Trên cơ sở phân tích về đặc điểm kiến tạo khu vực đồng bằng Hà Nội và khu vực nghiên cứu, chúng ta có thể nhận thấy yếu tố địa chất, tân kiến tạo đóng vai trò quan trọng tới sự phân bố, hướng và động lực dòng chảy của các con sông tại đây. Bên cạnh đó, chúng ta cũng cần hiểu rõ về thành phần vật chất cấu tạo nên đồng bằng để giúp hiểu rõ được sản phẩm của các quá trình vận động đó, làm cơ sở tìm ra những dấu hiệu giúp xác lập lại hệ thống lòng sông cổ tại khu vực nghiên cứu: [23, 28]
a. Các thành tạo trước Kainozoi
Trong phạm vi nghiên cứu, đá trước Kainozoi chỉ lộ ra dưới dạng các khối sót ở khu vực phía tây sông Đáy, gồm một số thành tạo sau:
Các thành tạo biến chất cổ nhất thuộc hệ tầng Núi Con Voi tuổi Proterozoi (PPnv) phân bố chủ yếu ở vùng đồi gò Sơn Tây, tạo thành dải không liên tục theo phương tây bắc – đông nam, từ Vị Nhuế kéo dài đến Tông. Hệ tầng gồm các đá chính là đá quarzit bị ép và bị uốn màu xám sáng chứa graphit xen đá phiến thạch anh mica, gneis biotit chứa granat, đá phiến silimanit, amphybolit, đá hoa (calciphyr). Ở thị xã Sơn Tây, Tây chùa Tây Phương, các đá phiến silimanit của hệ tầng bị phong hoá mạnh cho puzlan có chất lượng cao, được dùng làm phụ gia xi măng và vật liệu không nung.
39
40
Các thành tạo biến chất thuộc hệ tầng Ngòi Chi (PP-MPnc) lộ ra ở 2 bên nếp lồi Sơn Tây và khu vực chùa Tây Phương (Thạch Thất), phương tây bắc – đông nam. Tuy nhiên, mức độ lộ của các đá rất kém và thường bị phong hoá mạnh, có nơi chỉ xác định được theo lỗ khoan. Hệ tầng gồm các đá phiến thạch anh – biotit – silimanit, đá phiến thạch anh felspat, thấu kính amphybolit…. Tất cả các đá đều bị migmatit hoá, đá bị vò nhàu, uốn mạnh, có nơi có mạch pegmatit xen. Chiều dày 500-700m. Tuổi của hệ tầng được xếp vào Paleo – Mesoproterozoi.
Các đá thuộc hệ tầng Na Vang (P2nv) lộ ra không đầy đủ, chỉ gặp ở núi Trầm
(huyện Chương Mỹ), núi Thầy… (huyện Quốc Oai). Chúng gồm đá vôi silic, đá vôi chứa ít sét phân lớp vừa, đá vôi phân lớp dày và dạng khối màu xám, xám sẫm, xám sáng, nhiều chỗ bị hoa hoá hoặc bị tái kết tinh. Trong đá vôi chứa hoá thạch Conodonta gồm: Neogondollella idahoensis, Streptognathodus sp. nov., Lonchodina
sp. (ở Xóm Quýt), Trùng thoi: Neoschwagerina sp., Armenina sp. (ở chùa Trầm). Chiều dày 250m.
Các đá của hệ tầng Sông Bôi (T2-3sb) phân bố chủ yếu ở khu vực gò đồi và núi
sót thuộc huyện Ba Vì, Thạch Thất (Yên Kỳ - Bất Bạt - Suối Hai, Tiến Xuân - Hạ Bằng… với diện tích trên 100km2. Ở nhiều nơi, đá lộ kém và bị phong hoá rất mạnh, tuy vậy vẫn quan sát được trật tự đá gồm 2 tập từ dưới lên như sau: Tập 1: đá cuội kết, cát kết, cát bột kết, bột kết tuf, bột kết; Tập 2: cát kết, cát bột kết màu xám sáng xen lớp mỏng đá phiến sét đen, bột kết màu tím nhạt, chuyển dần lên là đá phiến sét đen, bột kết, cát kết. Chiều dày của hệ tầng 500-600m.
b. Các thành tạo Kainozoi
Ngoài các diện lộ trầm tích Neogen dọc địa hào tại khu vực hồ Suối Hai (Ba Vì), trong phạm vi bề mặt địa hình đồng bằng Hà Nội chỉ phân bố các thành tạo Đệ tứ.
