PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.2.1. Phương pháp luận nghiên cứu

Nhiệm vụ của đề tài luận văn là nghiên cứu trầm tích tầng mặt vì vậy học viên phải lựa chọn phương pháp luận và phương pháp nghiên cứu phù hợp với đối tượng để giải quyết vấn đề một cách triệt để nhất và có hiệu quả lớn nhất. Thực địa là khâu quan trọng, do đó với đối tượng nghiên cứu là trầm tích biển nên việc quan sát, mô tả và lấy mẫu là việc không thể thiếu. Công tác văn phòng sau thực địa bao

35

gồm xử lý số liệu được hoàn thành sau bước thực địa. Với đối tượng nghiên cứu là trầm tích tầng mặt của vùng biển nhiệt đới, học viên đã sử dụng phương pháp rây và pipet để phân tích độ hạt và gọi tên trầm tích theo biểu đồ phân loại của Cục địa chất Hoàng gia Anh (phân loại Folk, 1961 có sửa chữa) gồm 15 kiểu trầm tích chính và 9 kiểu trầm tích phụ (hình 2.1). Đây là biểu đồ khá đơn giản và phù hợp với điều kiện ở Việt Nam đặc biệt đối với trầm tích biển. Ngoài ra, việc sử dụng các kết quả phân tích khác sẽ làm rõ hơn mối liên quan của các thành tạo trầm tích với lịch sử phát triển của khu vực nghiên cứu.

2.2.2. Phương pháp nghiên cứu ngoài thực địa

a. Phương pháp nghiên cứu trên tàu

Để có những thông tin cần thiết về trầm tích tầng mặt, đồng thời có thể phân loại ngay các loại trầm tích và để chọn mẫu phân tích các loại đòi hỏi khi mô tả trên tài liệu thực hiện được các khâu quan trọng sau đây:

- Xác định chính xác tên gọi kiểu trầm tích theo phân loại trầm tích bở rời của Cục Địa chất Hoàng Gia Anh (xem hình dưới). Ví dụ: cát, cát bùn, cát sạn, cát chứa sạn... - Màu sắc - Hàm lượng vụn vỏ sinh vật (%) - Mùi vị - Trạng thái cơ lý - Độ chọn lọc - Độ mài tròn

- Thành phần khoáng vật vụn (nếu kích thước từ cát trở lên) và hàm lượng khoáng vật nặng.

- Nếu mẫu ống phóng trọng lực cần mô tả thêm: chiều dày các lớp, tính chất chuyển tiếp (từ từ hay đột ngột), chú ý độ sâu lớp phong hoá loang lổ.

36

Sau khi mô tả nhật ký, cần lấy các loại mẫu sau đây: - Mẫu phân tích độ hạt

- Mẫu phân tích Eh, pH, Carbonat (vỏ sò; CaCO3, MgCO3, FeCO3, MnCO3)

- Mẫu phân tích các chỉ tiêu Fe (Fe3+S, Fe2+HCl, Fe3+, Tổng Chữu cơ) Hai loại sau cần bảo quản kín để tránh hiện tượng oxi hoá làm giảm chỉ tiêu Fe hoá trị hai. Đặc biệt nhật ký mô tả cần có nhận xét về nguồn gốc.

s¹n bïn c¸t Hµm l­î ng % s¹n (phi tû lÖ) Tû lÖ c¸t : bïn (phi tû lÖ) 1 5 30 80 1:9 1:1 9:1 (bét vµ sÐt) 1 2 7 6 5 9 11 12 13 10 15 14 8 3 4

Hình 2. 1. Biểu đồ phân loại trầm tích của Cục Địa chất Hoàng Gia Anh

1. Bùn (Mud)

2. Bùn cát (Sandy mud)

3. Bùn lẫn sạn (Slightly gravelly mud)

4. Bùn cát lẫn sạn (Slightly gravelly sandy mud) 5. Bùn sạn (Gravelly mud)

6. Cát (Sand)

7. Cát bùn (Muddy sand)

8. Cát bùn lẫn sạn (Slightly gravelly muddy sand) 9. Cát lẫn sạn (Slightly gravelly sand)

37

10.Cát sạn (Gravelly sand)

11.Cát bùn sạn (Slightly muddy sand) 12.Sạn bùn (Muddy gravel)

