a. Đặc điểm tướng trầm tích trong Holocen sớm - giữa * Trầm tích sông biển (amQ21- 2)
Các thành tạo trầm tích sông - biển tuổi Holocen sớm giữa tương ứng với hệ tầng Hậu Giang [3], được bắt gặp trong các lỗ khoan, phân bố ở các độ sâu khác nhau: LKST (7,6m-13,3m), LKTV (22,5-24,3m), LK-2TB (26,0 - 32,7m). Thành phần trầm tích khá đồng nhất, chủ yếu là cát hạt mịn-trung màu xám đen xen kẹp các lớp bột sét màu nâu, nâu xám hoặc bột-sét có chứa các thấu kính cát mịn có chứa vảy mica và mảnh vỏ sò ốc, đôi chỗ có các ổ mùn thực vật.
Đặc điểm trầm tích Holocen giữa nguồn gốc sông-biển hỗn hợp trong các lỗ
khoan như sau:
Tại lỗ khoan LKTV, trầm tích Holocen giữa phân bố ở độ sâu từ 22,5m đến 24,3m bao gồm cát mịn màu xám, xám đen, xám nâu đan xen với sét xám nâu chứa nhiều vảy mica, vỏ sò ốc và các ổ mùn thực vật (Hình 3.7). Thành phần độ hạt gồm sét: 19,84%; bột: 47,30%; cát: 32,86%; kích thước hạt trung bình Md: 0,1-0,34mm; độ chọn lọc tốt So: 1,38; hệ số đối xứng Sk: 0,76. Trầm tích chứa tảo Diatomea:
Cyclotella sp., bào tử phấn Polypodium sp., Cyathea sp., Pteris sp., Osmunda sp., Acrostichum sp., Cedrus sp., Suaeda sp., Dipterocarpus sp., Hopea sp., Myrtus sp., Malvaceae sp., Tsuga sp., và vi cổ sinh: Asterorotalia pulchella, A. multipinosa, Elphidium advenum, E. macellum, Ammonia japonica, Bolivina dinatata, Bolivina nitida, Quinqueloculina ollonga, Pararotalia sp., Hauerina ornatisima.
52
Hình 3. 7. Trầm tích sông biển tại lỗ khoan LKST [3]
Bề dày của trầm tích sông biển hệ thuộc hệ tầng Hậu Giang tại lỗ khoan LKTV dày khoảng 1,8m (hình 3.19).
Tại lỗ khoan LK-2TB, trầm tích bắt gặp chủ yếu là cát bột màu xám, xám xanh có lẫn vụn sinh vật, đôi chỗ xen kẹp lớp sét bột mỏng. Thành phần trầm tích gồm cát chiếm khoangr 58,2%, bột 29,1%, sét 12,7%, Md = 0,07, chọn lọc kém So
= 2,24, Sk = 0,41. Trong trầm tích gặp các giống loài vi cổ sinh: Ammonia
annectens, Pseudorotalia schroeteriana, Operculina sp,… * Trầm tích biển (mQ21- 2)
Trầm tích biển thuộc hệ tầng Hậu Giang trong vùng nghiên cứu gặp trong các lỗ khoan tại các độ sâu khác nhau: LKST (12,7-20,4m), LKTV (8 – 22,5m), LK99-1 (15,5 – 20,6m), LK-2TB (21 – 26m), LK-1AT (8-19,5m). Bề dày trầm tích trong các lỗ khoan cũng khác nhau, trong mỗi lỗ khoan, trầm tích biển được phân chia thành nhiều tập có thành phần khác nhau. Thành phần trầm tích chủ yếu là sét, sét bột (hình 3.8) . Trong đó sét: 62,33%; bột: 23,43%; cát: 14,00%; kích thước hạt trung bình Md = 0,06mm; độ chọn lọc So:2,81; hệ số đối xứng Sk: 1,24. Trầm tích
chứa bào tử phấn hoa: Polypodium sp., Cyathea sp., Osmunda sp., Acrostichum sp.; và vi cổ sinh: Pseudorotalia schroeteriana, Bolivina dinatata, Ammonia scapha.
Trong vùng nghiên cứu, bề dày của trầm tích dao động từ 6,8m đến 13,7m, độ sâu phân bố từ 12,7m-18m đến 26,4-36,5m.
53
Hình 3. 8. Trầm tích biển tuổi holocen sớm giữa tại lỗ khoan LKTV [3] Tuổi của thành tạo được xác định dựa vào kết quả vi cổ sinh và tuổi tuyệt đối (C14) trong các lỗ khoan máy. Trong lỗ khoan LK-1AT ở độ sâu 18,0-19,5m, kết quả phân tích C14 xác định 7.430±80 năm, trong lỗ khoan LKTV ở độ sâu 23,4 - 24m, kết quả phân tích C14 xác định 7.470 ± 240 năm, tương tương với các thành tạo địa chất tuổi Holocen sớm - giữa.
Về quan hệ địa tầng: trầm tích biển Holocen sớm giữa phía dưới phủ trên bề mặt trầm tích Q13b đôi khi chúng chuyển ngang tướng sang trầm tích sông biển, phía trên bị phủ bởi trầm tích Holocen thượng.
b. Đặc điểm tướng trầm tích trong Holocen muộn * Trầm tích sông biển (amQ23)
Trầm tích hỗn hợp sông biển trong holocen muộn bắt gặp ở hầu hết các lỗ khoan, ở nhiều độ sâu khác nhau (hình 3.9, 3.10) có bề dày dao động từ 2 - 15m. Chúng có quan hệ địa tầng phủ trên trầm tích holocen sớm - giữa và đôi chỗ chuyển tướng ngang với các trầm tích biển - sông - đầm lầy trong khu vực nghiên cứu.
Thành phần thạch học khá đồng nhất chủ yếu là sét bột, bột sét phần dưới của mặt cắt có lẫn các thấu kính cát hạt mịn, vỏ sò ốc. Hàm lượng sét: 70-80%; cát: 20-30%. Trầm tích có độ chọc lọc khá, mài tròn tốt đến trung bình, thường có màu xám nâu, xám trắng, xám xanh, xám vàng đôi chỗ bị rỉ đốm, loang đỏ vàng, xuống
sâu có màu xám, xám xanh và có chứa Foraminifera: Asterorotalia sp., Ammonia sp., Elphidium sp.. và bào tử phấn hoa gặp một số dạng: Stenochlaena sp.,
54
Acrostichum sp., Microsium sp., Rhizophora sp., Sonneratia sp., Nypa sp., Poaceae, Euphorbiaceae...
Hình 3. 9. Trầm tích sông biển holocen sớm trong lỗ khoan LKST [3]
Hình 3. 10. Trầm tích sông biển holocen sớm trong lỗ khoan LKTV [3]
* Trầm tích biển - sông - đầm lầy (mabQ23)
Các thành tạo trầm tích nguồn gốc biển - sông - đầm lầy tuổi Holocen muộn gặp trong lỗ khoan LK99-1 khu vực Vĩnh Châu - Sóc Trăng độ sâu 2-5m, lỗ khoan LK-2TB ở độ sâu 0-5m và lỗ khoan LKST ở độ sâu 0-5,1m (hình 3.11), chúng phát triển trên các khu vực có bãi triều lầy, khu vực có rừng ngập mặn phát triển. Thành
55
phần vật liệu trầm tích chủ yếu là bùn sét, bùn cát màu xám tới xám đen, giàu mùn thực vật, rễ cây và thân cây đang bị phân hủy tạo mùn. Trong cát chiếm khoảng 5 - 10%, bột khoảng 20 - 45% và sét khoảng 40 - 65%, còn lại là vụn sinh vật. Cát hạt mịn độ mài tròn, chọn lọc trung bình. Chiều dày thay đổi 3 - 8m.
