Đặc điểm địa chất

2.1.1.1. Thạch học

Sa Pa nằm hoàn toàn trong dãy núi địa lũy kiểu phức nếp lồi Hoàng Liên Sơn với nền địa chất bao gồm đá biến chất Proterozoi hệ tầng Ngòi Hút và đá biến chất tuổi Proterozoi thượng đến Cambri hạ hệ tầng Sa Pa. Quá trình trầm tích bị gián đoạn rồi trầm tích Devon xuất hiện bắt đầu từ hệ tầng cát kết, cuội kết, đá phiến sét rồi chuyển lên đá vôi. Sau đó là một quá trình gián đoạn trầm tích lớn. Trầm tích Neogen và Đệ tứ trong Kainozoi phân bố rải rác trong các thung lũng hẹp giữa núi. Còn lại phần lớn lãnh thổ huyện được cấu tạo bới các đá xâm nhập magma axit granit phức hệ Pò Sen và Y Yên Sun.

- Đá biến chất cao: gồm đá phiến thạch anh - biotit, đá phiến thạch anh - biotit - silimanit, gneis biotit, gneis biotit - silimanit, quarzit biotit, đá hoa và amphibolit phân lớp thuộc các hệ tầng Sinh Quyền, hệ tầng Sa Pa tuổi Proterozoi.

- Đá trầm tích bị biến chất trung bình: gồm argilit, đá phiến sét đen, phiến argilit, đá phiến thạch anh sericit xen các lớp quarzit, đá vôi, đá vôi bị hoa hóa, thuộc các hệ tầng Cam Đường, Mia Lé,... tuổi Cambri đến Devon.

- Đá trầm tích xen phun trào: bao gồm cuội kết, cát kết, đá phiến sét xen đá phun trào ryolit, felzit, dacit và tuf của chúng thuộc hệ tầng Tú Lệ tuổi Jura-Kreta.

- Đá magma: Đá magma gồm 4 phức hệ: i) Phức hệ Pò Sen phân bố thành khối lớn phía đông thị trấn Sa Pa, thành phần thạch học bao gồm granodiorit hạt lớn bị milonit hóa có cấu tạo gnai, granit biotit hạt lớn. ii) Phức hệ Yê Yên Sun tạo lên khối Fanxipan thành phần thạch học bao gồm granit biotit hạt nhỏ, granit sáng màu, granosienit dạng pegmatit. iii) phức hệ Phu Sa Phìn gồm các xâm nhập á núi lửa liên quan với phun trào trung tính và axit gồm sienit thạch anh, granosienit, granit; iv) Phức hệ Pu Sam Cap dưới dạng các thể nhỏ dạng mạch, dạng đường kéo dài theo phương á vĩ tuyến .

- Trầm tích Đệ tứ: phân bố dọc các hệ thống sông, suối, thành phần gồm cuội, sỏi, sạn, cát, bột sét có thành phần và nguồn gốc khác nhau. Về thành phần trầm tích Đệ Tứ bao gồm các trầm tích bở rời nguồn gốc aluvi, eluvi, proluvi, deluvi, coluvi. Trầm tích eluvi phân bố nhiều nhất trên vùng đỉnh phân thủy có thảm rừng che phủ,bề dày hàng mét. Những di tích bề mặt san bằng 1330-1500m có vỏ phong hóa dày tới vài chục mét tại phần lớn diện tích thị trấn Sa Pa do có những giai đoạn san bằng kéo dài. Trầm tích aluvi phân bố trên bãi bồi sông suối với diện tích nhỏ hẹp, thành phần cơ giói phần lớn là cuội tảng,một số ít hạt mịn tạo nên những cánh đồng lúa nước.

