3.1.1. Đặc điểm trầm tích
Các vật liệu trầm tích phân bố phân bố ở những nơi có dòng chảy, những bồn trũng. Mỗi loại trầm tích đều tuân theo quy luật phân dị trầm tích và đều có lịch sử hình thành riêng. Đặc điểm trầm tích (nhƣ thành phần độ hạt, thành phần khoáng vật, độ mài tròn hạt vụn…) góp phần lý giải đƣợc quá trình lắng đọng, di chuyển của vật liệu trầm tích, đồng thời phần nào suy đoán địa hình trong quá khứ. Đặc điểm trầm tích khu vực nghiên cứu đƣợc chia ra làm hai giai đoạn: giai đoạn Holocen muộn phần sớm (trong phạm vi phần đất liền) và giai đoạn Holocen muộn phần muộn (trong phạm vi phần ngập nƣớc).
3.1.1.1. Phân loại
Đặc điểm trầm tích đƣợc xem xét trên hai phƣơng diện: Kiểu trầm tích và tên đá gọi theo thành phần khoáng vật.
1/ Kiểu trầm tích
Kiểu trầm tích đƣợc phân theo cấp hạt, còn tên đá đƣợc gọi theo thành phần khoáng vật. Có nhiều cách phân loại kiểu trầm tích khác nhau song nguyên tắc chung là xây dựng các biểu đồ tam giác. Mỗi đỉnh của tam giác đƣợc biểu thị một nhóm cấp hạt ví dụ nhƣ: sạn, cát và bùn hoặc cát, bột và sét.
Phân định các nhóm cấp hạt ở trên thế giới dùng không thống nhất với nhau. Ở Nga ngƣời ta dùng ranh giới theo thập phân: L = - lgd. Trong đó d là kích thƣớc hạt (mm).
- >1000mm: khối - 1000 – 100 mm : tảng - 100 – 10 mm: cuội - 10 – 1 mm : sạn - 1 – 0.1 mm : cát
31 - 0.1 – 0.01 : bột
- < 0.01 mm : sét
Ở Mỹ và các nƣớc Phƣơng Tây sử dụng phân cấp độ hạt theo Folk: ф = - log2d. Trong đó d là kích thƣớc của hạt (mm).
Bảng 3.1. Phân loại độ hạt theo thang ф và d
Cấp hạt milimet phi () Sạn Sạn > 2 < -1 Cát Rất thô 2 - 1 -1 - 0 thô 1 - 0.5 0 - 1 Trung 0.5 - 0.25 1 - 2 Mịn 0.25 - 0.125 2 - 3 Rất mịn 0.125 - 0.0625 3 - 4 Bùn Bột Thô 0.0625 - 0.031 4 - 5 Trung 0.031 - 0.0156 5 - 6 Mịn 0.0156 - 0.0078 6 - 7 Rất mịn 0.0078 - 0.0039 7 -8 Sét < 0.0039 > 8
2/ Tên đá được xác định dựa theo thành phần khoáng vật vụn
Trƣờng 1: cát đơn khoáng thạch anh. Trƣờng 2: cát ít khoáng thạch anh fenspat Trƣờng 3: cát đa khoáng thạch anh litic Trƣờng 4: cát đa khoáng fenspat litic Trƣờng 5: cát đa khoáng litic fenspat
Hình 3.1. Phân loại thạch học theo khoáng vật của trầm tích cát (theo Pettijohn, Trần Nghi)
32
Các khoáng vật vụn đƣợc sử dụng để gọi tên đá của nhóm đá vụn cơ học gắn kết là thạch anh (Q), fenspat (F) và mảnh đá (R). Trong trầm tích vụn cơ học bở rời không phân biệt hai nhóm arko và grauvac mà chỉ gọi chung là đơn khoáng, ít khoáng và đa khoáng. Có thể sử dụng biểu đồ phân loại của Pettijhon,1973 đối với nhóm đá arcko để gọi tên đá cho các kiểu trầm tích cuội, sạn, cát và bột.
3.1.1.1. Đặc điểm trầm tích Holocen muộn phần sớm (Q23a)
Trầm tích Holocen muộn đới ven biển phân bố trên tầng mặt ở độ sâu từ 0- 10m tùy thuộc vào thành phần thạch học và tƣớng trầm tích.