13.Sạn cát bùn (Muddy sandy gravel) 14.Sạn cát (Sandy gravel) 15.Sạn sỏi (Gravel) Tû lÖ bét : sÐt Tû lÖ c ¸t : bïn (phi tû lÖ) 9:1 1:1 1:9 1:2 2:1 SÐt Bét C¸t 1 1a 1b 2a 2 2b 7 7a 7b 6 1-Bùn a- sét b- bột 2- Bùn cát a- sét cát b- bột cát 7- Cát bùn a- cát sét b- cát bột

b. Phương pháp nghiên cứu ven bờ và các đảo.

Khảo sát địa chất lấy mẫu theo mạng lưới đã được thiết kế. Sử dụng các kết quả khảo sát địa hình, địa chấn nông độ phân giải cao, phổ gamma, sonar quét sườn để định hướng cho công tác lấy mẫu các loại . Vùng bãi triều và đất liền ven biển tỉnh Sóc Trăng chủ yếu được cấu tạo bởi bùn sét, bùn cát, cát bột, vì vậy tiến hành các lộ trình để khảo sát rất khó khăn. Ở đây các loại ghe xuồng nhỏ được sử dụng để di chuyển theo mạng lưới kênh rạch và ven biển khi thi công thực địa. Nghiên cứu đặc điểm trầm tích và thu thập các loại mẫu, địa chất lộ ra trên đới bờ, các cấu tạo bãi triều và xem xét mối quan hệ giữa các trầm tích dưới biển và trầm tích trên lục địa;

38

Ngoài việc mô tả nhật ký tỷ mỉ từng điểm khảo sát trên mặt và lỗ khoan tương tự, mô tả mẫu lấy bằng cuốc đại dương và ống phóng trên tàu, nhật ký mô tả đới ven bờ cần ghi thêm:

- Độ dốc bãi triều

- Quy luật phân bố trầm tích - Vị trí phân bố các đê cát ngầm

- Phân loại kiểu bãi triều (bãi triều cửa sông, bãi triều cát, bãi triều lầy) - Kiểu cửa sông (estuary hay châu thổ bồi tụ)

2.2.3. Phương pháp nghiên cứu trong phòng

a. Nguyên tắc thành lập bản đồ trầm tích tầng mặt

Bản đồ trầm tích tầng mặt vùng biển ven bờ tỉnh Sóc Trăng thể hiện các nhóm thông tin sau:

- Các trường trầm tích tầng mặt (theo phân loại của Folk – hình 2.1). - Các vùng phân bố san hô lộ trên đáy biển

- Các thông tin khác: địa hình ven biển và đáy biển; đường giao thông; địa danh,...

Đối với các trường trầm tích tầng mặt, nguyên tắc phân loại được trình bày như trong hình 2.1. Theo đó, các trường trầm tích được phân biệt nhau trên cơ sở hàm lượng phần trăm các cấp hạt sạn, cát, bùn, bột và sét. Kết quả phân loại trầm tích được đưa lên sơ đồ địa hình đáy biển theo các trạm khảo sát, từ đó ranh giới các trường trầm tích được vạch ra trên cơ sở phân tích địa hình đáy, xu thế phân dị trầm tích hiện đại, điều kiện thủy động lực hiện đại.

Các khu vực khảo sát lấy được san hô theo tài liệu thực địa được khoanh định thành trường san hô.

Đặc điểm trầm tích được mô tả từng thông số đặc trưng theo các trường trầm tích khoanh định trên bản đồ, đó là: hàm lượng phần trăm các hợp phần: sạn, cát,

39

bùn, bột, sét, kích thước hạt trung bình (Md), hệ số chọn lọc (So), hệ số bất đối xứng (Sk); thành phần khoáng vật (vụn và sét); thành phần hóa silicat; hàm lượng carbonat hóa học và vỏ sò; carbon hữu cơ; các chỉ tiêu địa hóa môi trường trầm tích như Eh, pH, Kt (cation trao đổi)...

