Như đã trình bày ở trên, các chuyển động cơ bản của nước dọc theo bờ biển của ĐBSCL là hải lưu gió, sóng do gió và thủy triều. Mỗi chuyển động mang một đặc điểm riêng. Ưu thế của hải lưu gió là tác động vận tải; ưu thế của sóng là tác động xâm thực, ưu thế của thủy triều vừa có tác động xâm thực vừa có tác động vận tải. Đây là những tác nhân quan trọng liên quan đến sự bồi tích và xâm thực dọc theo vùng ven biển của đồng bằng sông Cửu Long, trong đó có tỉnh Cà Mau.
Trong mùa mưa, là thời kỳ hoạt động của hải lưu do gió từ tây nam đến đông bắc. Do đó, các vật liệu trầm tích do sông mang ra được các dòng hải lưu do gió vận chuyển về phía đông bắc hoặc trầm tích trở lại trên tiền châu thổ. Vào khoảng tháng 11 và 12, trên biển đã xuất hiện gió mùa đông bắc. Hải lưu do gió, sóng đều xuất phát từ hướng đông bắc. Đây cũng là mùa bão tố. Bão thổi vào vùng ĐBSCL thường đi từ hướng đông bắc. Khoảng từ tháng 1 đến tháng 4, là thời kỳ mực nước sông thấp, gió mùa đông bắc vẫn tiếp tục khống chế, do đó, ưu thế của biển khống chế trên đồng bằng. Hoạt động của hải lưu do gió, sóng từ đông bắc kéo dài hơn và mạnh hơn tình hình đã xảy ra theo hướng từ tây nam đến đông bắc, nước sông thấp và rất ít vật liệu trầm tích mang đến các cửa sông. Dọc theo đồng bằng có khuynh hướng bị xâm thực và sàng lọc các vật liệu trầm tích đã được bồi lắng từ trước. Các vật liệu thô như cát được hải lưu do gió, dòng triều đưa trở lại bờ đề hình
thành các bãi cát thủy triều, bờ biển và về sau là các giồng cát. Ngược lại, các vật liệu mịn như bột hoặc sét thì theo dòng hải lưu do gió và dòng triều xuôi về phía tây nam và bồi lắng ở đó.
4.2 - ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT BÃI CÁT THỦY TRIỀU KHU VỰC NGHIÊN CỨU 4.2.1- Chiều dày
Qua tất cả các tuyến khoan thăm dò Giá Lồng Đèn đến Hố Gùi có thể rút ra một số nhận xét về chiều dày của bãi cát thủy triều, như sau:
- Khu vực khảo sát ven bờ biển có bãi thủy triều tiếp giáp với rừng ngập mặn, chiều dày của bãi cát thủy triều thường nhỏ, khoảng 0,5 m. Nơi có lớp cát thủy triều dày nhất là ở cửa Hố Gùi, khoảng 2,0 - 2,5 m nhưng diện phân bố rất nhỏ (ven lòng lạch). - Chiều dày thường biển đổi theo vị trí của các gờ thấp và trũng nông nhưng khuynh hướng chung vẫn giảm dần từ bờ ra phía biển.
- Nơi các khu vực cửa rạch Giá Lồng Đèn và Hố Gùi, ngoài bãi cát phân bố dọc theo rừng ngập mặn còn có bãi cát mà nhân dân thường hay gọi là “cồn”, phân bố dạng thấu kính và cách bờ vài trăm mét. Chiều rộng của cồn khoảng vài trăm mét với địa hình cao nơi trung tâm cồn. Khi triều cao, bãi cát này bị ngập toàn bộ và lộ ra nhiều hay ít do mức triều rút mạnh hay yếu. Đây cũng là khu vực tạo nhiều sóng và nước đục khi triều
ngập. Đó cũng là dấu hiệu nhận biết sự hiện diện của các bãi cát thủy triều hay cồn này
khi đi ghe tàu quan sát thực tế ngoài trời.