Có 5 kiểu trầm tích cơ bản trong phạm vi nghiên cứu: Cát, cát bột, bột cát, bùn, than bùn
1. Trầm tích cát
Trầm tích cát phân bố theo hình vòng cung quay ra biển rất đặc trƣng gọi là các giồng cát – tàn dƣ của các cồn chắn cửa sông cổ hoặc các cồn nổi giữa sông có dạng thấu kính kéo dài vuông góc với đƣờng bờ biển hiện đại, cao từ 2-6m. Cát có độ chọn lọc tốt (So <1.6), mài tròn từ trung bình đến tốt (Ro = 0.4-0.7). Hàm lƣợng cấp hạt cát chiếm tỷ lệ khá cao từ 70-90%, còn lại là cấp hạt bột và một phần rất nhỏ là cấp hạt sét. Thành phần khoáng vật chủ yếu là thạch anh (50-70%), fenspat (10-20%) và còn lại là mảnh đá.
2. Trầm tích cát bột
Trầm tích cát bột phân bố ở rìa các giồng cát, các cồn nổi giữa sông cổ và các bãi triều cát cổ. Thành phần độ hạt chủ yếu là cát và bột chiếm trên 70%, còn lại một tỷ lệ nhỏ là sét. Độ chọn lọc của trầm tích cát bột kém hơn trầm tích cát (So > 2.8) do chứa nhiều thành phần cấp hạt thể hiện chế độ thủy động lực của môi trƣờng không đồng nhất và thay đổi khá phức tạp.
3. Trầm tích bột cát
Trầm tích bột cát là thành phần chính của đồng bằng châu thổ. Thành phần chủ yếu là bột chiếm từ 50-70%, cấp hạt còn lại là cát và sét. Trầm tích có độ chọn
33
lọc kém (So > 3.0) đặc trƣng cho môi trƣờng đồng bằng châu thổ có dòng chảy đa chiều và động lực thay đổi rất nhanh trong thời gian đồng bằng bị ngập lụt.
4. Trầm tích bùn và than bùn
Trầm tích bùn và than bùn cộng sinh với nhau trong các tƣớng bùn đầm lầy ven biển và đầm lầy tạo than ven biển. Các rừng ngập mặn liên tục bị chôn vùi từ phía đất liền ra biển đã tạo nên các vỉa than bùn dạng đẳng thƣớc phân bố rất nông từ 3-8m. Trầm tích bùn màu đen chứa hàm lƣợng lớn di tích vật liệu thực vật thƣợng đẳng nhƣ cành cây, lá cây, rễ cây và than bùn.
3.1.1.2. Trầm tích Holocen muộn phần muộn (Q23b)
Trầm tích Holocen muộn phần ngập nƣớc thuộc Holocen muộn phần muộn (Q23b) đƣợc thành tạo trong môi trƣờng châu thổ ngập nƣớc hiện đại (tiền châu thổ và sƣờn châu thổ) bao gồm 4 kiểu trầm tích tiêu biểu: Cát, cát bùn, bùn và bùn cát.
1. Cát
Cátphân bố chủ yếu ở các cồn chắn cửa sông và bãi triều cát hiện đại. Chúng có độ chọn lọc tốt (So < 1.8) và mài tròn trung bình (Ro = 0.4 – 0.6). Các thể trầm tích cát phần ngập nƣớc đƣợc hình thành chủ yếu do động lực của sông và sóng đóng vai trò phân dị, tái vận chuyển và tích tụ nguồn vật liệu trầm tích dƣ thừa của sông Cửu Long mang tới. Cát có thành phần ít khoáng và đa khoáng chủ yếu là thạch anh (65-85%), mảnh đá (15 – 30%), còn lại hàm lƣợng thứ yếu là fenspat. Thành phần mảnh đá thƣờng gặp nhất là silic, quaczit và đá phiến thạch anh serixit.
