3.2. ĐẶC ĐIỂM TRƢỜNG SĨNG VÀ TRẦM TÍCH ĐỆ TỨ KHU VỰC NGHIÊN
3.2.1. Đặc điểm trƣờng sóng khu vực nghiên cứu
Phƣơng pháp địa chấn địa tầng đƣợc sử dụng để minh giải tài liệu địa chấn phản xạ dựa trên cơ sở nghiên cứu các mối tƣơng quan giữa các đặc điểm của trƣờng sóng địa chấn với các đặc điểm địa chất nhƣ tính phân lớp, sự thay đổi thành phần thạch học, điều kiện lắng đọng trầm tích. Các bƣớc phân tích địa chấn địa tầng bao gồm: Phân chia mặt cắt địa chấn thành các tập địa chấn; Xác định sự thay đổi tƣớng địa chấn trong các tập địa chấn; Giải thích mơi trƣờng thành tạo và thành phần thạch học. Đặc điểm địa chấn - địa tầng Pleistocen muộn - Holocen đƣợc xác đinh dựa trên cơ sở lý thuyết về địa chấn địa tầng của Badley (1985), Vail (1987) và Veenken (2007). Ngoài ra trên cơ sở nghiên cứu địa tầng phân tập dựa trên mối quan hệ thay đổi mực nƣớc
biển và trầm tích đã xác định các ranh giới các tập cũng nhƣ các miền hệ thống trầm tích vùng nghiên cứu.
Tuy nhiên để áp dụng việc phân chia địa tầng Đệ Tứ trên cho phần ngập nƣớc khu vực nghiên cứu quan trọng cho việc nghiên cứu tƣớng trầm tích. Trên cơ sở đó dựa trên những căn cứ khoa học và những dấu hiệu trực tiếp nhƣ những chứng cứ đƣợc thu thập học viên đã sử dụng ranh giới tuổi địa tầng Đệ Tứ vùng biển Việt Nam và kế cận của Trần Nghi (Hình 3.2)
Hình 3.2. Ranh giới tuổi địa tầng Đệ Tứ vùng biển Việt Nam và kế cận (Trần Nghi 2013)
Theo kết qua đo, địa hình vùng nghiên cứu có độ sâu từ 5 ÷ 8 m nƣớc. Trên tài liệu địa chấn nơng có thể thấy đáy trầm tích Đệ tứ của vùng nghiên cứu độ sâu thay đổi trong khoảng 30 m đến 150 m, xác định nhƣ sau:
- Ranh giới Sb1: Là đáy của tập trầm tích Q11. Ranh giới thay đổi khơng đồng nhất ở khu vực nghiên cứu. tại khu vực Ranh giới này là một bề mặt phản xạ trực tiếp lên trên bề mặt đá trầm tích cổ là cát kết hệ tầng Đồ Sơn. Ranh giới này thay đổi và không bắt gặp trên các tuyến địa chấn gần bờ, độ sâu bắt gặp trong khoảng từ 100 m cho đến 150 m (Hình 3.5 ÷ 3.14).
- Ranh giới Sb2: Là đáy của tập trầm tích Q12. Ranh giới bắt gặp hầu hết trên khu vực nghiên cứu đôi chỗ ranh giới này không rõ ràng. Ranh giới này là một bề mặt phản xạ trực tiếp nhƣng khơng đồng nhất trên bề mặt tập trầm tích Q11 đơi chỗ ranh giới này là các đào khoét hoặc gián đoạn.
- Ranh giới Sb3: Là đáy của tập trầm tích Q13b. Ranh giới này trên băng ghi địa chấn có thể quan sát đƣợc rõ ràng. Ranh giới này là một bề mặt phản xạ có biên độ mạnh, đôi nơi bị gián đoạn, bề mặt lồi lõm, mấp mô, đây là một mặt bất chỉnh hợp do bào mịn đào kht đƣợc hình thành khi mực nƣớc biển hạ thấp. Phía dƣới ranh giới này là tập có các phản xạ chủ yếu dạng hỗn độn, đứt đoạn đƣợc xác định là bề mặt tầng cát lẫn sạn. Trên băng ghi địa chấn độ sâu của ranh giới này thay đổi từ khoảng 20 m đến 30 m (Hình 3.5 ÷ 3.14).
