Trên các băng địa chấn nông phân giải cao và các lỗ khoan bãi triều cũng như trong các đồng bằng ven biển xác định được ranh giới Pliocen - Đệ tứ. Ranh giới này cũng là một bề mặt bất chỉnh hợp khu vực.
Đáy Đệ tứ trên đa số các tuyến đã được xác định nhờ sự khác biệt của trường sóng địa chấn. Đặc trưng của trầm tích Pliocen là phản xạ mạnh, độ dốc các mặt phản xạ lớn hơn so với trầm tích Đệ tứ. Mặt khác các tập địa chấn Đệ tứ có thể phân biệt được rõ ràng hơn, bề dày lớn hơn (hình 3.4 - 3.5). Trong các lỗ khoan bãi triều và đồng bằng ven biển, đáy Đệ tứ được xác định là bất chỉnh hợp với các thành tạo cổ hơn. Trầm tích Đệ tứ thường ở dạng bở rời hoặc gắn kết yếu còn trầm tích Pliocen đã gắn kết tốt. Trong đa số các lỗ khoan, trầm tích Đệ tứ thường phủ bất chỉnh hợp trên các thành tạo trước Kainozoi (bảng 3.2).
Hình 3.4. Mặt cắt địa chấn nông phân giải cao tuyến MĐC 57-58-59
Trong khu vực nghiên cứu, tính từ đới bãi triều đến mép thềm lục địa hiện đại, bề dày trầm tích Đệ tứ tăng dần. Từ mép thềm trở xuống, bề dày lại giảm dần (hình 3.2, 3.3).
Bảng 3.2. Bề dày trầm tích Đệ tứ trong các lỗ khoan bãi triều và đồng bằng ven biển khu vực nghiên cứu
TT Lỗ khoan Vị trí Bề dày trầm tích Đệ tứ Thành tạo lót đáy Đệ tứ
1 LK5-BĐ Xã Phước Sơn, Tuy Phước,
Bình Định 69,3m
Granit phức hệ Đèo Cả
2 LK1-TH Bãi triều thị trấn Phú Lâm,
Tuy Hòa, Phú Yên. 65m
Cát bột kết Pliocen
3 LK2-KH Bãi triều xã Ninh Hà, Ninh
Hòa, Khánh Hòa 19,8m
Granit phức hệ Đinh Quán
4 124-CMT-1X Ngoài khơi Vũng Rô, Khánh
Hòa (độ sâu 180m nước) 330m Trầm tích Pliocen
5 124-HT-1X Ngoài khơi Vũng Rô, Khánh
Hòa (độ sâu 177,5m nước) 319,5m Trầm tích Pliocen
3.2. Đặc điểm tƣớng đá
Nghiên cứu tướng trầm tích chứa đựng các nội dung hết sức phong phú phản ánh những đặc trưng về thành phần thạch học, cổ sinh vật và môi trường thủy động lực cũng như đặc trưng địa hoá môi trường vận chuyển và lắng đọng trầm tích.
Để làm cơ sở cho việc phân chia địa tầng Pliocen - Đệ tứ vùng nghiên cứu, khóa luận sử dụng ranh giới tuổi tuyệt đối theo thang địa tầng quốc tế 2008 (trước Holocen sớm); theo Nguyễn Địch Dỹ, 2010 (ranh giới Holocen sớm/Holocen giữa và ranh giới Holocen giữa/Holocen muộn) (Hình 3.6).
Cơ sở để vạch các ranh giới trong kỷ Đệ tứ được dựa trên các kết quả nghiên cứu về: cổ sinh (bào tử phấn, foraminifera, tảo silic và mollusca); thành phần trầm
tích và tính chu kỳ của nó trong mối quan hệ với biển thoái, biển tiến; các lớp phong hoá sau mỗi pha biển tiến; tướng và môi trường trầm tích trong mối quan hệ với biển thoái - biển tiến; tuổi tuyệt đối: C14, TL và OSL.