2. Cát bùn
Cát bùn phổ biến hơn cát có mặt trong các môi trƣờng lòng cửa sông, bãi triều hỗn hợp và tạo thành các trƣờng rộng lớn phân bố ven bờ kế tiếp trầm tích cát tiền châu thổ do kết quả phân dị cơ học. Thành phần độ hạt đa dạng biến thiên từ cấp hạt cát đến cấp hạt sét vì vậy trầm tích có độ chọn lọc tƣơng đối kém (So >2.5). Trong trầm tích cát bùn tỉ lệ hàm lƣợng vỏ động vật thân mềm sống tại chỗ bảo tồn tốt luôn luôn cao hơn vụn sinh vật ngoại lai bảo tồn kém.
34
3. Bùn
Trầm tích bùn phân bố ở độ sâu 18-22m nƣớc thuộc đới sƣờn châu thổ có địa hình khá dốc so với đới cát bùn tiền châu thổ có địa hình tƣơng đối thoải. Bùn là sản phẩm phân dị và lắng đọng của vật liệu trầm tích lơ lửng do sông Cửu Long mang tới, đồng thời chịu sự phân dị dọc bờ từ hƣớng đông bắc đến tây nam do dòng chảy ven bờ hiện đại. Với thành phần lục nguyên phức tạp nhƣ vậy lại bị trộn thêm một lƣợng đáng kể hạt vụn laterit và vụn vỏ sò nên độ chọn lọc của trầm tích bùn rất kém (So > 3.5).
4. Bùn cát
Trầm tích bùn cát phân bố ở độ sâu 20-25m nƣớc thuộc đới pha trộn giữa trầm tích bùn sƣờn châu thổ và trầm tích cát, cát sạn biển nông ven bờ tuổi Holocen sớm-giữa. Trƣờng trầm tích này chứa hàm lƣợng hạt vụn laterit cao hơn đới bùn và có độ chọn lọc rất kém (So > 3.5). Trầm tích bùn cát phân bố thành một đới chuyển tiếp hình vòng cung bao quanh sƣờn châu thổ hiện đại phản ánh quá trình tƣơng tác sông biển, tái vận chuyển và tái lắng đọng dƣới tác dụng của dòng chảy đáy.
NHẬN XÉT:
Quy luật phân bố độ hạt
Theo quy luật phân dị cơ học, nhìn chung trầm tích từ đất liền ra biển có độ hạt giảm dần: cát → cát bùn → bùn cát → bùn.
Trên phạm vi phần đất liền: thành phần độ hạt có hiện tƣợng lặp lại theo chu kỳ, điều này đƣợc phản ánh qua sự xen kẽ nhau giữa các giồng cát với bùn sét của đồng bằng châu thổ. Đó chính là dấu vết của châu thổ bồi tụ theo chu kỳ.
Trên phạm vi phần ngập nƣớc phía ngoài sƣờn châu thổ: trầm tích có xu hƣớng thô hơn. Do hình thành đới hỗn hợp, pha trộn giữa trầm tích cũ và mới.
Quy luật phân bố khoáng vật
Trên phạm vi phần đất liền:
Các giồng cát: Có thành phần chủ yếu là thạch anh, felsdpat và mảnh đá lục nguyên.
35
Các khoáng vật sét: Có thành phần chủ yếu là hydromica, kaolinit, monmorilonit.
Trên phạm vi phần ngập nƣớc: Từ bờ ra khơi, hàm lƣợng hạt vụn laterit trong thành phần khoáng vật vụn có xu thế tăng lên, đặc biệt là ở đới hỗn hợp pha trộn. Ngoài ra, hàm lƣợng monmorilonit và độ pH cũng tăng theo.
3.1.2. Biến động trầm tích đới bờ trong Holocen muộn
Vật liệu trầm tích đƣợc tạo ra do phá hủy kiến tạo và các quá trình phong hóa, sau đó đƣợc vận chuyển, phân dị và lắng đọng trong các bồn trũng và khu vực ngập nƣớc. Mỗi loại trầm tích đều có môi trƣờng thành tạo riêng, vì vậy nghiên cứu biến động trầm tích cần nghiên cứu đặc điểm trầm tích và môi trƣờng thành tạo, cũng chính là nghiên cứu tƣớng trầm tích.
3.1.2.1. Khái niệm, phân loại tướng trầm tích
1. Khái niệm
Tƣớng trầm tích là một đơn vị địa chất bao gồm một hay nhiều kiểu trầm tích đƣợc thành tạo trong một môi trƣờng nhất định. Trong mỗi kiểu trầm tích có thành phần chính là thạch học ngoài ra có các thành phần sinh vật.