Tại khu vực nghiên cứu tập trầm tích này chủ yếu là bùn cát bắt gặp hầu hết trên các băng địa chấn của vùng nghiên cứu với các phản xạ trắng, đồng pha có xu thế gần nhƣ nằm ngang định hƣớng, đặc trƣng cho cấu tạo phân lớp song song đồng hƣớng. Bề dày thay đổi từ khoảng 20 m đến hơn 35 m. Trong tập trầm tích này đơi chỗ bắt gặp các tập bùn sét, sét, xen kẹp trong các tập cát hạt mịn với bề dày khoảng 1 ÷ 3 m. Đặc trƣng trƣờng sóng của tập sét này chủ yếu là phản xạ trung bình, song song.
- Ranh giới Sb4: Đƣợc xác định là đáy tập trầm tích Q21-2 là một mặt phản xạ có biên độ vừa nằm ở độ sâu khoảng 15 ÷ 25 m, khác với ranh giới Sb1, ranh giới này có bề mặt đơi chỗ lồi lõm gồ ghề cho thấy đây không phải là mặt bất chỉnh hợp do gián đoạn trầm tích đƣợc hình thành khi biển dâng. Ta có thể nhận thấy đây có thể là bề mặt bào mịn khi biển bắt đầu tiến vào gây ra hiện tƣợng đào khoét nhỏ trên toàn vùng nghiên cứu thể hiện rõ trên các mặt cắt (Hình 3.5 ÷ 3.16).
Dựa vào các đặc điểm phản xạ bên trong tập cho thấy môi trƣờng lắng đọng trầm tích đƣợc hình thành khi nƣớc biển dâng dần nên tạo ra khơng gian trầm tích
ngập dƣới mực nƣớc biển. Vật liệu trầm tích đƣợc các dịng sơng vận chuyển từ đất liền ra với năng lƣợng không cao đƣợc lắng đọng trong môi trƣờng biển tƣơng đối yên tĩnh, nên thành phần trầm tích chủ yếu là hạt mịn. Trên các tài liệu lỗ khoan đây là tập trầm tích sét màu xám xanh thuộc tƣớng bùn-estuary vũng vịnh.
Ranh giới Sb5: Là đáy của tập trầm tích Q23. Ranh giới này trên băng ghi địa chấn có thể quan sát đƣợc trên toàn bộ băng địa chấn của vùng nghiên cứu. Ranh giới này là một bề mặt phản xạ có biên độ vừa, liên tục nằm phủ trên tập trầm tích hạt mịn. Trên băng ghi địa chấn độ sâu của ranh giới này thay đổi từ khoảng 10 m đến 25 m (Hình 3.5 ÷ 3.16).
Đặc trƣng phản xạ trong tập có dạng phản xạ song song, với trục đồng pha nằm ngang, có nơi hơi xiên chéo kề áp, phủ trên đáy. Biên độ phản xạ từ vừa đến yếu. Hình dạng bên ngồi của tập có bề dày tƣơng đối đồng nhất. Với đặc điểm nhƣ vậy cho thấy tập này có thể đƣợc hình thành trong mơi trƣờng biển khi có sự hạ thấp nhỏ của mực nƣớc biển, vật liệu trầm tích khá dồi dào đƣợc vận chuyển từ trong đất liền ra và đƣợc lắng đọng với năng lƣợng thấp. Thành phần trầm tích chủ yếu bùn cát đƣợc xác định thuộc tƣớng bùn chân châu thổ bề dày thay đổi từ 5 ÷ 10 m.
Các tập địa chấn
- Tập U1 quan sát đƣợc trên một số băng địa chấn nơng phân giải cao (Hình 3.5 ÷ 3.14). Tập U1 đặc trƣng bởi dạng phản xạ hỗn độn, không liên tục, biên độ phản xạ trung bình, tần số cao đơi chỗ lấp đầy các trầm tích trên các địa hình đá gốc cổ có biên độ phản xạ kém, đến trung bình.
