- Đất tầng mặt thuộc phụ hệ tầng Thái Bình có thành phần cơ học là cát
4.3. Đặc điểm khoáng vật của trầm tích Holocen
Kết quả phân tích thành phần khoáng vật bằng phương pháp nhiễu xạ Rơnghen cho thấy trầm tích Holocen khu vực cửa Sôrig Hổng được thành tạo từ các khoáng vật chính là thạch anh (TA), illit, clorit, kaolinit và fenspat (hình 4.1). Hàm lượng TA trong các trầm tích có giá trị khoảng 20 - 50%, illit (15 - 27%), clorit (10 -
15%), kaolinit ( 6 -16% ), fenspat (10 -15%).
Các khoáng vật có hàm lượng nhỏ bao gồm ilmenit (-1,5% ), zircon, vermiculit, hematit, pyrit và canxit. Đây là thành phần khoáng vật điển hình cho các ừầm tích biển có nguồn gốc lục địa, riêng pyrit và canxit là các khoáng vật được hình thành tại chỗ chính trong môi trường trầm tích.
Thành phần khoáng vật trên cũng thể hiện trong kết quả phân tích hóa silicat: đó là sự tăng cao của các hợp p h ầ n ôxýt như: S i02 : 50 - 70%; A1203 : 10 - 20%; Fe203 :3 - 7%; KzO :2 - 3%; MgO :1,5 - 2,5% và mất khi nung (MKN) : 5 - 10%. Các ôxit khác nhu FeO, CaO, Na20 có hàm lượng < 2%; T i02 khoảng 0,8% và MnO khoảng 0,1%.
Như vậy, vì hàm lượng thạch anh (TA), fenspat, S i02, CaO, Na20 liên quan trực tiếp đến các cấp hạt > 0,05 mm, trong khi hàm lượng illit, clorit, kaolinit và A1203 Fe20 3, K20 , MgO, MKN lại tương quan chặt với các thành phần cấp hạt < 0.05 ram. Điều này cho thấy hàm lượng khoáng vật chính và các nguyên tố thô lượng bị phân dị mạnh theo thành phần các cấp hạt trầm tích, do đó sẽ đặc trung nhiều cho động lực môi trường trầm tích.
4.3.1. S ự biến thiên th à n h p h ầ n kh o á n g vật theo độ sâu
Dựa trên các quan sát tiến hành ngoài thực địa và trong quá trình khoan, có thể bước đầu sơ bộ phân chia các hệ tầng thuộc trầm tích Holocen tại lỗ khoan LK6 - GT từ trên xuống dưới như sau: từ 0 - 2,5 m : Q2 3 tb3; từ 2,5 - 5,0 m : Q2 3 tb2; từ 5 0 - 2 3 5 m: Q2 3tb l; từ 23,5-35,0 m : Q2 1'2hh2 và từ 35,0 m tới sâu hơn 46,0 m : Q 2I_2h h l (h ình 4.1 & 4.5).
Đặc điểm độ hạt và khoáng vật của các trẩm tích Đệ tứ vùng cửa sỏng Ba Lạt và tai biến liẽn quan
Hình 4.1 Giản đồ nhiễu xạ Rơnghen của các mẫu trầm tích tại LK6 - GT
Đặc điổm độ hạt và khoảng vặt của các trám tích Đệ tứ vùng của sũng Ba Lạt và tai biến liên quan
Cac phân tích vể thành phần khoáng vật bằng phương pháp nhiễu xạ Rơnghen đã cho thấy trầm tích Holocen khu vực cửa Sông Hổng được thành tạo từ
cac khoang vật chinh la thạch anh, illit, cỉorit, kaoỉinit, fenspat. Viêc đinh lượng
tưcmg đối hàm luợng của các khoáng vật này gặp rất nhiểu khó khăn do vị trí các pic •nhiễu xạ của các khoáng vật này thường bị trùng lên nhau. Tuy nhiẽn cung có thể
thấy được hàm lượng tương đôi cua thạch anh trong các mẫu trám tích thuờng vào khoảng 50% và có xu hướng tăng lèn tại các ranh giới biến đổi môi trường trầm tích (2 vị trí đánh dấu trên hình tại độ sâu 11,4 m và 48,7 - 48,8 m), các khoáng vật khác
có mặt trong mẫu xếp theo thứ tự giảm dần về hàm lượng là: illit, clorit và kaolinit.