Hình 3.6. Thang địa tầng Pliocen - Đệ tứ vùng nghiên cứu
Tuy nhiên để áp dụng việc phân chia địa tầng Pliocen - Đệ tứ trên đất liền cho phần ngập nước quả là một điều hết sức khó khăn song đấy lại là cơ sở quan trọng cho việc nghiên cứu tướng tướng trầm tích. Bởi vậy, phải dựa trên những căn cứ khoa học và những dấu hiệu trực tiếp như những nhân chứng lịch sử được thu thập qua nhiều lần khảo sát trên đáy biển thềm lục địa Việt Nam và các vùng kế cận: 1/ Dấu hiệu địa hình - địa mạo về các bậc thềm biển ngập nước, dấu ấn mài mòn do sóng vỗ ven bờ phân bố có quy luật theo độ sâu.
2/ Thành phần độ hạt trầm tích tầng mặt phân bố thành các trường đặc biệt được coi là bằng chứng của đới bờ biển cổ:
- Cuội, sạn mài tròn tốt tạo thành dải khuôn theo đường đẳng sâu đó là bằng chứng của bãi triều cổ do sóng tác động.
- Đê cát ngầm chọn lọc tốt chạy song song với đường đẳng sâu cộng sinh với các thể sét bùn cổ là bằng chứng về tổ hợp cộng sinh tướng đê cát - lagoon ven bờ có sóng hoạt động mạnh.
3/ Sự có mặt các hệ thống nón quạt cửa sông với mạng lưới lòng sông cổ và lạch triều dạng rẻ quạt hoặc cành cây là bằng chứng của một hệ châu thổ tàn dư đã từng hình thành và phát triển ngay trên đới bờ cổ.
4/ Các tập phản xạ địa chấn tương ứng với các chu kỳ trầm tích, mặt cắt đầy đủ nhất bao gồm 8 chu kỳ: - Pliocen sớm (N21) - Pliocen giữa (N22) - Pliocen muộn (N23) - Pleistocen sớm (Q11) - Pleistocen giữa, phần sớm (Q12a) - Pleistocen giữa, phần muộn (Q12b) - Plestocen muộn, phần sớm (Q13a)
- Pleistocen muộn, phần muộn - Holocen (Q13b- Q2)
5/ Dấu hiệu lòng sông cổ và lạch triều phát triển trong phần dưới của một chu kỳ tương ứng với thời kỳ biển lùi, lục địa mở rộng và hoạt động của sông thắng thế.
6/ Dấu hiệu biển tiến thấy rõ trong mặt cắt địa chấn là phân lớp ngang song song hoặc sóng ngang thường có mặt phản xạ rõ, sắc nét do bị phong hoá bề mặt.
7/ Tuổi tuyệt đối: C14
, TL và OSL.
8/ Phân tích thành phần trầm tích qua mẫu ống phóng trọng lực:
- Quan sát bề dày và sự phân bố của tầng sét xám xanh vũng vịnh giàu monmorilonit, có tính chất đánh dấu.
- Quan sát diện và độ sâu phân bố của tầng sét loang lổ biển thoái do ảnh hưởng của các giai đoạn băng hà.
9/ Sự có mặt các lớp than bùn trên đáy biển ở các độ sâu khác nhau và sự xuất hiện các trường cát, sóng cát chứa sạn laterit là bằng chứng của đới bờ cổ Pleistocen muộn - Holocen sớm (Q13b
- Q21). Sóng hoạt động mạnh bào mòn và tái lắng đọng tầng trầm tích loang lổ.
10/ Cuối cùng là phương pháp tích - hợp và đối sánh trầm tích Pliocen - Đệ tứ vùng đất liền và thềm lục địa. Có như vậy mới đảm bảo tính hợp lý và sự chính
xác về qui luật về sự tiến hoá trong mối quan hệ với sự thay đổi mực nước biển toàn cầu và chuyển động kiến tạo như một yếu tố địa phương.
3.2.1. Các tƣớng aluvi
3.2.1.1. Giai đoạn Pliocen (N2)
Trong giai đoạn này gặp hai tướng trầm tích là: cát sạn lòng sông tuổi Pliocen sớm (aN21) và cát bột chứa cuội sỏi sông tuổi Pliocen muộn (aN23).
