HIỆN TƯỢNG KARST

Chia sẻ: Dương Chí Dũng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:11

Thêm vào BST

Báo xấu

1.558
lượt xem 211
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Karst là hiện tượng phong hóa đặ trưng của những miền núi đá vôi bị nước chảy xói mòn. Sự xói mòn ặc ớc không phải do cơ chế lực cơ học, mà ch yếu là do khí điôxít cacbon (CO2) trong không khí hòa tan vào , chủ nước, cộng với các ion dương của hy hyđrô (H+) tạo thành axít cacbonic.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: HIỆN TƯỢNG KARST

XD08A2 – NHÓM 5 ỢNG KARST HIỆN TƯỢ KARST PHENOMENON KHÁI NIỆM: Karst là hiện tượng phong hóa đặ trưng của những miền núi đá vôi bị nướ chảy xói mòn. Sự xói mòn ặc ớc không phải do cơ chế lực cơ học, mà ch yếu là do khí điôxít cacbon (CO2) trong không khí hòa tan vào , chủ hyđrô (H+) tạo thành axít cacbonic. nước, cộng với các ion dương của hy Axít cacbonic là thủ phạm chính trong quá trình ăn mòn đá vôi. Sản phẩm tự nhiên của quá trình phong hóa m c karst là các hang động với các nhũ đá, măng đá, sông suối ngầm,... Các sản ph ũđ n phẩm tự nhiên nổi tiếng tại Việt Nam là: vịnh Hạ Long, động Phong Nha (Quảng Bình), hồ Thang Hen (Cao B ng Cao Bằng), động Hương Tích (chùa Hương Hà Tây)... - Là hiện tượng nước mặt và nư dưới đất hòa tan và cuốn trôi đất đá dễ hòa tan tạo thành khe rãnh, t nước ád hang hốc trong tầng đất đá,… á,… - Làm địa hình bị chia cắt mạnh, các khe rãnh và hang hốc mất tính liền kh gây mất ổn định,… nh, h n khối, - Mang lại lợi ích cho quốc phòng và du lịch c l Địa hình karst là địa hình của các ki phân rã đặc trưng thông thường được đánh dấu bởi các hệ thống thoát a kiểu c d nước theo hang động ngầm dưới đất. Đây là các khu vực mà ở đó nền đá có lớp b hòa tan hoặc các lớp, thông t. p bị thường (nhưng không phải luôn luôn) là đá cacbonat chẳng hạn như đá vôi hay đôlômít. Trong những chỗ như i thế có rất ít hoặc thậm chí không có hệ thống thoát nước trên bề mặt. Một số khu v có địa hình karst, chẳng m h vực hạn khu vực ở miền nam Missouri và mi bắc Arkansas tại Hoa Kỳ, có chứa hàng nghìn hang động. miền a Sự tạo thành của địa hình karst nói chung là kết quả của nước mưa có ch lượng cacbonic hòa tan ình k a chứa (hay còn gọi là mưa axít nhẹ), tác động lên nền đá vôi hay đôlômít và hòa tan một phần các chất chứa trong ), độ à m các loại đá này theo thời gian. Quá tr i trình hòa tan dưới bề mặt đá sẽ diễn ra nhanh h nếu đá có nhiều khe nứt n hơn và tạo ra địa hình với các đặc trưng đặc biệt, bao gồm các hố sụt hay thung lũng (các lòng chảo khép kín), các ng đ ũng đường thông thẳng đứng, các các d dòng suối đột ngột biến mất. Sau một thời gian đủ lớn, các hệ thống thoát i nước ngầm phức tạp này (chẳng hạn các tầng ngậm nước karst) và các hệ thống hang động có phạm vi rộng có ạn thể được tạo ra. Axít cacbonic tham gia vào quá trình này được tạo ra khi các hạt mưa đi qua khí quyển đã lôi theo khí CO2 và hòa tan nó trong nước. Khi m rơi xuống mặt đất, nó ngấm qua các lớp đất, thu thập thêm CO2 để tạo c. mưa m ra dung dịch axít cacbonic yếu: H2O + CO2 → H2CO3. Nước có tính axít yếu này bắ đầu hòa tan đá từ vị trí các khe nứt và các lớp đá trong các tầng đá vôi. ắt l Theo thời gian các khe nứt này mở rộng dần và nền đá vẫn tiếp tục bị hòa tan. Các khoảng rỗng trong các lớp ở rộ òa kho đá tăng dần về kích thước và bắt đầu phát triển hệ thống thoát nước ngầm, cho nhiều nước hơn đi qua và làm tri m, nhi tăng tốc độ hình thành các đặc trưng karst ng ưng ngầm. http://www.xd08a2.tk Page 1
