4.2.8. Tập S8(Q13b-Q2)
Đây là tập được xác định dễ dàng nhất do chúng là tập trên cùng mới được hình thành và tiến trình dao động mực nước biển tương ứng được ghi lại khá rõ ràng trên toàn cầu. Trong minh giải các mặt cắt địa chấn nông phân giải cao trên thềm lục địa, mặt bất chỉnh hợp là ranh giới dưới của tập thường được xác định đầu tiên trước khi tiến hành xác định các ranh giới tập phía dưới nó vì bề mặt này có thể nhận biết rất dễ dàng [27]. Ở các đồng bằng ven biển đây chính là bề mặt sét loang lổ trên cùng, thường được lấy làm ranh giới Pleistocen - Holocen là hợp lý bởi vì phủ trên chúng thường là tầng trầm tích sét xám xanh biển vũng vịnh, đầm lầy ven biển (đồng bằng Bắc và Nam bộ) hoặc cộng sinh tướng đê cát - lagun, doi cát nối đảo (đồng bằng ven biển miền trung) có tuổi nhỏ hơn 11.700 năm cách ngày nay. Tuy nhiên cần phải hiểu rằng khơng phải tất cả các trầm tích phủ lên bề mặt bất chỉnh hợp này đều có tuổi Holocen vì bề mặt này được hình thành bắt đầu ít nhất là từ 36.000 năm trước, khi biển bắt đầu rút ra khỏi lục địa hiện tại. Theo quan điểm địa tầng phân tập sử dụng trong luận án này, mỗi tập hình thành từ lúc mực nước biển bắt đầu hạ thấp từ điểm cực đại, sau đó rút ra gần mép thềm, thậm chí đến sườn lục địa rồi dâng trở lại qua vị trí đường bờ hiện tại về phía lục địa.
Như vậy, trong trường hợp này, tồn bộ khối lượng trầm tích hình thành từ khoảng 36.000 năm trước đến nay (Q13b-Q2) đều thuộc tập S8. Trong thời gian hình thành bề mặt bào mịn biển thấp phong hóa loang lổ khi mực nước biển hạ thấp đến độ sâu 120m nước (từ 36.000 - 18.000 năm) thì một khối lượng lớn trầm tích sơng biển, sơng trên các đồng bằng ven biển và thềm lục địa cũng được hình thành, dễ dàng nhận thấy trong các mặt cắt địa chấn nơng phân giải cao (hình 3.4 - 3.7, 4.8 - 4.9). Phần thềm trong thường chỉ xuất hiện các đào kht lịng sơng cịn thềm ngồi mới phổ biển tướng châu thổ ngập nước (hình 3.14 - 3.17 và 4.14 - 4.18). Như vậy, thời gian hình thành tướng trầm tích sơng (a), châu thổ ngập nước (am) thuộc miền hệ thống trầm tích FSST/LST là từ 36.000 - 18.000 năm (Q13b). Tại LK.54 (Tuy Hòa), độ sâu 25 - 38,7m gặp trầm tích sét xám xanh, xám đen pha ít ổ cát mịn chứa nhiều loại vỏ sò, ốc nguyên vẹn và rễ thực vật đầm lầy ven biển cho tuổi C14
39.000 năm cách ngày nay chính tỏ tại thời điểm này bờ biển vẫn ở gần vị trí lỗ khoan. Trong đới bãi triều, miền hệ thống FSST/LST chỉ gặp trong lỗ khoan LK1- TH (hình 4.19).
