Chương 4 ĐẶC ĐIỂM MÔI TRƯỜNG TRẦM TÍCH ĐỆ TỨ
4.2. Tướng trầm tích và tiến hóa Holocen châu thổ sông Hồng
Dựa vào kết quả mô tả và phân tích có thể phân loại trầm tích châu thổ sông Hồng thành tướng trầm tích biển, lục địa trong các LK (bảng 4.2). Quy luật phân bố tướng theo địa tầng, tuổi, chiều dày trầm tích các phân vị và thay đổi khí hậu là cơ sở luận giải tiến hóa Holocen châu thổ sông Hồng
Phần trên của Pleistocen muộn trong các LK chuyển lên trầm tích Holocen qua mặt bất chỉnh hợp với sự có mặt lớp vỏ phong hóa laterit. Tuổi ASM 14C theo than bùn sâu 62m ở LK TB2, 12,031 ± 111 ngàn năm trước và ở độ sâu 41,6 m ở LK TB3 theo vỏ mollusca là 11, 495± 42 (bảng phụ lục 4.2).
4.2.1. Tướng trầm tích
Các tướng trầm tích Holocen đồng bằng sông Hồng được xác định gồm 31 loại khác nhau được mô tả từ dưới lên và trên bảng 4.3 trình bày thống kê các tướng theo 6 GK bao gồm HN, YM, HT, TB1, TB2 và TB3.
4.2.1.1. Holocen sớm-giữa- Q21-2 (11.5 – 6.5 nghìn năm)
1. Bùn cát lấp đầy kênh rạch có ảnh hưởng thủy triều (độ sâu trong LK HT 39-36.5m): chủ yếu là bột cát màu nâu có các đốm đỏ. Bột xen kẽ với các lớp cát hạt nhỏ chứa mảnh vụn vỏ sò tạo nên các lớp song song. Mặc dù trầm tích chủ yếu là bột, kết hạch vôi, nhưng do sự xuất hiện của các lớp mỏng cát hạt nhỏ nên cỡ hạt của trầm tích tướng này là hạt thô hơn của bùn (Md: 15.07 àm), độ chọn lọc kộm (So: 2.22). Thành phần khoỏng vật tại sinh bao gồm thạch cao màu xanh đen (0.1-0.2%), trong suốt, tinh thể gần giống hoa hồng (độ sâu 30 m) (chỉ có ở LK này) và vón limonit ở phần đáy của tướng trầm tích (độ sâu 36 m). Tuổi trầm tích được phân tích từ mảnh vụ thân cây ở độ sâu 39m là 10.454 ± 54 năm.
2. Bột sét đầm phá (độ sâu trong LK HN là 35.5-33.5 m, trong LK TB1 là 50.0-47.0 m): chủ yếu là bột sét khối đồng nhất màu xám. Đặc điểm kiến trỳc trầm tớch là cỡ hạt nhỏ (Md=6.91 àm), độ chọn lọc cao (So = 1.77).
Thành phần khoáng vật tại sinh bao gồm limonit (1.4-2.2%) và siderit (0.3- 10.6%). Các hạt nhỏ limonit trong kiểu tướng này có thể là sản phẩm tái lắng đọng từ tướng 0.1 thuộc Pleistocen thượng giàu limonit nguyên sinh.
3. Tướng bột, cát bãi triều thấp (độ sâu trong LK TB1 47.0-43.0 m, LK HN 33.5-32.5 m, LK HT 47.0-43.0, LK TB3 40.3-44 m và LK TB2 63.8-59.3
m): có thành phần hạt vụn mịn dần từ cát hạt trung màu nâu sang bột xám nâu.
Tướng trầm tích bao gồm các lớp bột cát xen kẽ ở phía dưới (46-47 m) và bùn, cát hạt nhỏ xen kẽ kẹp các lớp cấu tạo xiên chéo với hương đổ về hai phía ở phần trên. Khoáng vật tại sinh gồm thạch cao và pirit. Thạch cao có dạng tinh thể nhỏ song tinh và các tinh thể dạng hoa hồng. Vết tích thực vật chiếm 0,1-0,6 %. Trầm tích chứa vụn sinh vật, thực vật. Đồng vị carbon của vỏ loài hai mảnh lấy ở độ sâu 46,1 m là 11.495 năm. Tại LK gần kề LK NB tại độ sâu 44,5 m tuổi 14C theo mảnh gổ là 10-10,2 ng.n. [65].