4.2.2- Thành phần cấp hạt
+ Các mẫu phân tích được phân bố rải đều trên mạng lưới khoan và ở nhiều độ sâu khác nhau. Do bãi cát thủy triều thường lộ ra khi triều rút nên công tác lấy mẫu cũng tương đối dễ dàng hơn. Kết quả phân tích cho thấy giá trị trung bình của thành phần cấp hạt, gồm:
- Cát : 71,23 % - Bột : 26,87 % - Sét : 1,90 %
+ Các thông số độ hạt của cát thủy triều, gồm:
- Đường kính trung bình (Md) : 0,15 - 0,16 mm. - Hệ số chọn lọc (So) : 1,21 - 1,35 - Hệ số lệch (Sk) : 0,887 - 1,013
+ Thành phần cấp hạt cát của bãi cát thủy triều, cấp hạt cát mịn chiếm chủ yếu (56 - 90 %), thành phần cát vừa và thô chiếm một tỉ lệ không đáng kể, khoảng vài %.
+ Kích thước hạt trung bình khoảng từ 0,15 - 0,16 mm. Cát có độ chọn lọc tốt.
4.2.3- Thành phần khoáng vật
Kết quả phân tích thành phần khoáng vật của bãi cát thủy triều cho giá trị trung bình của các thành phần chính, như sau:
- Thạch anh : 60,79 %
- Mảnh sét, mảnh đá : 35,65 % - Mảnh vỡ vỏ sò ốc : 4,53 %
+ Một số mẫu phân tích chi tiết thành phần khoáng vật theo các cấp hạt cát, như sau: - Cát hạt thô (0,5 - 1,0 mm):
. Khoáng vật tạo đá, gồm: thạch anh (0 - 15 %); Mảnh sét + đá (2 - 10 %); Mảnh vỡ sò ốc (80 - 100 %).
. Khoáng vật nặng: không đáng kể. - Cát hạt vừa (0,25 - 0,5 mm):
. Khoáng vật tạo đá, gồm: thạch anh (12 - 25 %); Mảnh sét + đá (8 - 10 %); Mảnh vỡ sò ốc (65 - 80 %); Fenspat (rất ít); Biotit (rất ít), Muscovit (rất ít).
. Khoáng vật tạo đá, gồm: thạch anh (68 - 70 %); mảnh sét + đá (10 - 12 %); Mảnh sò ốc (20 - 21 %); fenspat, biotit và muscovit (rất ít).
. Khoáng vật nặng: rất ít zircon, tuamalin, limonit, amphibol. Qua kết quả phân tích nêu trên, có thể rút ra một số nhận xét, sau đây:
- Trong thành phần cát, thành phần thạch anh, một loại khoáng vật bền vững nhất chiếm tỉ lệ chủ yếu, kế đến là các mảnh sét, mảnh đá, mảnh vỏ sò ốc.
- Tỉ lệ thành phần thạch anh tăng lên khi cấp hạt nhỏ đi, tương tự là các mảnh sét, mảnh đá. Ngược lại, tỉ lệ mảnh vỡ sò ốc tăng lên khi cấp hạt tăng lên.
- Cát thô không chứa khoáng vật nặng. Cát mịn và vừa chứa rất ít khoáng vật nặng.
4.2.4- Thành phần hóa học
Thành phần hóa học của cát thủy triều phụ thuộc vào thành phần khoáng vật, cỡ hạt, … Các yếu tố này có liên quan đến thành phần hóa học của cát. Kết quả phân tích hóa học của các mẫu cát thủy triều cho giá trị trung bình, như sau:
- SiO2 : 80,44 %. - TiO2 : 0,43 %. - Al2O3 : 6,61 %. - Fe2O3 : 5,35 %. - MgO : 1,69 %. - CaO : 4,18 %. - Na2O : 1,12 %. - SO3 : 0,46 %. - MKN : 2,54 %.
+ Hàm lượng SiO2 tương đối khá cao, hàm lượng vôi và MKN thấp.
