Chương 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.2. Kết quả xác định nguồn gốc trầm tích
Các kết quả phân tích định tuổi U-Pb từ hạt zircon đối với sông Mekong, sông Hồng và các vùng nguồn vật liệu (đới đứt gãy Sông Hồng, đới Cathaysia, nền Dương Tử, đới Songpan Garze, nâng Khorat và khối Qiangtang) được thể hiện trên hình 3.2. Các kết quả phân tích định tuổi U-Pb, từ zircon của các mẫu trâm tích hiện đại lấy trên hệ thống sông Hồng và các chi lưu chính được thể hiện trên hình 3.3. Các tuổi được thể hiện theo dạng đồ
thị tần suất theo tuổi tuyệt đối. Vị trí các vùng nguồn vật liệu được thể hiện trên hình 1.1.
So sánh sông Hồng và sông Mekong cho thấy, với sông Hồng tuổi hạt thay đổi từ 33 ± 0.3Ma đến 2469 ± 17Ma, với sông Mekong tuổi hạt thay đổi từ 73 ± 0.7Ma đến 2693 ± 20 Ma. Hai sông này giống nhau về cấu trúc tuổi ở các khoảng 200–300 Ma, 400–500 Ma, 1700–1800 Ma và khoảng 2500 Ma.
Tuy nhiên ở tuổi 700–800 Ma các mẫu sông Hồng khác với sông Mekong.
Để xác định nguồn gốc trầm tích, chúng tôi đã so sánh tuổi từ hai sông này với các nguồn cung cấp vật liệu đại diện cho các địa khối kiến tạo khác nhau như khối Cathaysia, đới đứt gãy sông Hồng, nền Dương Tử, Songpan Garze, khối Qiangtang....(hình 3.2)
- Songpan Graze có phân bố tuổi khoảng 250-300 tr. năm (chu kỳ tạo núi Indosini), 400-500 tr. năm (chu kỳ tạo núi Caledoni), 1800 2000 tr. năm (chu kì tạo núi Lulian) và 2500 tr. năm. Các đỉnh này được xác định trong cả hai hệ thống sông, tuy nhiên ảnh hưởng của khối này với sông Hồng lớn hơn so với sông Mekong. Trên cơ sở so sánh phân bố tuổi của các mẫu trầm tích hiện đại với các mẫu đá gốc cho thấy Songpan Gaze có thể là nguồn chính cung cấp vật liệu trầm tích cho hệ thống sông Hồng. Tuy nhiên hệ thống sông Hồng không trực tiếp chảy qua khu vực Songpan Garze vì vậy có thể vật liệu từ khu vực này được đổ vào hệ thống sông Hồng qua quá trình tái lắng đọng/bóc mòn vật liệu trong các bể trầm tích ở thượng nguồn sông Hồng.
- So sánh các số liệu trầm tích sông Hồng và sông Mekong với các tuổi U-Pb từ nền Dương Tử cho thấy nền Dương Tử có tuổi tập trung trong khoảng 200–250Ma và 800–1000 Ma. Sự phân bố này khá phù hợp với các trầm tích hiện đại của châu thổ sông Hồng và đây là nguồn cung cấp vật liệu trầm tích rất quan trọng . Đối với sông Mekong không thấy rõ nhóm tuổi 800–
1000 Ma.
Hình 3.2: Biểu đồ tần suất phân bố tuổi tuyệt đối U-Pb hạt zircon từ sông Hồng, sông Mekong và các khối địa chất khác nhau.
Sông Hồng N=98 Sông Mekong
N=102 Tần suất
Hình 3.3: Biểu đồ tần suất thể hiện sự phân bố tuổi tuyệt đối U-Pb của các mẫu trâm tích hiện đại lấy trên hệ thống sông Hồng và các chi lưu chính.
- Khối Cathaysia cho đỉnh tuổi vào khoảng 1400 Ma, đỉnh này không quan sát được trong trầm tích của cả hai con sông. Điều này phù hợp với thực tế là cả hai sông không bắt nguồn từ địa khối đó.
- Các đá biến chất trong đới đứt gãy sông Hồng có tuổi trong khoảng 20–35 Ma, giá trị này chỉ thấy có 2 hạt trong sông Hồng mà không quan sát được ở sông Mekong. Điều này chứng tỏ rằng các đá biến chất cao của các
đới trượt Kainozoi không tham gia đóng góp vào quá trình vận chuyển của sông, kể cả trường hợp chúng đã bị nâng lên bóc mòn trong thời điểm địa chất tương đối gần đây.
Kết quả so sánh với số liệu tuổi của đá gốc cho phép kết luận rằng phần lớn vật liệu trầm tích ở thượng nguồn hệ thống sông Hồng được bóc mòn từ khối Songpan Gaze và nền Dương Tử trong khi các khối khác như Cathaysia, Qiangtang, Ailao Shan có vai trò không đáng kể. Do sông Hồng hiện nay không trực tiếp chảy qua Songpan Garze vì vậy vật liệu này có thể được tái bóc mòn và lắng đọng gần khu vực Songpan Garze.
Kết quả định tuổi U-Pb sông Hồng và các chi lưu được trình bày trên hình 3.3. Các mẫu trầm tích cho khoảng tuổi tương đối rộng 30-2800 tr. năm thể hiện sự đa dạng về nguồn gốc vật liệu trừ sông Lô gồm các hạt zircon phân bố trong khoảng tuổi hẹp xung quanh mức 400 tr. năm. Mặc dù trầm tích ở hạ lưu sông Đà có tuổi tập trung ở mức 250 tr. năm, liên quan đến chu kỳ tạo núi Indosini nhưng chúng vẫn có một số hạt phân bố trên một khoảng tuổi kết tinh khá rộng. Các mẫu trầm tích trên sông Hồng ở Lao Cai và Hà Nội có mô hình phân bố tuổi U-Pb phức tạp cho thấy vật liệu trầm tích được bóc mòn từ đa nguồn gốc. Số liệu định tuổi tuyệt đối U-Pb thể hiện nguồn vật liệu sông Lô đóng vai trò khá quan trọng trong tổng lượng trầm tích của hệ thống sông Hồng đổ ra biển Đông trong khi sông Đà kém quan trọng hơn.