Nhìn chung, vào kỷ Đệ tứ, vùng đất Hà Nội nói riêng và toàn bộ đồng bằng châu thổ sông Hồng nói chung đã được tạo dựng nên qua các lần biển tiến và biển lùi
41
xen kẽ nhau trong mối tác động qua lại với hoạt động nâng lên hay hạ xuống của khu vực. Vì vậy, trong khoảng thời gian này, vùng đất Hà Nội được hình thành khi thì quá trình biển chiếm ưu thế, khi thì quá trình lục địa chiếm ưu thế. Dấu ấn của chúng được ghi lại bằng các tầng đất (để gọi chung cho các trầm tích có thành phần từ cuội, sạn sỏi đến bùn sét) khác nhau và được phân chia ra thời kỳ Pleistocen và thời kỳ Holocen, được bắt đầu từ 1,6 triệu năm trước cho đến nay.
Đặc điểm trầm tích theo các thời kỳ
Theo các kết quả nghiên cứu địa chất gần đây, trong giai đọan Đệ tứ ở khu vực Hà Nội nói riêng và vùng châu thổ sông Hồng nói chung đã xảy ra 5 chu kỳ lắng đọng trầm tích.
Chu kỳ thứ nhất xảy ra vào Pleistocen sớm cách ngày nay từ 1,6 đến 0,7 triệu năm. Đây là tầng trầm tích đầu tiên của giai đoạn Đệ tứ và là cơ sở đầu tiến của đồng bằng châu thổ sông Hồng hiện đại. Thành phần trầm tích là cuội, sạn sỏi, cát thô đa khoáng, càng chuyển lên trên, kích thước hạt trầm tích càng nhỏ dần cho đến sét, bột- sét. Điều đó cho thấy có sự thay đổi môi trường tích tụ trầm tích trong thời gian này: từ môi trường lục địa chuyển dần sang môi trường biển ven bờ. Bề dày của tầng trầm tích này thay đổi từ 8-10 mét đến 35-40 mét và gặp ở độ sâu trong khoảng từ 70-80 mét đến 140 mét hoặc hơn nữa. Trầm tích này được đặt tên là hệ tầng Lệ Chi, tuổi Pleistocen sớm (Q11lc). Trong khu vực nghiên cứu, trầm tích này nằm lót đáy đồng bằng, không lộ ra trên bề mặt địa hình.
Chu kỳ tích tụ trầm tích thứ hai xảy ra vào Pleistocen giữa - muộn. Các trầm tích trong thời gian này cũng có sự phân tập khá rõ: cũng được bắt đầu ở dưới cùng là hạt thô (sạn, sỏi, cát thô) chuyển lên trên là hạt mịn hơn (cát-bột, bột-sét). Về mặt nguồn gốc trầm tích, có thể chia ra 2 loại là: trầm tích sông và trầm tích sông – biển. Các trầm tích này được đặt tên là hệ tầng Hà Nội, tuổi Pleistocen giữa-muộn (Q12-3 hn). Thời gian của chu kỳ này kéo dài khoảng 0,575 triệu năm (từ 0,7 đến 0,125 triệu năm
42
trước). Bề dày của hệ tầng này thay đổi từ 5-10 mết đến 30-40 mét. Ở khu vực Hà Nội chỉ gặp được trong lỗ khoan (ở độ sâu từ vài chục mét đến 60-70 mét), còn ở phần ven rìa (như khu vực Hòa Lạc, Sơn Tây) chúng được lộ ra ngay trên bề mặt địa hình hiện tại. Đây là tầng trầm tích chứa nước ngầm khá phong phú với chất lượng tốt và là tầng nước ngầm khai thác công nghiệp trên địa bàn Thủ đô.
Chu kỳ tích tụ trầm tích thứ ba xảy ra vào thời gian Pleistocen muộn. Các trầm tích trong thời gian này được đặt tên là hệ tầng Vĩnh Phúc, tuổi Pleistocen muộn (Q13vp). Thời gian của chu kỳ này kéo dài khoảng 100 000 năm (từ 125000 đến 18 000 năm trước). Cũng như hệ tầng Hà Nội, trầm tích trong thời gian này có 2 kiểu nguồn gốc: nguồn gốc sông và hỗn hợp sông - biển. Các trầm tích sông lộ ra trên mặt ở khu vực Đông Anh và Sóc Sơn. Đó là các trầm tích cát lẫn ít sạn, sỏi ở phần dưới thuộc tướng lòng sông, chuyển lên trên là cát - bột, bột - sét thuộc tướng bãi bồi màu vàng đỏ hoặc nâu vàng, trên cùng là sét màu xám thuộc tướng vũng vịnh.
