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 và Stattegger [24] trên thềm lục địa Đông Nam Việt Nam cho thấy bề mặt bất chỉnh hợp này kéo ra đến độ sâu khoảng 120m nước sau đó chuyển sang chỉnh hợp tương đương (correlative conformity) (hình 4.1). Cùng với các kết quả nghiên cứu khác cho thấy mực nước biển hạ thấp nhất là khoảng 120m nước so với mực nước biển hiện tại vào khoảng 18.000 - 20.000 yrBP.
Hình 4. 1. Mặt cắt cắt địa chấn nông phần rìa ngoài thềm lục địa Đông Nam Việt
67
Như vậy, giai đoạn biển thoái Pleistocen muộn, phần muộn đã diễn ra trong khoảng thời gian từ 36.000 - 20.000 năm BP hình thành bề mặt bất chỉnh hợp SB là ranh giới tập và miền hệ thống trầm tích biển thấp (LST). Tuy nhiên miền hệ thống trầm tích này không liên tục trên toàn khu vực nghiên cứu mà chỉ bắt gặp ở một số vị trí phía ngoài duyên hải tỉnh Trà Vinh và cửa Mỹ Thạnh. Chúng được tìm thấy trên các băng địa chấn nông phân giải cao tương ứng với tập U1 (hình 3.2 – 3.3) với hai kiểu phản xạ đặc trưng: dạng xiên chéo và dạng lấp đầy các dòng chảy. Trong cột địa tầng lỗ khoan, tầng trầm tích này có thể là trầm tích sông biển tuổi Pleistocen muộn thuộc lỗ khoan LK-2TB ở khu vực cửa Mỹ Thạnh.
Bề dày của miền hệ thống trầm tích LST thay đổi trong khoảng từ 5 - 25m. 4.2.2. Giai đoạn biển tiến Plestocen muộn - Holocen giữa (Q13b-Q21-2 20.000 - 8.000 năm BP)
Giai đoạn biển tiến sau biển thoái xảy ra từ khoảng từ 20.000 đến 8.000 năm BP từ ngoài thềm lục địa tương ứng với độ sâu 120m nước đến gần PhnomPenh được gọi là biển tiến Flandrian, hình thành miền hệ thống trầm tích biển tiến (TST) trên khu vực nghiên cứu.
Miền hệ thống trầm tích này được phát hiện ứng với hai tập địa chấn U2 và U3. Các đặc trưng trường sóng của tập U2 cho thấy chúng được hình thành trong thời kỳ đầu của giai đoạn biển tiến, lấp đầy các thung lũng đào khoét trong giai đoạn biển thấp. Miền hệ thống trầm tích này phủ trực tiếp trên miền hệ thống trầm tích biển thoái trước đó, đôi chỗ vắng mặt trầm tích LST, chúng phủ trực tiếp lên bề mặt bất chỉnh hợp SB là tầng sét phong hóa loang lổ được hình thành trong giai đoạn biển thoái trước đó. Bề dày của tập U2 khá lớn, khoảng 10 - 20m.
Ở một số khu vực, vắng mặt tập U2, tập U3 phủ trực tiếp trên tập U1. Ranh giới giữa chúng chính là bề mặt bào mòn biển tiến (RS) là bề mặt hình thành trong giai đoạn biển tiến do hoạt động của sóng biển hoặc thủy triều tạo nên các bề mặt bào mòn hoặc các lạch đào khoét khá sâu trong bối cảnh tốc độ cung cấp trầm tích thấp. Tập U3 có đặc trưng trường sóng ngang song song, độ liên tục tốt cho thấy trầm tích hình thành trong môi trường biển có chế độ thủy động lực khá yên tĩnh,
68
tốc độ trầm tích thấp. Tập trầm tích này hình thành trong thời kỳ cuối của biển tiến Flandrian, khi tốc độ dâng cao mực nước biển giảm và gần đạt đến mực cực đại. Các thành tạo này gặp trong các ống phóng trọng lực và lỗ khoan bãi triều LKST, LKTV, LK-2TB (hình 3.12 -3.16),… với thành phần chính là sét bột màu xám xanh tương đối đồng nhất tương ứng với hệ tầng Hậu Giang phân bố trong khu vực nghiên cứu. Ranh giới trên của tập U3 chính là bề mặt ngập lụt cực đại (MFS), bề mặt kết thúc quá trình biển tiến khi đường bờ tiến xa nhất về phía lục địa trong giai đoạn biển tiến.