4.2.5- Di tích động thực vật
Do tác động của sóng, gió, bãi cát thủy triều thường bị tác động mạnh mẽ và dịch chuyển vào đất liền. Tuy vậy, các di tích động vật cũng như thực vật vẫn được bảo tồn. Qua các tài liệu phân tích bãi cát thủy triều huyện Đầm Dơi, Năm Căn, Ngọc Hiển cho thấy:
+ Di tích thực vật:
Ngoài các di tích thực vật dưới dạng các sản phẩm hữu cơ chủ yếu là của rừng ngập mặn, trong cát thủy triều còn có mặt dạng bào tử phấn. Thực vật Dương Xỉ (Filicinae), thực vật hạt kín (Angiospermae), còn thực vật hạt trần (Gymnospermae) rất ít ỏi. Bào tử của thực vật Dương Xỉ có mặt là: Dương Xỉ Biển (Acrostichum aureum), Choại (Stenochlaena palustris), Thạch Tùng (Polypodium). Phấn hoa của thực vật hạt kín thường gặp các giống loài của họ Thầu Dầu (Euphorbiaceae), Cau (Palmae). Điểm nổi bật là sự có mặt của phấn hoa thuộc nhóm thực vật rừng ngập mặn như Đước (Rhizophora sp.), Bần
(Sonneratia sp.), Giá (Excoecaria agallocha),… là các giống loài quen thuộc của vùng ven biển.
+ Di tích động vật:
Trong cát thủy triều, ngoài các giống loài Chân Bụng (Gastropoda), Mang Phiến (Lamellibranchiata), Thân Mềm (Mollusca),… còn có mặt phong phú về số lượng kể cả thành phần giống loài Trùng Lỗ. Đây là các giống loài sống bám đáy và thuộc biển nông ven bờ. Có thể liệt kê các giống loài sau đây:
- Rotalia trispinosa; Rotalia ozawai; Rotalia nipponica; Rotalia schroentheriana; Rotalia japonica; Rotalia tochigiensis; Rotalia tanosawaensis; Rotalia takanabensis; Rotalia ketienziensis; Ammonia indopacifica; Eponides concameratus; Eponides orientalis; Eponides subornatus; Gyroidina cf. soldanii; Gyroidina orbicularis; Elphidium advenum; Elphidium jenseni; Elphidium subincertum; Elphidium etiogense; Nonion grateloupi; Nonion labradricum; Cribroelphidium kannonjense; Cribroelphidium cribrogensis; Quinqueloculina seminula; Quinqueloculina costata; Quinqueloculina contorta; Quinqueloculina bicostata; Quinqueloculina vulgaris; Quinqueloculina elongata; Quinqueloculina akneriana; Quinqueloculina polygona; Quinqueloculina curta; Triloculina trigonula; Triloculina tricarinata; Triloculina rotunda; Triloculina suttuensis; Biloculinella natukawa; Miliammina echigoensis; Miliolinella circularis; Miliolinella sublineata; Spiroloculina communis; Spiroloculina albatrossi; Spiroloculina corrugata; Spiroloculina communis incisa; Spirosigmoidella compressa; Anomalina glabrata; Glandulina nipponica; Fissurina semimarginata; Fissurina faciata; Loxostomum limbatum; Lagena laevis; Lagena semistriata; Lagena sucata laevicostata; Bolivina cochei; Bolivina roleusta; Bolivina argentea; Globigerinoides bulloides; Globigerinoides immaturus…
Tóm lại, các di tích thực vật và nhất là động vật khá phong phú trong cát thủy triều. Các giống loài thực vật cũng như động vật đều thuộc môi trường bờ biển. Đặc biệt các di tích động vật (Trùng Lỗ, Chân Bụng, Mang Phiến…) đều thuộc biển nông ven bờ và sống bám đáy.
4.2.6- Tính chất cơ lý
+ Cấu trúc các môi trường trầm tích
Khi đề cập đến địa chất công trình của bãi cát thủy triều, cần quan tâm đến cấu trúc hay tính xếp tầng của các môi trường trầm tích tương ứng mà các nhà địa chất công trình gọi là các lớp đất đá. Điều này rất cơ bản vì mỗi môi trường trầm tích đều có liên quan đến các đặc điểm địa chất công trình. Vả lại, mỗi môi trường trầm tích còn mang ý nghĩa địa chất công trình riêng như: khả năng chịu tải, chịu nén, độ ẩm hoặc tính thoát nước.
