Sét kết (hình 3.5; hình 3.6) có thành phần sét chiếm 70- 80%, bột chiếm 20- 30%. Thành phần sét gồm kaolinit, xerixit bị nhiềm hydroxit sắt, carbonat.
Ở Bắc Thủy bắt gặp đá sét vơi (hình 3.7) có màu xám đen bị ép phiến mạnh, với thành phần carbonat (90%) ở dạng ẩn tinh, một số chỗ bị tái kết tinh thành các tinh thể lớn hơn. Còn lại là các tạp chất.
Nicol + Nicol -
Hình 3.7. Đá sét vơi biển vũng vịnh thuộc hệ tầng Lạng Sơn, mẫu AC 73
Ở phía nam xã Quảng Lạc, thành phố Lạng Sơn, đá vôi sét lấy trong lỗ khoan LK03, độ sâu 70,4m có cấu tạo phân lớp ngang song song, kiến trúc ẩn tinh. Thành phần canxit chiếm đến 80%, còn lại là sét (20%).
Các trầm tích trong hệ tầng chủ yếu là vụn cơ học hạt mịn (cát hạt mịn đến sét), có cấu tạo phân lớp ngang song song (hình 3.1) với độ dày từ mỏng đến trung bình, phân bố trên một quy mô rộng lớn, đặc trưng cho mơi trường biển nơng; các cấu tạo xích ma tăng trưởng (hình 3.2) lại đặc trưng cho mơi trường châu thổ ngầm (vùng cửa sông); các đá sét vôi và vôi sét đặt trưng cho mơi trường vũng vịnh. Thêm vào đó, từ số liệu phân tích các khống vật sét bằng phương pháp Rơnghen cho thấy hàm lượng hydromica tương đối cao, có thể nhận định, mơi trường trầm tích là vùng cửa sơng ven biển.
Bảng 3.1. Kết quả phân tích khống vật sét bằng phương pháp Rơnghen các đá hệ tầng Lạng Sơn
Mẫu Monmo- rilonit
Hydro-
mica Kaolinit Clorit
Thạch
anh Felspat Gơtít KV khác
AC3b - 18-20 9-11 ít 58-60 3-5 4-6 -
AC4 - 32-34 7-9 4-6 41-43 3-5 4-6 -
3.2. THẠCH HỌC VÀ MƠI TRƯỜNG TRẦM TÍCH HỆ TẦNG KHƠN LÀNG (T2a kl)
Trong khu vực nghiên cứu, các đá thuộc hệ tầng Khôn Làng phân bố thành một dải theo hướng tây nam- đông bắc từ Hữu Lũng đến Chi Lăng. Ngồi ra, cịn bắt gặp rải rác ở một số khu vực tây nam thành phố Lạng Sơn. Các đá bắt gặp trong hệ tầng chủ yếu là cuội sạn kết, cát kết, sét kết.
Cuội sạn kết đa khống (hình 3.8) màu xám, xám vàng có cấu tạo khối và phân lớp xiên chéo đồng hướng (hình 3.9), có độ chọn lọc kém. Thành phần hạt vụn bao gồm thạch anh, đá vôi, đá phiến sét, đá phun trào có kích thước hạt khơng đều, từ vài mm đến 10cm, có độ mài trịn từ trung bình đến tốt.
Hình 3.8. Cuội sạn kết đa khống lịng sơng miền núi hệ tầng Khôn Làng
Cát kết hạt mịn đến rất thơ có màu xám, xám vàng, kích thước hạt trung bình (Md): 0,1- 2,0 mm. Đá có độ mài trịn và độ chọn lọc kém. Cát kết là cát lithic (hình 3.10; hình 3.11), thành phần hạt vụn bao gồm thạch anh (49,4- 60,4%), felspat (3,5- 3,7%), mảnh đá (36,1- 46,4%) chủ yếu là mảnh đá phun trào, ngồi ra cịn có mảnh đá quarzit, phiến sét. Nền thuộc loại lấp đầy đến cơ sở, hàm lượng 14,6- 28,0%, xi măng là khống vật sét đã bị tái kết tinh hồn toàn thành xerixit/ illit dưới dạng vi vảy nhỏ, định hướng tốt.