- Tập U2 bắt gặp hầu hết trên một số băng địa chấn nông phân giải cao (Hình 3.5 ÷ 3.14), tập U2 đƣợc đặc trƣng bởi 2 dạng phản xạ. Phần bên dƣới của tập đƣợc đặc trƣng bởi các phản xạ hỗn độn, không liên tục, biên độ phản xạ trung bình, tần số cao. Phần phía trên chủ yếu là các phản xạ ngang song song, đôi chỗ bị gián đoạn biên độ phản xạ trung bình.
- Tập U3 quan sát đƣợc trên hầu hết băng địa chấn nơng phân giải cao (Hình 3.5 ÷ 3.16). Tập U3 đặc trƣng bởi hai dạng phản xạ: Phản xạ hỗn độn, không liên tục, biên độ phản xạ trung bình, tần số cao; Dạng phản xạ thứ hai có phần dƣới đặc trƣng bởi
phản xạ dạng lấp đầy các dịng chảy, có biên độ phản xạ kém, phần trên đặc trƣng bởi các phản xạ dạng gần song song, biên độ phản xạ kém đến trung bình, tần số cao.
- Tập U4 có đặc trƣng trƣờng sóng thay đổi mạnh khơng đồng nhất trên các mặt cắt (Hình 3.5 ÷ 3.16) với các đặc trƣng sau: Trƣờng sóng đặc trƣng với ranh giới phản xạ có biên độ yếu, đơi khi trắng, tần số thấp, dạng lấp đầy các rãnh đào kht hoặc trũng địa hình; Trƣờng sóng đặc trƣng dạng hỗn độn, ranh giới phản xạ đứt đoạn, biên độ phản xạ từ trung bình đến mạnh; Phần trên cùng của tập trƣờng sóng phản xạ liên tục, đồng pha, biên độ phản xạ trung bình đến mạnh, tần số cao trên toàn khu vực nghiên cứu.
- Tập U5 quan sát đƣợc thấy trên tồn bộ các mặt cắt, có đặc trƣng trƣờng sóng là các phản xạ nằm ngang song song, biên độ phản xạ kém, tần số cao, kề áp lên ranh giới dƣới tập U4. Tập U5 tồn tại ở khoảng độ sâu từ 0 ÷ 7 mét nƣớc trở vào bờ.
Trên cơ sở minh giải tài liệu địa chấn nông phân giải cao vùng nghiên cứu đã xác định đƣợc 3 bề mặt phản xạ chính là Sb3, Sb4, Sb5. Các ranh giới này trùng với bề mặt địa tầng phân tập bao gồm bề mặt biển thoái, bề mặt biển tiến và bề mặt ngập lụt cực đại.
- Bề mặt biển thoái (LST) đƣợc xác định trùng với ranh giới Sb1, đây là bề mặt
bất chỉnh hợp với đào khoét của dòng chảy đƣợc thành tạo khi mực nƣớc biển hạ thấp. Ranh giới này là đáy của tập trầm tích Pleistocen muộn phần muộn – Holocen (Q13b-Q2). Bề mặt này đƣợc thành tạo trên địa hình trầm tích cổ vì vậy hình dạng một số đào khoét nằm trên địa hình này đƣợc thành tạo trƣớc đó (Hình 3.5 ÷ 3.14).
- Bề mặt biển tiến (TST) là ranh giới Sb4 phía trên của bề mặt mặt này đƣợc đặc trƣng bởi phản xạ trắng, đơi chỗ hỗn độn (Hình 3.5 ÷ 3.14). Khu vực của Lạch Tray và cửa Nam Triệu các phản xạ với biên độ vừa, nằm ngang, song song chiếm ƣu thế và thấy xuất hiện những đào khoét nhỏ đƣợc hình thành do quá trình biển tiến. Điều này cho thấy mơi trƣờng có sự chuyển tiếp từ châu thổ sang môi trƣờng biển nông.