Tại khu vực bãi cát Giá Lồng Đèn - Hố Gùi, sự xếp tầng các môi trường trầm tích từ trên xuống dưới theo trật tự sau đây:
- Phù sa cổ (phân bố sâu).
Cát thủy triều là một trong các đơn vị trầm tích tiêu biểu dọc theo bờ biển vì nó được cấu tạo chủ yếu là cát nhưng chiều dày không lớn. Nơi khu vực nghiên cứu, cát thủy
triều chỉ dày khoảng 1,0 m trở lại và nằm trên bùn thủy triều.
Dưới bãi thủy triều là lớp sét mặn. Lớp sét mặn hay sét biển màu xám xanh nhão
có màu xám xanh, mềm nhão và khá đồng nhất. Chiều dày của lớp sét mặn nơi khu vực nghiên cứu có thể 20-30 m. Lớp sét mặn thuộc loại đất yếu.
Dưới lớp sét mặn là Phù sa cổ. Độ sâu của bề mặt Phù sa cổ nơi vùng nghiên cứu có thể từ 20-30 m.
+ Tính chất cơ lý của cát thủy triều Giá Lồng Đèn - Hố Gùi, giá trị trung bình từ 5 mẫu phân tích cơ lý:
Mẫu thí nghiệm là cát bụi màu nâu sẫm.
+ Thành phần hạt: - Hàm lượng hạt cát : 94,56 % - Hàm lượng hạt bụi : 5,44 % + Dung trọng tự nhiên : 1,85 g/cm3. + Dung trọng khô : 1,52 g/cm3. + Tỷ trọng : 2,65 + Độ ẩm : 22,10 % + Độ rỗng : 43 % + Độ bão hòa : 78 % + Các chỉ tiêu về biến dạng: - Thí nghiệm cắt: . Góc ma sát trong : 28o38’ . Lực dính : 0,024 kg/cm2 - Hệ số nén lún theo các cấp tải trọng: . 1,00 kg/cm2 : 0,026 cm2/kg . 2,00 kg/cm2 : 0,017 cm2/kg - Mođun tổng biến dạng (E): 77,02 kg/cm2
+ Tính chất cơ lý của lớp sét mặn màu xám xanh nhão:
- Thành phần hạt :
. Hàm lượng hạt sét : 50 %
. Hàm lượng hạt bụi : 38 % . Hàm lượng hạt cát : 12 %
- Độ ẩm thiên nhiên W = 68,80 % - Dung trọng thiên nhiên = 1,556 g/cm3. - Chỉ số dẻo Id = 34,2 %
- Độ sệt B = 1,20 - Hệ số rỗng thiên nhiên = 1,863 - Chỉ tiêu cường độ :
. Lực dính C = 0,14 Kg/cm2 - Chỉ tiêu biến dạng :
. Hệ số nén lún a1-2 = 0,182 cm2/kg . Môđun biến dạng E = 5,8 Kg/cm2 - Cường độ chịu tải cho phép quy ước: Ro < 0,2 Kg/cm2. - Hệ số thấm K = 6,16.10-6 cm/gy.
+ Ý nghĩa về nền móng công trình:
- Bãi cát thủy triều nơi các cửa Giá Lồng Đèn và Hố Gùi có diện tích tương đối khá. Bãi cát khu vực cửa Giá Lồng Đèn dài 3.060 m, rộng trung bình 314 m, diện tích khoảng 100 ha. Bãi cát khu vực cửa Hố Gùi dài 1.880 m, rộng trung bình 498 m, diện tích khoảng 93,6 ha. Vào tháng nước thủy triều cường nhất hoặc do sóng gió, bãi có thể bị ngập và thay đổi phần nào nên công tác qui hoạch, sử dụng phải được tính toán vấn đề này.
- Lớp sét mặn xám xanh nhão khá dày (vài chục mét) nằm bên dưới lớp cát thủy triều có tính chất cơ lý rất kém cho xây dựng nền móng. Lớp cát thủy triều tuy có tính chất cơ lý khá hơn nhưng lại rất mỏng (thường khoảng 1m trở lại) nên cũng ít có ý nghĩa thực tế về mặt nền móng. Nếu có xây dựng chỉ nên ưu tiên cho những công trình tải trọng nhẹ và vấn đề chọn vật liệu xây dựng cho móng công trình và vật liệu của công trình xây dựng cần phải tuân thủ chặt chẽ quy trình quy phạm chống ăn mòn đối với công trình xây dựng trên bãi biển.