Hình 3.10. Cát kết lithic hạt thô chọn lọc, mài trịn kém, mơi trường lịng sơng đồng bằng, hệ tầng Khơn Làng, mẫu H09B, nicol + Hình 3.11. Cát kết lithic hạt nhỏ chọn lọc, mài trơn kém lịng sơng đồng bằng, hệ tầng Khôn Làng, mẫu H09B/1, nicol +
Sét kết (hình 3.12) có lẫn bột màu xám nâu, vàng sẫm với sét (kaolinit, xerixit, clorit) chiếm 75%, bột chiếm 25%.
Hình 3.12. Sét kết lẫn ít bột, mơi trường bãi bồi sông đồng bằng thuộc hệ tầng Khôn Làng, mẫu AC6b. nicol +
Ở Nà Phai, Tiên Yên, Ba Chẽ, bắt gặp bột kết hạt trung đến lớn màu nâu đỏ, sét kết và đá phun trào ryolit.
Trầm tích bột kết có thành phần đa khống, chứa nhiều hydroxit sắt (hình 3.13). Trong khi đó, sét kết lại rất đồng nhất về thành phần và kích thước. Thành phần sét kết chủ yếu là khống vật sét xerixit, illite và ít sét khác (hình 3.14). Đá sét bị tái kết tinh ở mức độ vừa phải. Nhiều khu vực thấy rõ các vảy sét có sự định hướng do khoáng vật sét bị tái kết tinh và sắp xếp theo về cùng một phía. Đơi chỗ thấy các khống vật sét bị phân phiến nhẹ, đó là kết quả của sự nén ép tương đối mạnh.
Hình 3.13. Bột kết bãi bồi hệ tầng Khơn Làng, mẫu Ac 52a, nicol +
Đá phun trào ryolit bắt gặp nhiều trong vùng nghiên cứu. Tại cơng trình hào H29, bắt gặp phun trào ryolit pocfia (hình 3.15) đã bị biến đổi mạnh bởi q trình phong hóa, đặc trưng bởi phần lớn các ban tinh felspat và nền vi tinh/thủy tinh bị sét
hóa mạnh mẽ, tạo thành các khoáng vật thứ sinh (kaolinit, illite) và các khoáng vật khơng thấu quang (quặng).
Hình 3.14. Đá sét kết đồng bằng ngập lụt hệ tầng Khôn Làng, mẫu H06, nicol +
Ryolit pocfia cũng được bắt gặp ở vị trí hào H31(hình 3.16), tuy nhiên đá ở đây bị phong hóa ít hơn. Các ban tinh felspat và hocblen bị biến đổi và thay thế mạnh bởi quá trình sét hóa, canxit và epidot ở các mức độ khác nhau. Nền vi tinh cũng bị sét hóa một phần.
Hình 3.15. Ryolit porfia hệ tầng Khơn Làng tại H 29
Hình 3.16. Ryolit porfia hệ tầng Khơn Làng tại H31
Với những đặc trưng về cấu tạo, kiến trúc cũng như thành phần hạt vụn đa khống như trên có thể thấy trầm tích chưa được vận chuyển ra xa vùng xâm thực, các đá của hệ tầng Khơn Làng hình thành trong mơi trường sông lục địa.
3.3. THẠCH HỌC VÀ MƠI TRƯỜNG TRẦM TÍCH HỆ TẦNG NÀ KHUẤT (T2 nk)
Các đá của hệ tầng Nà Khuất lộ ra thành hai dải chính. Dải thứ nhất kéo từ phía đơng thành phố Lạng Sơn theo hướng tây nam xuống Hữu Lũng. Dải thứ hai nằm ở
phía nam võng An Châu, bắt đầu từ vùng Bình Liêu- Tiên Yên, kéo qua Ba Chẽ đến vùng núi Yên Tử.
Ở dải thứ nhất, bắt gặp chủ yếu là các đá cát kết hạt mịn đến rất mịn, bột kết phân lớp mỏng đến trung bình (hình 3.17).
Hình 3.17. Cát bột kết hạt mịn màu xám xanh cấu tạo phân lớp ngang song song biển nông.
Cát kết hạt mịn đến rất mịn (hình 3.18; hình 3.19) màu xám xanh, thuộc loại lithic, kích thước hạt trung bình (Md): 0,063- 0,2mm; độ chọn lọc từ trung bình đến tốt, độ mài trịn trung bình. Thành phần hạt vụn bao gồm thạch anh (57,7- 70,9%), mảnh đá (23,7- 29,1%), felspat (5,3- 13,2%). Các mảnh đá chủ yếu là mảnh đá phiến, mảnh đá phun trào và mảnh đá quarzit. Nền xi măng là nền cơ sở (19- 28,2%).