4. Tướng bột sét bãi triều (độ sâu ở LK YM là 24,6-23,5 m) là mặt cắt có độ hạt nhỏ dần từ dưới lên trên của bột sét màu nâu đỏ chứa di tích thực vật. Cấu tạo biến đổi từ song song mịn đến hỗn độn. Trầm tích có đặc trưng độ hạt trung bỡnh (Md: 9.12 àm), lựa chọn trung bỡnh (So: 2.05).
5. Tướng bùn sét (gặp ở độ sâu 43,0-41,5 m của LK TB1; 59.3-54.05 m ở LK TB2) gồm bùn sét mịn màu nâu, cấu tạo khối. Cấp hạt trung bình 11,58 àm. Tinh thể thạch cao trong suốt, song tinh chiếm 0,1% ở phần dưới của tướng, còn loại trong suốt ở khoảng độ sâu 41,0-41,5 m chiếm 0,4%. Nhìn chung mức độ hoàn thiện các tinh thể thạch cao tốt hơn trong các tướng mô tả ở trên. Di tích thực vật dễ bắt gặp hơn ở phần dưới. Loài hai mảnh bivalve Macoma sp. chiếm ưu thế ở dưới mặt cắt 0,1-2,5%.
6. Tướng bùn bán triều (Độ sâu 36.6-39.6 m ở LK TB3; 54.5-50.55 m ở LK TB2) có mặt cắt hạt mịn dần lên phía trên chuyển từ bột sang bột sét trung bình, màu xám nâu. Trầm tích đặc trưng bởi bùn dạng khối, xen các lớp vi mỏng bùn cát dạng song song, thấu kính, vật chất hữu cơ, bị xáo trộn bởi hoạt động của sinh vật, vụn sinh vật rãi rác. Thỉnh thoảng xuất hiện các thấu kính bột và cát mịn. Có các tàn dư gốc và rễ cây bụi, cỏ. Gặp ít pyrit dạng vi thấu kính, các vết tích hoạt động của sinh vật và ít thạch cao ở độ sâu 37 m.
7. Tướng bùn, cát nhỏ vũng vịnh (estuarine) (gặp ở độ sâu 41.5-36.3 m của LK TB1, 25- 22.6 m- LK HN, 23.5-21 m- LK YM, 31.5-39.6 m- LK TB3
và 50.5 - 40.55 m- LK TB2) gồm bùn sét mịn chứa sét đồng nhất nâu nhạt có cấu tạo song song đứt đoạn. Càng lên trên cấp hạt nhỏ dần, các song tinh thạch cao trong suốt chiếm 0,1-0,4%. Gặp ít kết hạch vôi đường kính < 1 cm.
Bề mặt ngập lụt cực đại Holocen lần đầu xẩy ra cách ngày nay 8 ngàn năm được các chuyên gia Nhật ghi nhận trong nhiều bài báo [65, 66] và trong các LK ở châu thổ sông Hồng.
8. Tướng đầm phá ( độ sâu 29.5 - 22 m ở LK HT) bao gồm bùn màu nâu lốm đốm. Tướng bắt đầu bằng bùn nâu nhạt xen kẽ với màu xám, than bùn xám hoặc bùn than và kết thúc bởi bùn đồng nhất màu nâu nhạt. Cấu tạo phân lớp song song hay khối, với các dải trắng (độ sâu lõi khoan ở 25,2-25,5 m). Tướng khác biệt bởi hàm lượng siderit khá cao, không những theo kết quả phân tích khoáng vật mà còn khá rõ trên ảnh Rơnghen (độ sâu 29.7-30, 27.7- 28 và 22.7 - 22.9 m). Siderit chiếm 50% trong cấp hạt > 0,1 mm. Tuổi ASM
14C mẫu lấy ở độ sâu 27.75m là 9,576 ± 29 – 10,278 ± 64 ngàn năm.