Tướng cát sạn lòng sông (aN21)
Tướng trầm tích này bắt gặp trong một số mặt cắt địa chấn dầu khí BH91-120 (hình 3.2), BP89 (hình 3.7)... Trường sóng đặc trưng là phản xạ yếu, đứt đoạn thể hiện trầm tích hạt thô, không đồng nhất. Trên đoạn giữa tuyến BP89 thấy rõ dạng đào khoét kiểu lòng sông, trầm tích được lấp đầy kiểu tăng trưởng (Prograded fill) [36]. Các lòng sông đào khoét trên tầng trầm tích biển tuổi Miocen muộn (mN13) đặc trưng bởi kiểu phản xạ song song, liên tục, biên độ phản xạ mạnh, tần số cao.
Hình 3.7. Mặt cắt tuyến BP09 thể hiện trường sóng đặc trưng tướng cát sạn lòng sông aN21
Các đặc trưng trên cho thấy trầm tích tướng này hình thành trong giai đoạn biển thoái đầu Pliocen sớm (N21). Tướng trầm tích này không bắt gặp trong các lỗ khoan trên vùng đồng bằng. Tuy nhiên trong lỗ khoan LK1-PY (Chí Thạch, Phú Yên), từ độ sâu 76,6 - 48,1m là bazan lỗ hổng bị phong hóa màu xám đặc trưng cho giai đoạn biển thoái tạo điều kiện phong hóa phát triển vào đầu Pliocen (hình 3.8).
Hình 3.8. Cột địa tầng lỗ khoan LK1-PY (Chí Thạch, Phú Yên)
Tướng cát bột chứa cuội sỏi sông (aN23)
Vào cuối Pliocen giữa, đầu Pliocen muộn là thời kỳ biển thoái hình thành các trầm tích tướng lòng sông (aN23).
Trên một số băng địa chấn dầu khí thấy xuất hiện các dấu hiệu đào khoét của lòng sông cổ (hình 3.15). Trên các băng địa chấn quy mô đào khoét của các lòng sông cổ giai đoạn này không lớn như giai đoạn Pliocen sớm, nhưng tần suất xuất
3.2.1.2. Giai đoạn Đệ tứ (Q)
Trong giai đoạn Đệ tứ bắt gặp 4 tướng trầm tích bao gồm:
- Tướng cuội sạn pha cát bột sét sông tuổi Pleistocen giữa, phần sớm (aQ12a); - Tướng cuội sạn pha cát bùn sông tuổi Pleistocen giữa, phần muộn (aQ12b); - Tướng sạn cát bùn sông tuổi Pleistocen muộn, phần sớm (aQ13a);
- Tướng cuội sạn lẫn cát, cát sạn, sét bột sông tuổi Pleistocen muộn, phần muộn - Holocen (aQ13b-Q22).
Tướng cuội sạn pha cát bột sét sông (aQ12a)
Đầu Pleistocen giữa là giai đoạn biển thoái, trong cột địa tầng trầm tích xuất hiện các tướng hạt thô lòng sông phổ biến trên các đồng bằng ven biển.
Trầm tích tướng này chỉ bắt gặp trong các lỗ khoan bãi triều và đồng bằng ven biển. Tại lỗ khoan LK2-KH Khánh Hòa (hình 3.9), gặp ở độ sâu từ 18,0 - 19,8m, trầm tích là sạn cát bùn màu xám sáng đến xám vàng, đáy có lớp cuội granit kích thước 2 - 3cm phủ bất chỉnh hợp trên granit phức hệ Định Quán (J3đq2).
Tướng cuội sạn pha cát bùn sông (aQ12b)
Trầm tích tướng này bắt gặp phổ biến trong đới bãi triều và đồng bằng ven biển dạng lấp đầy các lòng sông cổ. Tại lỗ khoan LK3-NT gặp ở độ sâu 37,5 - 40,6m, trầm tích là cuội sạn đa khoáng màu xám mài tròn kém đến trung bình phủ trên đá gốc granit thuộc phức hệ Đèo Cả.
Tướng sạn cát bùn sông (aQ13a)
Tướng trầm tích này phân bố hạn chế trong vùng biển nghiên cứu, chỉ gặp trong một số mặt cắt địa chấn nông phân giải cao dạng đào khoét và lấp đầy kiểu gá đáy song song (onlap fill) (hình 3.11, 3.12). Biên độ phản xạ yếu, không liên tục.
Hình 3.11. Mặt cắt địa chấn nông tuyến dọc thể hiện đào khoét lòng sông cổ giai đoạn aQ13a
và Q13b-Q22
(a)
(b)
Hình 3.12. Mặt cắt địa chấn nông phân giải cao qua trạm khảo sát SO-140-35 thấy rõ đào khoét lòng sông giai đoạn Q13a.
