CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN KHU VỰC NGHIÊN CỨU
1.2. Đặc điểm địa chất và khoáng sản
1.2.1. Đặc điểm cấu trúc địa chất
a. Địa tầng
Tham gia vào cấu trúc địa chất gồm các thành tạo biến chất, trầm tích lục nguyên xen phun trào, các trầm tích lục nguyên, trầm tích lục nguyên - carbonat có tuổi từ Proterozoi đến Đệ tứ [6, 41] (hình 1.2) với 56 hệ tầng, trong đó có 7 hệ tầng chứa đá hoa hoặc đá vôi, vôi dolomit bị hoa hóa.
b. Magma
Trong lịch sử phát triển của mình, Miền Bắc Việt Nam đã trải qua các hoạt động magma rất phong phú và đa dạng. Các thành tạo magma trong vùng có thành phần từ siêu mafic đến axit kiềm. Theo tài liệu của Trần Văn Trị và nnk (2008) các thành tạo magma Miền Bắc Việt Nam được chia như sau:
- Các thành tạo magma Phanerozoi;
- Các thành tạo magma Neoproterozoi muộn - Paleozoi giữa;
- Các thành tạo Paleozoi muộn - Mesozoi sớm.
Các thành tạo magma trong khu vực nghiên cứu gồm:
Phức hệ Bảo Hà (δPP-MPbh), phức hệ Ca Vịnh (γPP-MPcv), phức hệ Xóm Giấu (γPP1 xg), phức hệ Núi Nưa (PZ1 nn), phức hệ Bó Xinh (PZ1 bx), phức hệ Trà Bồng (-O-S tb), phức hệ Diên Bình (S db), phức hệ Sông Chảy (γPZ1-2
sc); phức hệ Ngõn Sơn (γaD3 ns); phức hệ Mường Lỏt (àC1ml), phức hệ Trường Sơn (aC1 ts), phức hệ Điện Biờn (à-P2 đb), phức hệ Điền Thượng (P3 đt), phức hệ Ba Vì (P3bv); phức hệ granit á núi lửa Sông Mã (T2 sm); phức hệ Núi Điệng (γτT1 nđ); phức hệ Núi Chúa (P3-T1 nc); phức hệ Tri Năng (aT3 tn); phức hệ Phia Bioc (P3-T pb); phức hệ Bản Muồng (J-K bm), phức hệ granitoid Bản Chiềng ( bc); phức hệ núi lửa Tú Lệ - Ngòi Thia; phức hệ Nậm Chiến (K nc);
phức hệ Phu Sa Phìn: (τξK pp); phức hệ Pia Oăc (γK2 po); phức hệ Yê Yên Sun (γE2 ys); phức hệ Chợ Đồn (ε3cđ); các xâm nhập, đai mạch chưa rõ tuổi (, , ).
c. Kiến tạo
* Lịch sử phát triển địa chất: Lịch sử phát triển địa chất theo Trần Văn Trị, Nguyễn Xuân Bao (2008) có thể chia ra các đơn vị cấu trúc kiến tạo chính (hình 1.3) như sau:
- Thời kỳ tiền Cambri tái cải biến trong Phanerozoi: gồm các phức hệ đá biến chất cao lộ ra trên các đơn vị cấu trúc dưới dạng địa khu thường có ranh giới đứt gãy kiến tạo với các cấu trúc vây quanh. Chúng tạo thành các địa khu lục địa Tiền Cambri bị tái biến cải trong Phanerozoi, như địa khu biến chất cao Hoàng Liên Sơn bao gồm á địa khu Phan Si Pan và á địa khu Núi Con Voi, địa khu biến chất cao
Phu Hoạt - Nậm Sư Lư bao gồm á địa khu Bù Khạng, á địa khu Nậm Sư Lư ở Bắc Trung Bộ (á địa khu Bù Khạng).
- Thời kỳ tạo núi đa kỳ Neoproterozoi - Mesozoi sớm: gồm phân hệ tạo núi đa kỳ Neoproterozoi - Paleozoi sớm Việt Trung (phía Bắc đới khâu Sông Mã) với hợp phần chính là đai tạo núi nội lục Paleozoi sớm Đông Bắc Bộ và đai tạo núi nội lục Paleozoi sớm Tây Bắc Bộ (khu vực sông Mã - Thanh Hoá).
- Các trũng nội lục Paleozoi muộn - Kainozoi: Đó là hệ Rift nội lục Permi - Mesozoi Sông Hiến nằm chồng lên hai dải đai tạo núi đa kỳ Phanerozoi - Paleozoi.
