Sau khi tạo nên trầm tích của hệ tầng Vĩnh Phúc và được kết thúc bởi tập bùn sét màu xám xanh trong môi trường vũng vịnh ven biển, sự hạ thấp tương đối của mực nước bắt đầu xảy ra trên phông sụt lún của vùng trũng vẫn tiếp tục. Nhưng vì tốc độ dâng lên của mực nước lúc đó có lẽ lớn hơn tốc độ hạ lún của vỏ Trái đất, nên xảy ra biển lùi. Biển lùi này liên quan với thời kỳ băng hà lần cuối ở Châu Âu và Bắc Mỹ. Băng hà trong thời gian này có quy mô khá lớn, được mở rộng từ cực bắc đến vĩ tuyến 40 ở hai châu lục này. Lúc bấy giờ, biển lùi ra rất xa so với đường bờ biển hiện nay. Theo các kết quả nghiên cứu trên thế giới cũng như ở Việt Nam, mực nước biển thấp nhất xảy ra vào khoảng thời gian 20.000 - 18.000 năm trước ở độ sâu từ 90-130m so với hiện nay. Lúc đó không chỉ châu thổ sông Hồng, mà cả đáy vịnh Bắc Bộ cũng là vùng đồng bằng ven biển rộng lớn. Quá trình bóc mòn do nước chảy trên mặt (cả dòng chảy thường xuyên lẫn dòng chảy tạm thời) đã chia cắt bề mặt trầm tích của hệ tầng Vĩnh Phúc chiếm ưu thế để tạo ra các hệ thống dòng chảy, cũng như tiếp tục san phẳng và hạ thấp địa hình ở các vùng đồi núi bao quanh đồng bằng. Sông Cà Lồ chính là sản phẩm được đào sâu thêm làm cho nó có mặt cắt ngang dạng chữ U do hoạt động của dòng chảy khi lục địa ở đây được nâng lên tương đối. Còn vùng đất kẹp giữa sông Hồng và sông Cà Lồ có thể là một bar cửa sông (cồn chắn trước cửa sông) tương tự như cồn Đen và cồn Vành ở trước cửa sông Trà Lý và cửa Ba Lạt hiện nay. Trong khoảng thời gian này, ở miền Bắc Việt Nam cũng có điều kiện khí hậu nóng ẩm gần giống như hiện nay. Đó là điều kiện thuận lợi cho quá trình phong hóa hóa học xảy triệt để tạo ra kiểu vỏ phong hóa laterit (đá ong) rất điển hình cho vùng trung du Bắc Bộ nói chung và Hà Nội nói riêng (chủ yếu ở 2 huyện Đông Anh và Sóc Sơn). 18.000 - 17.000 năm trước, các khiên băng nói trên bắt đầu xảy ra và dẫn đến biển tiến. Một chu kỳ tích tụ trầm tích mới lại bắt đầu.
Quá trình hình thành trầm tích trong chu kỳ này diễn ra như sau. Cuối Pleistocen muộn (khoảng 18.000 - 17.000 năm trước), khí hậu Trái đất ấm dần lên làm cho các khiên băng bị tan rã dẫn đến sự dâng lên của mực nước biển. Như đã
67
nói ở trên, lúc đó mực nước biển thấp hơn hiện nay khoảng 90-130m. Điều này không giống như một số người (như Nguyễn Vinh Phúc, 2003) cho rằng, vào 17.000 năm trước “Hà Nội nếu không phải nằm trong biển, thì cũng là mấp mé biển”. Thực tế, lúc đó đồng bằng lục địa còn trải rộng đến tận đảo Hải Nam. Đó là điều kiện thuận lợi để thành tạo một số hang động nổi tiếng trong Di sản thiên nhiên Thế giới vịnh Hạ Long. Hầu hết các nhà khoa học trên thế giới đều thống nhất rằng, từ 18.000 - 17.000 năm đến khoảng 6.000 năm trước, mực biển tăng lên với tốc độ tương đối nhanh và đạt được các mức sau: Khoảng 15.000 năm trước là -80m; 10.000 năm trước là -30m; 8.000 năm trước là -20m. Còn từ 6.000 năm đến nay thì có 3 quan niệm chính: 1) cho rằng mực nước biển đã đạt được vị trí như hiện nay và không thay đổi; 2) cho rằng, mực nước biển tiếp tục chậm để đạt được vị trí như hiện nay và 3) cho rằng, mực biển có lúc cao hơn và cũng có thời gian xuống thấp hơn hiện nay. Theo các kết quả nghiên cứu của Bird E. (2000), thì quá trình thay đổi mực nước biển trong giai đoạn này phù hợp với quan điểm thứ 3. Điều này phù hợp với các kết quả nghiên cứu tiến hóa trầm tích và địa mạo trong Holocen gần đây được thực hiện trong khuôn khổ hợp tác với Nhật Bản.