Hình 4. 2. Trầm tích sét bột mầu xám xanh tương đối đồng nhất ở LKTV [3] 4.2.3. Giai đoạn biển thoái cao Holocen giữa - muộn (Q22-3 8.000 - nay)
Giai đoạn biển thoái cao (hightstand normal regression) (hình 9) là giai đoạn mực nước biển đang dâng gần đạt đến mức cực đại nhưng tốc độ nhỏ hơn tốc độ cung cấp trầm tích và hình thành lên miền hệ thống trầm tích biển cao (HST).
Nghiên cứu dao động mực nước biển ở miền bắc Việt Nam cho thấy mực nước biển đã đạt tới điểm cực đại ở độ cao khoảng hơn 4m vào thời gian khoảng 5.000 – 5.500 năm BP [3]. Tuy nhiên ở phía bắc châu thổ sông Mê Công và sông Đồng Nai mực nước biển đạt cực đại ở độ cao 1-2m vào thời gian 6.500 - 6.000 yrBP, khoảng 2.000 yrBP mực nước biển bằng hoặc thấp hơn mực nước hiện tại. Theo Tamura, T. và nnk, biển ngập lụt cực đại tiến đến cách PhnomPenh về phía đông nam từ 20 - 50 km ở 8.000 yrBP. Cũng theo Theo Tamura, T. và nnk. từ kết
69
quả nghiên cứu tuổi nhiệt huỳnh quang của các giồng cát vùng châu thổ sông Mê Công, trong khoảng thời gian từ 3500 yrBP đến nay bờ biển liên tục tiến về phía biển (biển thoái). Như vậy, cho dù mực nước biển hạ xuống (từ 6000 - 2000 ka BP), đứng yên hay dâng lên (2000 yrBP đến nay) thì bờ biển châu thổ sông Me Kông vẫn liên tục tiến ra biển.
Trong khu vực nghiên cứu, đặc trưng cho giai đoạn biển thoái cao chính là tập U4 (hình 3.2-3.4) với đặc trưng trường sóng địa chấn liên tục, nghiêng song song, phủ đáy (downlap) trên bề mặt ngập lụt cực đại. Bề mặt ranh giới phía trên của HST chính là bề mặt đáy biển với độ dốc khá lớn, tương ứng với địa hình sườn châu thổ, kết thúc ở độ sâu từ 20 - 25m nước. Độ sâu này cũng chính là ranh giới ngoài của châu thổ ngầm sông Hậu, đây cũng là giới hạn ngoài cùng của quá trình phân dị trầm tích vụn cơ học hiện đại. Ranh giới này trùng với ranh giới trường trầm tích tầng mặt mịn nhất (bùn xám nâu) (hình 4.3a), phía ngoài là trường trầm tích hạt thô hơn (cát, cát bùn xám xanh) (hình 4.3b) hình thành trong giai đoạn biển tiến.
Miền hệ thống trầm tích HST được tìm thấy trong các lỗ khoan bãi triều với trầm tích đặc trưng kiểu sông biển đầm lầy có thành phần 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. Chúng có bề dầy khá mỏng và phân bố ngay trên bề mặt đáy biển.
a
b
Hình 4. 3. Trầm tích tầng mặt bùn xám nâu sườn châu thổ hiện đại (a), cát hạt mịn xám xanh Holocen giữa (b)
70
KẾT LUẬN
Nghiên cứu tiến hóa trầm tích Pleistocen muộn - Holocen trên cơ sở địa chấn - địa tầng, tướng trầm tích và địa tầng phân tập khu vực châu thổ ngầm sông Hậu cho phép đi đến một số kết luận sau:
1. Trong các mặt cắt địa chấn nông phân giải cao khu vực nghiên cứu trong Pleistocen muộn - Holocen đã xác định được ba bề mặt ranh giới chính là ranh giới của ba tập địa chấn đã được xác định bao gồm:
i) Bề mặt bào mòn biển thấp (đáy tập U1) đồng thời là ranh giới tập (SB); ii) Bề mặt bào mòn biển tiến (đáy tập U2 và U3) (RS);
iii) Bề mặt ngập lụt cực đại (đáy tập U4) (MFS).
2. Theo tài liệu lỗ khoan bãi triều, trong Pleistocen muộn - Holocen đã xác định được các nhóm tướng trầm tích có tuổi như sau: Nhóm tướng trầm tích am
m có màu sắc phong hóa loang lổ có tuổi Pleistocen muộn; Nhóm tướng trầm tích am m có tuổi Holocen sớm – giữa (Q21-2); Nhóm tướng trầm tích am mab có tuổi Holocen muộn (Q23).