XD08A2 – NHÓM 5 ĐIỀU KIỆN PHÁT SINH VÀ PHÁT TRIỂN: Xói mòn dọc theo các bờ biển đá vôi, nói chung diễn ra ở vùng nhiệt đới, tạo ra địa hình karst điển hình, bao gồm bề mặt makatea rõ nét phía trên mực nước biển thông thường và các chỗ cắt ngắn chủ yếu là kết quả của các hoạt động sinh học hay xói mòn sinh học tại (hoặc phía trên một chút) mực nước biển trung bình. Một số trong số các sự hình thành karst gây ấn tượng nhất có thể thấy ở vịnh Phangnga của Thái Lan và vịnh Hạ Long của Việt Nam. Canxi cacbonat bị hòa tan bởi nước chứa axít nhẹ có thể tích tụ lại ở bất kỳ chỗ nào. Trong các hang, các nhũ đá và các măng đá được hình thành nhờ sự tích tụ của canxi cacbonat và các khoáng chất bị hòa tan khác khi nước nhỏ giọt từ phía trên xuống. Một ví dụ là Gruta Rei do Mato trong "sự hình carxtơ Lagoa Santa" gần Sete Lagoas, Brazil với nhũ đá dài tới 20 mét. Các sự hình thành khác bao gồm các tấm đệm (trong đó dòng chảy là từ các vết nứt chứ không phải là từ các điểm), và lớp cặn canxi xuất hiện khi dòng chảy của nước giàu canxit bị cản trở và canxit lắng xuống theo dòng chảy. Helictit là sự hình thành có dạng vòng xoắn gắn liền với mái và tường của hang. Các dạng hình thành dạng dòng chảy lớn hơn là các vũng nước tù đọng, chúng có dạng như bồn tắm và có thể chứa nhiều tinh thể canxit hoặc aragonit lớn hơn như là kết quả của sự bay hơi chậm. Các con sông hiện ra từ các hang đá vôi cũng có thể tạo ra các địa hình tufa, chứa các lớp trầm tích canxit theo thời gian khi nước thoát khỏi môi trường hang động giàu CO2. 1. Những yếu tố cơ bản phát triển karst bao gồm: sự vận động của nước ngầm và nước mặt; tồn tại đất đá hoà tan; tính thấm nước của đất đá hoà tan (đất đá phải có khả năng thấm nước); khả năng hoà tan đất đá của nước. Chỉ cần thiếu dù chỉ 1 trong các yếu tố kể trên thì karst không phát triển, và khi hội tụ cả 4 yếu tố thì sự phát triển của karst là không tránh khỏi. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển karst bao gồm:thành phần thạch học của đá hoà tan; chiều dày và đặc điểm nứt nẻ của lớp đá hoà tan; thành phần và chiều dày của lớp phủ; địa hình; điều kiện khí hậu. 2. Karst có quy luật phát triển chung là : giảm dần theo chiều sâu; mạnh hơn ở thung lũng sông và yếu hơn ở khu vực phân thuỷ; phụ thuộc vào đặc điểm cấu trúc và lịch sử phát triển địa chất của khu vực. Các loại hình karst bề mặt phổ biến có thể kể đến như: hào, rãnh karst, các bề mặt hoà tan sót với các hang nổi, hang chìm; phễu karst (rửa trôi bề mặt, lún, sập tầng mặt); cánh đồng karst (tập trung nhiều phễu karst); thung lũng karst (do hoạt động xâm thực bằng nước mặt và nước ngầm); vực karst (do sập nóc các sông ngầm hoặc hợp nhất các hố sâu karst tạo thành vực sâu khép kín có vách dựng đứng, đáy bằng phẳng); rừng đá karst (tạo ra do sự kế tiếp liên tục của các rãnh sâu với những khối đá còn lại); sông, suối, hồ cạn, hồ nổi karst; giếng karst, hố thu nước karst. Các loại hình karst ngầm phổ biến bao gồm: khe nứt mở rộng do hoà tan; lỗ rỗng hoà tan (nhỏ hơn 2mm); lỗ hổng hoà tan (2 20mm); hang hốc các loại (lớn hơn 20mm, trong đó có cả hang động, hồ và sông ngầm); các đới phá huỷ và dỡ tải; bề mặt hoà tan các lớp đá karst hoá; các phá huỷ thế nằm của đất đá nằm trên các hang hốc và các đới phá huỷ karst; phễu và địa hình karst cổ bị che khuất. Các đới Karst http://www.xd08a2.tk Page 2
XD08A2 – NHÓM 5 -Đới 1(đới không khí):ở đới này nước chủ yếu chuyển động thẳng đứng.Do vậy ở đới này chủ yếu tạo nên các mương karst ngắn,rãnh,phiễu… -Đới 2(đới có mực nước dao động theo mùa):karst ở đới naỳ phát triển phưc tạp theo cả chiều ngang lẫn chiều thẳng đứng.Mùa mưa nước chuyển động theo chiều ngang;mùa khô nước chuyển động theo chiều thẳng đứng,tạo các hang đông theo chiều thẳng đứng. -Đới 3(đới bão hòa nước):nằm trong phạm vi ảnh hưởng chung của hệ thống song hồ.Nước dưới đất ở đây chảy về thung lũng song.Ở dưới đáy sông là vùng đổ về của nước dưới đất.Sự chuyển động đó của nước dưới đất tạo điều kiện phát triển karst ở đáy sông và xác định quy mô vùng hoạt động mạnh karst dọc hai bờ sông.Việc phát triển mạnh karst ở gần sông có ý nghĩa đối với các công trình thủy công và cầu cống. -Đới 4(đới ngưng trệ):ở đới này quá trình xảy ra chậm. CÁC SẢN PHẨM CỦA KARST: Đá tai mèo và rừng đá: là dạng đặc trưng cho Karst mặt. Đất đá không đồng nhất, dưới tác dụng hòa tan hình thành nên cả tảng đá sót ở các dạng cây đá, cột đá xen kẽ các khe rãnh hẹp dọc ngang. Phễu Karst và hang động hút nước: là các lỗ hút nước mặt ở trong đá. Loại này thường thấy dạng phễu, dạng