Giai đoạn estuary – vũng vịnh diễn ra trong Holoxen giữa khi biển tiến sâu vào vùng nghiên cứu.
Vào đầu Holoxen giữa thung lũng cắt xẻ ở khu vực Bến Tre bắt đầu hình thành các trầm tích sét-bột-cát đầm lầy bãi triều được xác định tại lỗ
khoan LKBT2 và LKBT3 ở độ sâu từ -32m đến -44 m. Tuổi của trầm tích bãi triều tại độ sâu 39,3m ở lỗ khoan LKBT2 được xác định bằng phương pháp 14C là 8.118±115 năm BP. Biển tiếp tục dâng cao trong Holoxen giữa và tiến sâu vào đất liền, ngập chìm thung lũng cắt xẻ tạo điều kiện hình thành các trầm tích vũng vịnh trong thung lũng cắt xẻ và các trầm tích đới bờ thuộc phần rìa thung lũng cắt xẻ. Biển tiến cực đại được xác định vào thời gian khoảng 6.000 năm BP với mực nước ở độ cao +4m đến +6m so với mực nước biển hiện nay. (Hình 4.6) [9,10,15,18,19, 27-29,31-34,45,46,50-52].
Hình 4.6. Sơđồ dao động mực nước biển trong Holoxen (Lê Đức An, 1996) Giai đoạn này vùng nghiên cứu hình thành hệ thống trầm tích biển tiến (TST). Thành phần độ hạt theo mặt cắt từ dưới lên thay đổi từ thô đến mịn, ngược lại với mặt cắt biển thoái là có thành phần độ hạt biến thiên từ mịn đến thô (Hình 4.3, Hình 4.4).
Trong mặt cắt trầm tích biển tiến vùng nghiên cứu, phần dưới là trầm tích sét-bột-cát đầm lầy ven biển rồi chuyển dần lên tướng sét vũng vịnh. Kết quả phân tích tướng trầm tích trong các lỗ khoan vùng nghiên cứu xác định cấu trúc của estuary vũng vịnh gồm 3 phần, hình thành theo thứ tự thời gian gồm phần đỉnh vũng vịnh (Bay head delta), phần trung tâm vũng vịnh (central basin) và ngoài là barier chắn cửa vịnh (beach barier) (Hình 4.7). Cấu trúc estuary vũng vịnh này đặc trưng cho sự hình thành trong điều kiện do sóng thống trị.
Hình 4.7. Estuary do sóng thống trị (Gary Nichol, 2009)
Thời gian đầu hình thành delta đỉnh vũng vịnh trong điều kiện động lực sông chiếm ưu thế và chịu sự ảnh hưởng của triều, hình thành các tập trầm tích cát bột sét bãi triều dày 5m-9m bắt gặp trong các lỗ khoan LKBT2 và LKBT3 vùng nghiên.
Vào khoảng 7.000 năm BP biển đã dâng tràn ngập hầu hết diện tích
đồng bằng châu thổ. Các lỗ khoan ở Thạch Hóa, Tân Thạnh, Tân An tỉnh Long An, cách biên giới Campuchia khoảng 20 km trầm tích chứa các thực vật ngập mặn phân bốở độ sâu -2m đến -5m [55]. Thời kỳ này, thung lũng cắt xẻ hoàn toàn bị ngập chìm và có mực nước khá sâu, đáy của thung lũng cắt xẻ
nằm ở độ sâu từ -20 m đến -30 m nước, vùng nghiên cứu trở thành trung tâm vũng vịnh (Hình 4.8), động lực triều chiếm ưu thế so với động lực sông và sóng, hình thành các trầm tích bột, sét hạt mịn tướng trung tâm vũng vịnh có bề dày từ 6m đến 11m. Trầm tích có chứa các dạng tảo bám đáy điển hình cho môi trường vũng vịnh như: Achnanthes brevipes, Navicula glacialis, Caloneis formosa, Grammatophora marina, Diploneis interrupta…
Hoạt động dâng của mực nước biển trong thời gian dài tạo điều kiện phát triển một estuary vũng vịnh có cấu trúc tương đối hoàn chỉnh. Phần cấu trúc ngoài cùng của estuary vũng vịnh là hệ thống barier chắn cửa vịnh được hình thành khi vũng vịnh tiến sâu vào đất liền. Barier chắn cửa vịnh được hình thành ngay tại cửa vịnh dưới dạng các barier cát chia tách phần vũng vịnh với biển, chính barier này ngăn cản sự hoạt động của sóng biển tác động vào bên trong vũng vịnh do vậy môi trường trong vũng vịnh khá tĩnh lặng tạo
điều kiện cho các loài sinh vật bám đáy phát triển. Tại lỗ khoan LKBT2 vùng nghiên cứu, trầm tích tướng barier cát chắn cửa vịnh phân bốở độ sâu 22,3m
đến 25,95m, dày 3,56m nằm trực tiếp trên trầm tích tướng bột sét trung tâm vũng vịnh được hình thành trước đó.
