Chƣơng 3 TƢỚNG TRẦM TÍCH VÀ QUY LUẬT PHÂN BỐ
4.2.2. Địa tầng phân tập và lịch sử phát triển trầm tích Holocen khu vực cửa sơng
4.1. ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP
4.1.1. Khái niệm chung
Khái niệm “Địa tầng phân tập” (Sequence stratigraphy) gắn liền với lịch sử tìm kiếm thăm dị dầu khí và nghiên cứu Địa chất biển. Từ các định nghĩa khác nhau có thể hiểu “Địa tầng phân tập” theo định nghĩa đơn giản sau đây: Theo J.C. Van Wagoner, H.W. Posamentier, R.M. Mitchum, P.R. Vail, I.F. Sarg, T.S. Lautit và J. Hardenbol: “ Địa tầng phân tập là mối quan hệ giữa các đơn vị trầm tích có cùng nguồn gốc trong khung địa tầng đƣợc giới hạn với nhau bởi bề măt bào mòn hoặc gián đoạn trầm tích hoặc chỉnh hợp tƣơng quan” [7].
4.2.2. Địa tầng phân tập và lịch sử phát triển trầm tích Holocen khu vực cửa sơng Tiền sơng Tiền
Đã có nhiều cơng trình nghiên cứu về lịch sử phát triển trầm tích đƣợc cơng bố trên thế giới [19,20,22] cũng nhƣ ở Việt Nam [11,12,20].
Trên cơ sở phân tích tƣớng ở 3 lỗ khoan là LKBT1, LKBT2, LKBT3 cho thấy trầm tích Holocen khu vực cửa sơng Tiền phát triển trong 2 giai đoạn, tƣơng ứng với 2 hệ thống trầm tích là hệ thống trầm tích biển tiến và hệ thống trầm tích biển cao.
* Hệ thống trầm tích biển tiến
Hệ thống trầm tích biển tiến diễn ra trong giai đoạn Holocen sớm – giữa (Q21-2 ) thuộc chu kỳ biển tiến Flandrian. Thời kỳ trƣớc biển tiến cực đại (11.700-8.000 năm Bp), là thời kỳ tốc độ ngập chìm của bồn trầm tích lớn hơn tốc độ lắng đọng trầm tích trong bồn, giai đoạn này tốc độ dâng của mực nƣớc biển đã hạ thấp, đạt khoảng 2 – 3mm/năm [13,15]. Khi biển tiến Flandrian bắt đầu, đƣờng bờ đã có sự dịch chuyển về phía đất liền, phân tích trong 3 lỗ khoan BT1, BT2, BT3 ta cũng thấy rõ sự phân dị trầm tích theo thời gian là từ thơ lên đến mịn. Dƣới cùng là các tƣớng trầm tích cát bãi triều bột cát bãi triều sét bột đầm lầy ven biển của nhóm tƣớng biển ven bờ.
Trong khoảng 6.500 – 6.000 năm Bp tốc độ dâng của mực nƣớc biển chỉ còn vào khoảng 1 – 2mm/năm [3, 15]. Đến cuối Holocen sớm tốc độ dâng của mực nƣớc biển nhỏ hơn 1mm/năm và dần tiệm cận tới 0 [3, 5]. Mực nƣớc biển cao nhất đạt đƣợc trong biển tiến Flandrian vào khoảng 6.000 năm Bp và dâng cao đến 4 – 5m so với
mực nƣớc biển ngày nay. Do đó, thời kỳ này ở khu vực nghiên cứu thống trị bởi môi trƣờng biển nơng – vũng vịnh và đã hình thành lên tầng sét xám xanh vũng vịnh.
Trong vùng nghiên cứu, hệ thống trầm tích biển tiến có các tƣớng sau: - Nhóm tƣớng biển ven bờ
+ Tƣớng cát bãi triều + Tƣớng bột cát bãi triều
+ Tƣớng sét bột đầm lầy ven biển
- Nhóm tƣớng biển nơng vũng vịnh: Tƣớng sét bột xám xanh vũng vịnh
Khi tốc độ dâng cao mực nƣớc biển giảm xuống và tiệm cận tới không, thoạt đầu đƣờng bờ vẫn đứng yên rồi sau đó bắt đầu di chuyển về phía biển. Trong giai đoạn này đã để lại một ranh giới đánh dấu quá trình biển tiến dừng lại gọi là bề mặt ngập lụt cực đại. Bề mặt ngập lụt cực đại xuất hiện rong lỗ khoan BT1 ở độ sâu 17m; trong lỗ khoan BT2 ở độ sâu 29,2m; trong lỗ khoan BT3 ở độ sâu 22m.
