Đặc điểm các trầm tích holocen ở đồng bằng thừa thiên huế

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học, ĐH Huế Tập 17, Số (2020) ĐẶC ĐIỂM CÁC TRẦM TÍCH HOLOCEN Ở ĐỒNG BẰNG THỪA THIÊN HUẾ Vũ Quang Lân1, Trần Quang Phương1, Hồng Ngơ Tự Do2* Liên đoàn Bản đồ Địa chất miền Bắc Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế * Email: hoangngotudo@hueuni.edu.vn Ngày nhận bài: 27/3/2020; ngày hoàn thành phản biện: 18/5/2020; ngày duyệt đăng: 02/7/2020 TÓM TẮT Đồng Thừa Thiên Huế với hệ đầm phá Tam Giang - Cầu Hai đầm phá lớn Đông Nam Á nằm tập trầm tích Holocen có đặc trưng sau: Các trầm tích Holocen có diện phân bố rộng rãi với nhiều kiểu nguồn gốc sông, sông – biển, biển – sông – đầm lầy, biển, biển – gió, tạo nên dạng địa hình khác bề mặt đồng Theo mặt cắt đứng từ lên trên, trầm tích chuyển tướng từ trầm tích lịng sơng – cửa sơng/đầm lầy ven biển – vũng, vịnh biển – delta/đê cát, bãi triều – bãi bồi lòng đầm phá thể chu kỳ biển tiến – biển lùi xảy Holocen Lịch sử phát triển địa chất đồng Thừa Thiên Huế Holocen bị chi phối biển tiến Flandrian hoạt động tân kiến tạo địa phương làm cho trầm tích Holocen có đặc điểm thành phần vật chất, cổ sinh, tướng trầm tích bề dày khác Từ khóa: Đồng Thừa Thiên Huế, trầm tích Holocen, lịch sử phát triển địa chất MỞ ĐẦU Đồng Thừa Thiên - Huế đồng lớn miền Trung Việt Nam Ở có hệ đầm phá Tam Giang - Cầu Hai đầm phá lớn Đông Nam Á Đồng Thừa Thiên - Huế (TTH) có lịch sử hình thành phát triển lâu dài gắn liền với hoạt động sông biển Yếu tố định đến hoạt động sơng biển tác động tương hỗ thay đổi mực nước biển (theo kỳ băng hà gian băng) kỷ Đệ tứ hoạt động tân kiến tạo địa phương Các cơng trình điều tra địa chất khu vực chủ yếu tập trung phân chia trầm tích Đệ tứ theo tuổi, nguồn gốc [1, 5, 6] Các nghiên cứu chuyên đề chủ yếu tập trung nghiên cứu đặc điểm trầm tích đáy hệ đầm phá Tam Giang - Cầu Hai phức hệ Trùng lỗ chứa chúng [2] Lịch sử phát triển trầm tích Đệ tứ đồng 141 Đặc điểm trầm tích Holocen đồng Thừa Thiên Huế Quảng Trị - Thừa Thiên Huế lập lại sở liên hệ với thay đổi mực nước đại dương ảnh hưởng kỳ băng hà gian băng [7] Tuy nhiên thiếu kết phân tích tuổi đồng vị, mà lịch sử phát triển địa chất đồng TTH Holocen chưa xác lập xác Việc phân chia đới cấu trúc tân kiến tạo [3] chủ yếu dựa vào đặc điểm địa mạo trầm tích lộ mặt, chưa có tài liệu khoan sâu, mặt cắt nghiên cứu cấu trúc sâu đồng Trong báo này, lịch sử phát triển địa chất đồng TTH Holocen minh chứng dựa dẫn liệu đặc điểm địa hình, địa mạo; Đặc điểm trầm tích với nhiều kết phân tích tuổi đồng vị C14, xem xét mối tác động tương hỗ thay đổi mực nước biển với chuyển động nâng hạ tân kiến tạo Kết báo đóng góp tác giả bổ sung cho cơng tác nghiên cứu trầm tích Đệ tứ nói chung trầm tích Holocen nói riêng đồng TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Trong khuôn khổ báo này, tài liệu phương pháp nghiên cứu sau sử dụng 2.1 Tài liệu - Tài liệu đề tài “Nghiên cứu di sản địa chất làm sở khoa học để thành lập cơng viên địa chất tồn cầu khu vực Tam Giang – Bạch Mã”, Mã số ĐT ĐL.CN-05/18 - Tài liệu chương trình nghiên cứu đánh giá khả tác động việc xây dựng đầm Tả Trạch (Thừa Thiên Huế) đến bền vững hệ đầm phá (SAROF phase II) Tác giả sử dụng tài liệu khoan kết phân tích mẫu 02 lỗ khoan LK C-1 LK C-2 luận giải lịch sử phát triển trầm tích Holocen - Tài liệu đề án lập đồ địa chất điều tra khống sản tỷ lệ 1:50.000 nhóm tờ Huế [5] Tác giả sử dụng cột địa tầng nguyên thủy lỗ khoan Hu6, Hu6a, Hu7 Hu8 (tác giả báo người trực tiếp thành lập cột địa tầng lỗ khoan này) kết phân tích mẫu đề án 2.2 Phương pháp Phương pháp xử lý, tổng hợp tài liệu Xử lý, tổng hợp tài liệu có trước để đối sánh với tài liệu việc lập lại cột địa tầng trầm tích Holocen, nghiên cứu thay đổi thành phần môi trường thành tạo trầm tích theo chiều ngang chiều thẳng đứng Phương pháp phân tích ảnh viễn thám Cơng tác giải đốn ảnh vệ tinh, ảnh máy bay diện tích nghiên cứu để thành lập đồ địa chất ảnh đồ địa mạo ảnh tỷ lệ 1:50.000 sản phẩm khác 142 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học, ĐH