hang động… với kích thước vài mét đến vài chục mét. Động Karst và sông ngầm: là sự phát triển cao dạng Karst ngầm. Kích thước Karst dạng này có khi lên đến hang trăm mét. Các động Karst thường được nối liền nhau bằng các đường hầm Karst, qua đó chuyển động thành sông ngầm. Vùng trũng và thung lũng Karst: là thành quả cuối cùng của Karst ngầm. Khi Karst ngầm phát triển mạnh, các hang động mở rộng có thể gây sụt vòm và tạo nên các vùng trũng Karst. Khi vùng trũng có kích thước lớn hay nhiều vùng trũng ăn thông với nhau gọi là thung lũng Karst. KARST VIỆT NAM: I. Giới thiệu Karst ở Việt Nam là một bộ phận trong vành đai karst nhiệt đới của trái đất. Karst Việt Nam có liên hệ với karst nhiệt đới ẩm phổ biến ở Đông Nam á và đặc biệt có quan hệ gần gũi với karst miền nhiệt đới ẩm gió mùa phổ biến ở Nam Trung Quốc. Dựa trên các đặc trưng về cấu trúc địa chất, điều kiện karst hóa, các dạng địa hình và cảnh quan, karst Việt Nam được chia ra 4 vùng chính là: Việt Bắc, Tây Bắc, Đông Bắc, Bắc Trung Bộ. II. Phân vùng : 1. Vùng karst Việt Bắc là vùng karst rộng lớn nhất của Việt Nam, có diện tích tới gần 40.000 km2, phân bố rộng khắp ở các tỉnh Hà Giang, Cao Bằng, Bắc Cạn, Lạng Sơn, Thái Nguyên, Tuyên Quang, Yên Bái và Lào Cai với cảnh quan karst dạng tháp tiêu biểu, nhưng cũng tồn tại ở nhiều nơi cảnh quan karst lũng - đỉnh. http://www.xd08a2.tk Page 3
XD08A2 – NHÓM 5 2. Vùng karst Tây Bắc tạo thành dải gần như liên tục từ biên giới Việt - Trung ở vùng Phong Thổ, Sìn Hồ, Tủa Chùa tỉnh Lai Châu, qua Sơn La, Hòa Bình, Hà Tây, Ninh Bình đến bờ biển vịnh Bắc Bộ, với chiều dài trên 400 km, chiều rộng trung bình khoảng 20 km. 3. Vùng karst Đông Bắc bao gồm karst của vịnh Hạ Long được UNESCO xếp hạng là Di sản thiên nhiên thế giới, karst vịnh Bái Tử Long, vùng đảo Cát Bà và những khu vực karst không lớn nằm trong đất liền thuộc Hải Phòng, Quảng Ninh. Đây là vùng karst được hình thành ở nơi giao thoa dưới tác động tương hỗ của các quá trình lục địa và đại dương, nên có những nét độc đáo về hình thái, cảnh quan và các hệ sinh thái. 4. Vùng karst Bắc Trung Bộ bao gồm khối đá vôi rộng lớn Phong Nha - Kẻ Bàng đã được UNESCO công nhận là Di sản thiên nhiên thế giới. Khối này cùng với khối đá vôi Khăm Muộn (Khammouan) thuộc Trung - Trung Lào tạo thành khối đá vôi rộng lớn với diện tích lên đến trên 20.000 km2 ở rìa đông bán đảo Trung - ấn (Indo- China peninsula) với cảnh quan và các hệ sinh thái karst nhiệt đới ẩm tiêu biểu. Ngoài các vùng karst nêu trên, do cấu trúc địa chất nên trên lãnh thổ Việt Nam còn xuất hiện những diện tích karst nhỏ phân bố ở nhiều nơi như Quỳ Hợp (Nghệ An), Ngũ Hành Sơn (Đà Nẵng), Hà Tiên (Kiên Giang)... và diện tích đá vôi hiện đại đang hình thành ở các quần đảo. III. Điều kiên hình thành karst ở Việt Nam Karst là kết quả tương tác ( chủ yếu là hòa tan ) giữa đá vôi – nước –khí cacbonic và các yếu tố sinh học khác. Quá trình này đòi hỏi một thời gian dài , thậm chí hàng triệu năm , thì cảnh quan karst bây giờ mới hình thành. Việt Nam có đầy đủ điều kiện thuận lợi để quá trình karst hóa diễn ra mạnh, đó là : - Có nhiều đá vôi trong cấu tạo địa chất, từ rât cổ ( hơn 570 triệu năm trước ) đến rất trẻ (ngày nay). Đáng kể nhất là các tầng đá vôi hình thành cách đây 500-520 triệu năm , 380 triêu năm , 350-280 triệu năm và 235 triệu năm , tổng bề dầy lên tới 10000 m. - Hoạt động địa chất diễn ra mạnh nên phần lớn đá vôi bị dập vỡ , nứt nẻ tạo môi trường thuận lợ cho nước và khí lưu thong. - Mưa nhiều , thuân lợi cho quá trình karst hóa :Nho Quan (1846 mm/năm) , Hòa Bình (1862 mm/năm ), Lai Châu ( 2085 mm/năm ) , Kẻ Bàng ( 2300 mm/năm )… - Thới giới sinh vật rất phát triển trong điều kiện ẩm cao , giải phóng nhiều khí CO2 cần thiết cho quá trình karst hóa. IV. Các dạng địa hình , cảnh quan karst : Việt Nam có hệ thống karst khá phát triển , với nhiều dạng địa hình và kiểu cảnh quan karst đạc sắc, điển hình cho karst nhiệt đới ẩm . 1. dạng địa hình - karren : là những địa hình krast rất phổ biến , gồm các hố, hốc , khe , rãnh…, hình thù kì dị kích thước rât nhỏ (1-2 m) đến khá lớn (5-10 m ), lởm chởm, sắc nhọn, rất khó đi lại . - phễu , lũng karst : là những nơi địa hình dạng phễu , kích thước hàng chục đến hàng trăm mét. Phễu do sập đổ vòm hang động có vách đứng , đáy có hang , hốc hút nước mặt , một phần bị phũ bởi sét , mùn cay và tảng lăn đá vôi. http://www.xd08a2.tk Page 4
