4. Bãi bồi cao tuổi Holocen giữa muộn (Q22-3)
Các bãi bồi cao thể hiện rất rõ trên sông Hồng với độ cao khá lớn (6 - 10m). Phần lớn các bãi bồi cao ở đây có độ cao lớn hơn bề mặt đồng bằng nguồn gốc sông thuộc hệ tầng Thái Bình nằm trong đê. Theo qui luật tự nhiên thì sự chênh cao này khơng lớn lắm nhưng hệ thống đê đã làm gia tăng sự tương phản độ cao này. Nhiều nơi như Tầm Xá (Đơng Anh) bãi bồi cao ngồi đê cao đến 11m, có nghĩa là cao hơn độ cao trung bình của đồng bằng trong đê đến 5 - 6 m. Các bãi bồi cao thường chuyển tiếp xuống bãi bồi thấp bởi một vách khá dốc, nhiều nơi q trình xói lở ăn vào chân các bãi bồi cao. Bãi bồi cao được nhân dân canh tác vào mùa cạn.
Các bãi bồi cao ở hạ lưu sơng Cà Lồ có độ cao khơng lớn (chỉ 4 - 5 m) và chuyển tiếp từ từ xuống bề mặt bãi bồi thấp cao 3 - 4 m tạo nên bề mặt khá thoải và rộng.
5. Bãi bồi thấp tuổi Holocen muộn(Q23)
Bãi bồi thấp thể hiện rõ ven sông Hồng, sông Đuống và sơng Cà Lồ. Đó là các bãi sát ven sơng có độ cao tuyệt đối khoảng 3 - 6m bao gồm các bãi bồi giữa sông và ven sông. Các bãi bồi giữa sơng có dạng vịm thoải, bề mặt khá bằng, sườn và chân dốc. Các bãi bồi thấp ven sông thể hiện vách chuyển tiếp với bãi bồi cao rõ nhất ở sông Hồng, nhất là phần hạ lưu, ở đây vách này cao đến 2 - 3m, cịn trên sơng Cà Lồ thể hiện không rõ.
Lịng sơng hiện đại
Trong lãnh thổ nghiên cứu lịng sơng hiện đại của hầu hết các sông nhất là các sông lớn (sông Hồng, sơng Đuống trừ sơng Cà Lồ) bị bó buộc hoạt động trong phạm vị hệ thống đê khá lâu (trong khoảng gần 1000 năm trở lại đây), những hoạt động biến đổi dòng của chúng cũng nằm trong hệ thống đê. Bởi vậy chúng tạo nên sự phân dị ngày càng lớn giữa các quá trình xâm thực và bồi tụ trong phạm vi này. Các bãi bồi ngày càng cao và lòng xâm thực ngày càng sâu và thêm vào đó là sự can thiệp của con người (xây kè chống xói lở) nên vị trí lịng sơng chính ngày càng ít biến đổi.
2.2.3. Địa hình tích tụ hỗn hợp sơng biển đầm lầy
6. Thềm tích tụ nguồn gốc sơng, biển cao 5-10 m (am?Q13)
Đây là dạng địa hình đồng bằng cao, nghiêng rất thoải về phía Nam và từ trung tâm ra 2 phía Đơng Tây, dạng địa hình này phổ biến và chiếm diện tích lớn nhất của cả 2 huyện đông Anh và Mê Linh, dạng địa hình này có thể phân thành 3 nhóm:
- Nhóm các dải nổi hơi cao lên so với địa hình xung quanh có độ cao xấp xỉ 10 m có cấu trúc thành các dải nhỏ
- Khối đồng bằng từ 5-10 m chiếm phần lớn diện tích trung tâm huyện Mê Linh và phía Tây huyện Đơng Anh
- Một số dải sót nổi trên bề mặt tích tụ sơng biển có tuổi trẻ hơn nằm ở phía Nam và Đơng Nam khu vực nghiên cứu
Chính do tính chất bằng phẳng trên một khu vực rộng lớn và ít có sự phân dị đặc biệt nên có thể kết luận đây là địa hình có nguồn gốc sơng biển hỗn hợp tuổi Pleistocen muộn hình thành trên hệ tầng Vĩnh Phúc.
