8. Cấu trúc luận án
2.1.2. Điều kiện tự nhiên
2.1.2.1. Đặc điểm kiến tạo - địa chất a. Kiến tạo
Kết quả nghiên cứu của Dovjikov A.E, Trần Văn Trị (1977), Trần Đức Lương
và nnk (1985) cho thấy LVS Gâm nằm chủ yếu trong đới cấu trúc sông Gâm, thuộc
hệ uốn nếp Việt Bắc có ranh giới phía tây là đứt gãy Hà Giang - sông Đáy (đứt gãy
sông Phó Đáy), phía đông, đông bắc là đứt gãy Thái Nguyên - Chợ Mới (Yên Minh - Phú Lương). Đới sông Gâm là vùng chìm tương đối so với đới sông Lô, có dạng
một địa hào kéo dài theo phương á kinh tuyến và được nâng cao hoàn toàn vào cuối
Hecxini. Thành phần nham thạch của đới chủ yếu là các trầm tích lục nguyên - cacbonat có tuổi Cambri - Ocdovic - Silua - Devon.
Hoạt động magma trong đới cấu trúc sông Gâm có đặc điểm là các thể xâm
nhập nhỏ, xuyên cắt các trầm tích trên. Hoạt động của các pha kiến tạo cùng với các
vận động xâm nhập magma đã tạo nên nhiều miền phá hủy kiến tạo.
Ngoài ra, còn một phần nhỏ diện tích ở phía tây bắc LVS Gâm nằm trong đới cấu
trúc sông Hiến, có ranh giới phía đông là đứt gãy Cao Bằng - Tiên Yên. Đặc điểm của đới là kéo dài theo hướng tây bắc - đông nam, có dạng một phức hệ nếp lõm [36], [111].
b. Địa chất
LVS Gâm nằm trong miền hoạt động kiến tạo mạnh với cường độ khác nhau tạo
nên sự phân dị mạnh mẽ của cấu trúc địa tầng và thành phần nham thạch theo không
gian. Nhìn chung, nền địa chất LVS Gâm gắn liền với sự phát triển địa chất khu Việt
Bắc và vùng Hoa Nam - Trung Quốc, thuộc nền đá cổ Cambri. Có thể xác định trên LVS Gâm bao gồm những hệ tầng và những nhóm nham thạch chính sau [36], [111]:
* Nhóm các nham thạch cổ:
Trong phạm vi LVS Gâm, các nhóm nham thạch cổ chủ yếu bao gồm đá magma, đá trầm tích và đá biến chất:
- Nhóm đá magma trên LVS Gâm chủ yếu là đá granit, phân bố tập trung ở
Pắc Nặm, Chợ Đồn (Bắc Kạn), Vị Xuyên (Hà Giang), Chiêm Hoá, Lâm Bình, Na Hang (Tuyên Quang), Bảo Lạc (Cao Bằng). Đá có màu xám sẫm, màu hồng, trong
thành phần có penpat chiếm 30 - 50%, thạch anh 65 - 75%.
- Nhóm đá trầm tích trong lưu vực nghiên cứu bao gồm đá vôi, đá phiến thạch
48
phân bố chủ yếu ở các huyện của Hà Giang. Nhìn chung, trầm tích đá vôi đã bị biến
chất nên tỷ lệ vôi khi nung thấp, khi phong hoá cho đất màu đỏ nâu, thành phần cơ
giới từ thịt trung bình đến thịt nặng. Các trầm tích phiến thạch sét có mức độ biến
chất yếu, bị ép thành phiến màu tím đỏ, phân bố chủ yếu ở Yên Sơn, Chiêm Hoá
(Tuyên Quang), Bảo Lạc (Cao Bằng). Đất phát triển trên trầm tích phiến thạch sét thường có màu vàng hoặc vàng đỏ, thành phần cơ giới từ nặng tới sét, tỷ lệ sét cao
(60-70%) và tầng đất dày. Trầm tích cát kết, cuội kết có kiến trúc hạt, khoáng vật
chủ yếu là thạch anh (từ 50-70%), phân bố chủ yếu ở Bắc Mê, Vị Xuyên, Yên Minh (Hà Giang), Chiêm Hoá (Tuyên Quang). Đất phát triển trên loại đá này thường có
tầng mỏng và trung bình, thành phần cơ giới thường là cát pha, thịt nhẹ. Loại đá
biến chất phổ biến trong lưu vực nghiên cứu là phiến thạch mica, có đặc điểm là mức độ biến chất mạnh, ép thành phiến mỏng, có vảy mica, phân bố ở Bảo Lạc
(Cao Bằng), Yên Sơn, Chiêm Hoá, Lâm Bình, Na Hang (Tuyên Quang).