XD08A2 – NHÓM 5 - thung lũng karst : là những lũng karst kéo dài hàng chục km , rộng có khi hàng nghìn met , đáy có thể có nguồn lộ nước ngầm và dòng chảy mặt . - thung lũng mù : là đoạn thung lũng bị chặn , ở phần thấp có một vài hang tiêu nước. Khi mưa lớn , nước các nơi đổ về , các hang này bị lấp tắt không tiêu nước kip thì có thể gây ra ngập úng như ở Sơn La. - cánh đồng karst : là những cánh đồng bằng phẳng , có thể có dòng chảy mặt ,thường có ở Thuận Châu ( Sơn La) , Tam Đường (Lai Châu ) …. - đồng bằng gậm mòn : có địa hình tương đối bằng phẳng, trên có núi sót, gặp ở Cao Phong ( Hòa Bình ) , Mộc Châu , Mai Sơn ( Sơn La) … - các dạng địa hình karst nổi cao : gồm các đỉnh , dãy , khối , tháp…., kích thước thay đổi , hình thù hết sức đa dạng , nổi cao giữa các dạng địa hình thấp. 2. cảnh quan Có 3 kiểu tiêu biểu : - Cảnh quan karst cụm đỉnh-lũng ở Việt Bắc, Tây Bắc và Bắc Trung Bộ, gồm các lũng, thung lũng xen giữa các đỉnh, dãy, cụm đỉnh nổi cao - Cảnh quan karst sót ở ven rìa đồng bằng Bắc Bộ (Hải Phòng, Hà Tây, Ninh Bình,Thanh Hóa v.v.) gồm các khối đá vôi sót nổi cao trên đồng bằng - Cảnh quan karst Hạ Long là kiểu karst hỗn hợp có nguồn gốc lục địa bị biển xâm lấn, với vô số đảo nổi trên mặt nước biển. 3. hang đông Hang động là kết quả độc đáo của quá trình karst, chỉ có ở các vùng đá vôi. Có những hang hình thành từ xa xưa, nay được nâng lên rất cao. Chúng không phát triển thêm nữa do không còn nước chảy (còn gọi là hang “khô”). Nhiều hang hiện đang hình thành ở phần thấp, gần ngang bằng với mực nước sông, suối xung quanh (còn gọi là hang “ướt”). Nước trong hang lưu thông với nước bên ngoài, có thể chảy ra hòa với sông suối bên ngoài hoặc ngược lại, có khi cả một dòng sông, dòng suối biến mất vào trong hang. Quá trình hình thành hang động karst thường trải qua 3 giai đoạn là: (1) Giai đoạn ăn mòn (hòa tan); (2) Giai đoạn xói rửa cơ học; và (3) Giai đoạn sập đổ. Các hang động - phát triển trong đá vôi, cấu tạo đơn giản đến phức tạp, sâu hàng chục đến hàng trăm mét (hang Cống Nước ở Tam Đường, Lai Châu sâu 602 m), dài vài chục mét đến hàng chục km (hệ thống hang động ngầm Phong Nha-Kẻ Bàng, tổng chiều dài đã khảo sát hơn 45 km). Nhiều khối đá vôi lớn có nước ngầm karst lưu chuyển bên trong, tạo nên những sông ngầm kỳ vỹ ( - Các kết tủa canxit trong hang động - như chuông đá, măng đá, rèm đá, cột đá, riềm đá v.v. (thạch nhũ) hình thù kỳ dị, rất quyến rũ http://www.xd08a2.tk Page 5
XD08A2 – NHÓM 5 - Các kết tủa canxit tại nơi nước karst xuất lộ trên mặt đất, ngoài cửa hang (tra-véc-tanh) - thường xốp, rỗng, hình thù kỳ dị, nhiều khi tạo nên các bậc thềm bằng phẳng). Tra-véc-tanh được tạo nên còn do tác động của vi sinh vật. V. Những khu vực karst chính ở Việt Nam 1. Phong Nha- Kẽ Bàng Kiến tạo carxtơ của Vườn quốc gia Phong Nha-Kẻ Bàng được hình thành từ 400 triệu năm trước, từ thời kỳ Đại Cổ Sinh do đó là carxtơ cổ nhất ở châu Á Địa hình karst là điểm đặc trưng nhất của khối núi đá vôi Phong Nha - Kẻ Bàng, chiếm hơn 2/3 diện tích khu vực di sản, đồng thời là một khối núi đá vôi tương đối nguyên vẹn lớn nhất ở Việt Nam trở thành khối núi đá vôi cỡ lớn nhất hành tinh. Tầng đá vôi này có bề dày trên 1000 m, chủ yếu là đá vôi tuổi Carbon - Permi có độ tinh khiết cao, cấu tạo khối hoặc phân lớp dày. Đây là điều kiện đảm bảo để quá trình tiến hoá karst xảy ra một cách triệt để: từ giai đoạn có nhiều phễu karst nhỏ cho đến karst dạng nón, sau đó là dạng tháp và cuối cùng là đồng bằng karst. Dựa vào đặc điểm địa hình và mức độ karst hoá, có thể chia địa hình karst khối núi Phong Nha - Kẻ Bàng thành hai kiểu sau: -Khối núi karst thấp dạng khối tảng với các đỉnh dạng nón và sự tập