9. Tướng sét bùn vũng vịnh ( Độ sâu ở LK YM là 23.5-21 m) đặc trưng bởi bùn sét màu nâu, cấu tạo hỗn độn bởi các mảnh vụn sinh vật, kiến trúc hạt nhỏ (Md: 7.46 àm), lựa chọn trung bỡnh (So: 1.93). Thành phần khoỏng vật cấp hạt >0,1mm cho biết có sự gia tăng hàm lượng mica và mảnh đá ở phía trên (1-6%). Cũng trầm tích tướng này song ở LK HN, độ sâu 25- 22.6 m gồm bùn sét màu xám nâu hạt mịn hơn và lựa chọn tốt hơn.
10. Tướng sét, bùn đồng bằng tiền châu thổ (ở LK HN sâu 20 - 14 m, LK HT sâu 14-12 m, LK YM sâu 18.5-16 m) gồm bột sét màu nâu đỏ có cấu tạo phân lớp yếu. Thành phần cấp hạt >0,1mm chiếm 7,8-15,4%, gồm thạch anh (1.5-6.1%), mica (0-6%), thạch cao (0.3-0.5%) và siderit (0.1-9%).
11. Tướng bùn cát bãi triều (độ sâu ở LK HN - 4.0-8 m) gồm bùn máu xám nâu và chuyển lên trên thô hơn có bùn cát, cấu tạo song song hoặc dạng thấu kớnh, hạt mịn (Md: 8.14 àm), lựa chọn tốt (So: 1.77). Bắt gặp cỏc vật liệu hữu cơ, rễ cây cỏ cỡ <7 cm, mảnh vụn sò, kết vón cacbonat và ít thạch cao.
12. Tướng bùn sét rừng ngập mặn dưới triều (ở LK HN sâu 8.0-5 m) bùn sét mịn xám nâu với các lớp mỏng và thấu kính than bùn. Phần dưới có khá nhiều vết tích rễ cây, cỏ, phần trên là các lớp mỏng, thấu kính than bùn xen kẽ trong sét bùn. Kiến trúc hạt mịn có cỡ hạt trung bình mịn (Md: 6.72 àm), độ lựa chọn tốt (So: 1.69). Trong cấp hạt >0,1 mm ngoài hạt vụn cú giàu tàn dư của vụn cây cỏ. ASM 14C của vật liệu thân gỗ ở độ sâu 7.25 m LK này là 6,470±30 ngàn năm.
13. Tướng cát đáy lạch triều, sông (Độ sâu ở LK YM là 13 - 5.8 m) đặc trưng bởi cát hạt nhỏ pha bùn màu nâu xám. Trầm tích có phân lớp xiên, cấp hạt hơi thụ (Md: 262.42 àm), lựa chọn kộm (So: 2.51) và cấp hạt >0,1mm chiếm 96,5%. Cấp hạt vụn có thạch anh (66.7%), fespat (16.8%), mica và vụn đá(13%).
14. Bùn sét lấp kênh rạch (độ sâu 13.0-5,8 m ở LK YM) gồm bùn sét mịn xám nâu và cát mịn chứa di tích hữu cơ, mùn thực vật, phân lớp mỏng do xen kẽ cỏc vi lớp bựn và cỏt, cấp hạt trung bỡnh thuộc loại mịn (Md: 6.23 àm), và lựa chọn tốt (So: 1.84).
Mặt bất chỉnh hợp thứ hai và mặt thuận khớp tương đồng bắt gặp trong các LK TB1, TB2 và TB3. Cát mịn, bùn với các phần di tích rễ cây tướng estuary bị bào mòn ở độ sâu 34.5 m ở LK TB1 và 31.5m ở LK TB3. Ngoài ra bề mặt này được xác định bởi nhiều đặc điểm khác và bởi sự khác biệt lớn về tuổi ASM14 C giữa 2 lớp trên và dưới nó: 8,5 ng.n ở lớp dưới và 5,3 ng.n. ở lớp trên trong LK VN [66], 3,896 ng.n. ở lớp trên trong LK TB1 (độ sâu 30,5m). Điều này cho phép phân chia thêm một phân tập mới khác với nhiều tài liệu đã công bố [29] và có thể so sánh với hệ tầng Thái Bình đã được xác lập [28] và trầm tích Holocen ở vùng biển miền Trung [5].