Hình 3.18. Cát kết lithic hạt rất mịn, mài tròn chọn lọc trung binh, môi trường tiền châu thổ, hệ tầng Nà Khuất, mẫu H03, nicol +
Hình 3.19. Cát kết hạt mịn mài tròn chọn lọc trung bình tiền châu thổ thuộc hệ tầng Nà Khuất, mẫu H10, nicol +
Bột kết màu xám nâu, phân lớp mỏng. Thành phần bột chiếm 70%, chủ yếu là thạch anh, mica. Sét (30%) gồm kaolinit, hydroxit sắt và xerixit (hình 3.20).
Hình 3.20. Bột kết thuộc hệ tầng Nà Khuất, mẫu AC 7b, nicol +
Các đá bắt gặp ở dải thứ hai, khu vực Bình Liêu- Tiên Yên là cát hạt mịn đến hạt trung lithic đến á lithic, bột kết, sét kết màu xám xanh, lục nhạt, nâu gụ phân lớp mỏng đến trung bình (hình 3.21).
Hình 3.21. Cát, bột kết cấu tạo phân lớp ngang song song tướng biển nông ven bờ hệ tầng Nà Khuất, khu vực AC 44.
Cát kết có Md: 0,063- 0,5mm, độ chọn lọc trung bình đến tốt. Cát kết có thành phần hạt vụn là thạch anh (53,9- 82,2%), felspat (4,2- 9,6%), mảnh đá (13,6- 38,9%)
bao gồm mảnh đá phun trào, quarzit, mảnh đá phiến, silic. Nền gắn kết (14,2- 39,6%) kiểu xi măng lấp đầy, cơ sở và khảm gồm có canxit, sét và siderite (hình 3.22).
Hình 3.22. Cát kết hạt trung mài trịn, chọn lọc trung bình, mơi trường bãi triều tiền châu thổ, thuộc hệ tầng Nà Khuất, mẫu H28, nicol +
Bột kết (hình 3.23) có màu tím gan gà, đôi chỗ bị phong hóa có màu tím đỏ, phân lớp trung bình đến dày. Trong bột kết, thành phần hạt vụn chiếm 80%, bao gồm thạch anh (70%), felspat, mảnh đá quarzit và đá phiến: 17%; mica: 10% và quặng. Xi măng bao gồm kaolinit và hydroxit sắt.
Hình 3.23. Bột kết chọn lọc, mài trịn tốt, mơi trường bãi triều tiền châu thổ thuộc hệ tầng Nà Khuất, mẫu AC 54c, nicol +
Sét kết (hình 3.24) có sự đồng nhất về thành phần và kích thước. Thành phần chủ yếu là khống vật sét illite, xerixit và ít sét khác. Do bị ngấm hyroxit sắt nên nhiều khu vực, sét kết có màu nâu đỏ.
Hình 3.24. Sét kết tiền châu thổ thuộc hệ tầng Nà Khuất, mẫu AC 54b, nicol +
Từ các kết quả phân tích nêu trên có thể thấy, tuy phân bố ở các khu vực khác nhau nhưng các trầm tích của hệ tầng Nà Khuất lại tương đối ổn định về mặt thành phần thạch học. Các trầm tích của hệ tầng chủ yếu là hạt trung- mịn, màu xanh lục, có cấu tạo phân lớp ngang song song, có độ mài trịn và độ chọn lọc từ trung bình đến tốt, đặc trưng cho môi trường tiền châu thổ và biển nông ven bờ. Các đá sét vôi, vôi sét xám lục nhạt phân lớp mỏng xuất hiện trong phần trên của một số mặt cắt đặc trưng cho môi trường biển vũng vịnh.
Theo các tài liệu tham khảo, các hóa thạch Hai mảnh biển được tìm thấy trong các thành tạo khu vực thuộc hệ tầng Nà Khuất như hóa thạch Hai mảnh biển
Trigonodus trapezoidalis, T. myophorioides, T. sandbergeri có trong đá bột kết xám
lục phần dưới ở Dương Hưu (Sơn Động, Bắc Giang) hay ở khu vực xã Châu Sơn (Đình Lập, Quảng Ninh), trong đá phiến sét ở phần dưới chứa Hai mảnh biển
Neoschizodus laevigatus, Bakevellia modiola. Riêng tại khu vực vùng rìa của võng
(dọc sông Ba Chẽ), trong bột kết ở phần trên của hệ tầng chứa hóa thạch Chân lá
Euestheria dazuensis, E. lepidda là những hóa thạch động vật vật nước ngọt, nước lợ
đánh dấu sự chuyển tiếp của hệ tầng lên trầm tích lục địa màu đỏ của hệ tầng Mẫu Sơn.