(vết lộ khu vực cạnh đầm Vân Trì) (vết lộ khu vực Lỗ Khê) Hình13. Vết lộ sét loang lổ đỏ hệ tầng Vĩnh Phúc trên thềm tích tụ sơng biển
7. Bề mặt tích tụ sơng biển tuổi Holocen giữa (amQ22)
Đây là các bề mặt tích tụ hình thành từ đợt biển tiến Holocen, có độ cao trung bình tương đối thấp, xấp xỉ 5m, hiện chủ yếu là các ruộng trũng, ít có dân cư sinh sống, địa hình phân bố chủ yếu ở phía Tây Nam, Nam huyện Mê Linh và Đông
Dục Tú. Trên bề mặt này vẫn xuất hiện các dải sót tuổi Pleistocen muộn có địa hình cao và ổn định hơn thường được cư dân lựa chọn để sinh sống
8. Bề mặt tích tụ sơng, đầm lầy tuổi Holocen giữa muộn (abQ22-3)
Bề mặt này là những dải địa hình trũng, hiện đa số vẫn đang ngập nước hoặc là lịng hồ, đầm, sơng khơng hoạt động hoặc kênh tưới tiêu nước. Về nguồn gốc đây có thể là các lịng sơng cổ tuổi Pleistocen muộn cho đến Holocen giữa và lòng trũng của các máng xói tuổi Holocen giữa muộn. Bề mặt này chủ yếu phân bố ở khu vực đầm Vân Trì, sơng Ngũ Huyện Khê và dải trũng nằm giữa các xã Xuân Nộn, Việt Hùng, Liên Hà và Thụy Lâm
Ở rìa của các dải trũng này ta dễ dàng bắt gặp trầm tích Pleistocen của hệ tầng Vĩnh Phúc như ở Vân Trì hay Cổ Loa. Do đó có thể khẳng định đây khơng phải là các lịng sơng cổ tuổi Holocen muộn.
9. Máng xói xâm thực tích tụ tuổi Pleistocen muộn - Holocen
Đây là các máng xói xâm thực tích tụ nằm ở rìa các thềm bậc I tuổi Pleistocen muộn đây là các dải trũng phân cắt bề mặt của các thềm này. Máng xói này có 2 dạng. Dạng thứ nhất là các máng xói nhỏ trên nên thềm có nguồn gốc sơng phân bố khá điển hình ở khu vực rìa phía Đơng xã Cổ Loa huyện Đông Anh, xã Chu Phan huyện Mê Linh, và dạng thứ 2 lớn hơn cắt xẻ vào bề mặt tích tụ sơng biển điển hình ở khu vực quanh đầm Vân Trì và một số khu vực gần sơng Cà Lồ.
2.2.4. Địa hình nhân sinh
10. Tường thành Cổ Loa
Trên các bức ảnh viễn thám cũng như quan sát thực địa thấy khá rõ ba vịng thành khép kín: Thành Ngoại, Thành Trung và Thành Nội.
* Thành Ngoại là vòng thành dài nhất, vào khoảng 7.780m. Cao trung bình
từ 3 đến 4m so với mặt bằng tự nhiên; chỗ cao nhất là gò Cột Cờ, tới 8m. Chân thành rộng từ 12 đến 20m. Các lát cắt ngang thành cho thấy cách đắp thành bình thường như cách đắp ở những tòa thành thường thấy xưa nay, tức là đào đất ngay cạnh tường phía ngồi mà đắp cao dần lên. Phần đất bị đào sâu trở thành hào ngoài.
Tại một số đoạn thành ở phía nam, ở lưng chừng tường thành thấy lộ một lớp mỏng những mảnh ngói ống, ngói bản, có nơi có một lớp đá cuội.
* Thành Trung như tường thành ngoài, là một vịng tường khép kín, khơng
có hình dáng nhất định, cũng đắp nối các gò tự nhiên và men theo bờ các đầm hồ mà thành. Chu vi 6.300m, cao từ 6 đến 12m so với địa hình tự nhiên; mặt thành rộng trung bình 10m, chân thành rộng tới 20m, có nơi cịn hơn thế. Đây là vòng tường thành còn được bảo tồn tốt nhất trong cả ba vịng, đặc biệt là phần phía bắc. Về cấu trúc, tường Thành Trung cũng có những đặc điểm như ở tường Thành Ngoại, điểm đặc biệt đáng lưu ý tại phần phía nam có phổ biến của lớp ngói nằm giữa tường thành.
* Thành Nội mang dáng vẻ khác hẳn hai vịng tường trên, có hình chữ nhật
nghiêm chỉnh. Chu vi khoảng 1.730m. Thành cao chừng 5m, mặt thành rộng khoảng 10m, chân thành khoảng 20m. Đáng lưu ý là quanh tường Thành Nội có đắp 12 ụ đất nhơ ra phía ngồi gọi là "hỏa hồi".
Hình 14. Vịng thành ngồi thành Cổ Loa
Về độ cao, đáng chú ý là mỗi vịng thành đều có mặt thành tương đối thống nhất, khơng phụ thuộc vào độ cao địa hình tự nhiên trước khi đắp thành. Như vậy, với độ nghiêng thoải của địa hình từ bắc xuống nam, độ cao tuyệt đối của các mặt thành cũng giảm dần theo hướng này.
