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: 12.14%.
Hình 3. 1. Trầm tích sạn cát, sạn cát bùn, cát sạn, biển tuổi Q21-2 gặp trên băng địa chấn nông độ phân giải cao tuyến Tu09-35
3.2.5. Trầm tích cát bùn sạn – gmS
Trầm tích cát bùn sạn có diện phân bố không lớn, ở độ sâu 18 - 23m nước. Thành phần độ hạt như sau: hàm lượng cát dao động trong khoảng từ 63,5 - 75,2%, trung bình: 69,15%; hàm lượng bột từ 13,4 - 23,7%, trung bình: 16,26%; sét: 1,5 - 3,0%, trung bình: 2,15%. Hàm lượng sạn khá cao: 5,6 - 22,4%, trung bình: 12,37%. Kích thước trung bình Md dao động trong khoảng 0,085 - 0,35mm, trung bình: 0,175mm. Độ chọn lọc từ trung bình đến kém, So: 1,8 - 4,25. Thành phần oxit đặc trưng bao gồm: SiO2: 35,35 - 52,46%, trung bình: 43,76%; Al2O3: 7,45 - 9,50%, trung bình: 8,50%; FeO: 0,3 - 0,55%, trung bình: 0,46%; CaO: 11,25 - 13,26%, trung bình: 12,30%; tỷ số Fe2O3/FeO: 24,52; K2O/Na2O: 0,78. Các chỉ tiêu môi trường trầm tích như sau: pH: 8,05 - 8,58, trung bình: 8,42; Eh: 160 - 210, trung bình: 187; hệ số kation trao đổi Kt: 2,54 - 2,85, trung bình: 2,75.
mQ21-2 amQ21-2
46
3.2.6. Trầm tích cát lẫn sạn - (g)S
Trầm tích cát lẫn sạn phân bố rải rác toàn vùng phía nam của khu vực nghiên cứu. Nằm xen trong trường trầm tích cát và trường trầm tích cát sạn, thường trùng với địa hình nổi cao tương đối so với xung quanh nơi phân bố trầm tích cát và thấp hơn tương đối so với xung quanh nơi phân bố trầm tích cát sạn. Trầm tích có tuổi Q21-2 (hình 3.2).
Hình 3. 2. Băng sonar tuyến 33 thể hiện cấu tạo gợn sóng trên mặt lớp của trầm tích hạt thô cát sạn
Hình 3. 3. Băng sonar tuyến 33 thể hiện cấu tạo gợn sóng trên mặt lớp của trầm tích cát, cát lẫn sạn sạn, cát bột
47
Trầm tích cát lẫn sạn nằm xen trong trầm tích cát có hàm lượng sạn tối đa là 4.47%, trung bình là 2.29%, hàm lượng cát rất cao, trung bình: 97,37%, còn lại không đáng kể là bột và sét, dưới 1%. Kích thước hạt trung bình từ 0.15 - 0.39mm. Đa số trầm tích có độ chọn lọc tốt So = 1.3, độ mài tròn trung bình đến tốt. Điều này chính tỏ các hạt cát có kích thước rất đồng đều và được lưu lại trong môi trường biển có tác động của sóng khá lâu dài và ổn định. Hàm lượng thạch anh trong trầm tích, có mẫu lên tới 82.44%, trung bình là 65.16%, hàm lượng vụn vỏ sinh vật giảm còn 15.24%. Kết quả phân tích hóa silicat cũng hoàn toàn phù hợp với kết quả định lượng khoáng vật toàn diện, bởi lẽ hàm lượng SiO2 cũng đã tăng lên đáng kể, lớn nhất đạt tới 88.56%, trung bình: 81.89%, hàm lượng CaO trung bình chỉ còn 4.66%. Trầm tích cát lẫn sạn nằm xen trong trường trầm tích cát sạn, có độ chọn lọc kém hơn trường trên, So: 1,1 – 2,91, nhưng đa phần cũng có độ chọn lọc tốt: 1,32.
3.2.7. Trầm tích cát - S
Trường trầm tích cát là trường có diện tích phân bố rộng nhất vùng nghiên cứu phân làm 3 khu vực. Khu vực 1: đới gần bờ, độ sâu 0 – 10 m nước; khu vực 2: diện tích lớn nhất, độ sâu > 20 m nước nằm phía đông nam khu vực nghiên cứu và khu vực 3: xa bờ hơn, độ sâu > 25m nước nằm ở phía nam, tây nam khu vực nghiên cứu là những diện nhỏ nằm xen trong trường cát sạn.
Ở cả ba khu vực, trường trầm tích này đều có hàm lượng cát rất cao: từ 97.37 đến 99.83%. Trầm tích khu vực 1 tuyệt đối không lẫn sạn như hai trường trầm tích xa bờ. Hàm lượng bột sét ở trường trầm tích khu vực này lớn hơn so với hai đới xa bờ cũng là điều rất dễ hiểu bởi lẽ ở đới gần bờ luôn được cung cấp các trầm tích hạt mịn từ hệ thống sông Cửu Long, còn ở đới xa bờ khả năng cung cấp vật liệu mịn hầu như không còn. Ở cả ba diện phân bố, cát chủ yếu vẫn là hạt mịn, kích thước hạt trung bình Md: 0.14mm (khu vực 1) - 0.19 (khu vực 2) – 0.26mm (khu vực 3), chọn lọc tốt So: 1.23 (gần bờ) - 1.21 (xa bờ). Hàm lượng thạch anh gần tương đương nhau: 71.5 - 72.71%, hàm lượng vụn vỏ sinh vật ở đới xa bờ cao hơn đới gần bờ: 10.52 và 0.21%. Kết quả phân tích hóa silicat như sau: SiO2: 82.77 - 83.78%, Al2O3: 2.98 - 5.76%; hàm lượng CaO đới xa bờ cao hơn đới gần bờ: 3.54 và 1.2%.
48
Trên băng sonar các trầm tích hạt trung như cát, cát bột thể hiện dạng cấu tạo phân lớp gợn sóng trung bình trên mặt (hình 3.3).
Hình 3. 4. Trầm tích cát bùn sạn, cát sạn, cát lẫn sạn biển tuổi Q21-2 gặp trên băng địa