4.2.1.2. Trầm tích Holocen muộn (Q23) (6,5 ng.n.-tới nay).
15. Sét bột bãi triều (độ sâu 42.5-44 m ở LK TB1, độ sâu 29.5-31.5m ở LK TB3) gồm sét, bột mịn màu xám, phân lớp gợn sóng với các lớp dày 25
cm vỏ loài hai mảnh. Các lớp dày vụn sinh vật chứa vụn loài hai mảnh dọc theo các lớp giàu vật chất hữu cơ <0,5cm, rễ cây và thấu kính di tích thực vật
16. Tướng bùn sét biển nông ven bờ. Đây là tướng có khá phong phú tài liệu và có sự khác biệt ở các lỗ khoan nên mô tả chi tiết theo 3 LK.
Ở LK TB3 độ sâu 29.5-27.0m tướng này chứa bùn sét cấp hạt từ trung bình đến rất mịn màu xám, cấu tạo khối hoặc lộn xộn do hoạt động của sinh vật, các ổ màu nâu giàu cát mịn hoặc vụn vỏ sò. Vỏ foraminifera gặp nhiều ở độ sâu 31m trong LK này và sau đó giảm dần lên phía trên của tướng. Trong cấp hạt >0,1 mm (chiếm 1-30% trọng lượng mẫu) giàu vỏ bảo tồn tốt các loài hai mảnh (0.5-4.5%), chân đầu (0-2.5%), foraminifera đáy, trôi nổi (0-2%).
Trong số foraminifera có Quinqueloculina sp., Pseudorotalia papuanensis, Textula. Ngoài ra còn có huệ biển, bọt biển, nhím biển, và các loài khác.
Khoáng vật sét gồm ilit (hydromica), kaolinit, clorit và khá nhiều smectit (montmorilonit). Thạch cao sinh tại chỗ đạt hàm lượng cao nhất trong lỗ khoan này [36, 37].
Bùn của tướng này trong LK TB1 (độ sâu 36.3-30.5 m) khác hẳn với LK TB3 bởi giàu các kiểu tạo tại chổ của thạch cao ở độ sâu 33,5-30,5 m với hàm lượng 0,1-4,2% trong cấp hạt .0,1 mm. Kiểu tinh thể trong suốt dạng cát- hoa hồng với hàm lượng cao ở phần dưới, kiểu tinh thể mờ đục dạng hoa hồng (0,5-0,9%) thấy ở phần trên. Hàm lượng thạch cao tăng dần lên trên sau đó giảm. Đặc biệt có kiểu tinh thể không màu, trong suốt. Phức hệ cổ sinh loài hai mảnh Loripes, Cardium (0.3-4%) với chân đầu Turritella? sp., Nellanoides? sp. (0.1-3.5%). Phong phú các loại foraminifera bám đáy, ít loại thân cát và trôi nổi (0.3- 0,7% cấp hạt >0,1mm và biến mất khi chuyển lên tướng nằm trên nó), phần lớn gồm Quinqueloculina sp., Pseudorotalia papuanensis, Textularia sp. Ngoài ra có huệ biển, nhím biển, bọt biển, trùng roi, trùng hạt đậu, gai hải miên (0.5-1%). Tuổi ASM 14C theo vỏ sò ở độ sâu 30,5 m là 3,896 ± 59 ng.n.
Trong LK TB2 độ sâu 40.55-35.85 m xa bờ biển hơn đặc biệt có xuất hiện ở phần dưới các kết hạch carbonat, trầm tích bị xáo trộn bởi hoạt động của sinh vật, tạo các đường ống di chuyển, có các ổ cát nịn màu nâu, ổ vụn vỏ sinh vật. Ở phần trên chứa bùn sét, sét bùn với một ít mollusca. Thạch cao gồm các tinh thể trong suốt dạng hoa hồng ở độ sâu 40,2-38,4 m. Có một ít pirit. Các vỏ hai mảnh nhỏ (0.2-8.3%) (pectinacea), propeamussiidae?sp.) và foraminifera (0.1-0.7%) (Pseudorotalia schroenteriana, Textularia sp., Quinqueloculina sp.), không có vụn thực vật.