Trong đới biển nông ven bờ trầm tích gặp ở lỗ khoan LK1-TH (hình 3.13), độ sâu 51,0 - 55m là sạn cát bùn đa khoáng giàu fespat sắc cạnh màu xám. Thành phần độ hạt bao gồm: sạn: 44,75 - 60,94%, cát: 21,96 - 44%, bùn: 8,21 - 16,21%. Trầm tích chọn lọc trung bình - kém, So: 2 - 3,55, kích thước hạt trung bình Md: 2,02 - 2,2mm. Trên các đồng bằng ven biển, trầm tích thường tạo các bậc thềm sông cao 8 - 15m gồm cả tướng lòng và bãi bồi.
Tướng cuội sạn lẫn cát, cát sạn, sét bột sông (aQ13b-Q22)
Tướng trầm tích này hình thành trong giai đoạn hạ thấp mực nước biển tương ứng với băng hà cuối cùng xảy ra vào đầu Pleistocen muộn, phần muộn (khoảng 40.000 - 18.000 năm). Trên mặt cắt địa chấn nông phân giải cao từ bờ đến độ sâu 100m nước đặc trưng phản xạ tướng này là dạng đào khoét lòng sông trên trầm tích sét biển loang lổ (mQ13a) (hình 3.14).
Hình 3.14. Mặt cắt ĐCNPGC tuyến 30050415 thể hiện trầm tích tướng lòng sông tuổi (aQ13b-Q22) đào khoét trên trầm tích biển Pleistocen muộn, phần sớm (mQ13a)
3.2.2. Các tƣớng châu thổ 3.2.2.1. Giai đoạn Pliocen (N)
Các tướng châu thổ (am) bị phủ bởi các thành tạo trẻ hơn trên thềm lục địa, ở độ sâu lớn hơn 50m nước cho đến mép thềm lục địa. Chúng được phát hiện trên các băng địa chấn dầu khí với dạng phản xạ với biên độ yếu - trung bình, nằm phủ bất chỉnh hợp trên trầm tích Miocen trên có đặc trưng trường sóng phản xạ mạnh, liên tục, tần số cao (hình 3.2, 3.9). Tính từ mép thềm về phía bờ, bề dày trầm tích mỏng dần, có thể do bào mòn trong pha biển thoái.
Trong giai đoạn Pliocen, hình thành 2 thành tạo trầm tích tướng châu thổ là: tướng cát, cát bột lẫn sạn sông biển tuổi Pliocen giữa (am N22) và tướng cát, cát sạn chứa cuội sông biển tuổi Pliocen muộn (amN23)
Tướng cát, cát bột lẫn sạn sông biển (amN22)
Đây là tướng trầm tích đặc trưng cho giai đoạn Pliocen giữa. Trong các mặt cắt địa chấn dầu khí trong khắp phạm vi vùng nghiên cứu đều có thể dễ dàng nhận thấy các nêm lấn biển thành tạo trong môi trường châu thổ ngập nước (subaqueous delta) phân bố từ độ sâu 80m nước đến mép thềm. Phản xạ đặc trưng là kiểu xich ma tăng trưởng. Trong các nêm lấn, các trường sóng thô - mịn, phản xạ mạnh - yếu, liên tục - đứt đoạn xen kẽ nhau phản ánh thành phần trầm tích không đồng nhất, bao gồm cả cát, bột, sét lẫn cuội sạn sông biển hỗn hợp. Giai đoạn này có thể mực nước biển dâng chậm, đồng thời trong suốt giai đoạn dâng cao mực nước theo chu kỳ lớn có xen kẽ các chu kỳ dao động mực nước nhỏ hơn (hình 3.15).
Hình 3.15. Cấu tạo kiểu xich ma tăng trưởng đặc trưng cho tướng châu thổ ngập nước giai đoạn biển thoái (amN22).
Thời gian hình thành tướng trầm tích này ứng với giai đoạn biển thoái, vì vậy trên lục địa các thành tạo biển nông hình thành trước đó (mN21) bị phong hóa mạnh. Trong lỗ khoan LK1 - PY (hình 3.8) ở độ sâu 33,3 - 34,4m lại bắt gặp bazan lỗ hổng bị phong hóa.