- Bề mặt ngập lụt cực đại (MFS)
Ở khu vực nghiên cứu có thể nhận thấy rằng khi tốc độ dâng cao mực nƣớc biển lên đến cực đại và bắt đầu giảm xuống, hệ thống trầm tích biển tiến đạt tới điểm mà ở đó khơng gian tích tụ cân bằng với nguồn cung cấp trầm tích. Bề mặt cực đại ở đây đƣợc xác định có đặc trƣng trƣờng sóng phản xạ với biên độ mạnh, song song bắt gặp trên
toàn vùng nghiên cứu. Ranh giới Sb5 đƣợc xác định là bề mặt ngập lụt cực đại, phản ánh q trình trầm tích diễn ra khi mực nƣớc biển dâng cao.
Miền hệ thống trầm tích biển thấp (LST)
Miền hệ thống biển thấp tập hợp các thành tạo trầm tích hình thành trong giai đoạn mực nƣớc biển hạ đến cực tiểu. Trong khu vực nghiên cứu, miền hệ thống trầm tích này nằm giữa hai bề mặt phản xạ Sb3 và Sb4 trong các mặt cắt địa chấn nơng phân giải cao trong vùng nghiên cứu (Hình 3.5 ÷ 3.14). Miền hệ thống trầm tích biển thấp đƣợc giới hạn bởi hai bề mặt: bề mặt biển thoái và một bề mặt biển tiến. Bề mặt bào mịn biển thấp (LES - lowstand erosion surface) hình thành do q trình bào mịn các thành tạo trầm tích lắng đọng trong chu kỳ trƣớc. Quá trình bào mịn này tạo nên một bất chỉnh hợp, đánh dấu sự kết thúc một tập trầm tích và bắt đầu một tập trầm tích mới và hình thành nên một bề mặt biển tiến.
Trong vùng nghiên cứu, trƣờng sóng địa chấn của miền hệ thống trầm tích biển thấp có hai dạng: dạng lấp đầy các rãnh đào khoét (hình 3.5 ÷ 3.14) và dạng kết thúc phản xạ kiểu phủ đáy (downlap) xuống bề mặt bào mòn biển thấp. Miền hệ thống trầm tích biển thấp gặp trong một số mặt cắt địa chấn với chiều dày thay đổi từ 0 ÷ 15 m. Một số tuyến địa chấn vắng mặt một phần miền hệ thống này (hình 3.15, 3.16) có thể do trong giai đoạn hạ thấp mực nƣớc biển khu vực này khơng tích tụ trầm tích hoặc xảy ra q trình bào mịn mạnh mẽ.
Miền hệ thống trầm tích biển tiến (TST)
Miền hệ thống trầm tích biển tiến bao gồm các trầm tích hình thành trong suốt giai đoạn mực nƣớc biển dâng, đƣợc giới hạn dƣới bởi bề mặt biển tiến (TS - transgressive surface) hoặc bề mặt bào mòn biển tiến (RS) và giới hạn trên bởi bề mặt ngập lụt cực đại (MFS - maximum flooding surface). Trên các băng địa chấn nơng phân giải cao miền hệ thống trầm tích biển tiến này ln có mặt ở tồn vùng, đặc trƣng trƣờng sóng phản xạ nằm ngang song song, độ liên tục tốt, biên độ phản xạ trung bình - yếu, đôi chỗ hỗn độn. Phía trên cùng của tập này thấy rõ các phản xạ nằm ngang song song, biên độ phản xạ mạnh, đây có thể coi là một tập sét đƣợc hình thành trong giai đoạn biển dâng lên cực đại tạo lên một bề mặt ngập lụt cho toàn vùng (hình 3.5 ÷ 3.16). Bề dày của TST thƣờng từ 5m đến 15m.
Miền hệ thống trầm tích biển cao (HST)
Miền hệ thống trầm tích biển cao hình thành trong suốt giai đoạn mực nƣớc biển cao trong một chu kỳ khi tốc độ dâng cao mực nƣớc biển giảm dần đến không và bắt đầu chuyển sang giai đoạn hạ thấp. Miền hệ thống trầm tích biển cao trầm tích này đƣợc thể hiện bởi tập nằm sát mặt đáy biển và luôn bắt gặp trên các băng địa chấn nông phân giải cao với cấu tạo đặc trƣng là nghiêng song song, kề áp trên bề mặt ngập lụt cực đại (hình 3.5 ÷ 3.16).