trung cao của địa hình âm khép kín - Khối núi karst thấp dạng sót với đỉnh dạng nón, sườn vách dốc đứng và các thung lũng rộng a. địa hinh trên bề mặt : Địa hình karst thuộc hai kiểu kể trên rất đa dạng và phức tạp. Sau đây xin giới thiệu những nét khái quát chính về địa hình karst trên bề mặt của vùng Phong Nha – Kẻ Bàng Các dạng địa hình âm khép kín là đặc trưng của vùng karst, chúng là chỉ số quan trọng để đánh giá mức độ karst hoá, mật độ phân bố các dạng âm khép kín trung bình của khối Phong Nha - Kẻ Bàng là 3-6/km2, so với khối Bắc Sơn là 2-5/km2 và vùng Đồng Văn - Mộc Châu là 0,5-3/ km2 Khối karst Phong Nha - Kẻ Bàng khá phổ biến dạng địa hình thung lũng do rửa lũa - hoà tan carbonat. Các thung lũng này thường phát triển dọc các đứt gãy kiến tạo và là quá trình liên kết các phễu karst do sụt đổ các hang động ngầm. Các thung lũng kéo dài từ vài trăm mét đến trên 5 km, tạo địa hình khe hẻm hiểm trở b. hang động Hệ thống hang động hùng vĩ của Phong Nha được tạo ra do quá trình các khe nứt kiến tạo, sau đó là quá trình phong hoá vật lý và hoá học đã gặm mòn, hoà tan, rửa trôi qua hàng triệu năm. Trong điều kiện nhiệt đới ẩm, quá trình Karst hoá rất mạnh mẽ về cường độ và tốc độ phá huỷ. 2. Vịnh Hạ Long -Địa chất, địa mạo là một trong những giá trị nổi bật của Vịnh Hạ Long đã được UNESCO công nhận là Di sản thiên nhiên thế giới. -Vịnh Hạ Long có quá trình tiến hóa karst đầy đủ trải qua trên 20 triệu năm nhờ sự kết hợp đồng thời giữa các yếu tố như tầng đá vôi dày, khí hậu nóng ẩm và quá trình nâng kiến tạo chậm chạp trên tổng thể, với nhiều dạng địa hình karst kiểu Phong Tùng ( gồm một cụm đá vôi thường có hình chóp nằm kề nhau có đỉnh http://www.xd08a2.tk Page 6
XD08A2 – NHÓM 5 cao trên dưới 100m, cao nhất khoảng 200m) hoặc kiểu Phong Linh ( đặc trưng bởi các đỉnh tách rời nhau tạo thành các tháp có vách dốc đứng, phần lớn các tháp có độ cao từ 50-100m. Tỉ lệ giữa chiều cao và rộng khoảng 6m.) -Vịnh Hạ Long là một cánh đồng karst bị xâm thực điển hình, với hàng ngàn quả núi đá vôi nhô lên khỏi mặt biển. Tại đây hiện tồn tại những dạng địa hình karst độc đáo sau: Đảo hình tháp đơn, đảo hình tháp kết dãy, tùng, áng, hang động cổ và hang động đang phát triển. -các dạng địa hình karst chủ yếu gặp ở Vịnh Hạ Long hiện nay có Dạng địa hình dương gồm gần 2.000 hòn đảo - núi sót thuộc loại cực nhỏ (chiếm 91,5% tổng số đảo trên Vịnh Hạ Long). Dạng địa hình âm gồm các phễu karst, thung lũng karst rất phổ biến trên các đảo lớn thuộc Vịnh Hạ Long và đảo Cát Bà. Hang động vốn hết sức phong phú, đa dạng. Nhóm hang động cổ, phần lớn là những lối thoát nước từ những phễu karst cổ, có lối đi dốc và chênh cao đáng kể. Tiêu biểu cho nhóm này là hang Sửng Sốt ở đảo Bồ Hòn, động Tam Cung, động Lâu Đài ở đảo Cổ Ngựa, động Thiên Cung, hang Đầu Gỗ. Nhóm thứ hai là nhóm hang nền được tạo thành trong sự tương tác với hoạt động của biển. Tiêu biểu cho nhóm này là hang Trinh Nữ, hang Bồ Nâu, hang Hồ Động Tiên. Nhóm thứ ba là hang hàm ếch hình thành do quá trình hoà tan và ăn mòn của nước biển, sóng và thuỷ triều. Tiêu biểu là hang hồ Ba Hầm có tổ hợp ba hang thông nhau, hang Luồn ở đảo Bồ Hòn. Ngoài ra, Vịnh Hạ Long còn có hai dạng karst khác khá phổ biến là ngấn biển ven chân các đảo đá và thung lũng, bề mặt cánh đồng karst bị ngập dưới đáy biển tạo thành các luồng lạch. Trong đó, những ngấn biển nằm ngang do sóng và nước biển ăn lõm vào vách đá chân đảo đã góp phần tô điểm thêm sự diễm lệ cho các hòn đảo của Vịnh Hạ Long 3. Ninh Bình Khu vực karst Ninh Bình nằm trong vùng karst Tây Bắc Việt Nam, thuộc dải đá vôi kéo dài từ Suối Rút (Hòa Bình) đến đảo Hòn Nẹ (trên bờ biển Ninh Bình). Thành phần chủ yếu là đá vôi bậc Ladin (Triat giữa). Khối đá vôi này lộ ra trên mặt là những đảo núi sót, những dãy núi đá vôi già, tàn nằm dọc theo hướng Tây Bắc - Đông Nam do ảnh hưởng của sự hạ xuống của bờ biển châu thổ sông Hồng. Khu vực karst Ninh Bình có thể chia thành 3 tiểu khu -Tiểu khu karst nửa che phủ Cúc Phương với địa hình núi đá hiểm trở, phức tạp, độ cao trung bình của các núi từ 580 đến 635 m -Tiểu khu karst kín Tam Điệp là vùng nằm kế tiếp với Cúc Phương có độ cao phần lớn dưới 100 m và có xu hướng thấp dần, núi cũng thưa dần, nằm xen kẽ với đồi gò dạng lượn sóng. Vỏ phong hoá ở đây khá dày, có nhiều hố sụt karst và mạch suối ngầm -Tiểu khu karst trọc Gia Khánh nằm giữa vùng đồng trũng, dấu vết của vịnh biển cũ. Vùng này được nâng lên và được phù sa lấp đầy chân núi. Độ cao trung bình của các đỉnh núi từ 200 đến 245 m, thảm thực http://www.xd08a2.tk Page 7