Rift Sông Hiến có cấu trúc dạng tuyến hẹp không đối xứng, kéo dài theo phương tây bắc - đông nam khoảng 240 km nằm kẹp giữa các đứt gãy Cao Bằng - Tiên Yên và Yên Minh - Ngân Sơn.
* Các hệ thống đứt gãy chính: Khu vực nghiên cứu là sản phẩm tổng hợp của quá trình tiến hóa kiến tạo đa kỳ với lịch sử hoạt động lâu dài gồm các hệ thống đứt gãy chính sau (hình 1.4):
- Đới đứt gãy sông Hồng: cắm hơi nghiêng về phía đông - đông bắc với góc dốc 86o đến 88o. Trong giai đoạn trước Pliocen đứt gãy sông Hồng là một đứt gãy trượt bằng trái với khoảng cách dịch trượt đạt hàng trăm kilomet. Đứt gãy sông Hồng có chiều sâu phát triển đạt 30 - 40km (Phạm Khoản, 1996) và 60km (Cao Đình Triều, 1997).
- Đứt gãy sông Chảy: kéo dài theo phương tây bắc - đông nam, tạo thành đường chéo giữa tờ bản đồ. Đây là đứt gãy phân cách hai miền kiến tạo Đông và Tây Bắc Bộ. Theo tài liệu địa vật lý, mặt nghiên của đứt gãy cắm về phía Đông Bắc.
Dọc theo đứt gãy có một số thể siêu mafic như ở vùng Bảo Yên và nhiều mạch thạch anh chứa pyrit. Quan sát địa mạo trên thực địa cho thấy đứt gãy chạy dọc theo một thung lũng hẹp, nhiều nơi thấy thung lũng có dạng chữ V. Đứt gãy sông Chảy thể hiện rõ nét ở vùng Lục Yên.
Ở khu vực hồ thủy điện Thác Bà, đứt gãy được thể hiện rõ nét trên địa hình và chạy dọc theo bờ tây nam hồ. Tại ngã ba rẽ đi hồ Thác Bà của tuyến đường Hà Nội - Yên Bái nơi đứt gãy sông Chảy cắt qua có thể quan sát thấy các đứt gãy cắt và
làm xê dịch tầng đá gneis. Đứt gãy phân bố dạng chùm hoa, hình thành trong điều kiện xiết ép.
Hình 1.3: Bản đồ các đơn vị kiến tạo chính ở Miền Bắc Việt Nam [41]
- Đới đứt gãy sông Lô: có phương tây bắc - đông nam, song song với hệ thống đứt gãy sông Hồng - sông Chảy và cách chúng không xa, có chỗ chỉ trên 10km. Đứt gãy này thể hiện rõ trên ảnh vệ tinh và trên sơ đồ địa hình, bắt đầu từ khu vực thị trấn Bắc Quang và kết thúc ở ngoài khơi Biển Đông khi gặp đới đứt gãy kinh tuyến 110, với tổng chiều dài trên 650km. Phần lục địa phía bắc của đứt gãy sông Lô được thể hiện bởi một dải trũng, phương tây bắc - đông nam, chạy dọc thung lũng sông Lô, sông Đáy, chiều rộng trung bình 5 - 7km; hẹp nhất là 2km;
rộng nhất ở khu vực thị xã Tuyên Quang, tới 10 - 11km. Phía hữu dải trũng là các dãy núi có độ cao trung bình 200 - 500m, còn phía tả là các dãy núi Khao Nhi và Tam Đảo có độ cao trên 1000m.
Đứt gãy sông Lô thể hiện chủ yếu là đứt gãy trượt bằng phải ở vùng Tuyên Quang. Biên độ dịch chuyển phản ánh qua độ lệch của sông Lô tới 1km. Nhưng dọc theo sườn tây nam của dãy Tam Đảo, đứt gãy thể hiện chủ yếu là một đứt gãy thuận, cắm về hướng tây nam (Phan Trọng Trịnh và nnk, 1994).
- Đứt gãy Cao Bằng - Tiên Yên: có phương tây bắc - đông nam, xuất phát từ địa phận Trung Quốc (cách biên giới Việt - Trung khoảng 150 - 200km). Đứt gãy trượt bằng phải với biên độ tính theo chiều rộng trũng Đệ tứ kiểu Pull-apart Lạng Sơn là 3,5 - 4km và Tiên Yên là 10km.