4.3- ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT BÃI CÁT NGẦM CỦA KHU VỰC NGHIÊN CỨU
Bãi cát ngầm nơi khu vực nghiên cứu nằm sâu bên dưới mực nước biển trung bình khoảng 5,0 m đến 10,0 m. Bãi cát ngầm có dạng dải kéo dài, chiều ngang hẹp và chiều dài lớn. Dải cát có địa hình dạng thấu kính “cồn”, phần trung tâm cao và giảm dần về phía hai bên hông. Bãi cát có phương song song với bờ biển đoạn Bồ Đề - Rạch Gốc.
4.3.1- Chiều dày
Qua tất cả các tuyến khoan thăm dò nơi bãi cát ngầm, có thể rút ra một số nhận xét về chiều dày của bãi cát ngầm, như sau:
- Bãi cát nằm giữa hai trũng sét ở hai bên hông. Trũng phía ngoài (về phía ra biển khơi) thường rộng và sâu hơn trũng phía trong (về phía bờ biển). Chiều dày của bãi cát ngầm khoảng 0,5-5,0 m, trung bình khoảng 2,0 m. Chiều dày này lớn hơn nhiều so với chiều dày của các bãi cát thủy triều ven bờ.
- Nơi có lớp cát dày nhất thường phân bố ở phần trung tâm của bãi và kéo dài theo phương của tuyến trục dọc của bãi. Chiều dày của lớp cát giảm dần sang hai bên hông theo phương vuông góc với trục dọc.
- Trong phạm vi khu vực bãi cát ngầm thường xuyên có nhiều sóng và đặc biệt là tạo nên dải nước đục. Có lẽ do sóng nhiều nên trong nước thường xuyên bị vẫn đục bởi các “bông bùn cát”. Màu sắc nước biển trên bãi cát sẫm hơn so với màu nước biển ở hai
bên dải cát. Đó cũng là các dấu hiệu nhận biết sự hiện diện của bãi cát ngầm này khi đi
4.3.2- Thành phần cấp hạt
+ Các mẫu phân tích được phân bố rải đều trên mạng lưới khoan và ở nhiều độ sâu khác nhau. Kết quả phân tích cho thấy giá trị trung bình của thành phần cấp hạt, gồm:
- Cát : 50,27-77,90 %; trung bình 65,53 % - Bột : 22,10-47,35 %; “ 33,09 % - Sét : 1,27-19,45 %; “ 3,38 % + Thông số độ hạt của cát nơi bãi cát ngầm, gồm:
- Đường kính trung bình (Md) : 0,08 - 0,15 mm. - Hệ số chọn lọc (So) : 1,38 - 1,74 - Hệ số lệch (Sk) : 0,705 - 1,406
+ Thành phần cấp hạt cát của bãi cát thủy triều, cấp hạt cát mịn chiếm chủ yếu. Cát có độ chọn lọc tốt.
4.3.3- Thành phần khoáng vật
Kết quả phân tích thành phần khoáng vật của bãi cát thủy triều cho giá trị trung bình của các thành phần chính, như sau:
- Thạch anh : 32-70 %; trung bình 60,72 % - Mảnh sét, mảnh đá : 11-39 %; “ 28,76 % - Mảnh vỡ vỏ sò ốc : 2-29 %; “ 14,71 %
- Khoáng vật khác chiếm tỉ lệ không đáng kể, gồm: biotit, muscovit, amphibol, tuamalin, limonit, epidot,…
+ Một số mẫu phân tích chi tiết thành phần khoáng vật theo các cấp hạt cát, như sau: - Cát hạt thô (0,5 - 1,0 mm):
. Khoáng vật tạo đá, gồm: thạch anh (rất ít - 7 %); Mảnh sét + đá (rất ít - 10 %); Mảnh vỡ sò ốc (80 - 100 %).