Đặc điểm tướng trầm tích và địa tầng phân tập các thành tạo cát đệ tứ ven biển khu vực ninh thuận bình thuận

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Văn Tuấn ĐẶC ĐIỂM TƯỚNG TRẦM TÍCH VÀ ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP CÁC THÀNH TẠO CÁT ĐỆ TỨ VEN BIỂN KHU VỰC NINH THUẬN - BÌNH THUẬN LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT HÀ NỘI - 2020 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Văn Tuấn ĐẶC ĐIỂM TƯỚNG TRẦM TÍCH VÀ ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP CÁC THÀNH TẠO CÁT ĐỆ TỨ VEN BIỂN KHU VỰC NINH THUẬN - BÌNH THUẬN Chuyên ngành: Địa chất học Mã số: 9440201.01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS Trần Nghi PGS.TS Trần Tân Văn XÁC NHẬN NCS ĐÃ CHỈNH SỬA THEO QUYẾT NGHỊ CỦA HỘI ĐỒNG ĐÁNH GIÁ LUẬN ÁN Chủ tịch hội đồng đánh giá Luận án Tiến sĩ Người hướng dẫn khoa học PGS.TSKH Nguyễn Địch Dỹ GS.TS Trần Nghi LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận án trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tác giả Nguyễn Văn Tuấn LỜI CẢM ƠN Luận án hoàn thành hướng dẫn giúp đỡ tận tình thầy: GS.TS.NGND Trần Nghi, PGS.TS Trần Tân Văn NCS xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới hai thầy hướng dẫn Trong q trình hồn thành luận án, NCS nhận ý kiến đóng góp quý báu, quan tâm giúp đỡ thầy cô, nhà khoa học cán quan: Bộ mơn Trầm tích Địa chất biển, Khoa Địa chất, Phòng Tổ chức Cán bộ, Phòng Sau đại học, Phịng Chính trị Cơng tác sinh viên, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên; Viện Khoa học Địa chất Khoáng sản; Viện Nghiên cứu Địa mơi trường Thích ứng Biến đổi khí hậu NCS xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành giúp đỡ tận tình thầy cơ, nhà khoa học lãnh đạo quan nêu Tác giả Nguyễn Văn Tuấn MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU 17 Mục tiêu luận án 18 Nhiệm vụ luận án 18 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 18 Luận điểm bảo vệ 18 Điểm luận án 19 Ý nghĩa khoa học thực tiễn 20 Bố cục luận án 20 Chƣơng TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU VÀ LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU .21 1.1 Đặc điểm tự nhiên vùng nghiên cứu .21 1.1.1 Vị trí vùng nghiên cứu 21 1.1.2 Đặc điểm địa hình - địa mạo 22 1.1.3 Đặc điểm thủy văn 22 1.1.4 Đặc điểm thảm thực vật 23 1.1.5 Đặc điểm khí hậu 23 1.1.6 Đặc điểm hải văn 24 1.2 Đặc điểm địa chất 25 1.2.1 Địa tầng 25 1.2.2 Magma xâm nhập 32 1.2.3 Đặc điểm cấu trúc, kiến tạo 34 1.3 Lịch sử nghiên cứu trầm tích Đệ Tứ khu vực Ninh Thuận - Bình Thuận 35 1.3.1 Giai đoạn trước năm 1975 35 1.3.2 Giai đoạn sau năm 1975 37 1.3.3 Những đóng góp 42 1.3.4 Những tồn cần giải nguyên nhân 43 1.3.5 Những định hướng nghiên cứu 43 Chƣơng