- Đới đứt gãy Sông Mã: có dạng tuyến kéo dài theo phương tây bắc - đông nam, là một bộ phận trùng với đới khâu ophiolit Sông Mã và được coi là ranh giới khâu nối mảng Đông Dương với mảng Việt - Trung. Về hoạt động biến chất, các đá ở phần rìa đới thường có mức độ biến chất cao hơn các đá có cùng thành phần thạch học ban đầu, nhưng phân bố ở trung tâm của đới, tương ứng với phần thấp của tướng amphibolit, chủ yếu đạt đến tướng epidot - amphibolit và tướng đá phiến lục.
Trong giai đoạn Kainozoi, hoạt động kiến tạo ở đới Sông Mã chỉ thể hiện các hoạt động biến dạng dòn với hai pha dịch chuyển chủ yếu diễn ra từ Oligocen đến nay.
Pha chuyển động trái phát triển kế thừa các đới biến dạng dẻo Sông Mã, xảy ra đồng thời với hoạt động dịch chuyển trái của đới đứt gãy Sông Hồng. Từ Pliocen đến nay, các dấu hiệu dịch trượt bằng phải ghi nhận ở nhiều điểm dọc theo hệ thống các đứt gãy và vẫn tiếp tục hoạt động gây động đất trong giai đoạn hiện tại.
- Đới đứt gãy Sông Cả: là một tập hợp hàng loạt các đứt gãy có phương tây tây bắc - đông đông nam và các đứt gãy phân nhánh của chúng. Đứt gãy Sông Cả nói riêng có dạng tuyến kéo dài từ trũng Đệ tam Bản Ban (Lào) qua thị trấn Mường Xén theo dòng Nậm Mộ, qua cầu Cửa Rào và chạy gần như trùng với dòng Sông Cả và Quốc lộ 7 về Nam Đàn vào địa phận Hà Tĩnh, rồi bị chìm xuống dưới các trầm tích Đệ tứ và các trầm tích của thềm lục địa Thanh Nghệ Tĩnh. Phần đứt gãy lộ ra trên bề mặt và có thể quan sát được kéo dài trên 200 km. Đứt gãy Mường Xén - Bình Chuẩn là đứt gãy phân nhánh của đứt gãy Sông Cả. Trong giai đoạn Kainozoi,
hoạt động của đới đứt gãy Sông Cả thể hiện rõ nét với sự hình thành các bể than phân bố dọc hệ thống đứt gãy chính và các đứt gãy nhánh.
Các hệ thống khe nứt phát triển dày đặc trong các loại đá, phổ biến nhất là hệ thống theo các phương khác nhau làm phức tạp hóa kiến trúc của khu vực.
Hình 1.4: Bản đồ các đới đứt gãy chính ở Miền Bắc Việt Nam [41]
- Đới đứt gãy Rào Nậy: gồm có một đới chính và một đới nhánh. Chiều dài đới đứt gãy khoảng 230km, trên lãnh thổ Việt Nam dài khoảng 150km. Đáng chú ý là trong các đới đứt gãy phát triển hai loại trũng với hai tuổi khác nhau, ứng với hai trường ứng suất kiến tạo và cơ thức dịch chuyển ngược hẳn nhau. Đó là kiểu trũng
"kéo tách" được lấp đầy bởi trầm tích Neogen (Chợ Trúc), kéo dài đến 1,5km theo phương á vĩ tuyến, rộng 0,8 - 1km. Kiểu trũng "tách giãn" phát triển ở nhiều nơi với chiều rộng mỗi trũng là 0,3 - 0,5km, kéo dài đến 1- 2km theo phương á kinh tuyến.
Những kiểu trũng thứ hai này rõ ràng được thành tạo dưới ảnh hưởng trượt bằng phải của các đứt gãy phương tây bắc - đông nam sinh ra trong điều kiện trường ứng suất kiến tạo có trục nén ép theo phương á kinh tuyến (Bùi Văn Thơm, 2004).
Ngoài một số đới đứt gãy chính đã nêu, Miền Bắc Việt Nam còn có nhiều đứt gãy quy mô nhỏ hơn như đứt gãy Điện Biên - Lai Châu, Pắc Ma - Mường Tè, Sìn Thầu - Mường Nhé, Phong Thổ - Than Uyên - Mường La - Chờ Bờ, Khe Giữa - Vĩnh Linh, Đăkrông - Huế,...