56
57
Hình 3. 13. Cột địa tầng lỗ khoan LK-2TB: ấp Mỏ ó, xã Trung Bình, huyện Long Phú, tỉnh Sóc Trăng [5]
58
Hình 3. 14. Cột địa tầng lỗ khoan LKST thuộc xã Trung Bình, huyện Long Phú, tỉnh Sóc Trăng [3]
59
Hình 3. 15. Cột địa tầng lỗ khoan LK-1AT ở nông trường 30/4, xã An Thạnh Nam, Huyện Cù Lao Dung, tỉnh Sóc Trăng [5]
60
Hình 3. 16. Cột địa tầng lỗ khoan LKTV thuộc xã Long Hữu, huyện Duyên Hải, tỉnh Trà Vinh [3]
61
Hình 3. 17. Sơ đồ mặt cắt liên kết các cột địa tầng lỗ khoan khu vực sông Hậu 3.3. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP
Đặc điểm địa tầng phân tập Pleistocen muộn - Holocen khu vực châu thổ ngầm sông Hậu được xác định dựa trên việc liên kết các tài liệu địa chấn địa tầng và các mặt cắt lỗ khoan bãi triều. Qua nghiên cứu, xác định được 3 miền hệ thống trầm tích có mặt trong khu vực nghiên cứu, cụ thể như sau:
3.3.1. Miền hệ thống biển thấp (LST)
LST là tập hợp các thành tạo trầm tích hình thành trong giai đoạn mức nước biển hạ từ mức cực đại đến cực tiểu và dâng tương đối chậm trong khi tốc độ trầm tích lại tương đối cao. Trong khu vực nghiên cứu, miền hệ thống trầm tích này được thể hiện bởi tập địa chấn U1 gặp trong các mặt cắt địa chấn nông phân giai cao trong vùng nghiên cứu (hình 3.2, 3.3). LST được giới hạn bởi hai bề mặt: i) Bề mặt bào mòn biển thấp (LES- lowstand erosion surface) hình thành do quá trình bào mòn các thành tạo trầm tích lắng đọng trong chu kỳ trước. Quá trình bào mòn này tạo nên một bất chỉnh hợp, trong trường hợp này cũng được gọi là một ranh giới tập (SB), đánh dấu sự kết thúc một tập trầm tích và bắt đầu một tập trầm tích mới; ii) Bề mặt biển tiến (TS) hoặc bào mòn biển tiến (RS - ravinement surface) hình thành khi tốc độ tạo không gian tích tụ vượt quá tốc độ cung cấp trầm tích.
62
Trong vùng nghiên cứu, trường sóng địa chấn của LST có hai dạng: i) dạng lấp đầy các rãnh đào khoét (hình 3.2, 3.3); ii) dạng kết thúc phản xạ kiểu phủ đáy (downlap) xuống bề mặt bào mòn biển thấp và bào mòn cắt cụt (truncation) dưới bề mặt biển tiến (hình 3.2). Miền hệ thống LST gặp trong một số mặt cắt địa chấn với chiều dày thay đổi từ 0 - 20m. Một số tuyến địa chấn vắng mặt LST (hình 3.4) do trong giai đoạn hạ thấp mực nước biển khu vực này không tích tụ trầm tích hoặc xảy ra quá trình bào mòn mạnh mẽ.
Qua liên kết đối sánh với các cột địa tầng lỗ khoan trong khu vực bãi triều của vùng nghiên cứu cho thấy, miền hệ thống trầm tích biển thấp này tương ứng với trầm tích sông biển tuổi pleistocen muộn, và chỉ bắt gặp ở lỗ khoan LK-2TB (32,7- 75,5m). Còn ở hầu hết các lỗ khoan khác trong vùng nghiên cứu, trầm tích này đã bị phong hóa bào mòn, chỉ còn bắt gặp tầng trầm tích biển nằm bất chỉnh hợp phía dưới đã bị phong hóa loang lổ (hình 3. 17).
3.3.2. Miền hệ thống biển tiến (TST)
TST bao gồm các trầm tích hình thành trong suốt giai đoạn mực nước biển tương đối dâng nhanh hơn tốc độ cung cấp trầm tích, được giới hạn dưới bởi bề mặt biển tiến (TS -transgressive surface) hoặc bề mặt bào mòn biển tiến (RS) và giới hạn trên bởi bề mặt ngập lụt cực đại (MFS - maximum flooding surface). Trên các băng địa chấn nông phân giải cao MHT này luôn có mặt, được thể hiện bởi hai tập địa chấn U2 và U3. Tập U2 có dạng kề áp (onlap) vào ranh giới tập (SB) tại những nơi vắng mặt LST (hình 3.3, 3.4). Tập U3 có đặc trưng trường sóng phản xạ nằm ngang song song, độ liên tục tốt, biên độ phản xạ trung bình - mạnh. Tập U3 thường lộ ra trên bề mặt đáy biển ở độ sâu cột nước biển lớn hơn 20m. Bề dày của TST thường từ 20m đến 30m.
Qua liên kết đối sánh với các cột địa tầng lỗ khoan trong khu vực bãi triều của vùng nghiên cứu cho thấy, miền hệ thống trầm tích biển tiến này tương ứng với các trầm tích biển và sông biển tuổi Holocen sớm - giữa. Chúng có mặt trong tất cả các lỗ khoan đối sánh và nằm bất chỉnh hợp trên bề mặt sét phong hóa loang lổ
63
trong vùng nghiên cứu. Với thành phần trầm tích phân dị từ mịn đến thô theo chiều từ trên xuống (hình 3.17).
