SỰ THÀNH TẠO CÁC TẦNG CHỨA NƯỚC VÀ CÁCH NƯỚC
Lịch sử phát triển địa chất trong Kainozoi gắn liền với quá trình hình thành và phát triển địa hình và các tầng chứa nước, cách nước của khu vực, có thể chia thành hai giai đoạn lớn: Neogen và Đệ Tứ.
2.3.1. Giai đoạn Neogen
Sau một giai đoạn yên tĩnh kiến tạo khá dài với q trình Peneplen hố vào Paleogen, đầu Miocen, do ảnh hưởng của tách giãn Biển Đông, khu vực nghiên cứu và lân cận bắt đầu chịu ảnh hưởng của chế độ chuyển động kiến tạo phân dị, hình thành các thung lũng sâu cắt vào bề mặt san bằng Đông Dương tuổi Paleogen. Vào Miocen giữa, các đứt gãy phương Tây Bắc - Đông Nam hoạt động khá mạnh, kéo theo sự sụt lún dạng bậc với biên độ tăng dần ra phía biển. Các đới sụt này được lấp đầy bởi các thành tạo lục nguyên. Tính phân nhịp khá ổn định của các trầm tích Neogen trong giai đoạn này phản ánh chế độ chuyển động tân kiến tạo có tính “nhịp thở” khá điển hình. Các thời kỳ thành tạo các tập hạt mịn tương ứng với quá trình san bằng địa hình, tạo nên các bề mặt san bằng hiện phân bố trên các độ cao 800 – 1000m và 400 – 600m trong vùng núi.
Chế độ sụt lún đã tạo điều kiện cho biển lấn sâu vào lục địa và đường bờ biển vào Miocen nằm ở khoảng dọc Quốc lộ I từ Đồng Hới tới Huế. Vào Pliocen, trũng trước núi Quảng Trị về cơ bản đã được lấp đầy, chế độ nâng điều hoà tổ
hợp với sự dâng lên của mực nước đại dương đã góp phần hình thành các đầm hồ ven biển với các tập trầm tích hạt mịn giàu vật chất than và sét caolin, tạo nên tầng chắn nước phía trên của tầng chứa nước Neogen. Tuy nhiên, do chế độ bóc mịn về sau, nhiều nơi tầng cách nước này đã bị phá vỡ. Như vậy, vào Neogen, bồn trũng kiểu vũng vịnh Quảng Trị – Vĩnh Linh được nối liền và có đặc điểm tương tự bồn trũng Đồng Hới đã được nhắc tới trong nhiều văn liệu địa chất. Xa hơn về phía biển đã xuất hiện các miệng núi lửa và q trình tích tụ lục ngun ở đây được đan xen với các đợt phun trào Bazan.
2.3.2. Giai đoạn Đệ Tứ
Lịch sử phát triển địa hình của giai đoạn Đệ Tứ được đặc trưng bằng sự tổ hợp của hai qúa trình khác nhau là chuyển động nâng hạ khối tảng và giao động mực nước đại dương trong các chu kỳ băng hà. Mở đầu cho giai đoạn là hoạt động kiến tạo phân dị mạnh kèm theo phun trào Bazan. Các lớp Bazan Olivin này phủ lên bề mặt san bằng tuổi Pliocen trong vùng núi và các trầm tích biển – vũng vịnh tuổi Neogen tại Vĩnh Linh – Gio Linh.
Sau thời kỳ phun trào Bazan rầm rộ vào đầu Pleistocen sớm (có thể bắt đầu từ cuối Pliocen), chế độ yên tĩnh kiến tạo và điều kiện khí hậu nhiệt đới ẩm đã thúc đẩy q trình phong hố laterit để tạo nên một lớp vỏ ferit và alferit với sự tích luỹ sắt và nhôm cao trên các đá Bazan giàu kiềm. Tuy nhiên, bề mặt dung nham nguyên sinh và lớp vỏ phong hố trên được bảo khơng lâu. Giữa Pleistocen sớm, các đứt gãy trong phạm vi miền núi và đồng bằng Quảng Trị lại tiếp tục phá hủy mạnh, hoạt động xâm thực của sông suối dọc chúng đã tạo nên các thung lũng khá sâu, các thành tạo tướng lịng sơng được mở rộng về phía biển. Cuối thời kỳ này, sự dâng lên của mực nước đại dương đã góp phần tích tụ một tập trầm tích hỗn hợp sơng biển và san phẳng địa hình bị phân cắt trước đó.Trong vùng núi, qúa trình Pediment hố đã tạo nên các trũng bóc mịn khá rộng cắt vào sườn các khối núi và bình đồ cơ bản của chúng đã được xác định, các hoạt động về sau chỉ có tính chất chạm khắc trên bình đồ này.
Chuyển động nâng khối tảng vào Pleistocen giữa đã thúc đẩy hoạt động xâm thực sâu, hình thành trầm tích tướng lịng của thềm sơng bậc II. Trên dải đồng bằng ven biển, dọc đứt gãy sông Bến Hải, Cửa Việt, Ba Lịng, Ơ Lâu,... đã hình thành các thung lũng khoét sâu tới 30 mét và cũng được tích tụ trầm tích hạt thơ tướng lịng. Đầu Pleistocen muộn (khoảng 120.000 – 150.000 năm), một đợt biển tiến mới có ảnh hưởng khá lớn tới sự hình thành địa hình và trầm tích của đồng bằng Quảng Trị. Biển tiến đã đẩy các cửa sông vào khá sâu trong lục địa, tại các vùng cửa sơng cũ đã hình thành các vũng vịnh. Trong phạm vi các vũng vịnh
này đã tích tụ trầm tích gồm chủ yếu là các thành tạo hạt mịn nằm chuyển tiếp trên các trầm tích hạt thơ của thời kỳ trước biển tiến. Do biển tiến sâu, động lực lớn, hoạt động mài mịn xảy ra khá mạnh ở phần rìa vịnh, tạo nên các thềm mài mòn phân bố trên phạm vi rộng, hiện tồn tại trên độ cao 20 - 30m. Trong phạm vi các thung lũng sơng suối hình thành tướng bãi bồi nằm trên tướng lịng của thềm sơng bậc II. Tại phía Bắc Vĩnh Linh, do vị trí địa hình và nguồn cung cấp vật liệu thuận lợi đã hình thành các bar cát có quy mơ đáng kể. Trên các đường bờ biển cổ lấn sâu vào khối Bazan đã phát triển các trầm tích bãi biển sự tập trung khống vật nặng, tạo nên các thân quặng Ilmenit hàm lượng không cao.