Như vậy, các thành tạo trầm tích trong hệ tầng Nà Khuất chủ yếu thành tạo trong môi trường tiền châu thổ, biển vũng vịnh và biển nông ven bờ.
3.4. THẠCH HỌC VÀ MƠI TRƯỜNG TRẦM TÍCH HỆ TẦNG MẪU SƠN (T3c ms)
Hệ tầng Mẫu Sơn được tìm thấy ở khu vực khảo sát là 2 dải phía tây bắc và đơng nam võng An Châu
Hình 3.25. Cát bột kết màu nâu đỏ- xám hệ tầng Mẫu Sơn, vết lộ AC 18
Hình 3.26. Sét vơi, vôi sét cấu tạo phân lớp mỏng phân hệ tầng Mẫu Sơn trên, vết lộ AC 10
Ở vị trí lỗ khoan LK4, thuộc xã Phong Vân (Lục Ngạn, Bắc Giang), phía tây bắc võng An Châu, trên phân hệ tầng Mẫu Sơn trên (T3c ms3) gặp cát, bột và sét kết.
Cát kết á lithic hạt mịn (hình 3.27), có Md: 0,08- 0,2mm, có độ mài trịn và độ chọn lọc trung bình. Thành phần hạt vụn bao gồm thạch anh (80,2%); felspat (5,4%); mảnh đá (14,33%) gồm các đá phun trào, quarzit và đá phiến. Xi măng với tỷ lệ cao các khoáng vật sét và carbonat dạng lấp đầy lỗ hổng.
Hình 3.27. Cát kết á lithic hạt mịn chọn lọc, mài trịn trung bình, mơi trường tiền châu thổ hệ tầng Mẫu Sơn, mẫu LK04/1 (63,2- 64)
Sét kết chứa vơi được tìm thấy ở độ sâu 87,6- 89,0m (hình 3.28) có màu nâu đậm do bị ngấm và tẩm đậm đặc bởi các khống vật nhóm oxit sắt. Sét kết có thành phần đồng nhất gồm chủ yếu là các khoáng vật sét phân bố lẫn lộn cùng một lượng đáng kể canxit và khống vật quặng.
Hình 3.28. Sét kết bãi bồi đồng bằng châu thổ hệ tầng Mẫu Sơn, mẫu LK 04/2(87,6- 89), nicol +
Cát kết trong lỗ khoan LK01 tại khu vực Núi Voi (Lục Nam, Bắc Giang) thuộc phân hệ tầng giữa (T3c ms2) có màu tím gụ. Thành phần hạt có xu hướng mịn dần từ dưới lên.
Cát kết lithic hạt thô đến rất thô ở độ sâu 87,1- 88,1m (hình 3.29), có Md 0,5- 1,5mm; có độ mài trịn trung bình, độ chọn lọc kém. Thành phần hạt vụn bao gồm thạch anh (40,9%); felspat (1,4%); mảnh đá (57,7%). Mảnh đá phổ biến nhất là mảnh quarzit, phun trào, silic và đá phiến. Xi măng dạng cơ sở lấp đầy với hàm lượng canxit chiếm tỷ lệ cao. Quá trình xi măng hóa xảy ra rất mạnh, đặc biệt là xi măng canxit.
Hình 3.29. Cát kết lithic hạt thô chọn lọc kém, mài trịn trung bình, mơi trường sông đồng bằng thuộc hệ tầng Mẫu Sơn, mẫu LK01/2 (87,1- 88,1), nicol +
Tại độ sâu 62,5- 63,4m, bắt gặp cát kết lithic hạt mịn đến trung (hình 3.30), có Md: 0,15-0,4mm. Độ mài trịn và độ chọn lọc trung bình. Thành phần hạt vụn bao gồm thạch anh (72,9%); felspat (6,27%); mảnh đá (20,8%) phổ biến là quarzit, mảnh đá phun trào và đá phiến. Nền dạng cơ sở (2,8%), phổ biến là xi măng canxit, sét, anhydrit, siderite… trong đó đáng chú ý là các khống vật thứ sinh limonite, hematite.