Hình 2.1. Bản đồ địa chất huyện Sa Pa (được số hoá và biên tập từ bản đồ địa chất tỷ lệ 1:200000 tỉnh Lào Cai) [13]

Do lãnh thổ nghiên cứu là một vùng nâng mạnh trong suốt thời kỳ Đệ tứ nên hầu như không tìm thấy các di tích phù sa cổ của các bậc thềm sông suối. Trầm tích proluvi phân bố rộng rãi, tạo thành các nón phóng vật - lũ tích đồ sộ với bề dày tới trên 20m. Trầm tích deluvi phổ biến trên hầu hết các bề mặt sườn dốc 12-200. Phần thấp của các sườn thoải hình thành trên đá phiến chuyển tiếp xuống bề mặt đáy thung lũng và dải trũng, bề dày lớp tích tụ deluvi có thể đạt tới trên dưới 10m, ưu thế vật liệu giàu bột sét. Trầm tích coluvi phân bố ở khu vực các khối núi đá vôi bị hoa hóa và dọc theo chân các vách dốc. Vật liệu đổ lở thường là những tảng đá có kích thước lớn tới 10m.

2.1.1.2. Vỏ phong hóa

Vỏ phong hóa là vật chất chính tham gia vào quá trình trượt lở đất, chúng cần được xem xét và đánh giá. Dựa trên những tài liệu nghiên cứu về vỏ phong hóa Việt Nam và khu vực, huyện Sa Pa có 4 kiểu vỏ phong hóa chính là thành tạo saprolit (Sa), sialit (SiAl), sialferit (SiAlFe) và vỏ phong hoá ferosialit (FeSiAl).

+ Thành tạo saprolit (Sa):

- Diện phân bố: Sa là dạng thành tạo do quá trình phong hoá vật lý làm cho đá gốc nứt vỡ, mềm bở. Thành tạo Sa phân bố ở độ cao từ 600800m lên đến 3000m, thuộc dãy Hoàng Liên Sơn. Mặt cắt của thành tạo Sa có 1 đới đá gốc nứt vỡ vụn thô vẫn giữ nguyên kiến trúc, cấu tạo của đá. Thành phần hoá học, khoáng vật chưa thay đổi đáng kể. Tai biến liên quan chủ yếu là xói mòn bề mặt.

+ Vỏ phong hoá sialit (SiAl):

Vỏ phong hoá SiAl được hình thành trên các đá gốc axit (granit, ryolit, pegmatit...), các vỏ SiAl phân bố rộng thuộc dãy núi Hoàng Liên Sơn, trên các sườn dốc cấu tạo bởi các đá magma axit. Cấu tạo mặt cắt: ngoài tầng thổ nhưỡng và đá gốc, mặt cắt VPH SiAl còn có đới chính là sét sáng màu và saprolit (Sa). VPH sialit được đặc trưng bởi hàm lượng cao của 2 hợp phần SiO2 và Al2O3. Trong hầu hết các vỏ sialit trong vùng hàm lượng SiO2 dao động 40  70%; Al2O3: 12  22%; Fe2O3 :1

 3%.

Trong mặt cắt phát triển trên đá phun trào axit có xu hướng giảm hàm lượng SiO2 trong các đới sản phẩm phong hoá theo chiều thẳng đứng từ dưới lên trên do được di chuyển ra khỏi vỏ, còn nhôm thì ngược lại. Trong mặt cắt phát triển trên đá granit cũng cho ta thấy rõ điều đó.

Tổ hợp khoáng vật đặc trưng cho kiểu vỏ này là: kaolinit- hydromica. Thạch anh là khoáng vật rất phổ biến trong kiểu vỏ này với tư cách là khoáng vật tàn dư của đá gốc.

+ Vỏ phong hoá sialferit (SiAlFe):

Diện phân bố: VPH sialferit phát triển khá phổ biến trên các loại đá: granit, ryolit, đá phiến, lục nguyên xen phun trào axit, đá phiến kết tinh thạch anh felspat. Đây là kiểu vỏ phong hóa phổ biến ở Sa Pa.

