TRONG NGUYÊN ĐẠI TRUNG SINH
3.1. Những biến đổi trong cấu trúc vỏ Trái Đất trong đại Trung sinh
Nguyên đại Trung sinh kéo dài khoảng 175 triệu năm, thời gian bắt đầu đại cách chúng ta 240 triệu năm.Nguyên đại này do nhà địa chất học D. Philip lập ra năm 1840. Đại được chia làm 3 kỉ: Triat, Jura, Kreta. Sự phân chia này đuwọc hội nghị địa chất quốc tế lần thứ II thông qua năm 1881.
Trong đại Trung Sinh đã có những biến đổi to lớn về cấu trúc bề mặt Trái Đất, thế giới sinh vật phát triển khá phong phú và hơn nữa các địa tầng chưa bị phá hủy nhiều nên mức độ nghiên cứu các kỉ trong đại này khá đều và và chi tiết. Trong đại Trung sinh có một chu kì tạo núi diễn ra, tùy theo từng khu vực nó có tên gọi khác nhau như Kimeri12 (Châu Âu), Inđôxini (Đông Nam Á), Thái Bình Dương (Châu Á và Châu Mỹ). Các đai địa máng chu kì tạo núi Trung Sinh bao gồm:
1. Đai địa máng Địa Trung Hải với các địa máng: Anpơ, Cacpat, Pirene, Kapkaz – Crime, Hymalaya– Pamia.
2. Đai địa máng Thái Bình Dương: khu vực địa máng Đông Bắc Á, khu vực địa máng Tây Bắc Mỹ, Đông Dương.
Trong các đai địa máng đã diễn ra quá trình uốn nếp và tạo núi ở nhiều khu vực như Đông Dương, Đông Bắc Nga, Tây Bắc Mỹ…Lịch sử các nền bằng cũng có nhiều sự iện biến đổi lớn lao hơn so với trước như hiện tượng tạo núi nền ở các nền phía bắc mà điển hình là nền Trung Quốc, hiện tượng phân tách nền Gondwana thành nhiều khối nền riêng.
3.1.1.Kỉ Triat (kí hiệu T)
3.1.1.1. Lịch sử phát triển vỏ Trái Đất
Kỉ Triat kéo dài 45 triệu năm, được nhà địa chất F. Anbecti phân định vào năm 1834, dựa vào các tầng trầm tích ở miền nam nước Đức với 3 loạt trầm tích có thành phần và màu sắc khác nhau rõ rệt. Trong các mặt cắt trầm tích Triat, mặt cắt ở vùng Anpơ (Địa Trung Hải) là điển hình nhất, chứa nhiều hóa thạch cúc đá, dễ liên hệ với các vùng khác
1. Sự biến đổi ở các khu vực địa máng
Triat là kỉ đầu tiên của đại Trung sinh, đầu kỉ T tiếp tục hoàn thành hoạt động tạo núi Hecxinit ở một số khu vực địa máng nên kỉ Triat có chế độ lục địa phổ biến nhất trong lịch sử phát triển vỏ Trái Đất từ Paleozoi đến nay. Hầu hết các nền được nâng cao (trừ phía nam của Trung Quốc), nhiều khu vực địa máng đã được nâng lên thành lục địa hay núi như Apalat, Tây Âu, Uran Thiên Sơn, Cazactan – Mông Cổ…Gần toàn bộ Âu Á tạo thành khối lục địa thống nhất. Diện tích các khu vực uốn nếp vừa hoàn thành vào cuối Paleozoi rất lớn.Địa hình có sự phân dị khá rõ.Chế độ lục địa được duy trì đến cuối Triat sớm.
Từ cuối T sớm đến T trung bắt đầu quá trình sụt lún các địa máng Trung Sinh (Địa Trung Hải, Đông Bắc Á, Đông Dương):
Phần phía Tây địa máng Địa Trung Hải hoạt động không mạnh mẽ.Thành phần đặc trưng cho giai đoạn này là cacbonat, gần như chế độ hoạt động của miền nền.Phần đông của địa máng Địa Trung Hải có sự khác biệt giữa các khu vực. Địa máng Pamia và Hymalaya không có những biến động lớn, hoạt động theo kiểu địa máng thuần. Riêng ở khu vực Đông Dương, trong Triat có lịch sử phát triển phức tạp hơn: có hoạt động sụt lún, phun trào mạnh mẽ, vào cuối kỉ xảy ra nghịch đảo kiến tạo.