* Hệ thống trầm tích biển cao
Theo quan niệm của địa tầng phân tập, hệ thống trầm tích biển cao tƣơng đƣơng với tập trầm tích biển thối sau biển tiến cực đại Flandrian (khoảng 6000 năm Bp). Giai đoạn hạ thấp mực nƣớc biển Holocen muộn này đóng vai trị quyết định kiến lập nên các đồng bằng rộng lớn nhƣ đồng bằng Bắc Bộ, đồng bằng Nam Bộ và các đồng bằng ven biển miền Trung.
Lúc này, tốc độ bồi tụ vùng cửa sông lớn hơn tốc độ sụt lún cộng với dâng cao mực nƣớc biển, châu thổ bắt đầu hình thành và phát triển. Tại vùng nghiên cứu cũng thấy rõ đƣợc điều đó thơng qua 3 lỗ khoan BT1, BT2, BT3, một loạt tƣớng thuộc nhóm tƣớng châu thổ đã phát triển trên tƣớng biển nông – vũng vịnh. Nằm trên tƣớng sét xám xanh vũng vịnh đặc trƣng cho nhóm tƣớng biển nơng là tƣớng bột sét chân châu thổ tiếp đến là các tƣớng: tƣớng bột sét lagoon cửa sơng, tƣớng cát bột lịng phân lƣu, tƣớng bột sét đồng bằng châu thổ và tƣớng cát cồn cát chắn cửa sơng.
Trong vùng nghiên cứu, hệ thống trầm tích biển cao có các tƣớng sau: - Nhóm tƣớng chân châu thổ
+ Tƣớng bột sét chân châu thổ - Nhóm tƣớng tiền châu thổ
+ Tƣớng cát bột bar cát cửa phân lƣu - Nhóm tƣớng đồng bằng châu thổ
+ Tƣớng cát bột lòng phân lƣu + Tƣớng bột sét vụng gian lƣu + Tƣớng cát cồn cát chắn cửa sơng 4.2. BIẾN ĐỘNG CỬA SƠNG VÀ ĐƢỜNG BỜ
Phân tích tƣớng theo địa tầng các lỗ khoan cho phép khái quát quy luật chuyển tƣớng không chỉ theo khơng gian mà cịn chỉ ra sự dịch chuyển đƣờng bờ và dịch chuyển lịng sơng.
* Biến động cửa sông
Từ 11.700 năm đến nay cột địa tầng Holocen có sự sắp xếp giữa các tƣớng cát bột bar cát cửa phân lƣu, tƣớng cát bột lòng phân lƣu và tƣớng bột sét vụng gian, chứng tỏ cửa sông trong Holocen bị biến động liên tục. Tuy sự dao động qua lại của cửa sơng có biểu hiện theo chu kì song vị trí của lịng sơng vẫn có xu thế dịch chuyển từ nam lên bắc (cách cửa sông hiện đại khoảng 100 – 300m) và từ dƣới lên trên định hƣớng theo một đƣờng chéo [8].
* Biến động đƣờng bờ
Nghiên cứu biến động đƣờng bờ là nhiệm vụ của các nhà địa chất Đệ tứ phục vụ xác định quy luật biến đổi cổ khí hậu, khí hậu cực đoan hiện đại và xây dựng các mơ hình dự báo khí hậu trong tƣơng lai.
Từ 11.700 – 8.000 năm Bp tuy tốc độ mực nƣớc biển dâng nhanh nhƣng do lúc này vật liệu trầm tích từ các sơng đƣa ra vẫn khá lớn nên đƣờng bờ dịch chuyển ra phía biển với tốc độ nhỏ (1,8m/năm). Mặt khác từ 8.000 - 6000 năm Bp tốc độ dâng của mực nƣớc biển có giảm so với trƣớc nhƣng thời gian này lƣợng trầm tích đƣa ra từ các con sơng ít nên đƣờng bờ lại tiến về phía đất liền với vận tốc lớn (75m/năm), trong thời kỳ này đƣờng bờ chuyển dịch nhanh vào phía tây với tốc độ 600m -1500m/năm, khoảng 6000 năm Bp mực nƣớc biển đạt cực đại. Từ khoảng 6000 - 1500 năm Bp trầm tích châu thổ đƣợc bồi tụ nhanh đồng thời với đƣờng bờ liên tục dịch chuyển ra phía biển với tốc độ 500 - 1000m/năm. Từ 1.500 năm Bp đến nay đƣờng bờ tiến ra biển với tốc độ 30m – 50m/năm [8].