Huế Tập 17, Số (2020) Trên đồ địa chất ảnh đồ địa mạo ảnh khoanh định đối tượng địa chất địa mạo thành tạo Holocen thành tạo trước Holocen để định hướng cho công tác khảo sát thực địa đạt hiệu Phương pháp khảo sát thực địa Các tác giả thực 12 tuyến khảo sát với 100 km lộ trình Các tuyến khảo sát bố trí vng góc với phương cấu trúc địa chất nhằm khoanh vẽ, mô tả thành tạo địa chất, địa mạo; đồng thời lấy loại mẫu phục vụ cho công tác gia cơng, phân tích Cơng tác lấy mẫu Mẫu phân tích độ hạt, cổ sinh, địa hóa mơi trường, tuổi đồng vị C14 lấy từ mẫu mặt (trong vỉa lộ, hố đào) Mẫu mặt lấy sau bỏ lớp đất trồng lấy theo rãnh cắt vng góc với lớp trầm tích Mẫu lõi khoan xẻ đôi theo chiều dài mẫu, nửa lõi khoan dùng để lấy mẫu phân tích loại, nửa cịn lại để lưu Gia cơng, phân tích mẫu - Mẫu độ hạt: sau gia công, cấp hạt chia tách rây pipet Các kết phân tích độ hạt xử lý máy tính xây dựng đường cong tích lũy độ hạt để từ tính hệ số độ hạt Kết phân tích độ hạt bao gồm: thành phần trầm tích theo cấp hạt khác nhau; hệ số độ hạt: kích thước hạt trung bình (Md), hệ số chọn lọc (So) hệ số bất đối xứng (Sk) Đây thông số quan trọng nghiên cứu trầm tích Đệ tứ Đề tài phân tích 30 mẫu độ hạt, ngồi cịn sử dụng kết phân tích 300 mẫu độ hạt cơng trình có trước [5] - Mẫu cổ sinh (bào tử phấn hoa, vi cổ sinh, tảo): Mẫu trầm tích đưa vào phân tích phải chứa nhiều hạt mịn, cỡ cát mịn, bột, sét Mẫu sau gia công, soi kính hiển vi để xác định thành phần giống, lồi cổ sinh có mẫu Các số liệu phân tích xử lý phương pháp thống kê để xác định giống, lồi chiếm ưu thế; từ xác định tuổi mơi trường thành tạo trầm tích Đề tài phân tích 20 mẫu cổ sinh loại, ngồi cịn sử dụng kết 100 mẫu phân tích cổ sinh loại cơng trình có trước [5] - Các hệ số địa hố mơi trường độ pH, oxy hoá - khử (Eh), kation trao đổi (Kt) số quan trọng để xác định tính chất mơi trường trầm tích Mẫu dùng cho phân tích địa hóa mơi trường mẫu có độ hạt mịn, thường sét, sét bột Các hệ số xác định thiết bị phân tích chuyên dùng Đề tài phân tích 15 mẫu loại sử dụng 50 mẫu loại cơng trình có trước [5] - Mẫu tuổi đồng vị C14: đề tài phân tích 03 mẫu C14 Viện Khảo cổ học; 06 mẫu dự án SAROF phase II phân tích phịng thí nghiệm Nhật Bản 143 Đặc điểm trầm tích Holocen đồng Thừa Thiên Huế KẾT QUẢ 3.1 Kết nghiên cứu địa hình, địa mạo Thềm biển đê cát, cồn cát ven biển Các bậc thềm biển kết trình trầm tích lâu dài điều kiện mực nước biển tương đối ổn định Trên diện tích đồng TTH, có bậc thềm biển: - Thềm biển bậc II phân bố dọc theo ven rìa đồng TTH Phong Điền, Quảng Điền, Đàn Nam Giao Phú Bài; chúng trùng với diện lộ mặt trầm tích mQ13 (ảnh 1) Đây thềm biển cổ cịn sót lại độ cao từ 10-15m, có bề mặt phẳng với gị đụn, diện tích nhỏ kéo dài khơng liên tục Trầm tích thành tạo thềm biển gồm cát, cát bột màu vàng sẫm, bề mặt bị phong hố yếu, cứng Trong trầm tích tạo thềm biển bậc II Đàn Nam Giao phát vi cổ sinh Elphidium sp., Nonion sp., Ammonia sp., Miliolina sp môi trường biển ven bờ, tuổi Pleistocen muộn [5] - Thềm biển bậc I phân bố chủ yếu trung tâm đồng rìa dải đê cát ven biển thuộc huyện Phong Điền, Quảng Điền Phú Vang; chúng trùng với diện lộ mặt trầm tích mQ2 (hình 1, 2, ảnh 2), tạo địa hình cao từ - 10m Đây thành tạo cát trắng, xám trắng chiếm diện tích lớn nhất, tạo nên nét đặc trưng dải đồng TTH Tuổi trầm tích tạo nên thềm biển bậc I đối sánh với tuổi trầm tích đầm phá giàu di tích cổ sinh thành tạo kỳ biển tiến cực đại vào Holocen sớm - Hình Thềm biển bậc I dải đê cát, cồn cát ven biển huyện Phong Điền, Quảng Điền (trên ảnh Landsat) - Dải đê cát, cồn cát ven biển kéo dài từ Tây Bắc đến Đông Nam vùng nghiên cứu; chúng trùng với diện phân bố trầm tích m, mvQ2 (hình 1, 2, ảnh 3) Địa hình có độ cao 10-30m Các thành tạo cát có nguồn gốc ban đầu biển, sau hoạt động gió tạo thành nhiều gờ, đụn cao Thành phần cát màu vàng nhạt, tuổi Holocen giữa-muộn 144 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học, ĐH Huế Tập 17, Số (2020) Các bề mặt mài mòn hoạt động biển Trong kỳ biển tiến, mực nước