Tại khu vực nghiên cứu, trầm tích hệ tầng Vĩnh Phúc lộ ra tại Xuân Đỉnh, Xuân Canh, Trung Hòa thuộc kiểu trầm tích hỗn hợp sông - biển [23]. Tại khu vực Thanh Trì, các trầm tích này nằm ở độ sâu khoảng vài chục mét. Trầm tích chủ yếu là sét bột kaolin màu xám trắng, phong hóa cho màu loang lổ đỏ, được dính kết khá, tạo điều kiện thuận lợi cho nền móng địa chất công trình.
Chu kỳ tích tụ trầm tích thứ tư xảy ra vào thời gian cuối Pleistocen đầu Holocen. Trong thời gian này, trầm tích khá đa dạng về nguồn gốc bao gồm cả nguồn gốc sông (aluvi), nguồn gốc biển và nguồn gốc biển-đầm lầy ven biển và vũng vịnh. Các trầm tích biển chủ yếu lá sét, sét bột màu xám xanh được tích tụ trong môi trường vũng vịnh có nhiều hóa thạch trùng lỗ. Kích thước hạt trầm tích cũng giảm dần từ dưới lên trên: dưới cùng là trầm tích hạt thô (cát) nguồn gốc sông (aluvi), chuyển lên trên là trầm tích hạt mịn hơn (chủ yếu là sét) nguồn gốc vũng vịnh biển. Trong phạm vi lãnh thổ Hà Nội, các trầm tích này phân bố không liên tục, chỉ gặp rải rác ở một vài nơi trước đây là vùng trũng (đó chính là các màng trũng xâm thực cắt vào các thành tạo
43
trầm tích trước đó, như trầm tích hệ tầng Vĩnh Phúc), như ở Đông Anh, Từ Liêm. Còn trầm tích nguồn gốc biển-đầm lầy phân bố có phần hạn chế hơn. Chúng cũng chỉ tạo nên các thấu kính nhỏ và phủ trực tiếp bên trên trầm tích biển vừa nêu. Các thấu kính trầm tích này đã chuyển sang dạng than bùn, nhưng trữ lượng không lớn. Các trầm tích chủ yếu là sét xám xanh và than bùn tướng vũng vịnh và đầm lầy ven biển. Trầm tích của chu kỳ này được đặt tên là hệ tầng Hải Hưng có tuổi Holocen sớm-giữa (Q21-2 hh) có tuổi từ 10 000 đến 4000 - 3 500 năm trước. Bề dày trầm tích của hệ tầng dao động trong khoảng từ 2-5 mét đến 15-20 mét.
Tại khu vực nghiên cứu, thuộc chu kỳ này gồm các trầm tích nguồn gốc sông phân bố ở phía đông sông Tích, trọng phạm vi đới biến động của sông Đáy cổ. Các trầm tích hỗn hợp sông - biển và biển - đầm lầy phân bố ở khu vực Hoài Đức, nội thành Hà Nội, chúng phủ một lớp mỏng trên trầm tích hệ tầng Vĩnh Phúc và tạo nên bề mặt định hình phẳng, một số nơi hơi trũng (Giảng Võ). Các kết quả nghiên cứu địa tầng tại khu khai quật khảo cổ Hoàng thành Thăng Long cũng cho thấy tại đây, bên dưới tầng văn hóa từ 2-3m là tầng trầm tích hệ tầng Hải Hưng. Hệ tầng hình thành trong thời kỳ biển tiến Flandrian này lại phủ trực tiếp trên bề mặt bóc mòn của hệ tầng Vĩnh Phúc.
Chu kỳ tích tụ trầm tích thứ năm xảy ra vào thời gian Holocen muộn, sau khi kết thúc đợt biển tiến cực đại Flandrian. Các trầm tích của chu kỳ này được bắt đầu cách ngày nay khoảng 3.500 năm và vẫn đang tiếp tục. Các trầm tích của chu kỳ này có nguồn gốc sông hồ thuộc hệ tầng Thái Bình (aQ23 tb). Có thể nói đây là chu kỳ tích tụ trầm tích đang còn tiếp tục, tạo ra bộ mặt địa hình của thành phố Hà Nội hiện nay.
Trong khu vực nghiên cứu, hệ tầng Thái Bình gồm các thành tạo lấp đầy các lòng sông (cổ và hiện đại) hoặc tạo lớp phủ mỏng của tướng bãi bồi trên các trầm tích hệ tầng Hải Hưng, hệ tầng Vĩnh Phúc. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
44