XD08A2 – NHÓM 5 vật còn sót lại là rừng thứ sinh. Tiểu khu này có địa hình karst điển hình với nhiều hang động và thung lũng đá vôi tạo nên cảnh quan du lịch độc đáo như Tam Cốc, Bích Động, Địch Lộng, Động Tiên... KARST THẾ GIỚI: Ngoài vịnh Hạ Long ở Việt Nam,hiện nay trên thế giới có nhiều khu vực karst đã được UNESCO công nhận là di sản thiên nhiên,. Có thể nói, tất cả các khu vực di sản này đều có những nét đặt thù của mình và hầu như không giống nhau. Tuy nhiên, hầu hết các di sản thiên nhiên thế giới có hiện tượng là địa hình karst đều nằm ở khu vực ôn đới, nhưng tập trung nhiều hơn ở châu Âu và Bắc Mỹ như Vườn quốc gia Pirin ở Bulgari, vườn quốc gia hồ Plitvice ở Croatia, các hang động Skocjan ở Slovenia, vườn quốc gia Dales - Yorkshire ở Vương quốc Anh, vùng các hang động Aggtelek và Slovak nằm ở khu vực biên giới giữa hai nước Hungari và Slovak, Vườn quốc gia hang động Carlsbad và Vườn quốc gia hang Mammothe ở Hoa Kỳ, vùng hoang dã Tasman ở Australia v.v.. Tất cả các khu vực này trong lịch sử phát triển của mình đều chịu ảnh hưởng rất lớn của các thời kỳ băng hà, đặc biệt là những đợt băng hà trong thời kỳ Đệ tứ. Dấu ấn của các thời kỳ băng hà này còn thể hiện khá rõ ở các dạng địa hình Karst trên mặt. Đó là đường nét mềm mại của các khối đá vôi, đường viền của các car, nhiều hồ nước và các hẻm vực khá sâu và dốc đứng. Mặt khác, do hầu hết nằm trên các lục địa cổ và cách xa các đai động hiện đại (ranh giới giữa các mảng thạch quyển) nên các thành tạo carbonat ở các khu vực này đều có thế nằm nghiêng thoải hoặc gần ngang và phủ bất chỉnh hợp góc rất rõ rệt trên các thành tạo khác và lại là các khu vực địa hình cao hơn so với xung quanh. Vì vậy, có rất nhiều thác nước đẹp trong các di sản này. Cũng vì vậy, các hang động ở đây có độ sâu rất đáng kể. Trong số các vườn quốc gia đã được công nhận là di sản thiên nhiên thế giới này thì vùng hang động của khối karst Aggtelek và Slovak được xem là hệ thống karst ôn đới điển hình. Tại khu vực nhiệt đới nói chung, ở châu Á và Đông Nam Á nói riêng, một số vườn quốc gia cũng được UNESCO công nhận là di sản thiên nhiên thế giới như Vườn quốc gia Gunung Mulu ở Sarawak thuộc Malaysia, Vườn quốc gia Lorents ở Tây Irian thuộc Indonesia v.v... và nhiều vùng karst khác ở Đông Nam Á đã được điều tra khá chi tiết. Vườn quốc gia Gunung Mulu nằm ở tỉnh Sarawak, một tỉnh của Malaysia trên đảo Borneo. Có mặt trong vườn quốc gia này là loại đá vôi san hô hình thành trong khoảng thời gian từ giữa Eocen cho đến cuối Miocen sớm với diện tích rất đáng kể. Khung cảnh như vậy cũng được mô tả ở sông Baliem trong Vườn quốc gia Lorents, Tây Irian của Indonesia hoặc các khu vực khác ở Papua New Guinea. Cả hai khu vực này đều nằm trên đảo New Guinea và một phần đảo New Britain. Các khu vực này cũng có khí hậu xích đạo ẩm ướt với nhiệt độ và lượng mưa quanh năm đều cao. Đá vôi ở đây cũng có tuổi từ Oligocen đến Miocen với bề dày trên 1000 m. Ở Tây Irian, Baliem cũng có thể xem là một sông ngầm lớn trên thế giới có lưu lượng trung bình khoảng 100 m3/s và tăng lên khoảng 400 m3/s vào mùa mưa và nằm dưới đáy một hố sâu (phễu karst) tới 200 m. Trong dòng sông này cũng có một phòng có thể tích khoảng 45.000 m3. Ở đảo New Britain thuộc Papua New Guinea có một dòng sông nước chảy cuồn cuộn, với chiều dài gần 4 km. Các dạng địa hình karst trên mặt ở khu vực này đều bị rừng nhiệt đới dày đặc che phủ. Các miệng phễu karst lớn có thể quan sát được từ trên máy bay trực thăng. Một vùng karst khác ở Indonesia nằm ở