biển ổn định thời gian, hoạt động sóng biển, thường để lại dấu vết mài mòn đá phân bố dọc theo ven biển Ở TTH, dấu vết mài mòn hoạt động biển để lại rõ ràng đá granit khu vực ven biển Phú Lộc Tại đây, quan sát mức mài mòn biển để lại đá granit: Ảnh Thềm biển bậc II thị Ảnh Thềm biển bậc I Ảnh Dải đê cát ven biển trấn Phú Bài Phong Chương, Phong Điền phía bắc cửa Thuận An - Bề mặt mài mòn độ cao 7-10m: gặp ven đầm An Cư với kích thước dài 200m, rộng 150-200m hình trịn; bề mặt rộng, lộ trơ tồn đá granit hạt vừa - thơ thuộc pha phức hệ Hải Vân; bề mặt có số cuội granit mài tròn tốt (ảnh 4) Ngồi cịn gặp dấu vết mài mịn biển rải rác ven bờ vịnh Chân Mây (bề mặt ảnh 5) Đông Dương, xã Vinh Hiền Mực nước biển thời kỳ thành tạo nên bề mặt mài mòn liên hệ tương ứng với mực nước biển thời gian biển tiến vào Pleistocen muộn thành tạo thềm biển bậc II, trầm tích biển chứa nhiều cổ sinh phân bố đồng bằng, trầm tích Holocen Ảnh Bề mặt mài mòn (1) hoạt động Ảnh Bề mặt mài mòn hoạt động biển biển đá granit độ cao khoảng 10m đá granit độ cao khoảng 7m (1) độ đầm An Cư, Phú Lộc cao khoảng 3m (2) ven bờ vịnh Chân Mây - Bề mặt mài mòn độ cao khoảng 3m: gặp ven bờ vịnh Chân Mây (bề mặt ảnh 5) xóm Đầm, xã Lộc Bình Liên hệ độ cao bề mặt với bề mặt thềm biển bậc I, với trầm tích vũng vịnh biển tuổi Holocen sớm – phân bố 145 Đặc điểm trầm tích Holocen đồng Thừa Thiên Huế đồng lớp vỏ sinh vật biển thành tạo kỳ biển tiến Holocen sớm – phân bố đáy đầm Lập An thấy bề mặt mài mòn tương ứng với mực nước biển cổ Holocen 3.2 Đặc điểm trầm tích Holocen Trên mặt đồng bằng, trầm tích Holocen có diện lộ rộng rãi, chiếm hầu hết diện tích đồng bằng; bao gồm trầm tích sơng (a), sông – biển (am), biển (m), biển-sôngđầm lầy (mab), biển, biển - gió (m, mv) Trong đó, trầm tích sơng phân bố lịng sơng bãi bồi sơng lớn sơng Hương, sơng Bồ; trầm tích sơng - biển chủ yếu tạo nên địa hình đồng Quảng Điền, Hương Trà, Huế, Phú Vang Hương Thủy; trầm tích biển tạo địa hình cát cao Phong Điền - Quảng Điền Phú Vang; trầm tích biển - sơng - đầm lầy phân bố bàu trằm nằm dải cát nội đồng ven theo rìa đầm phá; trầm tích biển, biển - gió tạo nên địa hình đê cát, cồn cát bãi biển kéo dài từ Hải Lăng đến cửa Tư Hiền (hình 2) Hình Đặc điểm phân bố trầm tích Holocen đồng Thừa Thiên Huế Địa tầng trầm tích Holocen nghiên cứu qua cột địa tầng lỗ khoan Hu6, Hu6a, Hu7, Hu8, C-1 C-2 (hình 2, 2a, 2b 2c) Theo chiều sâu từ lên trên, trầm tích Holocen gồm tướng trầm tích sau: lịng sơng; cửa sơng; đầm lầy ven biển; vũng, vịnh biển; delta; đê cát, bãi triều; bãi bồi lịng đầm phá Phía trầm tích Holocen phủ khơng chỉnh hợp lên trầm tích Pleistocen muộn 3.2.1 Trầm tích lịng sơng Trầm tích lịng sơng có thành phần hạt thơ, chủ yếu gồm cuội, sỏi, sạn cát gặp lỗ khoan Hu6, Hu6a Hu7 độ sâu từ 19,5m đến 49,4m Bề dày từ 2,3m (LKHu6) đến 11,1m (LKHu7) 146 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học, ĐH Huế Tập 17, Số (2020) Tại LKHu7 (từ 49,4-36,3m) cuội, sỏi sạn, cát lẫn bột màu xám đen Kích thước cuội sỏi từ 1-3cm, thành phần thạch anh, silic Lớp cuội sỏi phủ không chỉnh hợp lớp than bùn màu đen thuộc trầm tích tuổi Pleistocen muộn Hình 2a Mặt cắt liên hệ địa tầng trầm tích Holocen theo tuyến AB Hình 2c Mặt cắt liên hệ địa tầng trầm tích Hình 2b Mặt cắt liên hệ địa tầng trầm tích Holocen theo tuyến CD Holocen theo tuyến EF (LK93-4 tham khảo từ tài liệu [1]) 3.2.2 Trầm tích cửa sơng Trầm tích cửa sơng có thành phần hạt mịn, chủ yếu sét bột gặp lỗ khoan Hu7 Hu8 độ sâu từ 14,7m đến 36,3m Bề dày từ 7,3m (LKHu7) đến 9,8m (LKHu8) Tại LKHu7 (từ 36-29m) sét bột, bột sét lẫn cát hạt mịn màu xám, xám đen có lẫn nhiều mảnh vỏ động vật Trong trầm tích có chứa bào tử phấn hoa gồm: Acrostichum sp., Acanthus sp., Hibiscus sp., tảo mặn Thalasiosira sp., Cyclotella sp Tại LKHu7, trầm tích cửa sơng nằm chuyển tiếp trầm tích lịng sơng tuổi; cịn LKHu8, trầm tích nằm phủ khơng chỉnh hợp trầm tích biển tuổi Pleistocen muộn 147 Đặc điểm trầm tích Holocen đồng Thừa Thiên Huế 3.2.3 Trầm tích đầm lầy ven biển Trầm tích đầm lầy ven biển chủ yếu hạt mịn chứa di tích thực vật gặp LKHu6 LKHu6a độ sâu 17,2m đến 41,6m Bề dày từ 2,3m (LKHu6) đến 5,3m (LKHu6a) Tại LKHu6 (từ 19,5-17,2m) sét bột màu xám đen nhạt, dẻo quánh, không phân lớp có lẫn nhiều di tích thực vật màu đen Trầm tích chứa bào tử phấn hoa: Polypodium sp., Osmunda sp., Pteris sp., Canabis sp., vi cổ sinh Candonopsis sp., Ilyocypris sp., Candona sp Các hệ số địa hóa mơi trường pH: 7,1; oxy hóa – khử (Eh): 5-38 mV cho thấy mơi trường trầm tích đầm lầy ven biển, có tính khử yếu 3.2.4 Trầm tích vũng, vịnh biển Trầm tích vũng, vịnh biển có thành phần chủ yếu gồm bột, sét bột, bột sét lẫn cát phân bố độ sâu từ 8m (LKHu7) đến 45m (LHC-2) Bề dày từ 21m (LKHu7) đến 33m (LKC-2) Tại LKHu7 (từ 29-8m) sét bột, bột sét lẫn cát hạt mịn màu xám, xám đen, mẫu dạng bùn lỏng; chứa nhiều vỏ, mảnh vỏ ốc, hến; từ 19-24m có lẫn nhiều di tích thực vật màu đen Trong trầm tích chứa phong phú vi cổ sinh: Ammonia sp., Elphidium sp., Quinqueloculina sp., Spiroloculina sp., tảo: Coscinodiscus sp., Navicula sp., Actinocyclus sp., Pinnularia sp., bào tử phấn hoa Polypodium sp., Cyathea sp., Acrostichum sp., Acanthus sp Các hệ số địa hóa mơi trường pH: 6,9-7,5; cation trao đổi (Kt) >1 xác định trầm tích thành tạo mơi trường biển Kết phân tích mẫu đồng vị C14 cho giá trị 9100 - 6680 năm cách ngày (dự án SAROF phase II), tương ứng với kỳ biển tiến Flandrian 3.2.5 Trầm tích delta Trầm tích delta có thành phần chủ yếu bột sét, bột cát phân bố từ mặt (LKHu6 LKC-1) đến 12m (LKC-2) Bề dày thay đổi từ 5,4m (LKHu6) đến 8m (LKC-2) Tại LKHu6 (từ 5,4-0m) bột cát, bột sét màu xám, xám vàng Trong trầm tích có chứa bào tử phấn hoa: Polypodium sp., Taxus sp vài dạng vi cổ sinh Condona sp., Ilyocypris sp Kết phân tích mẫu tuổi đồng vị C14 độ sâu 5m LKC-2 cho giá trị 230±40 năm cách Qua kết phân tích mẫu C14 LKC-2 cho thấy q trình phát triển trầm tích delta kéo dài liên tục khoảng thời gian 6680 – 230 năm cách ngày (hình 2b) 3.2.6 Trầm tích đê cát, bãi triều Trầm tích đê cát, bãi triều có thành phần chủ yếu cát thạch anh hạt trung đến hạt nhỏ màu xám trắng, trắng lẫn sạn sỏi bột phân bố độ sâu từ 2,8m (LKHu8) đến 19,2m (LKHu6a) Bề dày thay đổi từ 11,8m (LKHu6) đến 14m (LKHu6a) 148 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học, ĐH Huế Tập 17, Số (2020) Tại LKHu8 (từ 14,7-2,8m) cát hạt nhỏ, hạt trung lẫn sạn sỏi, bột màu trắng, trắng xám Cát có thành phần thạch anh chiếm tới 98-99% Theo mặt cắt từ lên trên, trầm tích có độ hạt thô dần, thể động lực môi trường tăng dần, từ môi trường biển nông ven bờ sang bãi triều có hoạt động mạnh sóng Trong trầm tích chứa vi cổ sinh Ammonia beccari, Ammonia sp., Quinqueloculina sp., Elphidium sp., xác định môi trường ven biển 3.2.7 Trầm tích bãi bồi lịng đầm phá Trầm tích bãi bồi lòng đầm phá thành tạo trẻ nhất, gồm chủ yếu cát lẫn bột, sạn lộ mặt địa hình đáy đầm phá Bề dày thay đổi từ 0,85m (LKC-1) đến 5,2m (LKHu6a) Tại LKHu6a (từ 5,2-0m) cát lẫn bột, sạn thạch anh màu xám, xám trắng; phần lẫn di tích thực vật màu đen Trong trầm tích có chứa vi cổ sinh: Ammonia sp., Quinqueloculina sp., Elphidium sp., Discorbis sp.; bào tử phấn hoa: Polypodium sp., Osmunda sp., Cyathea sp., Taxodium sp., Quercus sp Như vậy, theo mặt cắt đứng từ lên trên, trầm tích Holocen chuyển tướng từ trầm tích lịng sơng – cửa sông/đầm lầy ven biển – vũng, vịnh biển – delta/đê cát, bãi triều – bãi bồi lòng đầm phá thể chu kỳ biển tiến – biển lùi xảy Holocen 3.3 Đặc điểm tân kiến tạo Trong tân kiến tạo (TKT), đồng TTH xảy hoạt động nâng phần diện tích phía Tây sụt lún phần diện tích phía Đơng Ranh giới vùng nâng vùng sụt lún đứt gãy Phong Điền - Phú Vang [7] Vùng nâng TKT chia làm đới (hình 3): Đới nâng TKT móng Paleozoi – Mesozoi, Đới sụt Đệ tứ móng Paleozoi Đới Đầm Cầu Hai – sụt lún Holocen muộn đá granit Ở đáy đầm Cầu Hai, trầm tích Holocen tạo thành lớp mỏng phủ bề mặt lồi lõm đá granit Vùng sụt lún TKT: Do hoạt động nâng hạ khối tảng, cấu trúc vùng sụt lún TKT chia thành đới sau (hình 3): Đới Phá Tam Giang (PTG – II1): nằm phía tây đứt gãy Sông Tả Trạch