Sau biển tiến cực đại đầu Pleistocen muộn xảy ra q trình biển thối, song đường bờ nằm khơng xa và thời kỳ bóc mịn khơng dài, hoạt động của biển tiến vào cuối Pleistocen muộn mang tính kế thừa vào bình đồ cấu trúc cổ. Đáy biển được san phẳng trong thời kỳ trước tạo điều kiện cho quá trình biển tiến hình thành các bar cát (bar đảo). Các bar cát này đã lấn dần vào bờ, vào thời kỳ biển tiến cực đại cuối Pleistocen muộn (khoảng 30.000 năm), chúng tạo nên một dải cát kéo dài liên tục từ Đông Nam Hồ Xá, qua Gio Linh, Triệu Phong tới Đông Phong Điền. Hình thái của bar cát này tương tự như bar cát Holocen kéo dài dọc bờ biển hiện đại. Các bar cát này đã tạo nên đê thiên nhiên gần như chắn kín dải đồng bằng phía Tây. Phía trong đê cát này là các vũng vịnh nơng được tích tụ vật liệu hạt mịn giàu sét kaolin. Các cửa sông thời kỳ này được mở rộng hơn về phía hạ lưu, hình thành tầng trầm tích hỗn hợp sơng biển. Dọc các thung lũng miền núi và phía Tây các cửa sơng hình thành các trầm tích tướng bãi bồi với thành phần hạt mịn nằm trên thành tạo hạt thơ tướng lịng của thời kỳ trước biển tiến.
Cuối Pleistocen muộn, một đợt biển thối có quy mơ tồn cầu đã có ảnh hưởng lớn tới khu vực. Do mực nước đại dương thấp hơn mực nước trung bình đến 100m đã dẫn tới sự phân cắt xâm thực sâu mạnh. Lịng sơng Bến Hải, Cam Lộ, Thạch Hãn, Ô Lâu đào khoét sâu trên 15m và được tích tụ các vật liệu hạt thơ. Các bề mặt tích tụ cát biển trước đó bị phá huỷ mạnh ở vùng hạ lưu các sông. Trên bề mặt thềm cát, các máng trũng sâu trên 10m hầu hết đều được kế thừa trên các dải trũng nguyên sinh của bề mặt tích tụ biển. Điều kiện khí hậu khắc nghiệt với sự xen kẽ giữa nóng khơ và nóng ẩm đã dẫn tới q trình phong hố mạnh, tạo nên màu sắc loang lổ với sự tích luỹ sắt cao của các tầng trầm tích giàu sét và khống vật màu tuổi Pleistocen. Lớp cát trắng tinh khiết nằm ở phần trên cùng của mặt cắt trầm tích biển tuổi cuối Pleistocen muộn cũng được thành tạo theo phương thức phong hoá và rửa lũa các tập cát biển sạch vào cuối Pleistocen muộn - đầu Holocen.
sâu và hầu hết đồng bằng hạ lưu các sông và dải trũng Đông Quảng Trị lại bị nước biển tràn ngập tạo vũng vịnh. Diện ngập nước của vũng vịnh khá rộng, chúng lấn sâu vào lục địa, tạo điều kiện cho sự tích tụ các trầm tích hạt mịn giàu sét và lấp đầy các máng trũng được hình thành do q trình xâm thực sâu trước đó. Dọc thung lũng sơng hình thành các tập hạt mịn tướng bãi bồi. Đây là thời kỳ hình thành tầng sét chất lượng cao của đồng bằng Quảng Trị. Tuy nhiên, do cấu tạo nên các bề mặt bằng phẳng trên độ cao 4 - 6m nên tầng sét này hiện đang bị hạn chế dùng cho sản xuất gạch ngói. Biển tiến cũng biến các máng trũng giữa các thềm cát biển cổ thành các vịnh hoặc đầm lầy với tích tụ sét giàu vật chất hữu cơ. Các vũng vịnh và đầm lầy này còn được kế thừa trong thời kỳ biển thoái để tạo các thân than bùn khá phổ biến ở Quảng Trị. Sau biển tiến cực đại, chế độ biển thoái từ Holocen trung đến nay đã thúc đẩy hoạt động xâm thực sâu, hình thành các thế hệ bãi bồi với các tầng trầm tích hạt thơ, tạo nguồn vật liệuxây dựng cát cuội sỏi có trữ lượng và chất lượng cao nhất dọc các thung lũng ở cả đồng bằng và miền núi của tỉnh. Trong q trình biển thối này, vào đầu Holocen muộn (khoảng 2000 năm trước), mực nước lại có thời kỳ dâng lên và các thành tạo cát vàng nhạt cấu tạo nên thềm biển 2 – 3m được hình thành. Cấu trúc trầm tích và địa hình hiện đại của đồng bằng Quảng Trị có ảnh hưởng đáng kể tới các tai biến thiên nhiên đang gây những tai biến nghiêm trọng ở đây.