Khu vực địa máng Tây Bắc Mĩ chia làm hai bộ phận: bộ phận địa máng thuần nằm ở rìa tây của nền Bắc Mỹ (tương ứng với dãy Thạch Sơn hiện nay), còn khu vực địa máng thực thụ phía Tây trong T đã tạo nên hệ tầng trầm tích lục nguyên và phun trào dày 8km.
Ở Việt Nam, lịch sử phát triển vỏ Trái Đất trong T có ảnh hưởng sâu sắc đến lãnh thổ nước ta. Từ cuối P đã hình thành vùng trũng An Châu, sông Đà và đến T sớm những vùng trũng này có diện tích không lớn. Vào cuối T, đặc biệt là T trung các miền trũng được mở rộng, tốc độ sụt võng lớn, hoạt động magma khá mạnh mẽ, ở vùng An Châu, sông Đà, Sầm Nưa, hình thành hệ trầm tích phun trào dày, phân bố rộng. Sang đầu T muộn nhờ có hoạt động nghịch đảo kiến tạo (chuyển động Inđônêxia) ở lãnh thổ Việt Nam và Đông Dương nên các vũng trũng bị thu hẹp lại. Chuyển động Inđôxini đã kết thúc chế độ địa máng ở Việt Nam và Đông Dương đồng thời kết thúc giai đoạn tạo núi ở vùng nền đông bắc nước ta và miền Hoa Nam Trung Quốc.Trong giai đoạn này hoạt động xâm nhập magma diễn ra ở nhiều nơi.Phức hệ magma xâm nhập và siêu mafic ở núi Chúa (Thái Nguyên), núi Nưa (Thanh Hóa), bản Xang (Sơn La). Liên quan tới các phức hệ này có khoáng sàng Cromit, đồng. Các khối xâm nhập axt ở Tây Bắc (Điện Biên), Đông Bắc (Móng Cái), Trường Sơn…Những khối Granotoit của phức hệ Pia Biooc, Tam tao, Linh Đam, Chợ Chu, Núi Ong…
Sau nghịch đảo Inđoxini, cục diện của chế độ trầm tích thay đổi hẳn, hình thành những vùng trũng nội địa với các thành tạo trầm tích tướng lục địa ở Quảng Ninh, Điện Biên, Quỳnh Nhai, Nho Quan…Vùng trũng kiểu địa hào An Điềm, Hoa Huỳnh cũng thành tạo trong thời gian này. Có thể coi chúng là loạt trầm tích molat có chứa than ở Việt Nam.Chuyển động Inđoxini đã làm thay đổi cơ bản chế độ kiến tạo ở đông nam của đai địa máng Địa Trung Hải. Về mặt thời gian chuyển động Inđôxini tương ứng với chueyẻn động Kimeri dùng trong sách Tây Âu, vùng Tây Địa Trung Hải.Chính chuyển động này đã kết thúc chế độ địa máng sớm nhất trong MZ của vùng Miến Điện, Vân Nam, Đông Dương đồng thời nó đưa lãnh thổ Việt Nam thoát khỏi chế độ biển.
2. Sự biến đổi ở khu vực nền
Trong T tồn tại hai mảng nền lớn Lauraxia ở Bắc bán cầu và Gondwana ở Nam bán cầu. Nét chung của nền Lauraxia là chế độ lục địa chiếm ưu thế. Trầm tích của nền chủ yếu là lục địa màu đỏ hoặc nửa màu đỏ, được hình thành trong điều kiện nóng, khô.Mặc dù chưa có dẫn liệu để xác định nền Bắc Mĩ nối liền với lục địa Lauraxia nhưng người ta thấy rằng nền cổ Bắc Mỹ, nền trẻ Greendland, Splitbec đều có trầm tích lục địa vào T.