17. Tướng bột sét tiền châu thổ (độ sâu ở LK TB3 là 27-20 m, ở LK TB1- 30.5-26.3 m, ở LK TB2 - 35.85-29.2 m) gồm bột sét hạt trung bình màu xám, cấu tạo hỗn độn với sét dạng khối, thô dần lên trên mặt cắt từ sét tới bùn hạt trung. Các lớp dạng khối màu xám xen với dải màu trắng của kết hạch carbonat là cấu trúc đặc biệt của tướng này. Kiến trúc bột hạt mịn (Md: 7.98 àm), độ chọn lọc tốt đến trung bỡnh (So: 1.98).
18. Tướng bùn sét sườn dốc châu thổ (độ sâu 17-20 m ở LK TB3 và 29.2 -19.5 m ở LK TB2) đặc trưng bởi bùn sét mịn với các kết hạch carbonat dạng đẳng thước (< 4 cm). Trầm tích có màu nâu đỏ. Cấu tạo lộn xộn và kiểu hạt đậu đặc trưng cho tướng này. Kớch thước hạt thụ (Md: 8.36 àm), chọn lọc tốt (So: 1.89). Hàm lượng thạch cao khá cao.
19. Tướng thùy châu thổ (độ sâu 14-17 m ở LK TB3): bao gồm bột sét cát màu xám xanh, giàu vỏ sò hai mảnh và foraminifera dạng cát, giàu kết hạch carbonat. Trầm tích có cấu tạo xiên chéo dạng sóng, kiến trúc hạt thô (Md: 26.03 àm), chọn lọc rất kộm (So: 3.61). Thành phần sinh vật bao gồm vỏ sò hai mảnh (0.1-5%), ốc (0.1-1%), foraminifera cát (0.1-0.5%), các loại foraminifera khác. Ngoài ra có huệ biển, nhím biển, bọt biển, trùng roi, trùng hạt đậu, gai hải miên và ít mảnh vụn thực vật. Tuổi đồng vị C14 phân tích từ mảnh vụ vỏ sò là 6,432± 55 năm. Thời gian này tương ướng với thời gian bắt đầu biển lùi [23].
20. Tướng bột sét bãi triều dưới (độ sâu 10-14 m ở LK TB3): bao gồm bột sét hạt mịn màu xám xanh. Trầm tích có cấu trúc phong phú như cát lớp mỏng xen kẽ (13.7-13.8 m), xiên chéo, xếp nếp sóng, các khe nứt (11.8-11.9 m) và ít vỏ sò rải rác. Cấu trúc càng lên trên càng phức tạp. Trầm tích có kiến trỳc hạt mịn (Md: 8.96 àm), độ chọn lọc tốt (So: 1.93). Tàn tớch sinh vật bao gồm sò hai mảnh và ốc (0.1-0.2%), foraminifera (0-0.1%) và càng cua. Kết quả phân tích Rơnghen cho thấy trầm tích giàu ilit và thạch cao.
21. Tướng bột sét giữa bãi triều (độ sâu 6-10m ở LK TB3) có bột sét hạt mịn màu nâu xám giàu trầm tích hữu cơ có cấu trúc gợn sóng xen kẽ lớp cỏt mỏng. Trầm tớch cú cỡ hạt trung bỡnh (Md: 13.20 àm), chọn lọc tốt (So:2.09). Tàn tích thực vật chiếm 1%, ốc và vỏ sò chiếm 1% lượng trầm tích.
22. Tướng cát hạt mịn bãi triều trên (độ sâu 2.7-6 m ở LK TB3) gồm cát hạt nhỏ màu xám xanh thô dần từ dưới lên trên. Trầm tích chứa các lớp than, rễ cây, giàu tàn tích động vật, vỏ sò được bảo tồn tốt. Trầm tích bị xáo trộn bởi hoạt động sinh vật ở dưới và cát bột xám xanh với cấu trúc xiên chéo ở phần trên kế tiếp. Trầm tớch được đặc trưng bởi kớch thước hạt lớn (Md: 17.55 àm), độ chọn lọc kém (So: 2.74), giàu mảnh vụ thực vật (1-3%), vỏ sò và ốc (0.6-7%). Tuổi đồng vị C14 phân tích từ vỏ sò ở độ sâu 5.65m là 4,740 ± 21 ng.năm.