Mực nước biển bắt đầu dâng trở lại từ độ sâu 120m nước đến độ cao 5m từ 18.000 - 5.000 năm cách ngày nay hình thành trầm tích biển tiến của miền hệ thống TST với ranh giới dưới là bề mặt bào mòn biển tiến và ranh giới trên là bề mặt ngập lụt cực đại. Trên đới biển nông ven bờ (0-50m nước) bề mặt bào mòn biển tiến nhiều nơi lộ trên đáy biển hoặc bị phủ một lớp mỏng trầm tích tướng cát lẫn sạn laterit bãi triều cổ. Bề mặt ngập lụt cực đại trên các đồng bằng ven biển và đới biển nông ven bờ là ranh giới giữa trầm tích cát, cát bùn, sét xám xanh Holocen giữa (mQ22), và trầm tích cát, bùn, sét xám nâu Holocen muộn hiện đại (a, am, mQ23). Bề mặt ngập lụt cực đại ở phần thềm ngồi được đặc trưng bởi các lớp trầm tích chứa glauconit và rất giàu hóa thạch do mực nước biển đã tiến xa nhất về phía lục địa. Lúc đó ở gần bờ khơng gian tích tụ trầm tích rất lớn, cịn ở xa bờ lượng trầm tích lục nguyên rất nghèo. Glauconit được tìm thấy trong cột ống phóng ở ngồi khơi Bình Định (SO-140-36, độ sâu 108m). Ở độ sâu từ 120m nước trở ra trầm tích chứa rất nhiều vỏ sinh vật nguyên dạng kích thước nhỏ hơn 0.5mm (hình 4.14, 4.15).
Các thành tạo phủ trên bề mặt này thuộc miền hệ thống biển cao (HST), trong các lỗ khoan bãi triều, độ sâu HST thường từ vài mét đến vài chục mét (hình 3.19 - 3.22). Trong đới biển nông ven bờ, trầm tích HST chỉ phân bố đến độ sâu khoảng 15 - 20m nước và kết thúc bằng ranh giới ngoài của trường trầm tích có độ hạt mịn nhất (bùn hoặc sét).
Hình 4.14. Trầm tích cát foraminifera
tuổi mQ13b
-Q2. Mẫu trầm tích tầng mặt,
trạm khảo sát 809, độ sâu: 142m nước ngoài khơi Phú Yên. a) ảnh soi nổi, b,c) ảnh lát mỏng.
c)
Hình 4.15. Trầm tích cát vụn vỏ sinh vật tướng biển (mQ13b-Q22). Mẫu 796, độ sâu 143.2m, vùng biển Phú Yên. Ảnh lát mỏng, kích thước hạt từ 0,2-0,16mm.
Qua việc phân tích các kiểu mặt cắt địa chấn nơng phân giải cao đặc trưng cho trầm tích Đệ tứ vùng nghiên cứu được minh giải theo quan điểm tướng và địa tầng phân tập, cho phép học viên rút ra một số nhận xét sau:
- Khu vực nghiên cứu thuộc vùng biển nông ven bờ của thềm trong. Đặc điểm chuyển tướng vẫn có nhiều nét giống với trên lục địa. Tức là trong một tập (chu kỳ) có kiểu chuyển tướng "a --> am --> m" từ hạt thô chuyển dần sang cấp hạt mịn. Khi mực nước biển tương đối hạ thấp (biển thoái cưỡng bức) với tốc độ lớn (có thể do hạ thấp mực chân tĩnh hoặc nâng kiến tạo ở phần ven bờ và sụt lún ở mép thềm hoặc đồng thời cả hai nguyên nhân) xảy ra q trình đào kht mạnh. Các lịng sơng đào kht các trầm tích tướng biển thuộc miền hệ thống biển tiến/biển cao hình thành trong chu kỳ trước đó và phủ lên đó là tướng lịng, bãi bồi của chu kỳ tiếp theo.
- Tại nhiều nơi trầm tích sơng biển hoặc biển của chu kỳ sau phủ bất chỉnh hợp trên trầm tích biển của chu kỳ trước mà khơng có trầm tích tướng lịng sơng. Hiện tượng này rất phổ biến trong đới thềm trong và các đồng bằng ven biển Việt Nam từ giai đoạn Pleistocen giữa, phần sớm đến Holocen sớm-giữa, rõ ràng nhất là trong giai đoạn Pleistocen muộn - Holocen giữa (Q13a - Q22).
