Các nhà địa chất đã xây dựng 16 phân vị địa tầng gồm các đá trầm tích, phun trào, xâm nhập. Đá trầm tích cĩ tuổi cổ nhất khu vực hình thành vào Paleozoi giữa (cách nay khoảng 400 triệu năm) thuộc hệ tầng Hịn Heo (D2-3
hh) [13, 16]. Các đá trầm tích núi lửa phân bố chủ yếu dải ven biển từ Mũi Nai đến Hịn Heo cĩ tuổi Trias giữa thuộc hệ tầng Núi Cọp (T2anc). Các trầm tích tuổi Holocen phân bố trong một khơng gian hẹp nhưng khá đa dạng về nguồn gốc: sơng, đầm lầy, vũng vịnh, biển.
Rải rác xuất lộ các cấu trúc địa chất điển hình như: nếp uốn (Hịn Trẹm, Hịn Nghệ), bối tà (núi Lị Vơi), đơn nghiêng (núi Hang Tiền); các hệ thống đứt gẫy và khe nứt nhiều thế hệ chia cắt nhau (dọc bờ biển Mũi Nai, các vách đảo đá vơi Hịn Bà, Hịn Ơng). Vận động của kiến tạo mảng được ghi nhận bởi sự kiện đứt gẫy chờm nghịch tại chân núi Thạch Động. Tại đây quan sát được đá vơi tuổi Pecmi (245-286 triệu năm) trượt chờm lên cát kết tuổi Trias (208-245 triệu năm).
Sau đây là mơ tả các phân vị đặc trưng nhất của khu vực theo đặc điểm thạch học, cổ sinh [13]:
1) Hệ tầng Hịn Heo (D2-3 hh)
Hệ tầng mang tên đảo Hịn Heo (vịnh Thái Lan) thuộc huyện Kiên Hải, Kiên Giang, phân bố trên diện tích nhỏ khu vực Hịn Chơng, Bãi Ớt và một số đảo nhỏ ở vịnh Thái Lan. Ở Hịn Chơng chúng là nhân của một nếp lồi mà các cánh là trầm tích lục nguyên carbonat hệ tầng Chùa Hang (D3-C1ch) và hệ tầng Hà Tiên (Pht).
Hệ tầng Hịn Heo do Fontaine H. xác lập năm 1969. Ơng xếp các trầm tích này vào Devon-Antracolit hạ khi so sánh chúng với mặt cắt gồm quarzit, đá phiến sét, đá phiến silic, cát kết vơi và đá vơi chứa foraminifera ở các lớp
kết thúc gồm: Endothyra, Monnorerina, Geinitzina lộ ở Campuchia, nơi chúng nằm trên “loạt Caleđơn” (Cambri-Silua) và bị đá vơi Pecmi phủ khơng chỉnh hợp lên.
Thành phần thạch học: Theo mặt cắt Bình An-Chùa Hang, các đá hệ tầng Hịn Heo tạo nên nhân nếp lồi Hịn Chơng, gồm 2 tập:
o Tập 1: Nhân các nếp uốn lồi thành phần gồm cát kết hạt thơ màu xám đen phân lớp dày tới khối, cát kết dạng quarzit cĩ xen lớp mỏng cát bột kết (dày 100 m).
o Tập 2: Cát bột kết xen lớp mỏng cát kết hoặc đá phiến phân lớp trung bình tới dày màu nâu, nâu xám (dày 300 m).
Thành phần khống vật đặc trưng bởi hạt vụn (chủ yếu là thạch anh chiếm hơn 70%) và xi măng (silic, oxyt Fe, sericit…) (hình 3.1, hình 3.2).
Hình 3.1: Cát kết uốn nếp Hình 3.2: Nếp uốn tại Hịn Trẹm
2) Hệ tầng Hà Tiên (Pht)
Đá hệ tầng lộ ra thành các núi nhỏ (khoảng 30 núi) với diện tích khoảng 10 km2. Hệ tầng Hà Tiên phủ khơng chỉnh hợp trên hệ tầng Chùa Hang và bị phủ bởi trầm tích lục nguyên-phun trào hệ tầng Núi Cọp (T2anc). Đá vơi hệ tầng Hà Tiên chứa phong phú hĩa thạch Foraminifera tuổi Permi.