Tướng cát, cát sạn chứa cuội sông biển (amN23
)
Trong vùng nghiên cứu tướng trầm tích này phát hiện khá phổ biến, đặc biệt là mép phía đông của địa hào Quảng Ngãi và mép thềm lục địa Phú Khánh dưới dạng cấu tạo xích ma tăng trưởng (hình 3.2, 3.3, 3.7). Tại địa hào Quảng Ngãi thành tạo này phủ bất chỉnh hợp kiểu phủ đáy (downlap) trên trầm tích Pliocen giữa, có lẽ
liên quan đến sụt lún kiến tạo đồng thời với giai đoạn hạ thấp mực nước biển. Phần trên tập phản xạ này lại bị bào mòn cắt cụt. Tại mép thềm Phú Khánh kiểu cấu tạo đặc trưng là xích ma tăng trưởng.
3.2.2.2. Giai đoạn Đệ tứ (Q)
Giai đoạn địa chất này thành tạo 6 kiểu tướng trầm tích châu thổ, bao gồm: - Tướng bùn cát, cát bùn sạn sông biển tuổi Pleistocen sớm (amQ11);
- Tướng cát bùn lẫn sạn sông biển tuổi Pleistocen giữa, phần sớm (amQ12a); - Tướng sạn cát, cát sạn, cát bột sông biển tuổi Pleistocen giữa, phần muộn (amQ12b);
- Tướng cát bùn, cát bùn lẫn sạn sông biển tuổi Pleistocen muộn, phần sớm (amQ13a);
- Tướng cát bùn, bùn cát sông biển tuổi Pleistocen muộn, phần muộn - Holocen am(Q13b-Q22);
- Tướng cát, cát bùn sông biển tuổi Holocen muộn (amQ23);
Tướng bùn cát, cát bùn sạn sông biển (amQ11)
Trong diện tích vùng nghiên cứu tướng trầm tích bắt gặp tương đối phổ biến. Trên các mặt cắt địa chấn nông phân giải cao, đặc trưng của trường sóng là biên độ phản xạ yếu - trung bình, tần số thấp và đứt đoạn phản ánh trầm tích không đồng nhất, thành phần chủ yếu là hạt mịn: bùn cát, cát bùn và lẫn cả sạn sỏi (hình 3.16).
Trầm tích tướng này chỉ thấy xuất hiện trong lỗ khoan TH2 ở đồng bằng Tuy Hòa, độ sâu từ 77 - 98m [23] là bùn màu xám đen xen các lớp mỏng cát hạt mịn dạng thấu kính. Hàm lượng phần trăm các cấp hạt như sau: cát: 0,6 - 9,5%; bùn: 91,5 - 99,4%. Trầm tích có độ chọn lọc kém, So: 2,98 - 4,04, kích thước hạt trung bình Md: 0,003 - 0,016mm. Trong trầm tích có chứa phong phú foraminifera:
Nonion grateloupi, Pseudononion tredecum, Rotalia japonica, Rotalia tochigiensis, Buccella frigida, Elphidium jenseni, Rotalia ozawai, Quinquel oculina seminula và ít bào tử phấn hoa: Selaginella sp.,Quercus sp.,Schizae sp.,Taxodium
sp.,Compositae, sp. Graminae sp.
Tướng cát bùn lẫn sạn sông biển (amQ12a)
Trên thềm lục địa vùng nghiên cứu tướng trầm tích này bị phủ bởi các trầm tích trẻ hơn, phân bố rất phổ biến, cấu tạo đặc trưng trên các băng địa chấn là dạng đơn nghiêng, biên độ phản xạ yếu - trung bình, kết thúc phản xạ dạng phủ đáy và chống nóc, đặc trưng cho tướng châu thổ ngập nước (hình 3.17).
Hình 3.17. Mặt cắt địa chấn nông phân giải cao tuyến MĐC 57-58-59
Ở vùng biển nông ven bờ Quảng Nam - Khánh Hòa, tướng trầm tích này thường phân bố trong các trũng hẹp và phủ bất chỉnh hợp trên đá gốc trước Đệ tứ (hình 3.18).
Hình 3.18. Mặt cắt địa chất Đệ tứ vùng biển nông ven bờ Khánh Hòa