and Landform Evolution Wiley, West Sussex P0191 UD, England, 503p [21] Lewitt E.M, 1996 Pedogenesis in Western Washington and Northern Alaska: a Comparison of primary Factors In Geology of Soil Carleton Academy, United States [22] Paquet H, Clauer N, 1997 Soils and Sediments (Mineralogy and Geochemistry) Springer- Verlag Berlin Heidelberg 1997, 362p [23] Amy Concerse, 1997 Lateritic Soil in the Tropics Soil and Geology Carleton Academy United States [24] PHILIP B DURGIN, 1977 Landslides and the weathering of granitic rocks Geological Society of America Reviews in Engineering Geology, Volume III [25] Vidrid and Hopkins A, 1997 The effect of Soil environment on white clover persistence and productivity under grazing Letters of Biotenical faculty, Argonomy Department, Slovenia [26] Hayato Tobe and Masahiro Chigira, 2006 (Universal Academy Press, Inc./ Tokyo, Japan) Causes of Shallow Landslides of Weathered Granitic Rocks - From 23 the View Point of Weathering Styles and Petrologic Textures Disaster Mitigation of Debris Flows, Slope Failures and Landslides, 493-501 [27] N HAFEZI MOGHADDAS, M GHAFOORI, 2006 The role of weathering in the occurrence of landslides in centeral Alborz, Iran IAEG Paper number 813 [28] Vivian B.C, Karen Fontijn, Gerald G.J Ernst, Matthieu Kervyn, Marlina Elburg, Eric Van Ranst, Cheo Emmanuel Suh, 2012 Evaluating the degree of weathering in landslide-prone soils in the humid tropics: The case of Limbe, SW Cameroon Geoderma 170, 378-389 [29] Amar D.R., Kohki Yoshida, Hidehisa Nagata, Ananta M.S Pradhan, Biswajeet Pradhan, Hamid R.P, 2012 The relationship between geology and rock weathering on the rock instability along Mugling–Narayanghat road corridor, Central Nepal Himalaya Nat Hazards, DOI 10.1007/s11069-012-04976 24 ... BD 01 / - 10 13 BD 01 / 21 26 BD 04 / - 11 17 BD 06 / - ít BD 06 / - 10 BD 08 / - 5 20 BD 08 / 6 25 BD 09 / - 12 17 BD 09 / 5 5 23 10 BD 01 / 5 10 32 11 BD 11 / 5 20 12 BD 13 / 5 18 22 13 BD 13 ... BD 11 / 31 - 33 - 11 4-6 24 - 26 20 - 22 4-6 - 11 BD 11 / 26 - 28 7-9 4-6 22 - 24 27 - 29 4-6 1- 3 Ver 12 BD 13 / 32 - 34 18 - 20 4-6 20 - 22 14 - 16 4-6 - 13 BD 13 / 19 - 21 17 - 19 4-6 29 - 31. .. 60.0 10 BD/NL 01- 2 1. 2 - 1. 4 0.00 0.00 0.57 1. 03 2.84 7.3 8.4 20 .1 59.9 11 BD/NL 01- 3 1. 6 - 1. 8 0.0 0.0 0.2 2.8 4 .1 7.2 7.7 18 .0 60.0 12 BD/DH 01- 4 0.9 9.2 27.7 46.3 13 BD/DH 01- 5 1. 3 0.0 26.8 46.2