Về hình thái, lát cắt ngang thành có tính bất đối xứng: tường thành phía ngồi được xây dựng dốc đứng để gây khó khăn cho đối phương, cịn mặt trong thì được xây thoai thoải để dễ dàng lên xuống.
Về vật liệu đắp thành, có thể thấy rằng hầu hết đều lấy tại chỗ: đào phần ngoài tạo hào và lấy đất đắp cao tạo thành. Tuy nhiên, các kết quả khảo sát cho thấy có hai kiểu cấu tạo tường thành điển hình: kiểu cấu tạo gồm chủ yếu vật liệu tự nhiên và kiểu có sự xen lẫn vật liệu tự nhiên và vật liệu nhân sinh. Kiểu cấu tạo thành bằng vật liệu tự nhiên khá phổ biến cho Thành Ngoại và Thành Trung, đặc biệt là các đoạn thành ở phía bắc, nơi có nền móng vững chắc và vật liệu có độ dính kết tốt.
2.3. Tiến hóa địa mạo khu vực
Có thể nói rằng, các q trình địa mạo hoạt động trong giai đoạn Đệ tứ đã tạo nên bộ mặt địa hình khu vực Mê Linh – Đơng Anh hiện nay. Ta có thể chia tiến hố địa mạo thành 2 thời kỳ: 1) từ đầu Đệ tứ đến cuối Pleistocen và 2) sát trước Holocen đến nay.
2.3.1. Tiến hóa địa chất - địa hình thời kỳ từ đầu Đệ tứ đến cuối Pleistocen
Đây là thời kỳ tương ứng với 3 chu kỳ lắng đọng trầm tích để thành tạo nên hệ tầng Lệ Chi (Q11lc), hệ tầng Hà Nội (Q12-3hn) và hệ tầng Vĩnh Phúc (Q13vp). Vào thời kỳ này, trong khi ở vùng trũng bị sụt lún để xảy ra q trình tích tụ trầm tích, thì ở vùng xung quanh, trong đó có cả vùng đồi núi huyện Sóc Sơn lại được nâng lên và xảy ra q trình bóc mịn để hạ thấp và san phẳng tính lồi lõm của địa hình. Q trình bóc mịn trên vùng đồi núi này tiếp tục xảy ra cho đến hiện nay. Kết quả là, sau thời gian bóc mịn lâu dài các quả đồi hay nọ núi ở huyện Sóc Sơn đã bị gọt rũa trở nên thoải và mềm mại hơn. Quá trình này đã xảy ra từ khoảng trên 1,5 triệu năm trước và hiện đang tiếp diễn có thể với cường độ mạnh hơn do có tác động của con người.
Trong khi q trình bóc mịn liên tục diễn ra ở khu vực huyện Sóc Sơn, thì ở các khu vực cịn lại của Hà Nội, 2 q trình địa mạo: bóc mịn và tích tụ lại xảy ra có sự xen kẽ nhau. Xen kẽ 3 chu kỳ tích tụ trầm tích nêu trên là 3 thời kỳ bóc mịn:1) cuối Pleistocen hạ đến đầu Pleistocen thượng và 2) giữa Pleistocen thượng và 3) cuối Pleistocen thượng và sát trước Holocen. Song, có lẽ các thời kỳ bóc mịn này khơng kéo dài. Chẳng hạn, một trong những thời kỳ bóc mịn đó xảy ra từ cuối Pleistcen muộn đến nay (sau khi hồn thành chu kỳ tích tụ trầm tích của hệ tầng Vĩnh Phúc) phân bố ở Đơng Anh và Sóc Sơn. Trong phạm vị vùng Hà Nội, các bề mặt địa hình này đều bị các lớp trầm tích trẻ hơn phủ lên
2.3.2 Thời kỳ từ sát trước Holocen đến nay
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 mơ 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 khơng chỉ châu thổ sơng Hồng, mà cả đáy vịnh Bắc Bộ cũng là vùng đồng bằng ven biển rộng lớn. Q trình bóc mịn do nước chảy trên mặt (cả dịng 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. Sơng 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 sơng Hồng và sơng 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 Đơng 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.
Q 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
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 cịn 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. Cịn 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 khơng 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 ngồi. 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 vơi 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
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 sơng 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 q trình tiến hố địa mạo của vùng Hà Nội nói riêng và đồng bằng châu thổ sơng Hồng nói chung thành 4 thời kỳ nhỏ hơn như sau:
2.3.2.1. Cuối Pleistocen đến sát trước Holocen