- Đôi nơi, trên đới biển nơng ven bờ, trầm tích sét loang lổ giai đoạn này lộ ra ngay trên đáy biển hoặc bị phủ bởi một lớp trầm tích cát lẫn sạn laterit mài tròn chọn lọc tốt. Điều này có nghĩa là tầng trầm tích sét loang lỗ khơng những bị bào mòn trong giai đoạn biển thối mà cịn bị bào mịn, phá hủy trong giai đoạn biển tiến, tạo ra mặt bào mòn biển tiến (ravinement surface). Trong trường hợp đó hai bề mặt này ở cùng một vị trí (hình 4.11 - 4.13), cũng rất phổ biến trong tồn bộ mặt cắt Pliocen - Đệ tứ vùng nghiên cứu.
Như vậy quan hệ chuyển tướng trong mỗi tập theo thời gian (chiều thẳng đứng từ dưới lên) có các kiểu sau đây (bảng 4.1):
Bảng 4.1. Các kiểu chuyển tướng và các bề mặt bào mòn biển thấp, biển tiến
đặc trưng trầm tích Đệ tứ vùng biển nông ven bờ nghiên cứu
STT Các kiểu chuyển tƣớng và các bề mặt bào mòn biển thấp, biển tiến
Ghi chú
1
RS - bề mặt bào mòn biển tiến US - Bề mặt bào mòn biển thấp 2
4.3. Đặc điểm tiến hóa trầm tích Pliocen - Đệ tứ: 4.3.1. Cơ sở nghiên cứu tiến hóa trầm tích: 4.3.1. Cơ sở nghiên cứu tiến hóa trầm tích:
Có thể nói, việc khơi phục lại được lịch sử phát triển trầm tích (tiến hóa trầm tích) là mục đích cuối cùng của phương pháp địa tầng phân tập trên cơ sở nghiên cứu một hệ thống về đặc điểm tướng trầm tích, tướng đá - cổ địa lý, địa tầng phân tập. Khóa luận đã đi qua được các bước đầu tiên, là những tiền đề cho việc nghiên cứu và xây dựng lại lịch sử phát triển trầm tích vùng biển nơng ven bờ từ Bình Định đến Khánh Hịa.
Như đã trình bày ở trên, trong nghiên cứu địa tầng phân tập, việc xác định được các dao động mực nước biển là một vấn đề cốt lõi của phương pháp. Chỉ có xây dựng được một kết quả tổng hợp các q trình băng hà và gian băng mới có thể áp dụng địa tầng phân tập có hiệu quả cho việc phân chia các chu kỳ trầm tích biển tiến, biển thối. Trên thế giới đã có nhiều cơng trình nghiên cứu về sự dao động mực nước biển. Điển hình có thể kể đến các kết quả sau:
- Trên cơ sở nghiên cứu tướng đá - cổ địa lý, địa chấn - địa tầng, địa tầng phân tập nhiều nơi trên thế giới, các nhà khoa học thuộc công ty dầu lửa Exxon đã xây dựng đường cong dao động mực nước chân tĩnh toàn cầu từ Trias đến Đệ tứ [28]. Đường cong này được sử dụng để đối sánh trong hầu hết các nghiên cứu dao động mực nước biển và địa tầng phân tập trên thế giới [19, 25, 34].
- Cũng trên cơ sở đường cong dao động mực nước biển này cùng với các nghiên cứu của mình, Richard Little đã xác định được các giai đoạn băng hà (B, C, Donau) và gian băng (B-C, C-Donau, Donau-Gunz) trong Pliocen [35]. Trong Đệ tứ ông cũng đã xác định được 5 giai đoạn băng hà và gian băng trên thế giới (hình 4.16, bảng 4.2). Kết quả này tương đối phù hợp với các công bố khác trên thế giới cũng như ở Việt Nam.
Hình 4.16. Sơ đồ biểu diễn các giai đoạn băng hà và gian băng trên thế giới (theo
Richard Little [35])
- Trên cơ sở kế thừa những kết quả đó, Trần Nghi đã tổng hợp được bảng thời gian xảy ra các giai đoạn băng hà và gian băng trên thế giới:
Bảng 4.2. Các giai đoạn băng hà và gian băng trên thế giới (theo Richard Little [35],
Trần Nghi, 2009 [19])