- Kiểu trầm tích: là tên gọi thạch học dựa theo biểu đồ phân loại của Cục Địa chất Hoàng Gia Anh bao gồm 2 biểu đồ tam giác: biểu đồ tam giác 15 trƣờng khi có thành sạn và biểu đồ tam giác 10 trƣờng khi không có thành phần sạn.
- Môi trường trầm tích: là môi trƣờng xẩy ra quá trình vận chuyển và lắng đọng các kiểu trầm tích. Ví dụ môi trƣờng sƣờn tích có dòng chảy tạm thời, môi trƣờng lũ tích, môi trƣờng lòng sông, môi trƣờng bãi bồi, môi trƣờng hồ-đầm lầy, môi trƣờng châu thổ, môi trƣờng vũng vịnh, môi trƣờng biển…
- Tên gọi tướng trầm tích: Tƣớng trầm tích đƣợc gọi theo kiểu trầm tích và môi trƣờng trầm tích. Ví dụ: Tƣớng cát lòng sông, tƣớng bột sét bãi bồi, tƣớng sét vũng vịnh, tƣớng bùn foraminifera biển nông…
36
2. Phân loại tướng
Phân loại các nhóm tƣớng trầm tích là dựa vào môi trƣờng:
Nhóm tƣớng lục địa bao gồm: - Sƣờn tích (deluvi)
- Lũ tích (proluvi) - Aluvi (trầm tích sông)
Nhóm tƣớng chuyển tiếp bao gồm: - Châu thổ
- Vũng vịnh
Nhóm tƣớng biển bao gồm: - Ven biển
- Biển nông ven bờ - Biển nông xa bờ - Biển sâu
3.1.2.2. Đặc điểm tướng khu vực nghiên cứu
Dựa vào đặc điểm trầm tích và các kết quả phân tích vi cổ sinh và môi trƣờng lắng đọng trầm tích, khu vực nghiên cứu gồm hai nhóm tƣớng: nhóm tƣớng phân bố trên đất liền và nhóm tƣớng phân bố dƣới phần ngập nƣớc, trong đó có tất cả 16 tƣớng nhƣ sau:
Các tướng trầm tích có tuổi Holocen muộn phân bố trên đất liền (Q23a)
1. Tướng cát cồn chắn cửa sông cổ (giồng cát) (amSQ23a)
Tƣớng cát cồn chắn cửa sông, có dạng lƣỡi liềm, hình cánh cung đơn giản hoặc tạo thành từng chùm phân nhánh phức tạp quay lƣng ra phía biển. Ngƣời đồng
37
bằng Nam Bộ gọi các cồn cát chắn cửa sông cổ này là giồng cát. Thành phần cấp hạt chủ yếu là cát (chiếm tới 60-80%), còn lại là bột sét và vụn vỏ sò, tạo nên màu vàng nâu đặc trƣng cho môi trƣờng oxi hóa. Các cồn cát để lại dấu ấn các thế hệ đƣờng bờ cổ trong quá trình bồi tụ tăng trƣởng chuyển từ nhóm tƣớng tiền châu thổ cổ sang nhóm tƣớng đồng bằng châu thổ hiện đại. Cát của cồn chắn cửa sông luôn luôn có độ chọn lọc tốt (So ≤ 1.5) và mài tròn từ trung bình đến tốt (Ro >0.5).
2. Tướng bùn đồng bằng châu thổ (amf/MQ23a)
Tƣớng bùn đồng bằng châu thổ phân bố rộng rãi chiếm diện tích chủ yếu phần đất liền của khu vực nghiên cứu. Xen kẽ giữa các tƣớng bùn đồng bằng châu thổ là tƣớng cồn cát và bùn đầm lầy cổ. Tƣớng bùn đồng bằng châu thổ bao gồm chủ yếu là bột sét (50-70%) còn lại là cát hạt nhỏ có màu xám nâu đến xám đen đƣợc thành tạo chủ yếu do lắng đọng phù sa vùng đồng bằng cửa sông trong thời kì ngập lụt của mùa nƣớc dâng sông biển. Trầm tích có độ chọn lọc kém (So > 3.0), chứa một hàm lƣợng đáng kể di tích cành cây và lá cây, đôi khi có vụn vỏ động vật nƣớc lợ. Giá trị pH của trầm tích sét thay đổi từ 6.9-7.5, Eh từ -20mv đến + 150mv, kt =0.7-1.4 đã thể hiện môi trƣờng nƣớc lợ chuyển tiếp giữa sông và biển.