Nền Gondwana về cơ bản vẫn là lục địa trên đó có trầm tích lục địa màu đỏ, trầm tích do gió được tạo thành ở nhiều nơi. Điều đó cho thấy Gondwana chứa nhiều thay đổi lớn.Tuy vậy người ta đã gặp trầm tích biển ở một số nơi. Đông Phi, Tây Úc, Tây Bắc nền Ấn Độ …Cùng với sự có mặt của hiện tượng phun trào Nam Mỹ, Nam Phi…là những dẫn liệu cho thấy vào T đã có những dẫn liệu về sự phân tách nền Gondwana.
3.1.1.2. Điều kiện cổ địa lí
Do ảnh hưởng của hoạt động kết thúc chu kỳ địa máng Hecxini, hoàn cảnh cổ địa lí của đầu kỉ T rất gần gũi với cuối kỉ P và khí hậu nói chung là khô hạn. Hầu hết các nền đều đã trở thành lục địa nổi cao cùng với những khu vực địa máng rộng lớn mới trở thành vùng uốn nếp nổi cao ở Tây Âu, Trung Á, Ural, Tây Siberia, Mông Cổ… Tính chất khô hạn được xác minh bởi trầm tích lục địa màu đỏ tuổi T1 và một phần T2 phổ biến nhiều nơi trên Trái Đất. Theo Xinhixưn, trầm tích màu đỏ kỉ T chủ yếu thuộc tướng phù sa đồng bằng ven biển và vũng vịnh chứa nhiều thạch cao và muối mỏ. Nhiều vùng biển bị thu hẹp do chịu ảnh hưởng của uốn nếp Hecxini (trầm tích kiểu nửa lục địa). Sự vắng mặt hoàn toàn của trầm tích chứa than tuổi T1, T2 là một bằng chứng cho tính chất của khí hậu khô nóng lâu dài do có tính chất vũ trụ, nhưng rõ ràng những biến đổi địa chất cũng có vai trò không nhỏ. Cuối kỉ T, điều kiện khí hậu trở nên khô dịu hơn mà chứng tích là sự phân bố của các trầm tích màu đỏ.
Tính chất của sinh giới lúc này một mặt mang tính kế thừa của sinh giới PZ, mặt khác bắt đầu có yếu tố đặc trưng cho MZ.Tính kế thừa thể hiện ở sự có mặt của một số đại biểu của nhóm Đầu Giáp (Lưỡng cư cổ)…Những yếu tố đặc trưng cho MZ hoặc mới xuất hiện hoặc mới bắt đầu phát triển chứ chưa đạt mức phong phú.Ngành thân mềm là ngành động vật phát triển cực thịnh trong đại MZ, nhưng trong kỉ T cũng chỉ có lớp Chân Rìu phát triển mạnh mẽ.Trong các đại biểu của lớp Chân Đầu chỉ mới phát triển nhóm Ceratites, còn nhóm Ammonites chưa có nhiều.Bộ Tên đá cũng chỉ mới ở thời kỳ xuất hiện chưa có ý nghĩa đáng kể. Bò sát khổng lồ là nhóm động vật đặc trưng nhất cho sinh cảnh của MZ thì trong kỉ T cũng chưa đa dạng và phong phú. Trong khi đó nhóm Đầu giáp của Lưỡng cư cổ vẫn tiếp tục phát triển. Động vật có Vú tuy đã xuất hiện trong kỉ T nhưng có lẽ sự cạnh tranh dữ dội của Bò Sát là một trong những nguyên nhân làm kìm hãm sự phát triển trong suốt MZ của lớp động vật cao cấp nhất này.
Hình 4.1. Sơ đồ tiến hóa và phát triển của bò sát từ P đến K
Sự thay đổi điều kiện khí hậu và địa hình (chủ yếu lục địa và khí hậu khô nóng) đã làm cho ngay từ đầu hệ thực vật kỉ T nghèo hẳn đi so với hệ thực vật P. Ở Châu Âu, hệ thực vật T1 biểu hiện dưới hình thức thực bì hoang mạc với những cây hạn sinh.
Ở Bắc Mĩ hệ thực vật T cũng giống như ở Châu Âu, người ta phát hiện rừng hóa đá T1 với hàng ngàn thân cây gỗ hóa đá ở Arizon, các cây này có đường kính dưới 2m, dài 40m và người ta đã qui hoạch chúng thành khu rừng quốc gia hóa đá.