3. Giai đoạn Pleistocen muộn, phần muộn – Holocen, khu vực nghiên cứu đã hình thành 1 tập (sequence) trong hệ thống địa tầng phân tập bao gồm ba miền hệ thống trầm tích: i) Miền hệ thống trầm tích biển thấp (LST); ii) Miền hệ thống trầm tích biển tiến (TST) và miền hệ thống biển cao (HST).
4. Trầm tích Pleistocen muộn – Holocen có lịch sử tiến hóa liên quan chặt chẽ với sự dao động mực nước biển theo 3 giai đoạn sau:
i) Giai đoạn biển thoái cưỡng bức và biển thoái thấp (FR và LNR) xảy ra vào đầu Pleistocen muộn, phần muộn (36.000-20.000 yrBP) hình thành bề mặt bào mòn biển thấp trên nhóm tướng trầm tích am, m bị phong hóa loang lổ;
71
ii) Giai đoạn biển tiến xảy ra trong cuối Pleistocen muộn, phần muộn - Holocen giữa (20.000-8.000 yrBP) hình thành miền hệ thống trầm tích biển tiến (TST) bao gồm các tướng am m.
iii) Giai đoạn biển thoái cao (HNR) xảy ra trong Holocen giữa - muộn (8.000 yrBP - nay) hình thành miền hệ thống trầm tích biển cao (HST) với nhóm tướng am mab.
72
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
1. Lê Đức An (1996), “Về dao động mực nước biển ở thềm lục địa ven bờ
Việt Nam trong Holocen”, Tạp chí Các khoa học về trái đất, (18/4), tr. 365 -367.
2. Nguyễn Biểu và nnk (2000), Nghiên cứu lập sơ đồ tướng đá cổ địa lý
Pliocen - Đệ tứ thềm lục địa Việt Nam (0 - 200 m nước) tỷ lệ 1:1.000.000, báo cáo
tổng kết đề tài mã số KH - CN 06-11-2, Lưu trữ tại viện KH & CNVN, Hà Nội. 3. Nguyễn Địch Dỹ và nnk (2004), Nghiên cứu biến động cửa sông và môi
trường trầm tích Holocen - hiện đại vùng ven bờ châu thổ sông Cửu Long, phục vụ phát triển bền vững kinh tế - xã hội. Đề tài khoa học cấp nhà nước, mã số:
KC09/06-10.
4. Doãn Đình Lâm (2003), “Lịch sử tiến hóa trầm tích Holocen châu thổ
sông Hồng”, Luận án Tiến sĩ Địa chất.
5. Vũ Trường Sơn (2010), “Khảo sát, đánh giá tiềm năng tài nguyên khoáng sản vùng biển ven bờ tỉnh sóc trăng, tỷ lệ 1:100.000”. Đề án cấp nhà nước, lưu trữ tại Trung tâm Địa chất và Khoáng sản biển, Hà Nội
6. Nguyễn Văn Lập, Tạ Thị Kim Oanh (2004),“Môi trường trầm tích
Pleistocen muộn - Holocen vùng Cà Mau”, Tạp chí Các Khoa học về Trái đất,
26(2), tr. 170-180.
7. Nguyễn Văn Lập, Tạ Thị Kim Oanh (2012),“Trầm tích giồng cát huyện
Duyên Hải, tỉnh Trà Vinh và tiến hóa Holocen châu thổ sông Cửu Long”, Tạp chí
các Khoa học về Trái đất, 34(3ĐB), tr. 335-340.
8. Trần Nghi (2010), Giáo trình Trầm tích luận trong nghiên cứu Dầu
khí, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội.
9. Trần Nghi (2003), Giáo trình Trầm tích học, NXB Đại học Quốc gia
Hà Nội.
10. Trần Nghi, Đinh Xuân Thành và nnk (2005),“Quy luật chuyển tướng lòng sông cổ của trầm tích Neogen muộn - Đệ tứ trong mối quan hệ với hoạt động
kiến tạo vùng đồng bằng Nam Bộ”, Tạp chí khoa học công nghệ biển, 3 (5), 2005,
tr.1 - 9.
11. Trần Nghi, Đinh Xuân Thành (2000),“Tiến hóa trầm tích và cổ địa lý
giai đoạn Pliocen - Đệ tứ lãnh thổ và lãnh hải Việt Nam”, Tạp chí địa chất, loạt A,
phụ trương 2000, tr. 19 - 29.
12. Trần Nghi, Đinh Xuân Thành và nnk (2004),“Nhìn lại sự thay đổi mực nước biển trong đệ tứ trên cơ sở nghiên cứu trầm tích vùng ven biển và biển nông ven