3.3.3. Miền hệ thống biển cao (HST)
HST hình thành trong suốt giai đoạn mực nước biển cao trong một chu kỳ khi tốc độ dâng cao mực nước biển giảm dần đến không và bắt đầu chuyển sang giai đoạn hạ thấp. Miền hệ thống trầm tích này được thể hiện bởi tập U4 và luôn bắt gặp trên các băng địa chấn nông phân giải cao với cấu tạo đặc trưng là nghiêng song song, kề áp trên bề mặt ngập lụt cực đại (hình 3.2 - 3.4).
Qua liên kết đối sánh với các cột địa tầng lỗ khoan trong khu vực bãi triều của vùng nghiên cứu cho thấy, miền hệ thống trầm tích biển cao này tương ứng với các sông biển và biển - sông - đầm lầy tuổi Holocen muộn.
64
CHƯƠNG 4
TIẾN HÓA TRẦM TÍCH CHÂU THỔ NGẦM SÔNG HẬU TRONG PLEISTOCEN MUỘN - HOLOCEN
4.1. DAO ĐỘNG MỰC NƯỚC BIỂN TRONG PLEISTOCEN MUỘN, PHẦN MUỘN - HOLOCEN MUỘN - HOLOCEN
Khu vực châu thổ ngầm sông Hậu là một bộ phận nằm trong hệ thống đồng bằng sông cửu long (ĐBSCL), do đó, dao động mực nước biển khu vực châu thổ ngầm sông Hậu cũng nằm trong xu thế chung của sự dao động mực nước biển ở khu vực ĐBSCL. Kế thừa kết quả nghiên cứu từ Đề tài KC09.06/06-10 [3] có thể hình dung quá trình dao động mực nước biển ở khu vực nghiên cứu đã diễn ra như sau:
Thời kỳ cuối Pleistocen muộn, khu vực nghiên cứu đang trong chu kỳ băng hà cuối cùng Wurm2, mực nước biển hạ thấp ở ~(-) 100m so với ngày nay, làm bề mặt địa hình lộ ra và chịu tác động mạnh mẽ của quá trình phong hóa, bào mòn hình thành những bề mặt lồi lõm, xẻ rãnh.
Tiếp ngay sau đó là thời kỳ biển tiến Flandrian bắt đầu diễn ra vào khoảng 18.000 - 20.000 năm cách ngày nay, mực nước biển trong khu vực nghiên cứu cũng dâng lên với tốc độ khá cao ~ 9,5mm/năm (khoảng ~ 14.000 đến 10.000 năm BP). Từ khoảng 9.000 - 8.000 năm BP, biển tiến đã tràn qua khu vực nghiên cứu.
Sau thời gian ngưng nghỉ, mực biển bắt đầu từ từ hạ thấp với tốc độ nhỏ ~ 1,8mm/năm, đạt tới độ cao ~ +2m vào khoảng 4.500-4.000năm BP. Lúc này mực nước biển tạm thời ngưng nghỉ, hình thành bậc thềm biển, ngấn nước có độ cao ~ 2m. Sau đó biển dâng cao trở lại với tốc độ nhỏ ~ 0,4mm/ năm và đạt tới độ cao ~ 2,5m vào khoảng 3.500- 3.000 năm BP. Tại thời điểm này mực nước tạm thời ngưng và hình thành ngấn nước có độ cao ~ 2,5m. Từ ~ 3.000 năm Bp đến nay biển từ từ rút khỏi vùng nghiên cứu với tốc độ chậm ~ 0,78mm/năm cho đến đường bờ hiện tại.