Cuối T, khí hậu trở nên ẩm, hệ thực vật lúc này mang đặc tính của hệ thực vật MZ, bắt đầu phát triển mạnh mẽ ở một số vùng Tây Âu, Siberia, Đông Á, đông Greendland, Gondwana, bán đảo Đông Dương.
Ở Việt Nam, kỉ T là kỉ tạo ra nhiều mỏ than lớn ở khắp nơi do rừng phát triển rất mạnh nhờ khí hậu ôn hòa và ấm áp tạo nên 7 dải than: dải than Hòn Gai từ đảo Cái Bầu đến Phả Lại dài 300km, rộng 20 đến 30km, dải than Bảo Đài từ Đồng Võng đến Hồ Thiện, dải than Thái Nguyên – An Châu kéo dài từ Linh Đức đến An Châu, dải than Nho Quan
kéo dài từ Đầm Đùn đến Tinh Nhuệ, dải than Suối Bàng từ Suối Bàng đến Núi Đọ, dải than Quỳnh Nhai từ Quỳnh Nhai đến An Lạc và dải than Nông Sơn.
3.1.2.Kỉ Jura (kí hiệu J)
3.1.2.1. Lịch sử phát triển vỏ Trái Đất
Kỉ Jura kéo dài 58 triệu năm, bắt đầu cách đây 195 triệu năm. Hệ Jura do nhà địa chất người Pháp Brinhia (A. Brongniant) phân định năm 1829. Tên của hệ là tên núi Jura – biên giới Pháp –Thụy Sĩ.
1. Sự biến đổi ở khu vực địa máng
Ngay từ đầu kỉ, hiện tượng sụt lún đã diễn ra trên nhiều địa máng (Anpơ, Capzca, Đông Bắc Á, Tây của Bắc Mĩ…) Quá trình sụt lún vẫn diễn ra trong Jura trung và đạt cực đại vào đầu Jura muộn ở các địa máng trên. Các miền nền kế cận của các địa máng như Đông Âu, Xibia, Uran – Mông Cổ…trong Jura cũng bị chìm ngập.
Cuối Jura với chuyển động nghịch đảo kiến tạo, nhiều khu vực địa máng đã tạo những thay đổi lớn.
~ Địa máng Anpơ chia làm hai bộ phận. Phần địa máng Piemon (thuộc Đông Nam Pháp và Tây Bắc Italia) là địa máng thực thụ, có sự tích đọng trầm tích lục nguyên và phun trào bazơ, còn địa máng thuần Henvet – Dophin (thuộc Thụy Sĩ – Pháp) có tích đọng trầm tích lục nguyên và cacbonat dày 3km. Vào cuối Jura ở đây có hoạt động nghịch đảo kiến tạo bộ phận hình thành cấu trúc nội địa vồng dưới dạng vòng cung đảo.
~ Địa máng Capcaz tiếp tục sụt võng trong Jura và từ cuối Jura giữa hoạt động nâng lên chiếm ưu thế.
~ Khu vực Đông Dương tiếp tục quá trình tạo núi sau địa máng, trầm tích lục địa có mặt ở nhiều nơi, đồng thời thành tạo hệ địa tầng phun trào.
~ Việt Nam trong kỷ Jura phố biến hoạt động phun trào lục địa. Hệ tầng trầm tích và phun trào lục địa phân bố rộng rãi ở An Châu, Tú Lệ (Tây Bắc) dày 4km, Sầm Nưa (Lào), Pu Hoat (Tây Nghệ An), vùng Hà Cối (Quảng Ninh) có trầm tích lục địa phủ dày 2km.
~ Địa máng Veckhôian – Chucotca (Đông Bắc Á) vào đầu Jura muộn xảy ra hoạt động kiến tạo (pha Côlưma) đã tạo nên cấu trúc Mezozoit.
~ Đặc biệt ở địa máng Coocđie, với pha nâng Nevada vào cuối Jura đã làm thay đổi cơ bản chế độ địa máng suốt từ PZ đến MZ. Pha nâng này đã tạo nên các nếp uốn phức tạp với các khối xâm nhập của dãy Xiera Nevada.