phía đông đảo Java là Gunung Sewu, với các đồi bát úp dạng nón có đường kính đáy lớn hơn chiều cao tới 4 lần. Ngoài ra ở đây còn có tới 17 hang động được gộp lại thành các hệ thống khác nhau, trong đó hệ thống Lweng Jaran là dài nhất ở Indonesia với tổng chiều dài trên 18 km. Trở lại với các khu vực khác ở lục địa Đông Nam Á. Hầu hết các nước Đông Nam Á nằm trên phần lục địa đều có đá vôi, trong đó đáng kể hơn cả là Lào, Thái Lan và Việt Nam. Riêng đối với Lào các kết quả nghiên cứu về karst và hang động cha nhiều. Mặt khác đá vôi cũng chỉ tập trung nhiều ở phần Trung Lào tiếp nối với khối đá vôi Phong Nha - Kẻ Bàng của Việt Nam. Tại Thái Lan, đá vôi cũng có mặt trong một số vườn quốc gia như http://www.xd08a2.tk Page 8
XD08A2 – NHÓM 5 Trung Salaeng. Phần lớn đá vôi ở đây có tuổi Permi, giống như nhiều nơi ở Việt Nam và Trung Quốc. Tuy nhiên, diện tích lộ đá vôi trên mặt ở Thái Lan không nhiều. Thái Lan có khí hậu nhiệt đới, vì vậy các thành tạo karst ở đây cũng rất phát triển, trên bề mặt các vùng đá vôi đều bị rừng nhiệt đới che phủ và phát triển khá nhiều karst dạng tháp. Tuy nhiên phần lớn diện tích đá vôi ở đây đều bị chia cắt thành những khối riêng biệt bởi các dòng chảy. Do vậy, hệ thống hang động ở đây cũng rất phát triển kể cả hang động đang hoạt động (như Tham Nam Lang - Hang Sông của Người Ngoại Quốc - với chiều dài gần 3000 m). Mặc dù số lượng hang động ở Thái Lan rất nhiều, nhưng lại phân bố ở nhiều khu vực khác nhau. Bởi vậy, tổng chiều dài hang động trong một khu vực cũng không lớn, mặc dù có rất nhiều cảnh đẹp trong hang như ở hang Tham Nam Lang (ở vùng Mae Hong Son, phía bắc Chiang Mai). Có lẽ vùng này cũng là nơi có tổng chiều dài hang động lớn nhất ở Thái Lan (khoảng 40 km, đến năm 1992). 'Hố địa ngục' hình thành thế nào? Khi đất ở phía trên những hang ngầm sụp xuống, "hố địa ngục" sẽ xuất hiện và có thể nuốt chửng ô tô, nhà cửa. Sau trận bão nhiệt đới Agatha khiến 123 người thiệt mạng và 59 người mất tích tuần qua, một hố có độ sâu khoảng 100 m (tương đương tòa nhà 30 tầng) và đường kính 18 m xuất hiện giữa thành phố Guatemala - thủ đô của nước cộng hòa Guatemala. National Geographic đưa tin một tòa nhà ba tầng đã rơi xuống hố. Theo Livescience, giống như mọi "hố địa ngục" khác trên thế giới, hố tại Guatemala hình thành khi một mảng đất sụp xuống, để lại một khoảng lún trên mặt đất. Hiện tượng trên xảy ra phổ biến nhất tại các bang Florida, Texas, Alabama, Missouri, Kentucky, Tennessee và Pennsylvania của Mỹ, theo thống kê của Cục Địa chất Mỹ. Đất tại những bang này chứa nhiều chất cứng dễ phân hủy hoặc hòa tan như đá vôi, carbonate và tầng muối. Khi nước ngầm chảy qua những chất cứng đó, chúng sẽ phân hủy hoặc hòa tan, để lại hố và hang ngầm. Khi vòm của những hang ngầm sụp xuống, nó kéo theo cả phần đất phía trên khiến hang hiện ra. Một số "hố địa ngục" dần biến mất do cát và đất rơi xuống rồi phủ kín. Nhiều hố khác sụt lún khi những lớp đá dễ phân hủy tiếp xúc với mưa và gió. Những "hố địa ngục" sụp xuống bất ngờ có thể gây nguy hiểm. Trong vài trường hợp, nước trong hang ngầm biến mất do hạn hán hoặc hoạt động thay đổi dòng nước ngầm của con người (khai khoáng, tưới tiêu hoặc bơm nước lên mặt đất). Khi không còn nước đỡ vòm hang, phần đất phía trên sụp xuống. Trong trường hợp nước vẫn còn trong hang ngầm, vòm của chúng vẫn trở nên suy yếu dần do khối lượng của lớp đất phía trên nên sụp xuống. Khi đất phía trên hang ngầm sụp xuống bất ngờ, nó có thể nuốt chửng ô tô, nhà cửa và làm cạn những hồ nước. Vào tháng 9/1999, hồ Jackson gần thành phố Tallahassee, bang Florida, Mỹ - có diện tích hơn 16 km2 - đột ngột cạn nước bởi một hố có độ sâu 15 m. Cục Địa chất Florida cho biết, hồ Jackson liên tục cạn và đầy theo chu kỳ 25 năm. Như vậy người dân gần hồ sẽ thấy nước trong đó sau 14 năm nữa. http://www.xd08a2.tk Page 9