Tóm lại, Từ 11.700 – 6000 năm Bp đƣờng bờ dịch chuyển từ đất liền ra biển thể hiện qua sự chuyển tƣớng từ nhóm tƣớng biển ven bờ sang nhóm tƣớng biển nơng. Từ khoảng 6000 năm Bp đến nay đƣờng bờ dịch chuyển ra phía biển thể hiện qua sự chuyển tƣớng từ nhóm tƣớng biển nơng lên nhóm tƣớng chân châu thổ tiếp đến là nhóm tƣớng tiền châu thổ và nhóm tƣớng đồng bằng châu thổ.
Hình 4.1. Sơ đồ mặt cắt ngang địa tầng trầm tích vùng cửa sơng ven biển Cửu Long [8]
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. Tiến hóa trầm tích Holocen khu vực cửa sông Tiền gắn liền với pha biển tiến Holocen sớm - giữa và pha biển thoái Holocen muộn.
* Pha biển tiến Holocen sớm - giữa ( Q21-2) tạo nên hệ thống trầm tích biển tiến (TST) đƣợc đặc trƣng bởi 2 nhóm tƣớng cộng sinh theo thời gian:
- Nhóm tƣớng biển nơng ven bờ (biển đang tiến).
- Nhóm tƣớng sét biển nơng (vũng vịnh) (biển tiến cực đại) kết thúc vào khoảng 6000 năm Bp.
* Pha biển thoái Holocen muộn (Q23) tạo nên hệ thống trầm tích biển cao (HST), đƣợc đặc trƣng bởi nhóm tƣớng: cát - bột - sét châu thổ.
Nhƣ vậy, theo quan điểm tiến hóa trầm tích thì trầm tích Holocen tiến hóa theo chu kỳ: độ hạt, mơi trƣờng, tƣớng và thành phần thạch học.
2. Khu vực cửa sông Tiền dịch chuyển liên tục trong Holocen, song có xu thế dịch chyển từ Tây nam lên Đông bắc. Sự biến động đó đƣợc thể hiện qua sự thay thế các tƣớng cát bột lòng phân lƣu, cát cồn cát chắn cửa sông, tƣớng sét bột đồng bằng châu thổ theo chiều thẳng đứng.
3.Đƣờng bờ trong Holocen biến động rất nhanh:
Từ 11.800 năm Bp => 8.000 năm Bp: cơ bản đƣờng bờ giữ cân bằng tại khu vực nghiên cứu (1,8m/năm).
Từ 8.000 năm BP => 6000 năm BP: đƣờng bờ tiến vào đất liền rất nhanh (75m/năm), khoảng 6000 năm Bp mực nƣớc biển đạt cực đại.
Từ 6000 - 1500 năm Bp đƣờng bờ liên tục dịch chuyển ra phía biển với tốc độ 500 - 1000m/năm.
Từ 1.500 năm Bp đến nay đƣờng bờ tiến ra biển với tốc độ 30m – 50m/năm. 4. Kiến nghị:
Nghiên cứu biến động cửa sông và đƣờng bờ ở các khu vực khác phải nghiên cứu thành phần thạch học, tƣớng và mơi trƣờng trầm tích trong mối quan hệ với sự thay đổi mực nƣớc biển.
Kết quả định lƣợng về biến động cửa sông và đƣờng bờ nên đƣợc sử dụng nhƣ những luận chứng khoa học kỹ thuật để hoạch định chính sách quản lý đới bờ, quy hoạch lãnh thổ phát triển kinh tế - xã hội bền vững.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng việt
1. Lê Đức An và nnk: Bản đồ địa mạo Việt Nam tỉ lệ 1/500.000, Liên đoàn bản đồ địa chất,1984.
2. Nguyễn Biểu (Chủ biên), 2001. Kết quả điều tra địa chất và khống sản biển nơng ven bờ 0-30 m nƣớc Việt Nam tỷ lệ 1/500.000 (1991-2001). Lưu trữ Địa
chất, Hà Nội.
3. Nguyễn Địch Dỹ (2010), KC09.06/06-10 “Nghiên cứu biến động cửa sơng và mơi trƣờng trầm tích Holocen – hiện đại vùng ven biển châu thổ sông Cửu Long, phục vụ phát triển bền vững kinh tế xã hội”.
4. Nguyễn Huy Dũng, Ngơ Quang Tồn và nnk., 2004. Địa tầng trầm tích Đệ tứ vùng đông bằng Nam Bộ. TT Địa tầng hệ Đệ tứ các châu thổ ở Việt Nam, tr.
133-148. Hội thảo KH, Hà Nội.
5. Dỗn Đình Lâm (2002), Lịch sử tiến hóa trầm tích Holocen châu thổ sông Hồng, Luận án Tiến sĩ.
6. Nguyễn Văn Lập, Tạ Thị Kim Oanh (2004), Môi trƣờng trầm tích Pleistocen muộn - Holocen vùng Cà Mau. Tạp chí Các Khoa Học về Trái Đất.