TT Băng hà Gian băng Băng hà Gian băng
Thời gian
Châu Âu Mỹ
1 A A >5,9 tr.n.
A-B A-B 5,9-5,7 tr.n
TT Băng hà Gian băng Băng hà Gian băng Thời gian Châu Âu Mỹ 3 C C 4,0-3,7 tr.n C-Donau C-Montane 3,7-2,8 tr.n 4 Donau Montane 2,8-2,3 tr.n Donau-Gunz Plio-Pleis 2,3-1,9 tr.n 5 Gunz Nebraskan 1,9-1,4 tr.n Gunz-Mindel Aftonian 1,4-0,8 tr.n 6 Mindel Kansan 800-402 n.n Mindel-Riss Yarmouthian 402-191 n.n 7 Riss Illinoian 191-130 n.n Riss-Wurm Sangamonian 130-83 8 Wurm 1 Wisconsinan (Farmdalian) 83-50 n.n W1 - W2 Wisconsinan (Altonian) 50-40 n.n 9 Wurm 2 Wisconsinan (Woodfordian) 40-18 n.n
Hiện đại Holocen 18-0 n.n
Trong suốt thời kì Pliocen - Đệ tứ, sự dao động mực nước biển là do quá trình thay đổi khối lượng băng trên lục địa dẫn đến biển tiến - biển thoái rất nhanh, được ghi nhận lại một cách rõ ràng trên các thềm lục địa của thế giới [27]. Tốc độ thay đổi mực nước biển trong Pliocen - Đệ tứ nhìn chung lớn hơn tốc độ chuyển động kiến tạo. Ngược lại trong Mesozoi và Kainozoi khối lượng băng ít hơn trong Đệ tứ nhưng chuyển động kiến tạo lại mạnh hơn. Đây là một thuận lợi lớn trong nghiên cứu lịch sử tiến hóa trầm tích Pliocen - Đệ tứ trong mối quan hệ với sự thay đổi mực nước biển.
Các cơng trình trên đây là những cơ sở đáng tin cậy cho phương pháp nghiên cứu địa tầng phân tập. Qua đó tạo điều kiện thuận lợi cho việc xây dựng lại tiến trình lịch sử phát triển trầm tích Pliocen - Đệ tứ vùng nghiên cứu.
4.3.2. Tiến hóa trầm tích Pliocen - Đệ tứ 4.3.2.1. Giai đoạn Pliocen sớm - N21 4.3.2.1. Giai đoạn Pliocen sớm - N21
Đầu giai đoạn này là thời kỳ mực nước biển hạ tương ứng với băng hà B (hình 4.16, bảng 4.2), hình thành trầm tích tướng sơng, sơng biển thuộc miền hệ thống FSST/LST trên các đồng bằng ven biển và thềm lục địa vùng nghiên cứu. Mực nước biển ít nhất đã lùi qua mép thềm hiện đại. Tại vùng biển Phú Khánh cùng với thời gian mực nước biển hạ thấp là quá trình sụt lún ở trung tâm bồn càng làm q trình biển thối cưỡng bức diễn ra nhanh hơn, khơng có tích tụ trầm tích ở vùng thềm lục địa hiện tại, vật liệu trầm tích được vận chuyển đi ra xa hơn về phía trung tâm Biển Đơng (có thể ra xa đến độ sâu trên 2000m nước). Với mức độ và cường độ hạ thấp mực nước biển như vậy nên các lỗ khoan trong đồng bằng khơng bắt gặp trầm tích tướng lục địa FSST (hình 4.17).
Hình 4.17. Bản đồ
tướng đá - cổ địa lý giai đoạn mực nước biển hạ thấp cực tiểu trong Pliocen
Vào cuối giai đoạn Pliocen sớm là thời kỳ mực nước biển dâng tương ứng với gian băng B-C. Đầu thời kỳ, mực nước biển vẫn dâng chậm hơn tốc độ cung cấp (biển thối thấp), hình thành các phân tập phủ chồng tiến (hình 4.7) đặc trưng cho miền hệ thống trầm tích biển thấp ở gần mép thềm lục địa Phú Khánh. Khi tốc độ dâng cao mực nước biển lớn hơn tốc độ cung cấp trầm tích thì biển mới bắt đầu tiến dần vào thềm trong và các đồng bằng hiện tại, hình thành tướng trầm tích sơng biển chuyển tiếp lên tướng biển thuộc miền hệ thống TST/HST. Mực nước biển dâng cao và duy trì trong một thời gian dài đã tạo điều kiện hình thành tướng trầm tích hồ lục địa chứa các tầng sét và tảo lục địa khá dày kéo lên tận Kon tum (hình 4.8).