2. Sự biến đổi ở khu vực nền
~ Nền Lauraxia trong Jura có những nét chính sau:
Nền Tây Âu (cấu trúc Calêđônit và Hecxinit) và Đông Âu có sự sụt lún và biển tiến từ đầu Jura, tiếp tục mở rộng đến Jura giữa và Jura muộn. Cuối Jura muộn do ảnh hưởng của vận động kiến tạo ở địa máng Địa Trung Hải nên biển lại nhanh chóng rút khỏi đại bộ phận lãnh thổ nên trầm tích Jura có mặt ở một số nơi trong nền
Nền trẻ (uốn nếp Paleozoi) của Ural – Mông Cổ trong Jura tiếp tục hình thành các lớp phủ nền trẻ.Trầm tích Jura thuộc tướng lục địa có chứa than như ở Trung Á, cũng có những nơi trầm tích màu đỏ có chứa bôxit và sắt như ở Trung Cazactan, Nam Ural.
Nền Xibia có sự sụt chìm ở phía Bắc và Đông Bắc tạo nên vịnh biển kéo dài đến phía Nam lưu vực sông Lêna từ Jura sớm đến Jura giữa.Sang cuối Jura thượng và đầu Kreta do nghịch đảo kiến tạo phần nền này lại được nâng lên.Trầm tích khu vực này dày đến 2km. Đây là vùng than Linhit và than nâu lớn của Nga, trữ lượng trên 2.000 tỷ tấn.
Ở vùng nền Trung Quốc cũng có những vùng trũng nội địa được hình thành trong Jura. Trầm tích lục địa vụn thô có nơi dày đến 2-3km. Những nơi này đã tạo nên các khoáng sàng than rất lớn, điển hình là bồn trũng Tứ Xuyên có chứa tới 45 vỉa than đá tuổi Jura có trữ lượng rất lớn. Vào Jura nền Gondwana có nhiều khu vực bị sụt chìm, đã tách phần lục địa phía đông thành các khối riêng biệt: Phi Châu, Ấn Độ, lục địa Úc. Bằng chứng là trầm tích biển tuổi Jura ở Đông Châu Phi – vịnh biển Môdămbich, vùng biển Arập, Tây Úc. Trầm tích biển nước lợ Jura còn gặp ở các vùng Đông Brazil, phía đông nam của Nam Mỹ. Như vậy có thể khẳng định trong Jura có sự tách lục địa Nam Mỹ và Châu Phi. Đặc biệt ở địa máng Coocđie với pha Nevada vào cuối Jura đã làm thay đổi chế độ địa máng suốt từ PZ đến MZ đã tạo nên những nếp uốn phức tạp với các khối xâm nhập của dãy Xiera Nevada. Ở những vùng nền trẻ (Calêđônit và Hecxinit) tiếp tục được bồi trầm tích nền như: Đông Âu, Xibia…Trong kỉ này ở lục địa Gondwana có những bộ phận bị sụt chìm và tách ra thành các khối Phi Châu, Ấn Độ, Úc và cũng bắt đầu tách giãn Nam Mỹ khỏi Châu Phi để tạo nên Ấn Độ Dương và Đại Tây Dương.
3.1.2.2. Điều kiện cổ địa lí
Sang kỉ J, khí hậu cũng như hoàn cảnh địa lý có sự thay đổi nhiều so với kỉ T. Tính chất địa hình tương phản hơn kỉ T, chế độ lục địa bị đẩy lùi hơn. Lúc này nhiều lục địa chịu tác dụng sụp chìm, hình thành những vùng trũng nội địa hoặc ít nhiều được nối liền với biển như phía tây Siberia và Trung Quốc. Tính chất biến động của lục địa biểu hiện khá rõ, nhất là những lục địa rìa bờ tây Thái Bình Dương. Hoạt động núi lửa không những chỉ phổ biến ở biển địa máng mà còn ở cả nhiều khu vực lục địa rộng ớn như Trung Quốc, Châu Phi, Đông Dương.
Khí hậu đã dịu bớt từ cuối T, sang J phổ biến là ấm và ẩm, tạo điều kiện cho sự hình thành những khu rừng mà về sau tạo khoáng sản than đá như ở Tây Siberia, đông bắc