PHƢƠNG PHÁP LUẬN, PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ CƠ SỞ TÀI LIỆU 44 2.1 Phương pháp luận 44 2.1.1 Tiếp cận hệ thống 44 2.1.2 Tiếp cận nhân 44 2.1.3 Tiếp cận tiến hóa 46 2.2 Phương pháp nghiên cứu 46 2.2.1 Phương pháp tổng hợp phân tích tài liệu 46 2.2.2 Nhóm phương pháp phân tích thành phần vật chất xử lý số liệu 47 2.2.3 Phương pháp phân tích tướng trầm tích 49 2.2.4 Phương pháp địa tầng phân tập 51 2.3 Cơ sở tài liệu 56 Chƣơng ĐẶC ĐIỂM TƢỚNG TRẦM TÍCH VÀ ĐIỀU KIỆN THÀNH TẠO CÁT ĐỆ TỨ VEN BIỂN KHU VỰC NINH THUẬN - BÌNH THUẬN 59 3.1 Phân loại cát 59 3.1.1 Phân loạicát theo độ hạt 59 3.1.2 Phân loại cát theo thành phần hạt vụn 61 3.2 Đặc điểm thành phần vật chất cát Đệ Tứ ven biển Ninh Thuận - Bình Thuận 61 3.2.1 Cát grauvac litic 62 3.2.2 Cát arko litic 65 3.2.3 Cát thạch anh litic 68 3.2.4 Cát thạch anh 73 3.3 Đặc điểm tướng trầm tích quy luật phân bố .79 3.3.1 Tướng trầm tích 79 3.3.2 Đặc điểm tướng trầm tích cát Đệ Tứ ven biển khu vực Ninh Thuận - Bình Thuận 80 3.4 Nguồn gốc điều kiện thành tạo cát Đệ Tứ ven biển khu vực Ninh Thuận - Bình Thuận 89 3.4.1 Nguồn gốc vật liệu trầm tích cát 89 3.4.2 Điều kiện thành tạo đê cát 92 3.4.3 Điều kiện thành tạo cồn cát gió 97 3.4.4 Điều kiện thành tạo màu sắc cát đặc điểm cổ khí hậu .98 Chƣơng ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP CÁC THÀNH TẠO CÁT ĐỆ TỨ VEN BIỂN KHU VỰC NINH THUẬN - BÌNH THUẬN 102 4.1 Cơ sở lý luận 102 4.2 Nguyên tắc phân chia ranh giới phức tập miền hệ thống 103 4.2.1 Lựa chọn mơ hình địa tầng phân tập 103 4.2.2 Phân tích địa tầng phân tập 104 4.2.3 Địa tầng phân tập với dao động mực nước biển 106 4.3 Đặc điểm phức tập 110 4.3.1 Phức tập tuổi Pleistocen sớm (1800÷700 kaBP) (Sq1-Q1 1) 112 2a 4.3.2 Phức tập tuổi Pleistocen giữa, phần sớm (700÷150 kaBP) (Sq2-Q ) .119 2b 4.3.3 Phức tập tuổi Pleistocen giữa, phần muộn(150÷70 kaBP) (Sq3-Q ) 123 3a 4.3.4 Phức tập tuổi Pleistocen muộn, phần sớm (70÷30 kaBP) (Sq4-Q ) 128 4.3.5 Phức tập tuổi Pleistocen muộn, phần muộn-Holocen (30 kaBP đến nay) (Sq5- Q 3b-Q ) 131 4.4 Phân chia địa tầng phân tập thành tạo cát Đệ Tứ ven biển khu vực Ninh Thuận- Bình Thuận .134 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 137 DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 139 TÀI LIỆU THAM KHẢO 140 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt LST TST HST FSST CC US FS MFS TS RS SB FR HNR LNR LES Sq TL kaBP Tiếng Anh Lowstand systems tract Transgresive systems tract Highstand systems tract Falling stage systems tract Correlative conformity Unconformity surface Flooding surface Maximum flooding surface Transgresive surface Ravinement surface Sequence boundary Forced regression Highstand normal regression Lowstand