23. Bột sét tiền châu thổ (delta) (độ sâu 26.3-19.1 m ở LK TB1) gồm bột sét hạt mịn với các nếp cuộn khác nhau. Trầm tích có màu nâu chứa kết hạch carbonat. Cấu trúc gồm các lớp mỏng song song, cuộn xoắn. Độ hạt thô dần từ dưới lờn với kớch thước hạt trung bỡnh (Md: 9.59 àm); chọn lọc trung bình (2.04). Khoáng vật tại sinh chủ yếu là thạch cao tinh thể song tinh trong suốt hay mờ đục, đám tinh thể dạng hoa hồng cở hạt cát. Ít vụn vỏ sò, trong đó có loại tái tích tụ. Ở LK TB2, khoảng độ sâu 35,85-29,20 m độ hạt thô dần lên trên từ bùn sét nâu đỏ dạng khối lên bùn xen với bùn cát. Cỡ hạt trung bỡnh 2,26 àm và 9,36 àm tương ứng. Mollusca và foraminifera trở nờn hiếm
(0,1%) và biến mất từ độ sâu 20,0 m trở lên, trong khi đó lượng mùn thực vật tăng từ 0,2 % lên 2,0 %.
24. Tướng cát , bùn sườn tiền châu thổ (độ sâu ở LK TB2 : 29.2 -19.5 m) đặc trưng bởi cát mịn (28.3-28.4 m), bùn sét màu xám nâu, cấu tạo // xen xiên chéo. Trầm tích giàu vật liệu hữu cơ và bị xáo trộn bởi hoạt động của sinh vật. Thạch cao chiếm 0,1-0,9% trong cấp hạt >0,1mm và gồm kiểu đốm tinh thể đục màu nâu dạng hoa hồng và kiểu tinh thể song tinh. Chuyển lên tướng ở phía trên thạch cao biến mất. Tàn dư mùn thực vật chiếm 0,2-2,1%, còn vỏ loài hai mảnh, foraminifera còn rất ít.
25. Tướng cát mịn, bùn nền tiền châu thổ ( độ sâu ở LK TB1: 19.1-16.6 m, LK TB2: 19.5-10.5 m) bao gồm xen kẽ cát mịn và bùn màu nâu, chứa các lớp vật chất hữu cơ ở phần trên và xen kẽ bùn với các thấu kính cát mịn ở phần dưới. Độ hạt thụ dần lờn phớa trờn, với kớch thước trung bỡnh 10.9 àm, chọn lọc tốt (So: 2.07). Trầm tích chứa các hạt nhỏ màu nâu ở phần dưới và các tinh đám trong suốt của thạch cao ở phần trên của tướng.
26. Tướng bột cát mịn thùy châu thổ bắt gặp trong LK TB1 ở độ sâu 16,6-14,6m và gồm có bột cát mịn xám nâu với cấu tạo phân lớp //, kiến trúc bột hat trung bỡnh đến 38,4 àm, lựa chọn kộm.
27. Tướng cát bùn bãi gian triều. Trầm tích của tướng lộ trên đồng bằng thành một dải và bắt gặp trong LK TB1 ở độ sâu: 14.6-10.0 m cho thấy tập hợp xen kẽ bùn/cát màu đỏ đậm và màu đen với chủ yếu tàn tích thực vật.
Đặc biệt cát mịn chứa các vi lớp (0,5 cm) giàu tàn dư thực vật và mica ở phần trờn của tướng. Bựn cỏt cú độ hạt trung bỡnh 21.75 àm, lựa chọn kộm (So:
2.35). Hàm lượng thạch cao kiểu vi hạt màu nâu dao động 0-0,1%, còn của tàn dư thực vật giảm từ 5,3 đến 0,3 %. Tuổi ASM 14C của vật chất gỗ lấy ở độ sâu 13m là 5,631± 56 ng.n. song nếu so sanh với các tài liệu khác [66], có thể mảnh gỗ này bị tái tích tụ.