Trong mối tương quan với nâng chân tĩnh mực nước biển, đới PTG tương đối ổn định mặt kiến tạo Holocen Trầm tích Đệ tứ có chiều dày lớn đạt 116,5m, chiều dày trầm tích Holocen lớn đạt 49,4m Đới hạ lưu sông Hương (HLSH–II2): nằm kẹp đứt gãy Sông Tả Trạch đứt gãy Sông Hữu Trạch Đới HLSH graben sụt chìm với biên độ lớn tồn hệ đầm phá Trầm tích Đệ tứ có chiều dày lớn đạt 164m, trầm tích Kainozoi có chiều dày lớn 273m 149 Đặc điểm trầm tích Holocen đồng Thừa Thiên Huế Đới đầm Thủy Tú (ĐTT – II3): giới hạn đứt gãy Sơng Hữu Trạch phía tây bắc đứt gãy Phú Lộc phía đơng nam Về mặt địa động lực, đới đầm Thủy Tú tương tự đới Phá Tam Giang tính ổn định suốt Holocen Trầm tích Đệ tứ có chiều dày lớn đạt 89,6m, chiều dày trầm tích Holocen lớn đạt 24,5m Hình Sơ đồ phân vùng tân kiến tạo đồng Thừa Thiên Huế THẢO LUẬN 4.1 Về trình phát triển đồng Thừa Thiên Huế Holocen Trên sở kết nghiên cứu địa hình, địa mạo, trầm tích đặc điểm tân kiến tạo nêu trên, lập lại lịch sử phát triển địa chất đồng Thừa Thiên Huế Holocen sau: Giai đoạn Holocen sớm - Holocen sớm - giai đoạn tương ứng với kỳ biển tiến Flandrian Từ khoảng 16.000 năm cách ngày nay, mực nước biển bắt đầu dâng lên Trong mực nước biển tiếp tục dâng cao vùng đồng TTH lục địa; lỗ khoan Hu6, Hu6a, Hu7 gặp lớp trầm tích hạt thơ tướng lịng sơng nằm lót đáy trầm tích Holocen phủ khơng chỉnh hợp bề mặt bóc mịn trầm tích tuổi Pleistocen muộn (hình 4) 150 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học, ĐH Huế Tập 17, Số (2020) Hình Sơ đồ phân bố lịng sơng cổ vào đầu Hình Sơ đồ phân bố trầm tích kỳ biển Holocen tiến cực đại Holocen sớm-giữa Trong trình dâng cao, mực nước biển xâm nhập vào đồng cửa sơng (là nơi có độ phân cắt sâu lớn nhất) Mơi trường trầm tích chuyển từ lịng sơng (tại LKHu6, LKHu6a LKHu7), cửa sơng (LKHu8) sang môi trường đầm lầy ven biển (LKHu6, LKHu6a); sau mơi trường vũng, vịnh biển (LKHu6a, LKHu7, LKC-1, LKC-2) môi trường thành tạo nên đê cát, bãi triều (LKHu6 LKHu8) Trong thời kỳ này, vùng nghiên cứu xuất vịnh biển cổ có diện phân bố gần trùng với đới sụt lún hạ lưu sơng Hương Giới hạn phía Bắc vịnh biển cổ khu vực thị trấn Sịa, huyện Quảng Điền (LKHu6), phía Nam khu vực Phú Xn, huyện Phú Vang (LKHu8), cịn giới hạn phía Tây ven theo QL1A (hình 5) Trong trình thay đổi mực nước biển, vịnh biển cổ nông dần thu hẹp dần; sau lấy dần trầm tích delta giai đoạn sau Về phía Bắc phía Nam vịnh biển mơi trường ven bờ hình thành bãi cát, cồn cát ven biển Sự có mặt cát thạch anh màu trắng, trắng xám phân bố dọc theo QL1A Phong Điền Phú Bài, cho thấy mực nước biển vào tới ven rìa đồng đạt cực đại (hình 5, ảnh 6) Ảnh Cát trắng nguồn gốc biển tuổi Q21-2 phủ bề mặt cát vàng sẫm nguồn gốc biển tuổi Q13 Phú Bài 151 Đặc điểm trầm tích Holocen đồng Thừa Thiên Huế Sự thay đổi mực nước biển điều kiện cổ khí hậu kỳ biển tiến Flandrian phân tích qua tài liệu LKC-2 (lỗ khoan có chiều sâu 45m, chưa đạt tới đáy trầm tích Holocen) Phần thấp lỗ khoan (từ 45m đến 26m) trầm tích biển với thành phần chủ yếu sét pha bột tương ứng với môi trường biển tương đối sâu mực biển ổn định Từ 26 đến 23m, trầm tích chủ yếu sét bột pha cát thể có thay đổi mơi trường tích tụ, thể tướng trầm tích biển nơng Trầm tích độ sâu 23 12m bao gồm bùn (bột, sét), cát thể điều kiện môi trường nội vịnh với thành phần lớp bùn tăng dần Điều cần ý khu vực ngồi trầm tích thành tạo mơi trường biển, cịn có vật liệu sơng mang tới nên thay đổi thành phần trầm tích phụ thuộc vào thay đổi mực nước biển nguồn cung cấp vật liệu từ sông Sự thay đổi tướng trầm tích phù hợp với thay đổi môi trường từ biển sang nội vịnh phản ánh qua hoá thạch nhuyễn thể, bao gồm Stenothyra basia, Cylichinathys angusta Retusa ingignis (do TS Matsushima xác định) trầm tích nằm độ sâu 34m Các hố thạch sống mơi trường biển, xác định có dâng cao mực biển vào khoảng thời gian 8000 năm trước (tuổi C14) Ở phần trên, trầm tích nằm độ sâu 17,9 m LKC-2 gặp lớp cát chứa nhuyễn thể thị cho môi trường nước nơng với phong phú lồi Alvenius ojianus, Veremolpa micra, Pillucina pisidium (do TS