Thành phần thạch học của vết lộ hệ tầng Hà Tiên theo mặt cắt núi Chùa Hang (Hịn Chơng): Dưới cùng là dăm kết thành phần silic, carbonat dày 0,5- 1m; chuyển lên trên là đá vơi xám đen phân lớp dày với dạng khối cĩ xen lớp mỏng đá silic. Thế nằm 140 /_ 40o , chiều dày 200 m. Thành phần khống vật
gồm calcit (100%) (hình 3.3, 3.4).
Hình 3.3. Hĩa thạch huệ biển dầy đặc trong đá vơi màu xám trắng hệ tầng Hà Tiên tại Chùa
Hang
Hình 3.4. Đá vơi núi Đá Dựng phân lớp cắm về Tây Bắc, với gốc dốc 30o. Ảnh: Hà Quang
Hải
Theo phương ĐB-TN ra biển 200 m, ở chân núi Hịn Bà cũng lộ ra mặt cắt tương tự. Phần thấp của đảo cao 3m (so với mực nước biển) lộ các đá bột kết chứa vơi, đá vơi sét màu đen cắm dốc được xếp vào hệ tầng Chùa Hang. Phủ trên hệ tầng Chùa Hang bắt đầu bằng dăm nhiều thành phần: bột kết, cát kết, thạch anh; xi măng, carbonat, lớp dăm sạn kết dày 0,3-0,5 m. Chuyển lên trên là đá vơi xám dạng khối dày xấp xỉ 200m, thuộc tập 1 hệ tầng Hà Tiên.
Chiều dày hệ tầng Hà Tiên: 400-500m
3) Hệ tầng Núi Cọp (T2anc)
Dãy núi Cọp kéo dài theo bờ biển từ vịnh Hịn Heo về phía thị trấn Hà Tiên. Ở đây lộ trầm tích phun trào cĩ chân là tầng cuội cơ sở phủ trên trầm tích hệ tầng Hịn Heo. Ở phía tây Hà Tiên (Mũi Nai) cũng lộ mặt cắt tương tự.
Các trầm tích hệ tầng núi Cọp lộ khá rộng, phân bố rải rác từ Hà Tiên tới Hịn Chơng và trên hầu hết các đảo Bà Lụa.
Mặt cắt Thị Vang-núi Thạch Động:
Theo mặt cắt chỉ lộ tập 2 và 3:
- Tập 2: Ryolit porphyr, ryolit bị biến đổi, felsit. Đá cĩ màu xám xanh, khi phong hĩa cĩ màu xám sáng. Chiều dày khoảng 300m. - Tập 3: cĩ quan hệ kiến tạo với tập 2 bởi đứt gẫy theo phương á kinh
tuyến. Mặt đứt gẫy dốc đứng và cĩ quan hệ kiến tạo với đá vơi Hà Tiên tại LK.823.
- Tập 3 lộ ra theo chân núi Thạch Động. Ở đoạn mặt cắt này cĩ cát kết tuf, cát kết ít khống, sét kết chứa bột, phiến sét, cát kết ngậm cuội. Các 9da1 cĩ màu xám, phân lớp trung bình tới dày, thế nằm đổ về đơng nam (120 / 50o ).
Ở đỉnh núi Thạch Động là khối đá vơi tuổi Pecmi được phủ chớm nghịch trên các đá của hệ tầng núi Cọp (hình 3.5, 3.6).
Hình 3.5. Cát kết hệ tầng Núi Cọp (lộ phần cao nhất) bị phủ bởi đá vơi hệ tầng Hà Tiên
Hình 3.6. Đá vơi phân lớp dày hệ tầng Hà Tiên trượt chờm trên đá cát kết hệ tầng Núi
Cọp
Mặt cắt khu vực Mũi Nai:
- Tập 1: Ranh giới khơng quan sát được. Phần thấp nhất của tập gồm tuf ryolit màu xám sáng, chứa nhiều dăm tảng thành phần silic, đá phiến, đá vơi, cát kết kích thước khơng đồng đều từ một vài cm3 tới 1m3, độ mài trịn kém. Đá cắm về TB 340/ 40o. Dày khoảng 100m. - Tập 2: Phun trào ryolit cĩ cấu tạo dịng chảy bị ép mạnh rất dễ nhầm
với đá phiến. Đá cĩ màu xám sáng, chỗ tươi cĩ màu xám xanh. Chúng chiếm địa hình cao, hình thành dãy núi kéo dài từ Tà Mốc qua Tà Héng núi Sre Ambel. Dày khoảng 400 m.