4.3.2.2. Giai đoạn Pliocen giữa - N22
Đầu giai đoạn Pliocen giữa là thời kỳ mực nước biển hạ thấp tương ứng với băng hà C. Trên thềm trong và đồng bằng ven biển không bắt gặp các trầm tích thuộc miền hệ thống biển hạ (FSST), trầm tích tướng biển thuộc miền hệ thống TST/HST của tập S1(N21) bị phong hóa loang lổ. Có lẽ thời gian xảy ra băng hà ngắn (bảng 4.2) khiến mực nước biển hạ thấp với biên độ không lớn. Tại vùng biển Phú Khánh, mực nước biển cũng chưa hạ thấp đến vị trí mép thềm hiện tại, đường bờ lúc biển hạ thấp nhất có thể ở vị trí độ sâu 200m nước, cách bờ biển hiện tại khoảng 60km (ở vị trí mặt cắt VOR-110) (hình 4.7). Mực nước biển sau đó dâng lên đến các vùng đồng bằng ven biển hiện tại và đạt mức cao trong khoảng thời gian dài tạo nên các trầm tích tướng sơng biển, biển khá dày. Ở vùng Phú Yên bắt gặp các nhịp trầm tích sét và dolomit xen kẽ tướng hồ lục địa khi mực cơ sở dâng cao và ổn định là hệ quả của biển dâng thời kì này.
4.3.2.3. Giai đoạn Pliocen muộn - N23
Đầu Pliocen muộn, mực nước biển lại hạ thấp tương ứng với băng hà Donau. Mực nước biển lần này hạ thấp hơn và bờ biển dịch chuyển về phía biển xa hơn so với đầu Pleistocen giữa vì vậy trên lục địa và thềm lục địa hiện tại cũng khơng bắt gặp trầm tích thuộc miền hệ thống FSST. Trên các mặt cắt địa chấn dầu khí vùng biển Phú Khánh xuất hiện nhiều phân tập kiểu phủ chồng tiến đặc trưng cho miền hệ
thống LST, tuy nhiên do độ dốc địa hình lớn (có thể do cả sụt lún sau trầm tích xảy ra ở mép thềm làm biến dạng các tập này) nên khó vạch rõ ràng các bề mặt ngập lụt.
Cuối Pliocen muộn, mực nước biển bắt đầu dâng trở lại và cũng vượt qua vị trí đường bờ hiện tại hình thành trầm tích tướng sơng biển và biển TST/HST trên các đồng bằng ven biển.
4.3.2.4. Giai đoạn Pleistocen sớm - Q11
Dấu hiệu mực nước biển hạ thấp đầu Pleistocen sớm tương ứng với băng hà Gunz (từ 1,9 - 1,4 triệu năm) để lại khá rõ ràng trên vùng biển nông ven bờ khu vực nghiên cứu.
Hình 4.18. Bản đồ tướng
đá - cổ địa lý giai đoạn mực nước biển hạ thấp cực
tiểu trong Pleistocen sớm
Trên các băng địa chấn không bắt gặp các đào kht lịng sơng, tuy nhiên bề mặt ranh giới N2-Q đều là bất chỉnh hợp thể hiện mực nước biển hạ thấp dạng bào mịn cắt cụt (hình 3.3), chống nóc (hình 3.2, 3.3), phủ đáy (hình 3.2). Các bề mặt
này được liên kết với giếng khoan 121-CM-1X đã xác định được chính xác đáy Đệ tứ (hình 3.5).
Cuối giai đoạn Pleistocen sớm mực nước biển dâng cao trở lại tương ứng với gian băng Gunz - Mindel. Tướng trầm tích sơng biển và biển TST/HST thành tạo trong giai đoạn này phổ biến trên thềm lục địa và các đồng bằng ven biển. Trên