Matsushima xác định) Như môi trường nội vịnh thay đổi từ điều kiện biển nông sang môi trường bãi triều liên quan với dâng chậm mực biển Hơn nữa, môi trường nội vịnh liên quan gần gũi với môi trường biển mở thể diện Cabolinia sp., gần gũi với môi trường cửa sông với có mặt nhuyễn thể Diala stricta Semisculcosspira sp., môi trường nội vịnh dồi thức ăn cho loài phát triển Ở độ sâu 14,3m (vào khoảng 6790 năm trước - tuổi C14, LKC-2) lớp cát bùn thuộc tướng phần sâu đới triều gặp chủ yếu loài nhuyễn thể Alvenius ojianus Veremolpa micra, Fulvia hungrefordi Phức hệ động vật xác định môi trường nội vịnh nơi nước biển từ biển mở tràn vào xâm lấn vịnh Phức hệ nhuyễn thể Veremolpa micra, Pillucina pisidium, Paphia undulata, Fulvia hungrefordi liên quan với môi trường tương đối sâu Phức hệ hoá thạch gặp trầm tích nằm độ sâu 14,3m 12,4 m Như trầm tích nằm độ sâu 12,4m LKC-2 thành tạo môi trường biển, chúng coi trầm tích đợt biển tiến Flandrian (9100-6680 năm trước) Từ 12-4m, với chiều dày 8m trầm tích delta phủ trầm tích biển tiến Flandrian Phần tầng trầm tích delta chứa phức hệ nhuyễn thể đặc trưng phổ biến lồi sống mơi trường triều nơng vịnh kín Cerithidea cingulata, Clypeomorus coralium 152 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học, ĐH Huế Tập 17, Số (2020) Các tài liệu phân tích bào tử phấn hoa (do GS Yamanoi, trường Đại học Yamagata xác định) từ LKC-2 cho thấy đới phấn hoa nằm độ sâu 44m đặc trưng ưu bụi than (charcoal) vắng mặt bào tử phấn hoa lan dương xỉ Sự ưu trội bụi than (điều kiện khô cạn) so với bào tử thực vật cho thấy thời kỳ lạnh, khí hậu khô mực biển xa, thấp so với mực biển Tầng trầm tích LKC-2 vắng mặt hoàn toàn tảo diatome (được TS T Kashima, trường Đại học Kyushu xác định), phù hợp với đặc điểm điều kiện khí hậu lạnh giới thực vật nghèo nàn Thế giới thực vật đới phấn hoa nằm độ sâu 22,5 m có pha trộn thực vật (rừng) miền núi có mặt Podocarpus, Dacrydium, Pinus, Castanosis Quercus Hơn nữa, đới xuất loài đước Excoecaria, Sonneratia, Bruguiera Avicennis Các đặc điểm chứng tỏ rừng thực tế có chất lục địa với kết thúc môi trường gần biển thời gian từ 7000 đến 6000 năm trước (do GS Yamanoi, trường Đại học Yamagata xác định) Diatome lõi LKC-2 nằm độ sâu 25,5 12m mang đặc điểm pha trộn loài nước với lồi nước lợ, chứng tỏ mơi trường lắng đọng trầm tích gần bờ với đặc điểm môi trường từ lục địa đến môi trường đầm phá Hơn loài nước giảm dần độ sâu sâu 15m, chứng tỏ có xâm lấn nước biển vào lục địa thời gian Tài liệu tuổi đồng vị 14C có giá trị tuổi 6680 năm cho mẫu độ sâu 13,2m Thời gian tương ứng với thời kỳ khí hậu trái đất lạnh (đối với vùng có vĩ độ trung bình), thay đổi tướng trầm tích độ sâu 12,1m LKC-2 phản ánh thay đổi mơi trường lắng đọng trầm tích liên quan với hạ thấp mực biển thời kỳ Từ mơ tả thấy trầm tích độ sâu 30m LKC-2 có lồi nhuyễn thể phản ánh mực biển dâng cao đạt mức cực đại ổn định độ sâu 26m Sau mực biển bắt đầu hạ với dấu hiệu trầm tích biển nơng bắt đầu độ sâu 23m mơi trường trầm tích trở thành mơi trường nội vịnh (vịnh kín) độ sâu 14m Ranh giới trầm tích biển sâu với trầm tích biển nơng LKC-2 độ sâu 26m, trầm tích biển nơng với trầm tích delta độ sâu 12m (hình 2b) Điều phù hợp với dâng mực biển khoảng thời gian 10.000 - 6680 năm trước khí hậu trái đất ấm lên, phản ánh đặc điểm di tích bào tử phấn hoa diatome trầm tích LKC-2 Giai đoạn Holocen - muộn Holocen - muộn chủ yếu thời kỳ biển lùi sau biển tiến Flandrian Khi mực nước biển lùi dần, hoạt động sông tăng cường Ở khu vực cửa sông Hương, sông Bồ, môi trường trầm tích vũng, vịnh biển thay mơi trường delta với nguồn vật liệu trầm tích chủ yếu sông mang tới (LKC-1, LKC-2 LKHu7) Khu vực đồng thấp TTH thành tạo từ trầm tích delta bối 153 Đặc điểm trầm tích Holocen đồng Thừa Thiên Huế cảnh mực nước biển rút dần khỏi đồng Ở phía Bắc Nam cửa sơng Hương, q trình biển lùi hình thành nên dải cồn cát, đê cát cao, xen dải địa hình trũng thấp (dạng lạch triều) chứa lớp than bùn Các thành tạo cát nội đồng phân bố rộng rãi Phong Điền, Quảng Điền Phú Vang Với tồn địa điểm