Hình 3.30. Cát kết lithic hạt mịn- trung, chọn lọc mài trịn trung bình, mơi trường tiền châu thổ hệ tầng Mẫu Sơn, mẫu LK01/1 (62,5- 63,4), nicol +
Cát kết lithic felspat hạt mịn được tìm thấy ở độ sâu 19,0- 19,9mm (hình 3.31) với Md: 0,08- 0,16mm. Trầm tích có độ mài trịn và chọn lọc trung bình. Thành phần hạt vụn bao gồm thạch anh (74,4%); felspat (9,7%); mảnh đá (15,63%) phổ biến là mảnh đá phun trào, mảnh đá phiến và quarzit. Xi măng dạng cơ sở với hàm lượng sét và carbonat chiếm tỷ lệ lớn. Các khoáng vật thứ sinh phổ biến limonite, hematite và ít pytite lấp đầy lỗ rỗng.
Hình 3.31. Cát kết lithic felspat hạt mịn, chọn lọc tốt, mài trịn trung bình, mơi trường tiền châu thổ hệ tầng Mẫu Sơn, mẫu LK01(19,0- 19,90), nicol +
Hệ tầng Mẫu Sơn phân bố rộng rãi trong khu vực nghiên cứu, nét đặc trưng nhất của hệ tầng này là đá có màu nâu tím, tím gan gà đến nâu đỏ (hình 3.25), xi măng của cát kết trong hệ tầng có một lượng đáng kể khống vật thứ sinh nhơm hydroxit sắt như limonit, hematit đặc trưng cho môi trường lục địa. Tuy nhiên, ở phân hệ tầng giữa, trầm tích có độ mài trịn và chọn lọc từ trung bình đến tốt đặc trưng cho mơi trường tiền châu thổ. Trong khi đó, ở phân hệ tầng trên có lớp sét vơi, vơi sét phân lớp ngang song song đặc trưng cho mơi trường biển vũng vịnh (hình 3.26).
3.5. THẠCH HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG TRẦM TÍCH HỆ TẦNG VĂN LÃNG (T3n-r vl) (T3n-r vl)
Hệ tầng Văn Lãng phân bố trong địa phận các huyện Đình Lập (Lạng Sơn), Sơn Động, Lục Ngạn, Lục Nam (Bắc Giang). Các thành tạo trầm tích thu thập được gồm sạn kết, cát kết xen bột kết và sét than.
Cuội, sạn kết có màu xám trắng thuộc phần thấp của hệ tầng, bắt gặp ở H18, H20 thuộc xã Lâm Ca (Đình Lập, Lạng Sơn) (hình 3.32) có cấu tạo phân lớp xiên chéo lịng sơng. Từ kết quả phân tích cho thấy, hạt có Md: 2,5- 2,6mm; độ mài trịn và chọn lọc kém. Thành phần hạt vụn chủ yếu là thạch anh (52,6%); mảnh đá (44,9%), phổ biến là mảnh đá quarzit, ít hơn là mảnh đá silic và phun trào; felspat (2,5%). Quá trình
xi măng hóa xảy ra mạnh đã tạo thành một lượng rất lớn xi măng thạch anh và sét (hình 3.33).
Hình 3.32. Cuội sạn kết cấu tạo xiên chéo đồng hướng lịng sơng, điểm AC 20
Hình 3.33. Cát kết lithic chọn lọc kém, môi trường lịng sơng, hệ tầng Văn Lãng, mẫu H18, nicol +
Cát kết xen các lớp bột kết, sét kết có cấu tạo dạng thấu kinh và phân lớp khơng hồn chỉnh bắt gặp ở hầu hết các vết lộ khảo sát (hình 3.34). Cát kết lithic đến á lithic hạt mịn đến trung, có Md: 0,1- 0,5mm; có độ chọn lọc trung bình đến tốt, độ mài trịn trung bình. Thành phần hạt vụn chủ yếu là thạch anh (64,8- 77,2%); felspat (3,9-
4,3%); mảnh đá (18,9- 30,9%) gồm chủ yếu là các mảnh đá phun trào, quarzit và đá phiến. Nền (14,8- 16,4%) chủ yếu là xi măng thạch anh và sét (hình 3.35).
Hình 3.34. Cát bột kết cấu tạo thấu kính xen phân lớp khơng hồn chỉnh hệ tầng Văn Lãng, vết lộ AC16
Hình 3.35. Cát kết lithic hạt trung, mài tròn, chọn lọc trung bình, mơi trường lịng sơng đồng bằng, hệ tầng Văn Lãng, mẫu H17, nicol +
Bột kết có thành phần hạt vụn chiếm 60- 70%, xi măng chiếm 30- 40%. Thành