Ở giai đoạn này, vùng rìa thung lũng ở khu vực Trà Vinh và Sóc Trăng có địa hình cao hơn nhiều so với bên trong thung lũng cắt xẻ, bề mặt địa hình
ở vùng rìa ở độ sâu khoảng -20m đến -25m [54] trong khi thung lũng cắt xẻ
có độ sâu từ -50m đến -60m [67]. Trong giai đoạn này vùng thũng lũng cắt xẻ
tồn tại ở chếđộ estuary – vũng vịnh thì vùng rìa lại tồn tại ở chế độ như một vùng đồng bằng “cổ” ven biển (Hình 4.4 và Hình 4.8), chịu tác động của quá trình biển tiến vùng rìa thung lũng cắt xẻ hình thành các trầm tích tướng đới bờ (tướng sau bờ và tướng tiền bờ) chịu tác động của sóng và thủy triều. Tại các lỗ khoan LKST, LKTV và LKBT1, tướng trầm tích sau bờ phân bố ở độ
laterit nằm lót đáy. Cuội sạn laterit nằm ở lót đáy có kích thước cuội từ 5mm
đến10mm chiếm tỷ lệ khá cao trong trầm tích (chiếm 20-30%,). Cuội laterit chính là sản phẩm tàn tích của bề mặt phong hóa trầm tích Pleistoxen bị lộ ra và chịu tác động của quá trình phong hóa bóc mòn trong suốt thời kỳ gián
đoạn trầm tích từ khoảng 40.000 năm BP cho đến tận Holoxen giữa [34], sản phẩm phong hóa cuội sạn laterit được tái trầm tích tại chỗ hoặc bị rửa trôi ở
vùng địa hình cao xuống địa hình thấp được lắng đọng trong trầm tích tướng bột sét sau bờ. Kết quả phân tích tuổi tuyệt đối thân cây gỗ trong trầm tích tướng cát, bột sét đầm lầy sau bờ ởđộ sâu - 23,9m trong lỗ khoan Trà Vinh có tuổi 14C là 7.470 ± 240 năm BP.
Quá trình biển tiến tiếp tục xảy ra, biển tràn qua vùng sau bờ tạo điều kiện lắng đọng các trầm tích tướng tiền bờ phủ trực tiếp lên tướng sau bờ
thành tạo trước đó. Đới tiền bờ chịu tác động mạnh của quá trình sóng và thủy triều động lực dòng chảy rất mạnh, phần trên (trong) của vùng tiền bờ chỉ
lắng đọng các trầm tích hạt thô như cát hạt trung, thô; phần dưới (ngoài) của
đới tiền bờ động lực sóng và thủy triều giảm, tạo điều kiện môi trường lắng
đọng các thành tạo trầm tích hạt mịn và có điều kiện tốt cho môi trường sống của sinh vật.
Vào giai đoạn cuối của đợt biển tiến Flandrian, quá trình dâng của mực nước biển gần đạt tới cực đại, lúc này mực nước biển dâng với tốc độ chậm, biên độ dâng giảm mạnh và tiệm cận về “0” khi đạt ở vị trí dâng cực đại, mực nước biển dừng một thời gian trước khi hạ xuống hay còn gọi là thời gian biển dừng (stillstand). Khi biển dâng với tốc độ nhỏ, lượng vật liệu do sông tải ra thắng thế, trong điều kiện chế độ kiến tạo bình ổn, từ chế độ estuary vũng vịnh chuyển sang chếđộ hình thành châu thổ.
Hình 4.8. Sơđồ tướng đá cổđịa lý thời kỳđầu Holoxen giữa