4.2. TIẾN HÓA TRẦM TÍCH TRONG PLEISTOCEN MUỘN, PHẦN MUỘN - HOLOCEN HOLOCEN
Lịch sử phát triển châu thổ ngầm sông Hậu trong Pleistocen muộn, phần muộn - Holocen gắn liền với quá trình dao động mực nước biển tương đối xảy ra trong giai đoạn này. Trên cơ sở nghiên cứu địa tầng phân tập từ tài liệu địa chấn địa
65
tầng và các tài liệu lỗ khoan đối sánh có thể nhận thấy rõ ràng rằng từ Pleistocen muộn, phần muộn đến nay trên khu vực châu thổ ngầm sông Hậu đã hình thành 1 tập (sequence) trầm tích hay một chu kỳ trầm tích. Đây là chu kỳ trầm tích cuối cùng trong lịch sử phát triển trầm tích Đệ Tứ được hình thành tương ứng với thời kỳ mực nước biển tương đối hạ từ điểm cực đại trong chu kỳ băng hà cuối cùng Wurm2 và kết thúc tại thời điểm mực nước biển dâng đến điểm cực đại tiếp theo trong chu kỳ biến tiến Flandrian. Chu kỳ trầm tích này lần lượt phát triển theo 3 giai đoạn, cụ thể như sau:
1. Giai đoạn biển thoái Pleistocen muộn, phần muộn (Q13b 36.000 - 20.000 BP);
2. Giai đoạn biển tiến Plestocen muộn - Holocen giữa (Q13b-Q21-2 20.000 - 8.000 năm BP);
3. Giai đoạn biển thoái cao Holocen giữa - muộn (Q22-3 8.000 - nay). 4.2.1. Giai đoạn biển thoái Pleistocen muộn (Q13b 36.000 - 20.000 BP)
Thuật ngữ biển thoái ở đây được gọi chung cho biển thoái cưỡng bức (forced regression) và biển thoái thấp (lowstand normal regression) xảy ra khi mực nước bắt đầu hạ từ điểm cực đại đến điểm cực tiểu (biển thoái cưỡng bức) và dâng trở lại đến khi tốc độ dâng bằng tốc độ cung cấp trầm tích (biển thoái thấp) hình thành miền hệ thống trầm tích LST (hình 2.8).
Tham khảo các kết quả phân tích mẫu tuyết đối C14 của sú vẹt trong trầm tích đầm lầy ven biển thuộc hệ tầng Mộc Hóa và Long Toàn trong các lỗ khoan trên đồng bằng Nam Bộ cho tuổi là 35.800±2800 ka BP (Phước Tân, Đồng Nai) và Phú Quốc là 36.984±1500 yrBP. Điều này cho thấy vào thời điểm trên mực nước biển đang ở trong lục địa hiện tại trước khi rút ra phía đông nam để bắt đầu chu kỳ trầm tích cuối cùng. Theo đó, quá trình hạ thấp mực nước biển trong giai đoạn Pleistocen muộn, phần muộn cũng đã diễn ra ở khu vực châu thổ ngầm sông Hậu, kết quả là hình thành miền hệ thống trầm tích LST. Bằng chứng là việc phát hiện bề mặt bất chỉnh hợp SB, đáy của tập U1 trên các băng địa chấn nông độ phân giải cao. Đối sánh với các tài liệu lỗ khoan bãi triều và ống phóng trong khu vực nghiên cứu, bề
66
mặt này tương ứng với bề mặt lớp sét bột rắn chắc nguồn gốc biển bị phong hóa loang lổ (hình 3.6).
Quá trình hạ thấp mực nước biển đã làm cho tầng sét biển với màu sắc nguyên thủy ban đầu là xám xanh bị phong hóa hóa học trong điều kiện lục địa biến thành màu sắc loang lổ xám xanh, nâu, đỏ và vàng. Thậm chí trong tầng trầm tích này còn bắt gặp cả sạn sỏi là kết vón laterit màu nâu đỏ mài tròn tốt là sản phẩm phong hóa hóa học khá triệt để. Có thể thấy rõ đặc điểm trầm tích này trong các lỗ khoan máy bãi triều: LK99-1 (ở độ sâu 20,6 - 33m), LK-1AT (ở độ sâu 19,5- 28,5m), LKST (ở độ sâu 20,4- 34m), LKTV (ở độ sâu 24,3 -40m).
Tuy nhiên, không phải ở đâu trong vùng nghiên cứu cũng đều bắt gặp này. Tại một số vị trí phát hiện trên các tuyến T4 (phía ngoài duyên hải tỉnh Trà Vinh), T5 (phía ngoài Cửa Mỹ Thạnh - Sóc Trăng), thay cho bề mặt này là các biểu hiện đào khoét và lấp đầy bởi trầm tích sông.
Nhìn chung, khi mực nước biển hạ, đa phần vùng nghiên cứu bị bào mòn tạo địa hình gồ ghề, không tích tụ trầm tích nhưng một số khu vực khác vẫn diễn ra quá trình trầm tích, đó chính là trên các lòng sông. Kết quả nghiên cứu của Schimanski