Trên cơ sở hiện trạng phân bố trầm tích tầng mặt cùng các thông số trầm tích, đặc điểm địa hình, điều kiện thủy động lực, báo cáo thuyết minh phải nhận định được quy luật phân bố trầm tích, tiến hóa trầm tích, ý nghĩa nghiên cứu khoáng sản và địa chất môi trường ...

b. Phương pháp nghiên cứu trong phòng

Chọn mẫu phân tích là khâu hết sức quan trọng tuỳ thuộc và mục đích, yêu cầu và nội dung bản đồ cần lập. Đối với bản đồ trầm tích nên chọn các mẫu sau đây: - Các hệ số độ hạt được tính theo phương pháp Track: Md, So, Sk và C. Đường cong phân bố độ hạt và đường cong tích luỹ là tài liệu giúp cho việc luận giải thạch động lực. Số liệu phân tích được tính theo 3 nhóm: Sạn sỏi %, Cát %, Bùn (bột và sét) %. Kết quả sẽ được đưa lên biểu đồ tam giác 15 trường theo phương pháp của Anh (hình 3.1)

- Phân tích carbonat bao gồm carbonat vỏ sò và carbonat hoá học. Carbonat hoá học được phân tích theo phương pháp bình kíp. Carbonat vỏ sò được xác định bằng rây và hoá học.

- Phân tích sét: Sét được phân tích nhờ phân tích hoá silicat, nhiễu xạ rơngen, nhiệt vi sai, cation và anion trao đổi. Trước khi phân tích, mẫu được gia công và lấy cấp hạt nhỏ hơn 0.1mm.

- Phân tích cation sắt hoá trị 2 trong pirit và sedirit và sắt hoá trị 3 dễ tan và tổng hàm lượng cacbon hữu cơ từ mẫu bùn nguyên thuỷ được bọc kín bằng paraphin.

- Phân tích khoáng vật nặng và khoáng vật nhẹ bằng dung dịch nặng, kính hai mắt và kính hiển vi phân cực.

40

- Các mặt cắt phản xạ địa chấn nông độ phân giải cao giúp cho việc phân chia các thành tạo trầm tích Đệ tứ, phân tích tướng, xác định các pha biển tiến, biển thoái và ranh giới địa tầng, các lòng sông cổ, các đê cát ven bờ cổ và các lagun.

- Xác định tên trường trầm tích, hàm lượng carbonat thành lập bản đồ trầm tích tầng mặt.

41

Chương 3

ĐẶC ĐIỂM TRẦM TÍCH TẦNG MẶT 3.1. CƠ SỞ PHÂN LOẠI TRẦM TÍCH

Trầm tích tầng mặt là lớp trầm tích trên cùng của đáy biển có sự khác biệt với lớp trầm tích phía dưới có thể về thành phần độ hạt, tướng trầm tích hoặc tuổi địa chất có bề dày đủ lớn ổn định trong điều kiện thủy động lực hiện tại. Trong luận văn này, trầm tích tầng mặt được phân loại theo Cục địa chất hoàng gia Anh vì vậy có thể định nghĩa: “Trầm tích tầng mặt đáy biển là lớp trầm tích trên cùng tạo nên đáy biển có thành phần độ hạt tương đối đồng nhất với bề dày tối thiểu là khoảng 20cm đến hàng mét”.

Trầm tích tầng mặt đáy biển ven bờ chủ yếu là loại trầm tích vụn cơ học bở rời. Phương pháp phân loại được áp dụng liên tục từ năm 1995 đến nay như trong các đề án: “Điều tra địa chất và tìm kiếm khoáng sản rắn biển nông ven bờ Việt Nam (0 - 30m nước) tỉ lệ 1/500.000 ” do TSKH. Nguyễn Biểu chủ nhiệm và đề án "Điều tra địa chất, khoáng sản, địa chất môi trường và tai biến địa chất vùng biển Nam Trung Bộ từ 0 đến 30 m nước ở tỷ lệ 1:100.000 và một số vùng trọng điểm ở tỷ lệ 1:50.000" do TS. Đào Mạnh Tiến chủ nhiệm là phân loại của Cục Địa chất Hoàng gia Anh [2]. Tuy nhiên thang phân cấp độ hạt được sử dụng mang tính kế thừa cho nên dùng thang thập phân. Trong đề tài luận văn học viên đã phân chia các cấp hạt dựa trên thang phi () là thang phân cấp được sử dụng rộng rãi trên thế giới (bảng 3.1).