Vẻ mật nguồn gốc thành tạo, các khoáng vật nêu trên đều là sản phẩm do quá trình phong hóa các đá gốc trong lưu vực tạo thành và được hệ thống sông Hồng vận chuyển đến môi trường mới (nơi trầm tích lắng đọng) nên chúng được xem là các khoáng vật chỉ thị môi trường thành tạo.
Khoáng vật đáng được chú ý vì có thể phản ánh môi trường thành tạo trầm tích chính là montmorilonit, tuy nhiên việc xác định thành phần định tính và định lượng khoáng vật này rất khó khăn vì pic đặc trưng cho nó (~14A°) thường dịch chuyển vị trí trên giản đồ kể cả khi chụp mẫu đinh hướng hoặc mẫu đã xử lí ừong etylenglycol. Trong các mẫu đã phân tích có thể nhận thấy sự tãng cao của monmorilonit - khoáng vật đặc trưng cho môi truờng biển trong các mẫu trầm tích của hộ tầng Hải Hung, phụ tầng trên.
Khoáng vật pyrit tuy có mặt với hàm lượng nhỏ (~ 2%) nhưng dễ xác định nhờ hai pic đặc trưng (d = 2.709A0 và 1.634 A°). Các kết quả Rơnghen cho thấy hàm lượng pyrit tãng cao ở phụ hệ tầng Hải Hưng trên (Q23' 2 hh2) rồi giảm dần ờ các phụ hệ tầng Thái Bình dưới (Q23tb l) và Thái Bình giữa (Q:3tb2) rồi lại có xu hướng tăng lên ở phụ hệ tầng Thái Bình trên (Q23 tb3). Điều này rất phù hợp với sự biến đổi môi trường trẩm tích từ biển tiến Flandrian đến biển thoái sau đó và lặp lại trong quá trình biển tiến hiện đại. Trong tự nhiên, khoáng vật này rất bền vững và ít bị biến đổi nên hàm lượng của nó sẽ là một chỉ thị có ý nghĩa trong công việc khôi phục lại môi trường cổ địa lý thành tạo trầm tích. Tại khu vực cửa Ba Lạt, quá trình biển tiến đã biến đổi môi trường trầm tích ven bờ thành môi trường vũng vịnh gây nên sự tăng cao hàm lượng của khoáng vật pyrit.
Ngoài ra cancit cũng là khoáng vật được hình thành tại môi trường trầm tích
d o c á c h o â t đ ô n g c ủ â m ô t s ô s i n h v â t n ê n CO th e đ íỊC t r ư n g c h o m o i t r ư ơ n g t r â m t í c h
vũng vịnh ven bờ. Tuy nhiên chưa có cơ sở chắc chắn để khẳng định nên vấn đề này cần được tiếp tục nghiên cứu trong thời gian tới.
Về thành phần hóa học, theo Mai trọng Nhuận và c s , 1996, 2000 [5, 24] trầm tích cát pha hiện đại có % các nguyên tố thô lượng biến đổi rất rộng: S i0 2: (59-
Đặc điểm độ hạt và khoáng vật của các trầm tích Đệ tứ vùng cùa sõng Ba Lạt và tai biến liên quan
77%), A120 3: (9-17%), Fe20 3: (3-6%), K20 : (1,4-2,5%), MgO: (1,1-2,2%), FeO: (0,6-1,4%), lượng MKN: (3,4 - 7,7%). Đây là các trầm tích có hàm lượng TA (Si02) cao nhất và hàm lượng khoáng vật sét (A120 „ Fe20 3, K20 ), lượng MKN thấp nhất so
VỚI cac trâm tích Holocen trong khu vực (bảng 4.3). Sự biến đổi bất thường và phúc
lạ p hàm lượng các hợp phần trên có nguyên nhân từ sự phân dị manh mẽ độ hạt trầm tích trong điêu kiện môi trường hình thành của phụ hệ tầng này là môi trường ven
bở.
4.3.2. S ự bien đoi th à n h p h ầ n khoáng vật theo chu kỳ trầm tích
Theo thành phần khoáng vật, trầm tích Holocen khu vực cửa Sông Hồng được thanh tạo chủ yếu từ các khoáng vật thạch anh, illit, clorit, kaolinit và fenspat. Tất cả các khoáng vật này đều có nguồn gốc lục địa và hầu như không thấy có sự biến đổi nào về thành phẩn định tính của các khoáng vật chủ yếu trong suốt quá trình thành tạo ữầm tích Holocen. 20 40 60 0 20 40 60 80 clcrit -lcaolinit -KVK -S02 -CaOMO -A1203 - M g 0 * 1 0 Fe0*10 MnOMOO - Fè203* 10 - -Na20*10 ■ -Ti02*10 -K 20‘ 10
Hình 4.2 Biến đổi thành phần khoáng vật và hàm lượng các ô xýt chính cùa ưám tích Q23 tb2 (LK 4- GT) theo độ sâu.
Tuy nhiên thành phần các khoáng vật phụ được thành tạo tại môi trường trầm tích lại có sự biến đổi rất rõ, điển hình là sự xuất hiện canxit trong các trầm tích của phụ hệ tầng Hải hưng trên (Q2I 2hh2). Sự xuất hiện khoáng vật này trong thành phần ữầm tích là do sự có mặt của các sinh vật biển trong môi trường trầm tích cùa phụ hệ tầng Hải Hưng trên.
Đặc điốm độ hạt và khoáng vặt cùa các ưầm tlch Đệ tứ vùng cửa sỗng Ba Lạt và tai biến Hên quan
Về thành phẫn định lượng, các trầm tích của hệ tầng Hải Hưng và phụ hệ tầng Thái Bình dưới ( Q ^ h h l , Q j^ h h j và Q^tbj) có hàm lượng các khoáng vật chính tương tự nhau, trong khi 2 phụ hệ tầng còn lại (Q23tb2 và Q23tb3) có dấu hiệu tăng cao hàm lượng thạch anh và giảm hàm lượng các khoáng vật sét, nhất là phụ hệ tầng ^Thái Bình trên (Q23tb3) (hình 4.3).
Hình 4.3 Biến thiên hàm lượng trung bình các khoáng vật theo tuổi của các thành tạo trầm tích.
Theo thời gian thành tạo trầm tích, trong giai đoạn đầu Holocen (từ Q2''2hh| đến Q23 tbị) có thể dễ nhận thấy sự biến đổi rất nhỏ về hàm lượng các khoáng vật chính củạ trầm tích nhu thạch anh (TA), illit, clorit, kaolinit và/enspat. Sự ổn định của hàm lượng các khoáng vật nói trên cho phép dự đoán về mức ổn định òủa nguồn cấp vật liệu trầm tích từ phía lục địa trong giai đoạn này.
Tuy nhiên, đến thời kỳ tiếp sau (khoảng 1000 năm trở lại đây - Q23 tb2 và Q 23tb3) trong thành phần các trầm tích được tạo thành, hàm lượng thạch anh tăng cao rõ rệt đồng thời với sự giảm đáng kể hàm lượng các khoáng vật sét (đặc biệt là illit) (hình 4.3). Đây là hệ quả của sự tăng cao động lực sông do quá trình biển thoái và có thể do hậu quả của hoạt động đắp đê Sông Hổng và các chương trình quai đê lấn biển tại các khu vực xung quanh các cửa sông làm hẹp dòng chảy tại đó.
Riêng với các trầm tích hạt thô (bột cát - loại trầm tích phổ biến nhất tại khu vực của Sông Hổng) lại có sự giảm hàm lượng TA và tăng hàm lượng các khoáng vật sét trong các trầm tích Q23tb3 (hình 4.4). Đây có lẽ là kết quả thể hiện sự phân dị
Đặc điềm độ hạt và khoáng vật của các trầm tích Đệ tứ vùng của sông Ba Lạt và tai biến liên quan
mạnh mẽ thành phán trâm tích do kéo dài quãng đường vận chuyển theo hướng IĨ1Ở rộng đồng bằng châu thổ ra xa hơn về phía biển.
Hình 4.4 Biến thiên hàm lượng khoáng vật trong trầm tích hạt thô (bột cát) theo thời gian thành tạo.
Như vậy sự tiến hóa thành phần khoáng vật các thành tạo trầm tích Holocen khu vực của Sông Hồng đã thể hiện được phần nào sự biến đổi môi trường trầm tích vói việc xuất hiện canxit trong trầm tích của phụ hệ tầng Hải Hưng trên. Đồng thời nó cũng thể hiện được đặc điểm của nguồn cấp vật liệu trầm tích và động lực vận chuyển trầm tích: đó là sự ổn định của nguồn cấp vật liệu trầm tích và xu thế gia tăng động lực sông trong thời gian hình thành trầm tích phụ hệ tầng Thái Bình giữa ( Q ? t b 2).
4.4. Ả n h hưởng củ a thành phần độ hạt và khoáng vậttới đ ặ c tính cơ lý của trầm tích H olocen m uộn