Mặt cắt đầy đủ của VPH sialferit bao gồm 5 đới từ trên xuống dưới như sau: - Thổ nhưỡng: dày từ 0,5 đến 1,1m.

- Đới sét loang lổ: dày từ 1,1 đến 2,0m. - Đới sét sáng màu: dày từ 0,7 đến 1,5m - Đới saprolit dày từ 0,5 đến 2,5m - Đá gốc tạo vỏ.

Chiều dày các đới thay đổi tuỳ thuộc vào điều kiện thành tạo, thời gian tạo vỏ, điều kiện địa hình, thành phần đá gốc. Thông thường ở phần thấp đới sét dày 13m có chỗ 3040m. Nhiều nơi có thể phát triển sâu quá mực nước ngầm.

Đặc điểm địa hoá khoáng vật: VPH sialferit là kiểu vỏ trung gian giữa vỏ sialit và ferosialit. Do sự tăng hàm lượng Fe2O3, lượng SiO2 giảm xuống so với vỏ sialit. Tổ hợp khoáng vật đặc trưng cho kiểu vỏ này là kaolinit (haloyzit) - hydromica - goethit.

Trên diện phân bố kiểu vỏ này phát triển khá mạnh mẽ hiện tượng trượt lở đất.

+ Vỏ phong hoá ferosialit (FeSiAl):

Vỏ phong hoá ferosialit rất phổ biến tại khu vực Sa Pa. Chúng phát triển trên hầu hết các loại đá và các dạng địa hình khác nhau. Từ vùng núi cao đến vùng ven rìa các thung lũng. Điều kiện địa hình thoải dạng bề mặt san bằng như Sa Pa thuận lợi cho việc hình thành vỏ phong hóa này.

* Mặt cắt: trên các đá khác nhau của VPH ferosialit có những đặc điểm khác nhau. Mặt cắt tổng hợp trên các đá axit như sau:

- Thổ nhưỡng dày từ 0,5 đến 1m.

1,5m.

- Đới sét màu xám trắng, xám dày từ 0,2m đến 0,8m.

- Đá gốc nứt vỡ mềm bở phong hoá yếu dày từ 0,8m đến 1,2m. - Đá gốc.

Mặt cắt tổng hợp của VPH FeSiAl trên các đá mafic như bazan, gabro tương tự. Mặt cắt tổng hợp của VPH FeSiAl trên đá lục nguyên như sau:

- Thổ nhưỡng, dày từ 0,3m đến 1m. - Đới sét sẫm màu, dày từ 0,5m đến 2m. - Đới saprolit, dày từ 0,5m đến 1,5m. - Đá gốc.

* Đặc điểm địa hoá khoáng vật: đặc trưng chung nhất của VPH này là sự có mặt với hàm lượng của 3 oxyt SiO2, Al2O3, Fe2O3. Trong đó SiO2 và Al2O3 có mặt chủ yếu dưới dạng liên kết, còn Fe2O3 có mặt dưới dạng hydroxyt.

Các VPH FeSiAl trên đá axit và mafic khác nhau chủ yếu ở các hàm lượng các hợp phần SiO2, Al2O3, TiO2 và oxyt kiềm thổ. Trên đá axit đặc trưng bởi hàm lượng cao của SiO2 còn trên đá mafic, hàm lượng SiO2 thấp hơn, còn các hợp phần còn lại Fe2O3, TiO2 và oxyt kiềm thổ có hàm lượng cao hơn.

* Điều kiện thành tạo: VPH FeSiAl phát triển trên hầu khắp diện tích vùng núi Lào Cai nói chung cũng như khu vực Sa Pa nói riêng. Chúng có thể hình thành trên nhiều loại đá khác nhau và trên nhiều loại địa hình khác nhau từ vùng thấp đến vùng cao nhưng phổ biến nhất là ở địa hình trung bình. Vỏ phong hóa này liên quan đến các dạng tai biến như trượt đất, lũ bùn đá.