Khảo cổ học Cồn Ràng, Cồn Dài Cửa Thiềng thuộc Văn hóa Sa Huỳnh phân bố địa bàn xã Hương Chữ, huyện Hương Trà, khẳng định cách ngày khoảng 3300 đến 2260 năm [4], khu vực dọc theo QL1A hoàn toàn khơng cịn bị ảnh hưởng biển Phân tích mẫu tuổi đồng vị C14 cho thân rễ hóa than trằm, bàu khu vực Phong Điền cho kết 2330±65 đến 2570±70 năm cách ngày nay, cho thấy vào khoảng thời gian xảy q trình đầm lầy hóa lạch trũng gờ cát hình thành trình biển tiến Flandrian Trong giai đoạn có đặc trưng sau: - Vào đầu giai đoạn này, đê cát kéo dài từ Hải Lăng (Quảng Trị) đến cửa Tư Hiền hồn thiện, phía đê cát đầm phá cổ kéo dài rộng nhiều so với phá Tam Giang Đê cát thành tạo từ hệ cát biển: hệ cát biển thứ bao gồm cát thạch anh màu trắng, trắng muối thành tạo kỳ biển tiến Flandrian hệ cát biển thứ hai gồm cát màu vàng nhạt nằm phủ cát hệ thứ (ảnh 7) Ảnh Cát vàng nhạt nguồn gốc biển, biển - gió tuổi Q22-3 (2) phủ cát trắng tuổi Q21-2 (1) dải đê cát ven biển Điền Hải, huyện Quảng Điền Với tồn Tháp Chăm Pa Phú Diên (huyện Phú Vang) nằm độ sâu 67m so với bề mặt dải đê cát ven biển, có niên đại khoảng kỷ thứ VIII sau Cơng ngun; kết luận cách 1000 năm, dải đê cát ven biển lên mực nước biển, nơi cư trú người Chăm Pa cổ - Trong Holocen muộn, xảy sụt lún hình thành đầm Cầu Hai [3]; đầm phá cổ bị thu hẹp dần Có liên thơng hợp phần (phá Tam Giang, cửa sơng 154 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học, ĐH Huế Tập 17, Số (2020) Hương, đầm Thủy Tú đầm Cầu Hai) để hình thành hệ đầm phá Tam Giang - Cầu Hai ngày - Hoạt động sông phá huỷ phần dải cát hình thành giai đoạn trước Điển hình dải cát kéo dài từ Hải Lăng (Quảng Trị) đến Phong Điền bị hệ thống sơng Ơ Lâu, Ơ Giang phá huỷ phần gần trung tâm - Hoạt động gió làm biến đổi bề mặt đê cát, tạo thành dạng địa hình đặc trưng cồn cát, gờ cát 4.2 Về vai trò chuyển động tân kiến tạo với trầm tích Vai trị chuyển động tân kiến tạo thành tạo trầm tích thể rõ ràng phân tích cột địa tầng trầm tích Holocen Trong bối cảnh thay đổi mực nước biển, đới cấu trúc tân kiến tạo khác nhau, trầm tích Holocen có đặc điểm khác nhau: - Ở đới phá Tam Giang đới đầm Thủy Tú (là đới tương đối ổn định hoạt động nâng hạ) trầm tích Holocen có phần bao gồm bột sét, bột cát thuộc tướng cửa sông sét bột chứa vật chất hữu tướng đầm lầy ven biển; phần cát thạch anh màu trắng, xám trắng tướng đê cát, bãi triều - Ở đới hạ lưu Sông Hương (đới sụt chìm tân kiến tạo) có mơi trường vũng, vịnh biển tồn suốt kỳ biển tiến Flandrian, sau trầm tích delta thành tạo kỳ biển lùi sau biển tiến - Ở đới đầm Cầu Hai (sụt lún cục Holocen muộn): có mặt lớp mỏng bột sét, bột cát, cát tuổi Holocen KẾT LUẬN Các trầm tích Holocen có diện phân bố rộng rãi đồng TTH Chúng có nhiều kiểu nguồn gốc sơng, sơng – biển, biển – sông – đầm lầy, biển biển – gió tạo, nên dạng địa hình khác bề mặt đồng Theo mặt cắt đứng từ lên trên, trầm tích chuyển tướng từ trầm tích lịng sơng – cửa sơng/đầm lầy ven biển – vũng, vịnh biển – delta/đê cát, bãi triều – bãi bồi lòng đầm phá thể chu kỳ biển tiến – biển lùi xảy Holocen Lịch sử phát triển địa chất đồng TTH Holocen bị chi phối yếu tố mang tính định mối quan hệ tương hỗ thay đổi mực nước biển hoạt động tân kiến tạo địa phương Trong bối cảnh thay đổi mực nước biển, đới cấu trúc tân kiến tạo khác nhau, trầm tích Holocen có đặc điểm thành phần vật chất, cổ sinh, tướng trầm tích bề dày khác 155 Đặc điểm trầm tích Holocen đồng Thừa Thiên Huế LỜI CẢM ƠN Bài báo phần sản phẩm đề tài “Nghiên cứu di sản địa chất làm sở khoa học để thành lập cơng viên địa chất tồn cầu khu vực Tam Giang - Bạch Mã” Mã số ĐT ĐL.CN-05/18 Nhóm tác giả báo xin chân thành cảm ơn Ban chủ nhiệm đề tài tạo điều kiện thuận lợi cho tập thể tác giả hoàn thành báo Bên cạnh đó, chúng tơi trân trọng cảm ơn ý kiến đóng góp chuyên môn PGS TS Trần Ngọc Nam để báo hoàn thiện TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Biểu nnk, 2001 Báo cáo tổng kết đề án: Điều tra địa chất khống sản rắn biển nơng ven bờ độ sâu - 30m nước Việt Nam tỷ lệ 1: 500 000 Lưu trữ Địa chất, Hà Nội [2] Nguyễn Hữu Cử, 1996 Đặc điểm địa chất hệ đầm phá Tam Giang – Cầu Hai (Thừa Thiên – Huế) phức hệ Trùng lỗ chứa chúng Luận án PTS Địa chất Lưu trữ Thư viện Quốc gia, Hà Nội [3] Nguyễn Đình Hịe, Trần Đình Lân, Nguyễn Hữu Cử, 1994 Một số đặc điểm địa động lực nội sinh đại tác động chúng hệ đầm phá Tam Giang – Cầu Hai Báo cáo Hội thảo khoa học đầm phá Thừa Thiên Huế Hải Phòng [4] Phạm Đức Mạnh, 2016 Hợp thể Sa Huỳnh đơi điều cảm ngộ Tạp chí phát triển khoa học công nghệ, Tập 19, Số X4-2016 Hà Nội [5] Phạm Huy Thông nnk, 1997 Báo cáo kết lập đồ địa chất điều tra khống sản tỷ lệ 1:50.000 nhóm tờ Huế Lưu trữ Địa chất, Hà Nội [6] Vũ Mạnh Điển nnk, 1994 Báo cáo kết lập đồ địa chất điều tra khoáng sản tỷ lệ 1:50.000 nhóm tờ Nam Đơng Lưu trữ Địa chất, Hà Nội [7] Vũ Quang Lân, 2002 Tiến hố trầm tích Đệ tứ vùng đồng Quảng Trị - Thừa Thiên Huế Tạp chí Địa chất số 270 Hà Nội 156 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học, ĐH Huế Tập 17, Số (2020) CHARACTERISTICS OF HOLOCEN SEDIMENTS IN THUA THIEN HUECOASTAL DELTA Vu Quang Lan1, Tran Quang Phuong1, Hoang Ngo Tu Do2* North Vietnam Geological Mapping Division University of Sciences, Hue University * Email: hoangngotudo@hueuni.edu.vn ABSTRACT Thua Thien Hue coastal delta with the Tam Giang - Cau Hai lagoon system which is the largest one in Southeast Asia located on a Holocene sedimentary set with the following characteristics: Holocene sediments are widely distributed with many types are river, river - sea, sea - river - swamp, sea, sea - wind and creates different topographic on the plain surface According to the vertical section from bottom to top, the sediments transformed from river bed - estuarine/coastal marsh - lagoon, gulf - delta/sand dike, tidal flats - lagoons show one transgression–regression cycle has occurred in the Holocene The history of the geological development of the Thua Thien Hue coastal delta in Holocene that is dominated by the Flandrian transgression and the local tectonic activity makes it possible for Holocene sediments to characterize material composition, paleontology, sedimentary and different thickness Keywords: Holocene sediments, the history of the geological, Thua Thien Hue coastal delta 157 Đặc điểm trầm tích Holocen đồng Thừa Thiên Huế Vũ Quang Lân sinh ngày 10/08/1965 Thái Bình Ông tốt nghiệp đại học năm 1989 ngành Địa chất Trường Đại học Tổng hợp Hà Nội, tốt nghiệp tiến sĩ chuyên ngành Thạch học - Khoáng học - Trầm tích học năm 2003 Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học quốc gia Hà Nội Hiện nay, ơng cơng tác Liên đồn Bản đồ Địa chất miền Bắc, Tổng cục Địa chất Khoáng sản Việt Nam Lĩnh vực nghiên cứu: Địa tầng, Trầm tích Đệ tứ, Địa mạo, Vỏ phong hóa Di sản địa chất Trần Quang Phương sinh ngày 05/11/1981 Quảng Ninh Ông tốt nghiệp đại học năm 2006 ngành Địa chất, tốt nghiệp Thạc sĩ năm 2010 chuyên ngành Địa chất khống sản thăm dị Hiện nay, ơng cơng tác Liên đoàn Bản đồ Địa chất miền Bắc, Tổng cục Địa chất Khoáng sản Việt Nam Lĩnh vực nghiên cứu: Địa hóa học Di sản Địa chất Hồng Ngơ Tự Do sinh ngày 21/7/1976 Thừa Thiên Huế Ông tốt nghiệp đại học năm 1999 ngành Địa chất học, tốt nghiệp Thạc sĩ năm 2004 chuyên ngành Địa chất học, tốt nghiệp tiến sĩ Địa chất học năm 2017 Trường đại học Mỏ - Địa chất Hiện nay, ông công tác Khoa Địa lý – Địa chất, Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế Lĩnh vực nghiên cứu: Địa mạo, Trầm tích Đệ tứ, Địa chất du lịch 158 ... tuổi; cịn LKHu8, trầm tích nằm phủ khơng chỉnh hợp trầm tích biển tuổi Pleistocen muộn 147 Đặc điểm trầm tích Holocen đồng Thừa Thiên Huế 3.2.3 Trầm tích đầm lầy ven biển Trầm tích đầm lầy ven... ứng với mực nước biển cổ Holocen 3.2 Đặc điểm trầm tích Holocen Trên mặt đồng bằng, trầm tích Holocen có diện lộ rộng rãi, chiếm hầu hết diện tích đồng bằng; bao gồm trầm tích sơng (a), sơng – biển... trúc tân kiến tạo khác nhau, trầm tích Holocen có đặc điểm thành phần vật chất, cổ sinh, tướng trầm tích bề dày khác 155 Đặc điểm trầm tích Holocen đồng Thừa Thiên Huế LỜI CẢM ƠN Bài báo phần