3.2.2. Các kết quả định tuổi mica Ar-Ar
Hình 3.4 biểu diễn biểu đồ mật độ tần suất tuổi 40Ar/39Ar của các mẫu ở sông Mekong, sông Hồng và các vùng nguồn trầm tích Miền Trung, đới đứt gãy sông Hồng, Songpan Garze và khối Qiangtang.
Nguồn Trias Indosinian chiếm ưu thế trong cả hai lưu vực sông. Sông Mekong còn có một lượng rất nhỏ hạt nằm trong khoảng tuổi 80–110 Ma, trong khi đó sông Hồng không quan sát thấy. Cả hai tập dữ liệu tuổi 40Ar/39Ar đều cho thấy nguồn của tuổi Himalaya là chủ yếu.
Hình 3.4: Biểu đồ xác xuất đinh tuổi Ar - Ar
Hình 3.5: Xác định nguồn từ phân tích mica
Có thể xác định được lượng trầm tích trên một quy mô lớn hơn dựa trên cơ sở của thời gian đóng băng mica, tương tự như là với zircons (hình 3.5).
Trong trường hợp này, chúng tôi chia theo các tiêu chí sau: Himalaya (<50 Ma), Transhimalaya (50–150Ma), Indosini -Trẻ (150–200 Ma), Indosini - Cổ (200–250 Ma) và Caledoni (350–500 Ma).
Định tuổi Ar-Ar giữa hai khu vực khác hẳn nhau. Sông Hồng có tỉ phần của hạt tuổi Himalaya cao hơn nhiều so với sông Mekong, có thể chủ yếu do
Sông Hồng Sông Mekong
đất đá từ đới đứt gãy sông Hồng và vùng phụ cận. Ngoài ra ở sông Hồng, phân bố của các hạt tuổi cổ hơn trước 350Ma, liên quan đến biến cố tuổi Caledoni trong nền Dương Tử. Ngược lại, sông Mekong lại chứa đến 75% từ tuổi Indosini. Trên cơ sở phân tích mica và zircon, có thể thấy hạt tuổi Indosini từ khối Qiangtang ở Tibet và một phần nhỏ từ lục địa Đông Dương 3.2.3. Các kết quả vết phân hạch
Kết quả phân tích vết phân hạch của apatite và zircon được biểu diễn trên đồ thị hình rẻ quạt ở hình 3.6 cho phép xác định tuổi.
Kết quả vết phân hạch zircon ở sông Hồng có thể thấy được phân thành 2 nhóm: 1 nhóm cổ hơn 20 Ma và một nhóm khoảng 200 – 400 Ma. Kết quả ở sông Mekong cũng tương tự tuy nhóm tuổi trẻ từ 20 – 40 Ma là thứ yếu và nhóm chính lại nằm trong khoảng 300 - 100 Ma.
Kết quả phân tích vết phân hạch apatite (AFTA) cho thấy ở cả hai bể đều có sự xáo trộn vào khoảng 10 – 30 Ma. Tất cả các nguồn vật liệu cho hai sông Hồng và Mekong đều trải qua quá trình làm lạnh rất nhanh trong khoảng 20–40 Ma.
3.2.3.1 Các kết quả vết phân hạch Zircon
Hình 3.7 so sánh kết quả phân tích vết phân hạch zircon (ZFT) của các trầm tích từ sông Hồng và sông Mekong với một số nguồn khác.
Kết quả ZFTA từ đới nâng Khorat cho thấy chúng không thể là nguồn vật liệu chính cho sông Mekong hiện tại, mặc dù quá trình bào mòn từ khu vực này có làm xuất hiện một phần của tuổi cổ hơn trong biểu đồ tần suất của các mẫu lấy từ sông Mekong (120–180 Ma).
Tài liệu ZFTA từ Lhasa Block [75]cho thấy một phần của Tibet bị làm lạnh khi bị xáo trộn bởi các hoạt động kiến tạo từ 60 Ma và các quá trình tương tự xảy ra làm cho các trầm tích từ khối Qiangtang tồn tại ở sông Mekong hiện tại.
Hình 3.6: Đồ thị phân tích vết phân hạch apatit và zircon
Đối với sông Hồng, các hoạt động trong đới đứt gãy Sông Hồng có thể là nguồn cho các trầm tích trẻ hơn (<40 Ma). Định tuổi granite ở Sông Chảy cho thấy chúng không thể là nguồn vật liệu chính cho sông Hồng [52].
Hình 3.7: Đồ thị phân tích vết phân hạch zircon
Hình 3.8: Đồ thị vết phân hạch apatite 3.2.3.2 Các kết quả vết phân hạch Apatite
Hình 3.8 biểu diễn kết quả phân tích vết phân hạch Apatite (AFTA) ở hai sông và các nguồn. Kết quả phân tích vết phân hạch trên các mẫu từ sông Hồng cho thấy có sự tương đồng với đới đứt gãy sông Hồng. Đá biến chất từ đới đứt gãy này không thể là nguồn cung cấp vật liệu chính cho sông Hồng mà nguồn vật liệu chủ yếu là từ Oligocen.