Bảng 3. 1. Phân cấp độ hạt theo thang phi ()

Cấp hạt milimet phi () Sạn Sạn > 2 < -1 Cát Rất thô 2 - 1 -1 - 0 Thô 1 - 0.5 0 - 1 Trung 0.5 - 0.25 1 - 2 Mịn 0.25 - 0.125 2 - 3 Rất mịn 0.125 - 0.0625 3 - 4

42 Bùn Bột Thô 0.0625 - 0.031 4 - 5 Trung 0.031 - 0.0156 5 - 6 Mịn 0.0156 - 0.0078 6 - 7 Rất mịn 0.0078 - 0.0039 7 -8 Sét < 0.0039 > 8 3.2. ĐẶC ĐIỂM TRẦM TÍCH TẦNG MẶT

Tại vùng biển nghiên cứu bắt gặp 17 kiểu trầm tích sau: - Trầm tích sạn - G - Trầm tích sạn cát - sG - Trầm tích sạn cát bùn - msG - Trầm tích cát sạn – gS - Trầm tích cát bùn sạn - gmS - Trầm tích cát lẫn sạn - (g)S - Trầm tích cát – S - Trầm tích cát bùn lẫn sạn – (g)mS - Trầm tích cát bột – siS - Trầm tích cát bùn – mS - Trầm tích bùn sạn – gM - Trầm tích bột cát - sSi - Trầm tích bùn cát – sM - Trầm tích sét cát – sC - Trầm tích bột – Si - Trầm tích bùn – M - Trầm tích sét - C

43

3.2.1. Trầm tích sạn - G

Trầm tích sạn có diện tích nhỏ, phân bố rải rác dọc theo rìa phía Tây Nam vùng nghiên cứu, với độ sâu từ 20m đến 28m nước trên nền địa hình nổi cao tương đối so với lân cận. Thành phần trầm tích chủ yếu là vụn vỏ sinh vật bảo tồn kém, vụn san hô màu trắng đục và kết vón laterit màu nâu, nâu đỏ. Kích thước sạn sỏi thay đổi từ vài mm đến vài cm.

3.2.2. Trầm tích sạn cát – sG

Trầm tích sạn cát có diện phân bố nhỏ nhất trong tổng diện tích của các trường trầm tích trong vùng nghiên cứu. Trường sạn cát phân bố chủ yếu ở phần phía Nam vùng nghiên cứu nằm trên nền địa hình nổi cao tương đối so với lân cận, ở độ sâu 20 -25m. Thành phần độ hạt bao gồm: Sạn chiếm 30.3 - 75.2%, trung bình: 43.50%; cát thay đổi từ 26.1 - 69.5%, trung bình: 56.4%; hợp phần bột, sét không đáng kể. Kích thước hạt trung bình của trầm tích dao động trong khoảng rộng, từ 0.19 - 3.1mm, trung bình: 1.13mm. Trầm tích có độ chọn lọc trung bình đến kém, So: 1.59 - 4.1, đa phần có độ chọn lọc kém: 2.8. Hợp phần sạn trong trầm tích chủ yếu là vụn vỏ sò ốc; san hô và kết von laterit màu nâu đỏ.

Ngoài ra, trầm tích sạn cát còn phân bố thành vài diện nhỏ, nằm song song với bờ ở độ sâu 26 – 27m nước. Trầm tích sạn cát ở đây có hàm lượng sạn thấp 30 – 36%, trung bình là 33%. Hàm lượng cát thay đổi từ 60 - 64.3%, trung bình: 62.67%. Hàm lượng bột từ 2.7 - 4.3%; hàm lượng sét: 0 - 2%. Với hàm lượng cát ưu thế trong trầm tích, mà chủ yếu là cát hạt trung cho nên kích thước hạt trung bình chỉ dao động trong khoảng 0.7 - 1.6 mm, trung bình là 1mm. Trầm tích có độ chọn lọc trung bình đến kém (So = 2.04 - 3.39), mài tròn trung bình. Hợp phần sạn trong trầm tích chủ yếu là vụn vỏ sò (20.65) và kết von laterit (31.67%) màu nâu đỏ. Hàm lượng thạch anh trung bình là 42.46%.