- Tập 3: lộ rải rác từ xĩm bãi Dâu về khu bãi tắm Mũi Nai. Thành phần gồm đá phiến sét, đá phiến silic, cát bột kết tuf. Đá cĩ phương ĐB-TN. Chiều dày 400 m. (hình 3.7, 3.8)
4) Hệ tầng Nha Trang (K2 nt)
Các thành tạo núi lửa lộ với diện tích hẹp dọc biển từ Hịn Chơng đến Hà Tiên, đặc trưng bởi độ silic và độ kiềm cao.
Theo mặt cắt khu vực núi Sơn Chà, các đá gồm 2 phần:
Phần thấp: tuf ryolit phủ trực tiếp lên đá vơi cĩ Pseudofusulina vulgaris
hệ tầng Hà Tiên. Tuf ryolit màu xám đen chứa nhiều mảnh đá khác nhau của hệ tầng Hịn Heo, Hà Tiên, Núi Cọp gồm: cát kết dạng quarzit, đá phiến sét đen, đá vơi và phu trào felsit. Dày gần 50m.
Phần cao: Đá phun trào thực thụ ryolit, felsit. Đá màu xám, phớt xanh; kiến trúc porphy rõ với ban tinh thạch anh, felspat, biotit. Nền hạt mịn đơi khi dạng thủy tinh. Đá rắn chắc, dịn, bị nứt nẻ, song đá rất tươi chưa bị biến đổi thứ sinh. Dày gần 200 m.
5) Các trầm tích bở rời hệ Đệ tứ
Theo đặc điểm phân bố, mối tương quan các bề mặt địa hình, biến đổi bề dày của trầm tích Đệ Tứ cĩ thể phân định các vùng cĩ đặc điểm lịch sử thành tạo riêng biệt:
- Vùng đồng bằng ít lầy, cĩ bề dày trầm tích Holocen mỏng, trầm tích Pleisocen phát triển khơng đầy đủ với tập dày hạt mịn của trầm tích Pleisocen
Hình 3.7. Cliff hình thành trên đá phun trào
thượng. Bề dày trầm tích Đệ Tứ chừng 40-50m. Phổ biến quanh khu vực Phú Mỹ.
- Vùng thềm trẻ chân núi ven biển phát triển chủ yếu trầm tích Holocen phân bố từ Hà Tiên đến Hịn Chơng cĩ dạng các bãi cát, doi cát ven bờ.
- Vùng đồng bằng bị lầy úng ngập mặn khơng đều, phát triển trầm tích Đệ Tứ liên tục với bề dày >50m đến >100m, trầm tích Holocen phức tạp với nhiều loại hình nguồn gốc. Phổ biến trên tồn vùng trung tâm từ Hà Tiên đến Kiên Lương, Hịn Đất.
Theo phân chia thang địa tầng gồm tuổi và nguồn gốc, Hà Tiên, Kiên Lương cĩ sự hiện diện của các loại trầm tích Đệ tứ sau:
-Q: Đệ tứ khơng phân chia. Trầm tích Deluvi (d): tảng cuội dăm sạn cát sét. Dày 1 đến 4m
-QIV3: Holocen thượng. Nguồn gốc biển (m), sơng-biển (am), giĩ (v), biển-đầm lầy (mb), sơng-đầm lầy, đầm lầy (b), sơng (a): Cuội, sỏi, cát bột sét, mùn thực vật phân hủy, than bùn. Dày 1 đến 4m.
-QIV2-3: Holocen trung-thượng. Nguồn gốc biển (m),sơng-biển (am), sơng-đầm lấy (ab), đầm lầy-biển (mb): Cát sét, bột, mùn thực vật phân hủy. Dày 1 đến 4m.
-QIV1-2hg: Holocen hạ-trung. Hệ tầng Hậu Giang. (hg). Nguồn gốc biển (m): Cát, cát bột, bột sét, sét, mùn thực vật bị phân hủy, than bùn. Dày 1 đến 4m.
-mQIIIlm: Pleistocen thượng. Hệ tầng Long Mỹ. Nguồn gốc biển (m): Cát, cuội sỏi, sạn, bột sét. Dày 10 đến 50m.
-mQII-IIIlt: Pleistocen trung-thượng. Hệ tầng Long Toàn. Nguồn gốc
biển (m): Cuội sỏi, cát, bột sét. Dày 10 đến 50m.
-mQI: Pleistocen hạ. Hệ tầng Kiên Lương, nguồn gốc sơng-biển (am): Cuội sỏi, cát, bột sét. Dày 10 đến 60m. Hệ tầng Cà Mau, nguồn gốc biển (m): Sét bột, cát, mảnh sị vơi. Dày 50-55m.