Vào Holocen giữa, theo các kết quả nghiên cứu cho thấy, mực nước biển dâng lên đến vị trí cao nhất của biển tiến sau băng hà lần cuối, còn gọi là biển tiến Flandrian, đạt tới 4-5m so với mực nước biển hiện nay. Lúc bấy giờ biển tiến vào đến tận một vài vùng thấp ở Đông Anh và các vùng lân cận, biến vùng đất Hà Nội ngày nay thành một vịnh có liên quan rộng rãi với biển ở phía ngoài. Do địa hình ban đầu bị chia cắt mạnh, nên đường bờ vào lúc này rất khúc khuỷu và được gọi là bờ rias biển lấn giống như vụng Cửa Lục hoặc vụng Quảng Yên ở tỉnh Quảng Ninh hiện nay. Sau đó nước biển hạ thấp dần để tạo ra nhiều dạng địa hình tích tụ nằm ở độ cao trên 4m và các ngấn mài mòn - hòa tan phát triển rất rộng rãi trên các khối đá vôi ở Ninh Bình và Hạ Long.
Theo một số tài liệu, thì biển rút xuống thấp hơn hiện nay một chút (ở khoảng độ sâu vài mét so với hiện nay) vào khoảng 3000 năm trước đây. Đến khoảng 2.000 - 2.300 (2.500) năm mực nước lại dâng lên đến vị trí độ cao khoảng 1,5-2,0 (3,0) so với
68
mực nước hiện nay. Tuy nhiên, lần này biển chỉ lấn vào một số vùng cửa sông lớn ở ven bờ biển, chứ không lan rộng như trước đây. Trong quá trình này, các vùng đất thấp ven bờ biển và cửa sông đã được hình thành rải rác ở nhiều nơi trong khu vực nghiên cứu.
Qua đặc điểm về nguồn gốc và tuổi các trầm tích nêu trên cũng như các tài liệu khác, có thể chia quá trình tiến hoá địa mạo của vùng Hà Nội nói riêng và đồng bằng châu thổ sông Hồng nói chung thành 4 thời kỳ nhỏ hơn như sau:
2.3.2.1. Cuối Pleistocen đến sát trước Holocen
Vào cuối Pleistocen và đầu Holocen (khoảng 10.000 - 11.000 năm trước), toàn bộ đồng bằng châu thổ sông Hồng hiện nay, trong đó có cả vùng đất Hà Nội là một đồng bằng alluvi rộng lớn và theo Nguyễn Đức Tâm, nó được gọi là “đồng bằng trước biển tiến”. Có lẽ, vào thời gian này, hầu hết đáy vịnh Bắc Bộ là một đồng bằng tích tụ do các sông ở vùng Đông - Bắc, hệ thống sông Hồng - Thái Bình, sông Mã, sông Cả, sông Gianh và sông Hương bồi đắp nên. Do đó, trong một số hang động ở vịnh Hạ Long còn lại dấu tích của các chủ nhân văn hoá Hoà Bình (như hang Soi Nhụ). Điều này phù hợp với nhiều tài liệu đã được công bố trên thế giới và có quan hệ chặt chẽ thời kỳ băng hà cực đại cuối cùng. Điều đó cho thấy không chỉ toàn bộ vùng đất Hà Nội hiện nay, mà còn cả các vùng lân cận được phát triển trong điều kiện lục địa. Ở khu vực huyện Sóc Sơn vẫn là quá trình bóc mòn chiếm ưu thế dưới tác động của cả dòng chảy tạm thời lẫn dòng chảy thường xuyên. Các phần đất còn lại của vùng Hà Nội và phần lớn đồng bằng sông Hồng được hình thành và phát triển do hoạt động xâm thực và tích tụ của hệ thống sông Hồng. Vào lúc này, khó mà đoán nhận được hệ thống sông Hồng chảy theo hướng nào. Song cũng dễ dàng phán đoán có thể ở khu vực lân cận lỗ khoan ND-1 là một vùng cửa sông chịu ảnh hưởng của thuỷ triều, vì các phấn hoa của thực vật ngập mặn (Rhizophora sp) chỉ gặp được trong khoảng độ sâu nông hơn 45m và có tuổi trên 11.000 năm trước ngày nay. Đây là lúc mực nước biển vẫn đang dâng lên với tốc độ khá nhanh và biển liên tục tràn ngập vào đồng bằng. Trong lúc đó, ở khu vực Hà Nội và xa hơn về phía tây, phía bắc lại là vùng bóc mòn chia cắt
69
và hạ thấp bề mặt tích tụ của hệ tầng Vĩnh Phúc để tạo ra cảnh quan đồng bằng - đồi thoải như hiện nay còn gặp được ở Đông Anh
2.3.2.2. Holocen sớm - giữa