3. Tướng bùn đầm lầy ven biển cổ (amb/MQ23a)
Tƣớng bùn đầm lầy ven biển cổ đa phần đã bị lấp bởi tƣớng bùn đồng bằng châu thổ, trên bản đồ chỉ có thể nhìn thấy một số những dải hẹp còn sót lại, xen kẽ với tƣớng bùn đồng bằng châu thổ cổ và tƣớng cồn chắn cửa sông cổ tạo nên địa hình trũng thấp chạy song song với đƣờng bờ biển cổ. Trầm tích có màu đen và xám đen chủ yếu là bột sét (50-80%) còn lại là cấp hạt cát và tàn tích vật chất hữu cơ đang phân hủy. Đôi nơi gặp các vỉa than bùn dạng đẳng thƣớc nằm ở độ sâu từ 0.5- 2m. Giá trị độ pH và Eh trong trầm tích bùn thay đổi theo màu sắc và thành phần độ hạt. Những nơi có thành phần trầm tích bùn màu đen thì Eh luôn luôn nhỏ hơn 0 và pH cũng khá thấp dao động trong khoảng 4-7.5. Điều đó đƣợc lí giải bởi môi trƣờng đầm lầy hóa có chế độ khử thống trị do phân hủy vật chất hữu cơ trong điều kiện thiếu oxi đồng thời giải phóng khí H2S và làm giàu Fe2+. Do đó trong trầm tích xuất
38
hiện nhiều khoáng vật pyrite (FeS2) tại sinh. Khi một phần sunfua bị sunfat hóa môi trƣờng có phản ứng axit làm pH giảm từ >7.5 (đặc trƣng môi trƣờng chuyển tiếp) xuống < 5 (đặc trƣng môi trƣờng đầm lầy).
4. Tướng cát bùn lòng sông cổ tàn dư (amc/mSQ23a)
Trên bản đồ tƣớng cát bùn lòng sông cổ tàn dƣ tạo thành các thể trầm tích kéo dài có địa hình hơi trũng, song song với hƣớng dòng chảy của sông hiện đại. Trầm tích có màu xám nâu, xám đen chủ yếu là cát chiếm từ 50-70% còn lại là bột sét và chứa một lƣợng nhỏ di tích thực vật bảo tồn kém. Độ chọn lọc rất kém (So >3.5) của trầm tích cát bùn và đƣờng cong phân bố độ hạt luôn luôn có trên 2 đỉnh cực đại đã minh chứng cho môi trƣờng thủy động lực phức tạp trong quá trình sông dịch chuyển ngang và thoái hóa.
Các tướng trầm tích có tuổi Holocen muộn phần muộn phân bố dưới phần
ngập nước (Q23b)
5. Tướng cát bùn lòng cửa sông hiện đại (amc/mSQ23b)
Tƣớng cát bùn lòng cửa sông hiện đại phân bố ở các khu vực cửa sông Định An. Tƣớng trầm tích này có thành phần chủ yếu là cát bùn tuy nhiên do chế độ thủy động lực liên tục thay đổi nên thành phần các cấp hạt có sự thay đổi tƣơng đối theo thời gian và theo các vị trí khác nhau trên lòng sông. Hàm lƣợng cấp hạt cát chiếm từ 50-75%, còn lại là bột sét, vụn vỏ động vật thân mềm đƣợc mang đến từ ngoài biển trong pha triều cƣờng trong ngày. Độ chọn lọc kém (So> 2.8), giá trị pH của trầm tích đáy dao động từ 7, Kt từ 0.9 khi triều kiệt pH= 7.8 đến Kt= 1.5 khi triều cƣờng và Eh luôn luôn dƣơng chứng tỏ môi trƣờng trầm tích vùng cửa sông liên tục bị biến động.
6. Tướng cát cồn cửa sông hiện đại (amc/SQ23b)
Tƣớng trầm tích này phân bố ở tất cả các cửa sông của khu vực nghiên cứu