normal regression Lowstand erosion surface Sequence Thermoluminescence Kilo anna (thousands of years) before present MNB ĐTPT ĐBSH Tiếng Việt Miền hệ thống trầm tích biển thấp Miền hệ thống trầm tích biển tiến Miền hệ thống trầm tích biển cao Miền hệ thống trầm tích biển hạ Chỉnh hợp tương đương Bề mặt bất chỉnh hợp Bề mặt ngập lụt Bề mặt ngập lụt cực đại Bề mặt biển tiến Bề mặt bào mòn biển tiến Ranh giới phức tập Biển thoái cưỡng Biển thoái cao Biển thối thấp Bề mặt bào mịn biển thấp Phức tập Nhiệt huỳnh quang Nghìn năm trước ngày Mực nước biển Địa tầng phân tập Đồng Sông Hồng Nicon dương (2 nicon vng góc) Nicon âm (một nicon) Thạch anh đơn tinh Thạch anh đa tinh Thạch anh Felspat Plagiocla Mảnh đá magma Mảnh đá trầm tích N+ NQm Qp Q F Pl Lv Ls DANH MỤC CÁC BẢNG STT Bảng 2.1 Bảng 2.2 Bảng 3.1 Bảng 3.2 Bảng 3.3a Bảng 3.3b Bảng 3.4 Bảng 3.5 Bảng 3.6 10 Bảng 3.7 11 Bảng 3.8 12 Bảng 4.1 13 Bảng 4.2 14 Bảng 4.3 Tên bảng Bảng phân chia cấp độ mài tròn hạt vụn Bảng tiêu địa hóa đặc trưng cho mơi trường trầm tích khác Bảng phân loại cát theo thang cấp hạt Baturin, 1943 Bảng phân loại cát theo thang Φ Folk, 1954 Bảng gọi tên cát hàm lượng bột sét ≤ 15% Bảnggọi tên cát hàm lượng bột sét > 15% Bảng thành phần vật chất môi trường thành tạo cát ven biển khu vực Ninh Thuận - Bình Thuận Bảng thống kê số kết phân tích độ hạt cát thuộc mơi trường trầm tích khác Bảng tổng hợp nhóm tướng trầm tích theo chu kỳ Bảng tính tốc độ nâng kiến tạo bậc thềm cát khu vực Ninh Thuận - Bình Thuận Bảng tổng hợp kết thể mối quan hệ hàm lượng oxit sắt với màu sắc cát Bảng tổng hợp thành phần hóa học, khoáng vật sét khoáng vật chứa sắtcủa trầm tích cát ven biển Ninh Thuận - Bình Thuận theo phức tập Bảng tổng hợp kết phân tích tuổi tuyệt đối (TL) tectit thành tạo cát Đệ Tứ khu vực Ninh Thuận Bình Thuận theo phức tập Bảng tổng hợp đặc điểm thạch học nhóm tướng trầm tích cát Đệ Tứ khu vực Ninh Thuận - Bình Thuận theo địa tầng phân tập chu kỳ trầm tích Trang 48 51 59 60 61 61 77 78 88 95 101 110 111 136 (hình 4.50) Chúng gió tạo liên tục bị biến động từ Holocen muộn đến Các cồn cát có tuổi tƣơng ứng với trầm tích cát đồng châu thổ Bắc Bộ Nam Bộ, thuộc miền hệ thống trầm tích biển cao + Tƣơng cát thạch anh biển-gió gặp khu vực Bàu Trắng thành tạo cát thạch anh biển-gió có màu xám trắng hạt mịn đến trung cấu tạo dạng gị đồi lƣợn sóng (hình 4.51) mHST, Q13b-Q2 MFS mTST, Q 3b-Q 12 TS mvLST, Q1 3b -Q2 Hình 4.46: Các miền hệ thống phức tập Sq5 (Sq5- Q13b- Q2) Khu vực Tuy Phong (Nguyễn Văn Tuấn, 2017) Hình 4.47: Tƣớng cát thạch anh đê cát ven bờ màu trắng (mTST, Q13b-Q2) Khu vực Suối Tiên (Nguyễn Văn Tuấn, 2017) Hình 4.48: Tƣớng cát thạch anh đê cát ven bờ màu trắng (mTST, Q13b-Q2) Khu vực Tiến Thành (Nguyễn Văn Tuấn, 2017) Hình 4.49: Cát thạch anh có độ mài trịn tốt (Ro=0,8), độ chọn lọc trung bình (So = 1,45), môi trƣờng đê cát ven bờ (mTST, Q13b-Q2) (x50, N+) Khu vực Tiến Thành (Nguyễn Văn Tuấn) Hình 4.50: Tƣớng cát thạch anh litic biểngió màu vàng (mvHST, Q2) bở rời gió tái tạo Khu vực Phƣớc Dinh, Ninh Thuận (Nguyễn Xuân Khiển, 2017) Hình 4.51: Tƣớng cát thạch anh biển-gió màu trắng (mvLST, Q13b-Q2) Khu vực Bàu Trắng (Nguyễn Văn Tuấn, 2017) 4.4 ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP CÁC THÀNH TẠO CÁT ĐỆ TỨ VEN BIỂN KHU VỰC NINH THUẬN - BÌNH THUẬN Kết phân chia phức tập thành tạo cát ven biển khu vực Ninh Thuận - Bình Thuận (hình 4.13, bảng 4.3) sở mối quan hệ tƣớng trầm tích thay đổi mực nƣớc biển toàn cầu ảnh hƣởng chu kỳ băng hà/gian băng Các chu kỳ trầm tích cát đƣợc chuẩn hóa tuổi địa tầng nhờ khối lƣợng lớn giá trị phân tích tuổi tuyệt đối tất mặt cắt trầm tích cát tiêu biểu Ninh Thuận - Bình Thuận phƣơng pháp nhiệt huỳnh quang thạch anh (TL) phịng thí nghiệm nhiệt huỳnh quang Trƣờng đại học Tổng hợp Wollongong (Australia) (đề tài hợp tác Quốc tế Trƣờng ĐHKHTNĐHQGHN Trƣờng ĐHTH Wollongong Trần Nghi chủ trì, 1997-2001) kết tổng hợp tuổi tectit cơng trình hoàn toàn tƣơng đồng với phức tập trầm tích Đệ tứ đồng Sơng Hồng Trần Nghi (2016) Hình 4.52 Các nhóm tƣớng tƣớng trầm tích cát ven biển khu vực Ninh Thuận - Bình Thuận theo thời kỳ Bảng 4.3: Bảng tổng hợp đặc điểm thạch học nhóm tƣớng trầm tích cát Đệ tứ khu vực Ninh Thuận - Bình Thuận theo địa tầng phân tập chu kỳ trầm tích Dao động mực nƣơc Tuổi Tƣớng Đặc điểm thạch học Tuổi biển Tectit Địa điểm miền hệ TL (ka) tƣớng trầm tích Biển Biển (ka) thống tiến thối trầm tích Nhóm Phức tập (Sq) Tuổi Miền hệ thống Chu kỳ trầm tích HST Sq5 TST Sq5 Md (mm) So tb Ro tb Qtb (%) 0,22 1,5 0,7 93 0,15÷0,26 1,5÷1,2 0,6÷0,8 95÷98 Q13b- Q2 Bàu Trắng 0,21 1,4 0,6 92 VN45: 28±4 Sân bay Phan Thiết HST 0,19 1,5 0,6 91 VN37: 48±6 Suối Tiên 0,27 1,3 0,8 96 VN18: 52±7 Chí Cơng LST 0,20 1,4 0,7 90 VN30: 62±6 Sông Lũy HST 0,18 1,5 0,6 91 VN15: 85±9 Suối Tiên TST Sq4 Q1 3a 70 kaBp Nhóm tƣớng cát đê cát ven bờ , TST, tuổi Q3b-Q2 Nhóm tƣớng cát mv biển-gió LST, LST tuổi Q3b Nhóm tƣớng cát mv biển-gió, HST, HST tuổi Q13a Nhóm tƣớng cát đê mTST cát ven bờ, TST, tuổi Q13a Nhóm tƣớng cát mv LST bién- gió LST, tuổi Q 13a Nhóm tƣớng cát mv biển-gió, HST, tuổi HST 1,3 0,8 96 VN20: 103±11 Chí Cơng m TST LST 0,45 2,7 0,4 93 VN 31: 108±49 Hòn Rơm mv/a LST HST 0,25 1,6 0,6 92 VN14b: >181 Suối Tiên mv/am HST 0,23 1,3 0,7 95 VN14: >204 Suối Tiên m/am TST J30404: Phan Rang 650 mv/a LST mv/am HST Sq3 2b Q1 150 kaBp TST Sq2 Sq2 2a Q1 LST 0,18 1,3÷2,5 0,7÷0,5 90÷45 HST 0,25 1,6 0,5 80 VN101: Hịn Rơm 700 0,24 1,5 0,6 85 J20132: 720