Đây là giai đoạn đồng bằng châu thổ sông Hồng được phát triển trong điều kiện biển tiến. Vào đầu Holocen, mực nước biển vẫn tiếp tục tăng lên và lấn sâu dần vào lục địa. Phần rìa của đồng bằng châu thổ sông Hồng bị nước biển tràn ngập. Các quá trình địa mạo dòng chảy được thay thế dần bởi các quá trình địa mạo ven bờ biển và cửa sông. Mực nước biển đạt cực đại khoảng 6.000 năm trước tại vị trí 0 mét so với hiện nay ở lỗ khoan CC, cách bờ biển hiện nay khoảng 80km. Giá trị thời gian này cũng tương tự như ở khu vực đồng bằng châu thổ sông Dương Tử (Trung Quốc) và nhiều nơi khác trên thế giới. Nếu lấy vị trí mực nước đầu Holocen là 45m so với mực nước biển hiện nay (theo các giá trị tại 3 lỗ khoan đã nêu), thì tốc độ dâng lên của mực nước biển trong khoảng thời gian này khoảng 4,0-4,5 mm/năm. Trong khi đó, theo nhiều nguồn tài liệu khác nhau, thì giá trị dâng lên của mực nước biển trong khoảng từ 18.000 dến 6.000 năm trước đạt xấp xỉ 1m/100 năm (hoặc 10mm/năm). Cũng cần giả thiết thêm rằng, từ 6.000 năm trước đến nay, biên độ thuỷ triều ở vịnh Bắc Bộ không thay đổi. Trong thời kỳ này, đồng bằng châu thổ sông Hồng được phát triển trong môi trường vùng biển ven bờ, cửa sông và châu thổ. Sau khi đạt tới mức cực đại của biển tiến (khoảng 4-5m so với mực nước biển hiện nay) và khoảng 7.000 đến 6.000 năm trước) mực nước biển tương đối ổn định trong khoảng thời gian khá dài để tạo nên tầng trầm tích vũng vịnh biển ven bờ có bề dày thay đổi từ 0 mét đến vài chục mét theo hướng giảm dần từ đường bờ biển hiện đại đến vùng Đông Anh - Từ Liêm (khu vực xung quanh cầu Thăng Long). Các trầm tích trong giai đoạn này chủ yếu là vật liệu hạt mịn, có màu xám, xám xanh đến xám đen được thành tạo trong điều kiện động lực không mạnh và có nguồn vật liệu cung cấp từ lục địa khá phong phú. Bởi thế, tốc độ tích tụ trầm tích trong giai đoạn này cũng khá lớn. Đây chính là giai đoạn phát triển đồng bằng châu thổ theo cơ chế lấp đầy (aggradational delta). Cũng vì thế, trầm tích trong giai đoạn này có sự phân bố rất phức tạp, chuyển tướng rất nhanh chóng theo cả chiều thời gian lẫn chiều không gian. Sự thay đổi môi trường trầm tích đa dạng như vậy
70
được thể hiện rất rõ nét ở thành phần và số lượng các loài bào tử và phấn hoa rừng ngập mặn, đặc biệt là Rhizophora sp.
2.3.2.3. Holocen muộn
Giai đoạn nàyđược bắt đầu từ khoảng 3.000 - 4.000 năm trước cho đến nay. Lúc này phần lớn đồng bằng châu thổ sông Hồng (toàn bộ phần hạ châu thổ và một phần trung châu thổ (theo Lê Bá Thảo, 2001) được phát triển trong điều kiện biển lùi. Các trầm tích được hình thành trong thời kỳ này được đặt tên là hệ tầng Thái Bình. Nguồn gốc của nó là sông - biển hỗn hợp hay còn gọi là châu thổ. Trong quá trình biển lùi, cũng chính là lúc bề mặt đồng bằng châu thổ sông Hồng hiện nay dần dần được lộ ra. Lúc này, ngoài lượng vật liệu trầm tích do mài mòn bờ, đưa ra từ lục địa do các dòng sông, còn có cả sự di chuyển dọc bờ của bồi tích, chủ yếu theo hướng đông bắc - tây nam. Do tác dụng của sự di chuyển bồi tích dọc bờ này, một hệ thống các doi cát kéo đài khá liên tục theo hướng đông bắc - tây nam. Những thay đổi có chăng chỉ là sự uốn khúc, dịch chuyển dòng chảy chính theo chiều ngang, hoặc để lại các đoạn sông chết dần dần biến thành hồ. Đó là nguyên nhân vì sao lúc này, vùng đất Hà Nội có nhiều hồ và đầm lầy. Lúc bấy giờ, biển vẫn còn ảnh hưởng ở rìa đông - nam của đồng bằng. Bắt đầu từ đó đến nay, toàn bộ đồng bằng châu thổ sông Hồng được chia thành 3 bộ phận với chế độ động lực khác nhau là: 1) do tác động sông chiếm ưu thế; 2) do thuỷ triều chiếm ưu thế và 3) do tác động của sóng chiếm ưu thế.
71
CHƯƠNG 3. ỨNG DỤNG ĐỊA MẠO TRONG XÁC ĐỊNH CÁC ĐIỂM ĐỊNH CƯ/DI CHỈ CỦA NGƯỜI VIỆT CỔ
KHU VỰC MÊ LINH - ĐÔNG ANH