7. Trần Nghi (2010), Giáo trình trầm tích luận trong nghiên cứu Dầu khí, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội.
8. Trần Nghi, Mai Thanh Tân và nnk, 2003. Về sự thay đổi mực nƣớc biển trong Đệ tứ trên cơ sở nghiên cứu trầm tích ở vùng ven biển và biển nơng ven bờ từ Nha Trang đến Bạc Liêu. Tuyển tập cơng trình hội nghị khoa học: Địa kỹ thuật và Địa chất Biển, Đà Lạt (26-29/7/2003).
9. Trần Nghi, Ngơ Quang Tồn (1991), Đặc điểm các chu kỳ trầm tích và lịch sử tiến hóa địa chất Đệ tứ đồng bằng Sơng Hồng, Tạp chí địa chất (số 206-207)
10. Trần Nghi và nnk (2010), Báo cáo chuyên đề “Tiến hóa mơi trƣờng trầm tích Holocen vùng cửa sơng ven biển từ cửa sông Tiền đến cửa sông Hậu”.
11. Trần Nghi, Mai Thanh Tân, Dỗn Đình Lâm và n.n.k (2000), Tiến hóa trầm tích và cổ địa lý giai đoạn Pliocen – Đệ tứ lãnh thổ và lãnh hải Việt Nam, tạp chí Địa chất.
12. Đinh Xuân Thành, Trần Nghi, Nguyễn Thanh Lan, Phạm Đức Quang (2002), Một số đặc điểm tiến hóa trầm tích Holocen ở cửa sông Hồng trong mối quan hệ với hoạt động nội sinh và ngoại sinh, Tạp Chí Khoa học ĐH Quốc gia Hà Nội T13(số 3).
13. Phạm Huy Tiến, Trịnh Ích (1985), Thạch học đá Trầm tích, NXB Đại học và Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội.
14. Đinh Văn Thuận, Nguyễn Địch Dỹ, Đỗ Văn Tự, Mai Thanh Tân (1996), Vấn đề dao động mực nƣớc đại dƣơng với các đợt biển tiến biển thoái trong kỷ Đệ tứ ở Việt Nam. Địa chất tài ngun, Cơng trình kỷ niệm 20 năm thành lập Viện Địa chất
15. Nguyễn Trọng Yêm, Đào Thị Miên, Đỗ Văn Tự, Nguyễn Ngọc mên, Nguyễn Ngọc, Dỗn Đình Lâm, Đinh Văn Thuận, Đậu Hiển (1985), Cổ địa lý các đồng bằng ven biển Việt Nam, Báo cáo tổng kết đề tài cấp bộ, Lƣu trữ Viện Địa chất, Hà Nội.
16. Cổng thông tin điện tử các tỉnh Tiền Giang, Bến Tre, Trà Vinh
17. Niên giám thống kê 2010 tỉnh Bến Tre, tỉnh Trà Vinh, tỉnh Sóc Trăng.
Tiếng anh
18. Catuneanu O. (2006), Principles of Sequence Stratigraphy, Elsevier’s Science & Technology Rights.
19. Kre´zsek C., Filipescu S., Silye L., Matxenco L. Doust H. (2010), "Miocene facies associations and sedimentary evolution of the Southern Transylvanian Basin (Romania): Implications for hydrocarbon exploration", Marine and Petroleum Geology (27), tr. 191–214.
20. Tran Nghi, Dinh Xuan Thanh, Nguyen Dinh Thai (2010), "Evolution of holocene depositional environments in the coastal area from the Tien river to the Hau river mouths", VNU Journal of Science, Earth Sciences (26), tr. 185-201.
21. Paredes J.M., (2009), “Sedimentary evolution of Neogene continental deposits (Ñirihuau Formation) along the Ñirihuau River, North Patagonian Andes of Argentina”, Journal of South American Earth Sciences xxx (2009) xxx–xxx.
22. Reuter M., Piller W.E., Harzhauser. M., Berning B., Kroh A. (2009), "Sedimentary evolution of a late Pleistocene wetland indicating extreme coastal uplift in southern Tanzania" Quaternary Research xxx (xxx–xxx).
23. Toru Tamura, Yoshiki Saito, Mark D. Bateman, V. Lap Nguyen, T.K. Oanh Ta, Dan Matsumoto “Luminescence dating of beach ridge for characterizing
multi-decadal to centennial deltaic shoreline changes during late Holocene,Mekong River delta”. Marine Geology, volumes 326-328 (2012), tr.140-153