* Nhóm các nham thạch Mezozoi:
Các nham thạch Mezozoi LVS Gâm thuộc hệ Triat khá phong phú, đa dạng, bao
gồm các hệ tầng: Lạng Sơn (T1-ls), Sông Hiến (T2-sh) và Nà Khuất (T2-nk). Các thành hệ này phân bố xen kẽ nhau chủ yếu ở khu vực phía bắc, phía đông và đông bắc của
lưu vực, thuộc địa phận Hà Giang và Cao Bằng. Bề dày của hệ tầng Lạng Sơn (T1-ls) khoảng 220m, cấu tạo bởi trầm tích lục nguyên, chứa hóa thạch. Hệ tầng Sông Hiến
(T2-sh) dày khoảng 200m, cấu tạo chủ yếu bởi trầm tích núi lửa, trầm tích lục nguyên chứa vật liệu núi lửa. Hệ tầng Nà Khuất (T2-nk) dày khoảng 1.100m, gồm đá vôi chứa
sét phân lớp mỏng, cát, bột kết phân lớp không đều. Bề dày của hệ tầng Văn Lãng (T3-vl) khoảng 250m, cấu tạo bởi các trầm tích chứa than, gồm cuội kết thạch anh,
quaczit, silic; cát kết thạch anh hạt thô, bột kết vôi, bột kết, đá vôi phân lớp.
* Trầm tích Kainozoi:
Giới Kainozoi ở LVS Gâm chỉ thấy sự có mặt của hệ Đệ tứ (Q) bao gồm các
trầm tích bở rời, nón phóng vật phát triển dọc các thung lũng sông và các phụ lưu.
Thành phần chủ yếu là sét, sét pha cát nằm trên các trầm tích cuội, sỏi và cát hạt
thô. Trong khu vực nghiên cứu, nhóm vật liệu này chiếm tỷ lệ rất nhỏ.
c. Ảnh hưởng của kiến tạo, địa chất đến tài nguyên, môi trường lưu vực
Có thể thấy rằng điều kiện địa chất-kiến tạo là khởi nguồn của những tác động
49
pháp khai thác, sử dụng lãnh thổ cho mục đích phát triển KT-XH, đặc biệt là đối với
việc sử dụng và bảo vệ tài nguyên đất.
Lịch sử hình thành lãnh thổ lâu dài cùng các vận động kiến tạo phức tạp đã tạo
cho LVS Gâm có nguồn tài nguyên khoáng sản khá đa dạng với sự có mặt của tất cả
các nhóm khoáng sản. Những loại khoáng sản chủ yếu bao gồm: vàng sa khoáng phân bố dọc theo sông Gâm, Chiêm Hoá; đồng (chưa được đánh giá đầy đủ), mangan ở Chiêm Hoá; than nâu và than đá ở Na Hang, Chiêm Hoá; đá vôi, cuội sỏi,
cát... Tuy nhiên, hầu hết các điểm khoáng sản có trữ lượng nhỏ nên ít có khả năng
khai thác công nghiệp trên quy mô lớn. Nhiều loại khoáng sản chưa được thăm dò,
đánh giá. Một số loại đã được khai thác nhưng hiệu quả kinh tế thấp và gây ô nhiễm môi trường. Đáng kể nhất trong lưu vực là các loại vật liệu xây dựng như đá vôi, sỏi và cát nhưng phân bố không tập trung và khó khai thác, vận chuyển. Do vị trí của lưu vực là vùng đầu nguồn có địa hình dốc, chia cắt mạnh nên vấn đề cần ưu tiên
không nên là lợi ích kinh tế từ việc khai thác các loại khoáng sản phân bố nhỏ lẻ mà là sự ổn định MTST, đặc biệt là nguy cơ xảy ra các tai biến địa chất như lũ quét, sạt
lở đất đá, bồi lắng lòng dẫn và hồ chứa do liên quan đến hoạt động khai thác...
Các vận động kiến tạo mạnh với cường độ khác nhau của khu vực trước hết quy định tính chất nhiều đồi núi, đồng thời tạo nên sự phân dị mạnh mẽ của cấu trúc địa
hình và thành phần nham thạch LVS Gâm. Sự phân hóa không gian phức tạp của nền
tảng địa chất trong điều kiện khí hậu nhiệt đới ẩm mưa mùa càng làm tăng cường sự
chia cắt phức tạp của hình thái địa hình và từ đó chi phối quá trình thành tạo, sự phân
bố cũng như tính chất các thành phần tự nhiên khác của lớp vỏ cảnh quan khu vực. Đối với lớp phủ thổ nhưỡng, sự phong phú về thành phần của nham thạch LVS Gâm đã quy định sự đa dạng về tính chất, kiểu loại của lớp phủ thổ nhưỡng
với 12 loại đất trên toàn lưu vực. Đất F đỏ vàng trên đá sét và biến chất (Fs) có diện
tích lớn nhất 494.104,0 ha (tương đương 53,9% diện tích LVS Gâm), tiếp đến là đất mùn đỏ vàng trên đá sét và biến chất (FHs) và đất F vàng nhạt trên đá cát (Fq) có
diện tích tương ứng chiếm 8.5% và 8,4% tổng diện tích lưu vực. Sự phân tán của
các nhóm nham thạch cùng với sự chia cắt của cấu trúc địa chất - địa hình cũng đồng thời tạo nên sự phân bố manh mún, khó khai thác sử dụng và dễ suy thoái của
50
Các vận động kiến tạo của khu vực đã tạo nên hệ thống các đứt gãy sâu theo
hai hướng chính là tây bắc - đông nam và hướng á vĩ tuyến. Đối với lòng hồ Tuyên Quang, những dao động địa chất cùng hệ thống các đứt gãy này có ảnh hưởng quan
trọng đến khả năng giữ nước, sự ổn định kiến tạo khu vực hồ chứa và mức độ an
toàn của đập chắn nước. Theo nhận định của một số tác giả, hầu hết các đứt gãy đều
nhỏ và là đứt gãy thứ cấp của một vùng kiến tạo tương đối ổn định nên những tác động tiêu cực của hệ thống đứt gãy đối với đập chắn sẽ bị hạn chế nhiều [7]. Mặc
dù vậy, khả năng mất nước hồ chứa rất dễ xảy ra và khó kiểm soát.
Các tác động tổng hợp, liên tục theo nhiều hướng xuất phát từ nền tảng địa
chất, địa mạo LVS Gâm có thể dẫn đến những biến đổi mạnh mẽ về MTST khó
kiểm soát mà phạm vi chịu ảnh hưởng không chỉ giới hạn ở ranh giới lưu vực.
2.1.2.2. Địa hình lưu vực sông Gâm a. Sự phân hóa địa hình
Địa hình lưu vực có sự phân hóa và chia cắt phức tạp, chủ yếu là đồi núi thấp.
Phần thượng nguồn hình thái lưu vực dốc và hẹp, càng về hạ lưu thung lũng sông
mở rộng, sườn thoải, phổ biến là dạng địa hình xâm thực. Giữa LVS Lô và LVS Gâm là các khối núi, dãy núi thấp có hướng tây bắc - đông nam hoặc á kinh tuyến.
Trên phần lưu vực thuộc lãnh thổ Việt Nam, có thể nhận thấy các bậc địa hình từ thấp lên cao là: dưới 100m (3,8%); 100-200m (7,8%); 200-300m (9,9%); 300- 400m (11,4%); 400-500m (11,3%); 500-700m (18,6%); 700-1.000m (19,6%); 1.000-1.500m (1,8%); trên 2.000m (dưới 1%). Diện tích có độ cao từ 500-1.000m chiếm đa số với 38,2% tổng diện tích lưu vực. Bậc từ 1.000m trở lên có diện tích
nhỏ dưới dạng những đỉnh núi cao trên các đường phân thuỷ. Một số đỉnh có độ cao
trên 1.500m tập trung ở phía bắc và đông bắc như Phia Ya (1.979m), Phia Uắc (1.930m). Phía nam của lưu vực, dọc theo dòng chính sông Gâm phổ biến là các bậc địa hình cao dưới 200m (phụ lục 2.1).
Nhìn chung, LVS Gâm có địa hình chủ yếu là đồi núi phân cách phức tạp. Độ
cao địa hình thấp dần từ phía bắc (trung bình trên 1.000m) về phía nam và đông
nam (200-500m) dọc theo hướng chảy dòng chính sông Gâm. Trên toàn lưu vực, từ
cao xuống thấp có các nhóm kiểu địa hình chủ yếu là nhóm kiểu địa hình bóc mòn - rửa trôi và nhóm kiểu địa hình tích tụ. Trong đó, mỗi kiểu địa hình có lịch sử hình
51
thành khác nhau nhưng các quá trình hình thành vẫn đang tiếp diễn trong giai đoạn
hiện tại nên hầu hết tuổi của chúng được xếp vào kỉ Đệ Tứ [111].
b. Đặc điểm chung của địa hình, thuận lợi và hạn chế đối với việc khai thác, sử dụng lãnh thổ
Sự chia cắt phức tạp của địa hình LVS Gâm đã tạo nên tính đa dạng của cảnh quan, đồng thời ảnh hưởng rất lớn tới phương hướng khai thác, sử dụng lãnh thổ và BVMT lưu vực.
Điều kiện địa hình đồi núi của LVS Gâm đã chi phối phương thức khai thác tài nguyên chủ yếu trong suốt lịch sử khai phá lãnh thổ. Tập quán canh tác của dân cư đã chuyển đổi cơ cấu sử dụng đất, khai thác các dạng tài nguyên trên mặt đất và trong lòng đất, chặt phá rừng, hình thành các hệ thống canh tác nương rẫy, ruộng bậc thang,
các mô hình canh tác trên đất dốc. Sự chia cắt mạnh mẽ của địa hình lưu vực cũng chi
phối điều kiện cư trú phân tán của cộng đồng dân cư và sự manh mún về không gian
của các hình thức khai thác lãnh thổ, đặc biệt là ở các khu vực địa hình đá vôi ở phía
bắc và đông bắc của lưu vực thuộc các huyện của Hà Giang và Cao Bằng - là những nơi có sự phân hóa rất phức tạp trong cấu trúc ngang của địa hình.
Ở những khu vực núi cao vùng thượng nguồn của lưu vực chủ yếu thuận lợi
cho phát triển lâm nghiệp với các loại rừng phòng hộ. Đây cũng là hướng khai thác
sử dụng đất có hiệu quả, góp phần ổn định MTST nên cần ưu tiên phát triển. Các
mô hình canh tác nông lâm kết hợp (NLKH), lâm nông kết hợp (LNKH) theo quy mô lớn chỉ có thể phát triển tập trung ở các vùng đồi và sườn núi thấp.
Những khu vực địa hình thấp và bằng phẳng ven các dòng chảy của LVS Gâm
có diện tích nhỏ nhưng do được bồi lấp bởi phù sa mới nên rất thuận lợi cho canh
tác nông nghiệp, đặc biệt là trồng lúa nước, hoa màu, chăn nuôi gia súc, gia cầm để
góp phần đáp ứng nhu cầu lương thực, thực phẩm tại chỗ. Đây cũng đồng thời là những nơi thuận lợi nhất cho cư trú và phát triển cơ sở hạ tầng nên nhanh chóng trở
thành những trung tâm kinh tế - hành chính của các địa phương trên lưu vực.
Do điều kiện địa hình nhiều đồi núi, cao nguyên chia cắt mạnh cùng với sự
phân mùa trong chế độ mưa và lưu lượng dòng chảy sông suối nên vào mùa mưa thường xảy ra lũ lụt, sạt lở, mùa khô thường hạn hán thiếu nước sinh hoạt, sản xuất.
52
Tuy nhiên, cấu trúc địa chất - địa hình được coi là nguyên nhân khách quan của các
tai biến thiên nhiên trên lưu vực.
Quá trình phát triển lâu dài về mặt tự nhiên của lưu vực đã tạo nên sự thích ứng và ổn định tương đối của các yếu tố của MTTN. Chính việc khai thác, sử dụng đất dốc và sự phân bố manh mún về không gian sản xuất là nguyên nhân chủ quan làm tăng nguy cơ xuất hiện các tai biến thiên nhiên như lũ quét, trượt lở đất đá đã và
đang diễn ra rộng khắp trên lưu vực.
2.1.2.3. Khí hậu lưu vực sông Gâm
Do ảnh hưởng của vị trí địa lý và đặc điểm địa hình nên khí hậu LVS Gâm
cũng có những đặc trưng khác biệt so với miền khí hậu phía bắc (phụ lục 2.2).
a. Đặc điểm các yếu tố khí hậu
* Chế độ nhiệt: Do địa hình chủ yếu là đồi núi và ảnh hưởng của gió mùa đông
bắc nên LVS Gâm có nền nhiệt độ năm khá thấp, trung bình từ 22-240C, tăng dần từ
bắc xuống nam, biên độ nhiệt năm lớn, trung bình từ 12,5 - 140C. Thời gian mùa lạnh
kéo dài từ tháng 11 đến tháng 4, lạnh nhất là tháng 1 với nhiệt độ trung bình xuống tới
150C. Mùa hạ kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10, với nền nhiệt cao (26-270C) và khá
đồng nhất, trong đó, nóng nhất là tháng 7 (27-280C) (phụ lục 2.3).
* Chế độ mưa: Hoàn lưu nóng ẩm hướng đông và đông nam vào mùa hạ kết
hợp với điều kiện địa hình cao dần về phía bắc đã tạo điều kiện đem đến lượng mưa
lớn cho LVS Gâm. Lượng mưa năm trung bình khoảng 2.000mm, dao động từ
1.200-2.500mm, phân bố không đều theo không gian (phụ lục 2.4). Mùa mưa ở
LVS Gâm dài khoảng 6 tháng, bắt đầu từ tháng 5 và kết thúc vào tháng 10. Các
tháng mưa lớn nhất trong mùa mưa là các tháng 6, 7, 8, chiếm trên 50% tổng lượng mưa cả năm. Số ngày mưa trung bình là 90-95 ngày/năm. Độ ẩm bình quân trong
lưu vực là 85%/năm. Mùa ít mưa từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, chiếm 20-25% tổng lượng mưa năm. Thời kỳ khô nhất từ tháng 12 đến tháng 2 năm sau với lượng mưa trung bình <50mm/tháng (riêng trung tâm mưa Bắc Quang là 70-80mm/tháng).
* Chế độ ẩm - bốc hơi: LVS Gâm có độ ẩm tương đối cao và ổn định. Độ ẩm
trung bình các tháng dao động trong khoảng từ 80-87%, thấp ở các khu vực Bắc
Mê, Bảo Lạc, Chợ Rã. Biên độ dao động năm phổ biến dao động trong khoảng 3- 8%, thấp hơn so với các LVS khác ở miền Bắc và Đông Bắc Bắc Bộ (phụ lục 2.5).
53
Tổng lượng bốc hơi năm trên lưu vực dao động từ 600 - 900mm. Riêng vùng mặt
hồ Tuyên Quang, lượng bốc hơi năm lên đến 1.283 mm (phụ lục 2.6).
* Chế độ gió: Do ảnh hưởng của độ cao địa hình nên LVS Gâm có tốc độ gió tương đối nhỏ so với đồng bằng Bắc Bộ. Tốc độ gió trung bình năm khoảng 1-1,5m/s. Những nơi có tốc độ gió lớn nhất là Chiêm Hoá là >20m/s, Na Hang 30m/s và Bắc Mê