3.2.3. Trầm tích sạn cát bùn - msG

Trường trầm tích sạn cát bùn phân bố thành từng diện rất nhỏ (quy mô từ 1 - 3 điểm khảo sát) ở các khu vực phía tây vùng nghiên cứu từ độ sâu 17 – 25m nước.

44

Trầm tích có màu xám, xám phớt xanh.Theo dõi trên các mặt cắt địa chấn nông phân giải cao, các trầm tích hạt thô này thường phân bố trên các khu vực nổi cao của tầng sét loang lổ (tuổi Q13a) (hình 3.1).

Các thông số độ hạt đặc trưng cho trường trầm tích này bao gồm: hàm lượng sạn thay đổi từ 30,85 - 36,85%, trung bình: 34,45%; hàm lượng cát thay đổi từ 52,7 - 60,3%, trung bình: 56,67%; hàm lượng bột từ 7,25 - 8,58%, trung bình: 7,74%; sét: 0,0 - 1,0%, trung bình: 0,5%. Kích thước hạt trung bình của trầm tích Md thay đổi từ 0,46 - 1,62mm, trung bình: 0,78mm. Trong trầm tích có mặt cả 3 hợp phần cát, bùn, sạn nên độ chọn lọc của trầm tích rất kém, hệ số So thay đổi từ 2,72 - 5,10, trung bình: 4,23. Thành phần sạn chủ yếu là kết vón laterit màu nâu đỏ mài tròn tốt, mảnh laterit đá ong và vụn vỏ sinh vật bảo tồn kém. Thành phần oxit đặc trưng như sau: SiO2: 51,67%; hàm lượng Al2O3: 6,57%; hàm lượng CaO: 12,7%; tỷ số Fe2O3/FeO: 12,14; K2O/Na2O: 0,72. Đây là trường trầm tích cổ (Q21-2) thành tạo trong điều kiện biển nông ven bờ cổ.

3.2.4. Trầm tích cát sạn – gS

Trầm tích cát sạn có diện phân bố lớn thứ 2 trong các trường trầm tích của vùng nghiên cứu, sau trường cát. Phân bố chủ yếu thành 2 khu vực.

Khu vực I nằm giữa vùng nghiên cứu phân bố ngoài trường trầm tích bùn và bùn cát và phía trong trường trầm tích cát và cát lẫn sạn, trải song song với bờ. Trầm tích có màu xám, xám vàng phớt xanh. Thành phần độ hạt chủ yếu là cát, chiếm 75.7 - 94.7%, trung bình: 90.29%; sạn: 5.3 - 24.3%, trung bình: 9.71%. Kích thước hạt trung bình dao động trong khoảng hẹp, Md: 0.185 - 0.415mm, trung bình: 0.299mm. Trầm tích có độ chọn lọc tốt đến kém, So: 1.19 - 3.42, tuy nhiên đa phần có độ chọn lọc tốt: 1.54. Thành phần khoáng vật chính bao gồm: thạch anh: 32.52 - 60.24%, trung bình: 48.12%; fenspat: 9.31 - 32.41%, trung bình: 19.05%.

Khu vực II chiếm phần lớn diện tích của trường, nằm ở phía nam vùng nghiên cứu, độ sâu trên 20m nước. Trầm tích có màu xám, xám vàng đến xám xanh xi măng. So với khu vực I, khu vực này có hàm lượng cát thấp hơn và hàm lượng

45

sạn cao hơn một chút. Hàm lượng cát dao động trong khoảng từ 71.2 - 96.1%, trung bình: 84.32%; sạn: 5.15 - 29.0%, trung bình: 14.21%. Kích thước hạt trung bình Md: 0.12 - 0.32mm, trung bình: 0.184mm. Chọn lọc từ tốt đến kém, So: 1.10 - 4.56, trung bình: 2.58. Thành phần khoáng vật: thạch anh: 36.25 - 64.34%; fenspat: 7.52 - 27.63%. Thành phần oxit cơ bản bao gồm: SiO2: 55.32 - 72.96%, trung bình: 64.12%; Al2O3: 1.82 - 5.62%, trung bình: 3.42%. FeO: 0.15 - 0.41%, trung bình: 0.25%; Fe2O3: 2.42 - 4.0%, trung bình: 3.35%; CaO: 7.85 - 13.5%, trung bình: