(theo Vũ Nhật Thắng, 2003)
b. Địa tầng Đệ Tam
Các thành tạo Đệ Tam có tuổi địa chất từ 1,6 đến 65 triệu năm cách ngày nay phân bố rộng rãi trên đồng bằng Bắc Bộ, gồm các trầm tích tuổi Paleogen và Neogen. Trong phạm vi của vùng Hồ Tây chỉ gặp các trầm tích ở phần trên của hệ Neogen, thuộc hệ tầng Vĩnh Bảo có tuổi Pliocen (khoảng 5 triệu năm cách ngày nay). Hệ tầng gồm cuội kết, sỏi sạn kết xen kẽ cát kết, cát bột kết màu xám, xám xi măng, chứa vật chất hữu cơ và các di tích vi cổ sinh, tảo và bào tử phấn hoa.
c. Địa tầng Đệ Tứ
Trên thế giới hiện tồn tại nhiều thang địa tầng cho hệ Đệ Tứ, song thang đƣợc Hội nghị Địa tầng quốc tế năm 1989 đƣa ra hiện đƣợc sử dụng rộng rãi. Theo thang địa tầng này, ranh giới Neogen - Đệ Tứ đƣợc xác định là 1,6 triệu năm cách ngày nay. Trên đồng bằng Hà Nội, các tác giả thống nhất lấy đáy của hệ tầng Lệ Chi (Q11
lc) làm
ranh giới dƣới của Đệ Tứ. Các trầm tích nằm ở đáy của hệ tầng Hải Hƣng tuổi Holocen sớm - giữa (Q21-2 hh) phủ bất chỉnh hợp trên bề mặt lồi lõm cấu tạo bởi các
trầm tích bị phong hố cho màu loang lổ đỏ thuộc hệ tầng Vĩnh Phúc (Q13vp) đƣợc
chọn là ranh giới giữa Pleistocene và Holocen.
Thống Pleistocen đƣợc chia thành ba phụ thống: Pleistocen hạ (Q11) từ 1,6 đến 0,7 triệu năm trƣớc; Pleistocen trung (Q12) từ 0,7 đến 0,125 triệu năm trƣớc và Pleistocen thƣợng (Q13) từ 0,125 đến 0,01 triệu năm trƣớc. Thống Holocen cũng đƣợc phân chia thành các cấp nhỏ hơn là Holocen hạ (Q21) từ 10.000 đến 6.000 năm trƣớc (kéo dài 4.000 năm); Holocen trung (Q22) từ 6.000 đến 3.000 năm trƣớc (hoặc 4.000 năm, Nguyễn Đức Tâm, 1996; 2.000 năm theo Nguyễn Địch Dỹ, 1995) và Holocen thƣợng (Q23) từ 3.000 năm trƣớc (hoặc 4.000 năm, Nguyễn Đức Tâm, 1996) đến nay.
Trên cơ sở thang địa tầng này, có thể mơ tả các thành tạo Đệ Tứ khu vực nghiên cứu và lân cận theo trật tự từ dƣới lên nhƣ sau:
Trầm tích hệ tầng Lệ Chi nằm lót đáy của đồng bằng Hà Nội, khơng lộ ra trên mặt. Mặt cắt của hệ tầng đặc trƣng cho các trầm tích sơng với sự thay đổi từ hạt thô ở dƣới đến hạt mịn ở trên, thể hiện đƣợc rõ nét tính chu kỳ trong lắng đọng trầm tích aluvi. Theo thạch học, cổ sinh, trầm tích hệ tầng Lệ Chi đƣợc phân ra làm 3 tập từ dƣới lên nhƣ sau:
Tập 1: gồm cuội (thạch anh, silic, đá hoa... ) sỏi lẫn ít cát, bột sét thuộc tƣớng lịng miền núi và chuyển tiếp, đá có màu xám nâu, chiều dày 10m. Tập cuội nằm ngay trên trầm tích hệ tầng Vĩnh Bảo (N2vb).
Tập 2: gồm cát hạt nhỏ, cát bột màu vàng xám, chọn lọc và mài trịn tốt. Trầm tích tập này thuộc tƣớng lòng và gần lịng sơng thành tạo trong mơi trƣờng có dịng chảy, phân dị mạnh. Chiều dày trung bình của tập 2 là 3,5m.
Tập 3: gồm bột, sét, cát xám, xám vàng, xám đen (do lẫn mùn thực vật) độ chọn lọc và mài tròn kém. Chiều dày tập 3 là 0,5 m.
Tập trầm tích hạt thơ ở phần dƣới của hệ tầng Lệ Chi dày trên 10m, là đối tƣợng chứa nƣớc ngầm khá phong phú và có chất lƣợng tốt của vùng Hà Nội.
Trầm tích Pleistocen hạ - trung, hệ tầng Hà Nội (a,apQ12-3 hn)
Một trong những nét đặt trƣng về cấu tạo của đồng bằng Hà Nội là có sự phổ biến và khá ổn định của tầng trầm tích hạt thơ thuộc hệ tầng Hà Nội, đƣợc hình thành trong khoảng thời gian từ khoảng 70 vạn năm đến hơn 10 vạn năm cách ngày nay. Do cấu tạo chủ yếu bởi hạt vụn thô gồm cuội, sỏi sạn nên hệ tầng Hà Nội là tầng chứa nƣớc quan trọng nhất không những trên địa bàn thành phố Hà Nội mà trong cả đồng bằng Bắc bộ.
Về nguồn gốc, trầm tích hệ tầng Hà Nội đƣợc thành tạo chủ yếu trong môi trƣờng sông và sơng - lũ. Tại khu vực nghiên cứu, trầm tích nằm ở độ sâu từ 30m đến khoảng 45 - 50m, thuộc kiểu nguồn gốc sông với mặt cắt đặc trƣng gồm 3 tập, từ dƣới lên trên nhƣ sau:
Tập 1: tầng cuội sạch gồm cuội lẫn tảng, sỏi sạn và ít cát bột xen kẽ thuộc
tƣớng lịng sơng miền núi. Tập này có chiều dày 10 - 20m, phủ khơng chỉnh hợp trên trầm tích hệ tầng Lệ Chi và là đối tƣợng chứa nƣớc ngầm phong phú, có chất lƣợng tốt.
Tập 2: sỏi nhỏ, cát hạt thô, cát bột màu vàng xám thuộc tƣớng sông miền núi và
chuyển tiếp. Thành phần cát chủ yếu là thạch anh, một ít silic, fenfat và một vài khống vật nặng. Chiều dày trung bình của tập 15 - 17m
Tập 3: bột sét, bột cát xám vàng đặc trƣng cho tƣớng bãi bồi và cửa sơng, dày
trung bình 4m. Trong tập này đơi chỗ gặp các thấu kính sét bột xám xen lẫn mùn thực vật. Trong tập 3 có chứa bào tử phấn hoa, tảo nƣớc ngọt, lợ, mặn có yếu tố Pleistocen giữa - đầu Pleistocen muộn (Q12 - 3a). Tập 3 này bị phủ bởi trầm tích hệ tầng Vĩnh Phúc. Bề dày tập 1 - 5m.
Các thành tạo hạt mịn có chứa sinh vật có yếu tố mặn lợ này đƣợc liên hệ với trầm tích biển đƣợc Nguyễn Đức Tâm gọi tên là “biển Bỉm Sơn”.
Trầm tích Pleistocen thượng, hệ tầng Vĩnh Phúc (am/mlQ13 vp)
Hệ tầng Vĩnh Phúc là các trầm tích thuộc phần trên của Pleistocen thƣợng, đƣợc hình thành trong khoảng thời gian từ 100.000 đến trƣớc 10.000 năm cách ngày nay, lộ ra trên một diện tích khá lớn tại Phú Thƣợng, Xuân Đỉnh, Xuân La. Đó là tập sét xám, xám vàng lẫn nhiều kết vón oxyt sắt màu đỏ, nâu đỏ tạo ra màu sắc loang lổ. Sét này giống với lớp sét phân bố rộng dọc theo hai bên bờ sông Cà Lồ thuộc khu vực Đông Anh, Sóc Sơn.
Ngồi diện lộ ở Xuân La - Xuân Đỉnh, theo các tài liệu lỗ khoan địa chất cơng trình, lớp sét loang lổ thuộc hệ tầng Vĩnh Phúc còn đƣợc bắt gặp tại khu vực Trích Sài, Võng Thị ở độ sâu 2,5m (LK.15B11), 10m (LK.15b1) so với bề mặt địa hình, dƣới các trầm tích Holocen thƣợng hệ tầng Thái Bình. Ở phía Tây Nam đƣờng Hoàng Hoa Thám, thuộc phạm vi các phƣờng Cống Vị, Nghĩa Đô, tầng sét loang lổ phân bổ ở độ sâu từ 10 - 20m dƣới tầng sét xám xanh hệ tầng Hải Hƣng. Trong phạm vi các phƣờng Ngọc Hà, Quán Thánh, trầm tích hệ tầng Vĩnh Phúc nằm ngay sát mặt đất hoặc bị chôn vùi sâu từ 3-4m dƣới trầm tích hệ tầng Hải Hƣng hoặc vật liệu nhân sinh.
Hệ tầng Vĩnh Phúc đƣợc phân thành các tập phân bố từ dƣới lên nhƣ sau:
Tập 1 (ký hiệu 7b-c): Dƣới cùng là cát sạn sỏi nằm ngay trên hệ tầng Hà Nội. Chuyển lên là cát hạt thô, cát trung - mịn, hạt nhỏ dần.
Tập 2 (ký hiệu 6a): Sét mịn màu xám nâu, xám trắng loang lổ đỏ, trạng thái thƣờng dẻo cứng-nửa cứng. Đây là lớp trầm tích của đợt biển tiến Vĩnh Phúc, bị phong hoá trong đợt biển lùi sau đó. Tập trầm tích này lộ ra ở khu vực Xuân La, Xuân Đỉnh và khá phổ biến ở Đông Anh.
Nằm xen kẹp trong tầng sét ở tập 2 hoặc nằm dƣới lớp cát của tập 1 nhiều nơi còn tồn tại lớp một lớp đất sét kẹp bụi cát chứa hữu cơ, cây mục (ký hiệu 6b). Theo mô tả của Nguyễn Đức Tâm thì các lớp này có thể xếp vào hệ tầng Bỉm Sơn (mQ13.2.2 bs),
nhƣng do sự phân bố nhiều nơi xen kẹp trong tầng Vĩnh Phúc nên tạm xếp chung với hệ tầng Vĩnh Phúc (Nguyễn Văn Túc & Trần Văn Việt).
Trầm tích Holocen hạ - trung, hệ tầng Hải Hưng (Q2 1-2 hh)
Đợt biển tiến Flandrian có quy mơ toàn cầu đạt cực đại vào Holocen giữa (6000 - 4000 năm trƣớc ngày nay) có ảnh hƣởng sâu sắc tới trầm tích và địa hình đồng bằng Hà Nội, đƣợc đánh dấu bằng tầng sét xám đen, xám xanh phân bố khá rộng rãi. Theo đặc điểm thành phần vật chất, hệ tầng đƣợc chia thành 2 kiểu trầm tích.
a. Tầng bùn sét giàu di tích hữu cơ nguồn gốc biển - đầm lầy (mbQ21-2 hh)
Trầm tích đƣợc hình thành ở phần đầu của biển tiến, khi đó phía trƣớc đƣờng bờ thƣờng hình thành các vùng đầm lầy, tích tụ các vật liệu hạt mịn giàu di tích sinh vật,
nhiều nơi là các lớp than bùn. Trong phạm vi nội thành Hà Nội, trầm tích đƣợc nghiên cứu điển hình tại khu vực hồ Giảng Võ, đƣợc Hoàng Ngọc Kỷ, 1973; Nguyễn Đức Tâm, 1976 gọi tên là “tầng Giảng Võ”.
Trầm tích của tầng Giảng Võ chủ yếu là lớp đất yếu, đặc trƣng thành phần 70 ÷ 90% là bụi sét, 10 ÷ 30% hữu cơ, than bùn. Tại Hà Nội chúng phân bố nhiều nơi, nhất là khu nam sông Hồng và khu Gia Lâm. Tại khu Khách sạn Khăn Quàng Đỏ đến Cống Vị và khu vực hồ Hoàn Kiếm, Văn Chƣơng, Giảng Võ, Thành Công, Ngọc Khánh, Liễu Giai, Dịch Vọng phân bố rộng rãi lớp này.
Mặt cắt điển hình của kiểu trầm tích này từ dƣới lên gồm:
Tập 1: bột cát, bột sét lẫn nhiều mùn thực vật, màu xám, đen nhạt, độ chọn lọc
kém đến rất kém mang tính mơi trƣờng axit khử, đặc trƣng cho đầm lầy ven biển.
Tập 2: bột sét, bùn lẫn mùn và xác thực vật phân huỷ chƣa hết, màu xám, xám
sẫm chứa tập hợp tảo nƣớc ngọt, lợ, mặn.
Các trầm tích tầng Giảng Võ phủ trên tầng sét loang lổ hệ tầng Vĩnh Phúc, ở phía trên chúng lại bị lớp sét xám xanh nguồn gốc biển thuộc tầng Đống Đa chỉnh hợp lên. Tầng đất yếu này không thuận tiện cho việc xây dựng các cơng trình có tải trọng lớn. Ngồi ra cũng cần lƣu ý những diện tích chứa tầng bùn này thƣờng bị sụt lún đất mạnh nhất khi xảy ra hiện tƣợng tháo khô do các Nhà máy nƣớc khai thác nƣớc ngầm ở tầng chứa nƣớc phía dƣới.
b. Tầng sét bùn xám xanh nguồn gốc biển - vũng vịnh (mlQ21-2 hh)
Tầng sét xám xanh đƣợc hình thành trong thời kỳ biển tiến cực đại, đƣợc nghiên cứu chi tiết tại Đống Đa và đƣợc Hoàng Ngọc Kỷ, 1973; Nguyễn Đức Tâm, 1976 gọi tên là “tầng Đống Đa”. Thành phần của trầm tích này khá đồng nhất bao gồm sét, sét bột có màu đặc trƣng là xám xanh, xám xanh lơ, xanh xám. Một số nơi nhƣ ở ngã ba Nhổn, Chợ Đăm, Cầu Diễn phần đáy của trầm tích có chứa ít mùn thực vật. Chúng phân bố rộng rãi ở khu vực lân cận nhƣ Bƣởi, Nghĩa Đô. Trên mặt cắt địa kỹ thuật từ Bƣởi đến Nghĩa Đô tầng sét xám xanh dẻo cứng thuộc tầng Đống Đa (ký hiệu 4a) và dẻo mềm (ký hiệu 4b) nằm chuyển tiếp trên các thành tạo bùn sét xám đen (ký hiệu 5) thuộc tầng Giảng Võ.
Trầm tích Holocen thượng, hệ tầng Thái Bình (Q23 tb)
Các trầm tích hệ tầng Thái Bình đƣợc thành tạo khi biển lùi, vai trị của sơng Hồng vƣơn dần về phía biển với các hoạt động chính là uốn khúc, xâm thực ngang, để lại nhiều thế hệ bãi bồi và lịng sơng cổ và bồi tụ phù sa trong mỗi mùa lũ lụt. Hoạt động của con ngƣời, đặc biệt là trong khoảng thời gian 1000 năm trở lại đây có ảnh hƣởng đáng kể tới quá trình địa chất, địa mạo khu vực dòng chảy và hồ nƣớc. Hệ thống đê điều đƣợc thiết lập dọc theo sông Hồng và chi lƣu đã dẫn tới phần trầm tích trong đê bị ngừng bồi đắp phù sa, trong khi đó ở ngồi đê hàng năm các bãi bồi vẫn đƣợc bồi đắp vào mùa lũ. Trên cơ sở đó hệ tầng Thái Bình đƣợc chia thành 3 kiểu trầm tích sau đây:
a. Trầm tích bãi bồi trong đê (a1Q23 tb)
Trầm tích sơng tƣớng bãi bồi trong đê đƣợc hình thành trong quá trình biển lùi dần ra khỏi đồng bằng, kéo dài trong khoảng thời gian từ 4000 đến khoảng 1000 năm cách ngày nay, trƣớc khi xây dựng hệ thống đê sơng Hồng. Trầm tích bãi bồi trong đê có 2 kiểu mặt cắt:
- Kiểu mặt cắt thứ nhất là các bãi bồi đƣợc hình thành dọc đai uốn khúc của dịng sông. Mặt cắt gồm 2 phần: phần dƣới là trầm tích hạt thơ tƣớng lịng sơng, xen các thấu kính than bùn; phần trên là tƣớng bãi bồi gồm bột sét màu xám vàng đƣợc hình thành vào mùa lũ khi sơng di chuyển trong đai uốn khúc. Chúng đƣợc phát hiện ở phía tây, thuộc hệ thống lịng cổ của sơng Nhuệ - sơng Tơ Lịch.
- Kiểu mặt cắt thứ hai chỉ gặp tƣớng bãi bồi, gồm chủ yếu các thành tạo hạt mịn nhƣ bột, sét xám vàng đƣợc hình thành trong các mùa lũ lớn. Do tác động của lũ tràn bờ, ven theo các lịng sơng sẽ xuất hiện các gờ cao và bồi tích sơng sẽ phủ từng lớp mỏng lên các thành tạo cổ hơn nhƣ trầm tích hệ tầng Vĩnh Phúc hoặc hệ tầng Hải Hƣng. Bề dày chung của kiểu mặt cắt này thƣờng chỉ đạt từ 1-3m. Các thành tạo hệ tầng Thái Bình phân bố ở khu vực Bắc Phú Thƣợng, làng Cổ Nhuế, phía Đơng phƣờng Trúc Bạch thuộc kiểu mặt cắt này.
b. Trầm tích bãi bồi ngồi đê (a2Q23 tb)
Dọc lịng sơng Hồng hiện đại phân bố nhiều dải bãi bồi và các bãi cát nổi cao dạng đảo trơi giữa lịng sơng. Đó là các trầm tích cịn đang đƣợc bồi đắp và biến đổi. Theo tài liệu địa chất của Vũ Nhật Thắng (2003), tại các lỗ khoan tay ngồi bãi Liên Mạc (sơng Hồng) thấy mặt cắt từ dƣới lên gồm 3 lớp:
Lớp 1 (6,23 - 3,2m): cát hạt từ trung bình đến thơ (phần sâu hơn thƣờng là cát
sạn lẫn cuội sỏi tƣớng lịng sơng mùa lũ).
Lớp 2 (3,2 - 0,3m): cát hạt mịn lẫn bột sét màu xám đen, thành phần cát chiếm
80 - 90%, bột sét 10%.
Lớp 3 (0,3 - 0m): bột sét màu nâu, bề mặt có thảm cỏ phát triển. Thành phần bột
sét chiếm 90%, cát 10%.
Kể từ khi có hệ thống đê, hoạt động xâm thực ngang của sông bị hạn chế về mặt không gian. Một phần lƣợng phù sa đƣợc bồi tụ ngay tại lịng sơng tạo nên bãi bồi ngoài đê hiện tại cao hơn bề mặt địa hình trong đê.
c. Trầm tích sơng - hồ - đầm lầy (albQ23 tb)
Trầm tích phân bố tại khu vực Hồ Tây (phần ngập nƣớc và ven hồ), đƣợc Vũ Nhật Thắng (2003), Trần Nghi (2002) mô tả nhƣ sau:
* Mặt cắt Trích Sài – Quảng Khánh – Nghi Tàm cắt ngang qua hồ Tây từ Tây Nam lên Đơng Bắc, có trật tự từ dƣới lên nhƣ sau:
Lớp 1. Cát pha, thành phần cát hạt mịn nhỏ lẫn ít bột sét màu nâu, nâu xám phân
bố ở độ sâu 5 – 15m so với bề mặt địa hình, bề dày lớn hơn 10m, chƣa khống chế hết. Đây là trầm tích tƣớng lịng sơng đồng bằng điển hình của sơng Hồng.
Lớp 2. Sét bột pha ít cát hạt mịn màu nâu có độ chọn lọc tốt (So= 1,3), đƣợc thành tạo vào mùa lũ sau khi sơng Hồng chuyển dịng lên phía Đơng Bắc. Bề dày khoảng 2 – 3m.
Lớp 3. Có sự phân dị từ bột cát, sét cát bị sáo trộn mạnh phân bố ở phần rìa hồ do
ảnh hƣởng cả hoạt động nhân sinh, phần trung tâm hồ chủ yếu là bùn và sét màu xám chuyển dần sang xám đen do ảnh hƣởng của tảo trong hồ.
* Mặt cắt ven bờ Nam của hồ Tây từ Võng Thị - đƣờng Thụy Khuê đến vƣờn hoa Lý Tự Trọng (mặt cắt dƣới) phân bố chủ yếu trầm tích đƣợc thành tạo trong môi trƣờng đầm lầy, chuyển lên là trầm tích bãi bồi đƣợc tích tụ vào mùa lũ của sông Hồng, từ dƣới lên nhƣ sau:
Lớp 1. Bùn sét lấp đầy lịng sơng cổ, đơi chỗ xen các thấu kính cát hạt nhỏ chứa vật chất hữu cơ, màu xám, xám đen. Bề dày nơi sâu nhất đạt trên 13m, nhƣng chƣa khống chế đƣợc hết. Các trầm tích này đƣợc hình thành trong điều kiện yếm khí, thuộc mơi trƣờng đầm lầy. Bề dày lớn của trầm tích phù hợp với quy luật phân bố độ sâu tƣơng ứng với trục động lực của dòng chảy cổ lệch về phía bờ lõm của khúc uốn sơng Hồng cổ.