XD08A2 – NHÓM 5 CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG CHỊU ẢNH HƯỞNG CỦA KARST: Hiện tượng sụt đất ở Việt Nam thường có quy mô không quá lớn, tuy nhiên, nhiều vụ cũng gây thiệt hại về kinh tế, đặc biệt là gây hoang mang trong dư luận. Con người không phải là nguyên nhân tạo nên hiện tượng sụt, nhưng trong nhiều trường hợp con người lại tác động làm cho hố sụt lộ rõ. TS Phạm Tích Xuân ví dụ như con người khai thác nước ngầm quá mức, xây dựng đường sá nhà cửa quá nhiều làm tăng tải trọng lên lớp đất đá bên trên, sự thay đổi về điều kiện khí tượng thủy văn, việc sử dụng đất dẫn đến thay đổi dòng chảy bề mặt... TS Lê Huy Minh cũng đưa ra dẫn chứng cụ thể: Trước đây ở một tỉnh miền Trung cũng có hiện tượng một khu nhà tự nhiên bị lún xuống. Khi tiến hành đo đạc thì thấy trong lòng đất khu đó đã bị rỗng, không chịu được sức tải của nền đất nên cả khu nhà bị sụt xuống. Hay như năm 2009 ở Lạng Sơn có hiện tượng một đoạn đường quốc lộ bị sập xuống. Khi kiểm tra thì phát hiện có một cái hang ở bên dưới. Vì là hố nhỏ nên có thể phun đầy xi măng trám vào chỗ đó. Có thể dự báo được: Theo TS Lê Huy Minh, khó có thể biết trước được vùng nào sẽ bị sập. Chỉ có thể xác định được nếu đó là khu vực có nhiều núi đá vôi. Tuy nhiên, bằng phương pháp khoa học người ta có thể tìm ra được lỗ rỗng trong lòng đất. TS Phạm Tích Xuân cho biết, việc dự báo chính xác về thời điểm, vị trí các hố sụt trước đó là rất khó. Tuy nhiên, cũng có một vài dấu hiệu để nhận biết như các giếng nước cạn, cây cối bị chết khô (nước ngầm bị cạn), nhà cửa bỗng nhiên bị kẹt cửa, rạn, nứt (do đất bị nghiêng)... Hiện Viện Địa chất đã thực hiện một số đề tài nghiên cứu về tai biến sụt đất ở miền Bắc nước ta. Bước đầu đã đánh giá được các nguyên nhân gây sụt đất, xây dựng được bản đồ cảnh báo nguy cơ sụt đất cho các tỉnh miền núi phía Bắc. Thoát nước và các vấn đề Trồng trọt trong khu vực karst cần phải tính toán đến sự mất nước. Đất có thể đủ màu mỡ và lượng mưa là vừa phải nhưng nước mưa nhanh chóng chui xuống các đường nứt vào trong đất, đôi khi làm cho mặt đất bị khô nẻ trong khoảng thời gian giữa các trận mưa. Việc cung cấp nước từ các giếng trong khu vực có địa hình carxtơ là khá nguy hiểm, do nước giếng có thể là nước chảy ra từ các chỗ đất sụt trong các bãi chăn thả gia súc thông qua các hang động và tới giếng mà không có sự tinh lọc thông thường diễn ra trong các tầng đất xốp ngậm nước. Nước ngầm trong khu vực karst rất dễ bị ô nhiễm như là nước bề mặt. Thông thường các chỗ đất sụt được sử dụng để lập trang trại hay thậm chí là chỗ đổ rác cho cộng đồng. Trong các khu vực karst mà các hố phân tự hoại là hệ thống xử lý chất thải chủ yếu thì sự quá tải hay sự trục trặc của hệ thống sẽ thải các chất thải còn tươi vào trong các kênh nước ngầm. http://www.xd08a2.tk Page 10
XD08A2 – NHÓM 5 Địa hình karst tự nó cũng gây ra một số khó khăn cho sự cư trú của con người. Các chỗ đất sụt có thể phát triển dần dần cho đến khi các lỗ hổng bề mặt đủ lớn, nhưng sự xói mòn ngầm là hoàn toàn không biết trước được và mái của các hang động ngầm có thể sập bất thình lình. Những sự kiện như thế gây ra tổn thất cho nhà cửa, gia súc, xe cộ, máy móc, và thậm chí là con người. CÁCH KHẮC PHỤC CÔNG TRÌNH TRONG VÙNG ẢNH HƯỞNG CỦA KARST: Đánh sập hang động. Phun dung dịch vữa xi măng làm tăng chịu tải của nền đá Tăng cường mật độ hố khoan thăm dò một cách phù hợp. Trên diện tích móng xây dựng công trình, đối với giai đoạn thiết kế kỹ thuật cần bố trí tối thiểu 4 hố khoan thăm dò trên đường biên chu vi móng công trình. Vị trí công trình thăm dò bảo đảm khống chế về mặt không gian theo các hướng. Trường hợp karst phát triển mạnh và phức tạp thì giai đoạn lập bản vẽ thi công RQD(%) Đánh giá chất nhất thiết phải khoan vào từng vị trí cọc khoan nhồi. Tuy nhiên, để giảm chi lượng đá phí khảo sát, việc tiến hành khoan cần theo một trình tự hợp lý trong phạm vi móng công trình. Sử dụng phương pháp khoan cách quãng các điểm thăm dò 0 - 25 Rất xấu trong phạm vị móng. Việc quyết định khoan những hố khoan còn lại xen kẽ tuỳ thuộc vào kết quả thăm dò của các hố khoan đã khoan ở hai bên. 25 - 50 Xấu Trong quá trình khoan phải theo dõi chặt chẽ và mô tả địa tầng chi tiết, ghi chép chính xác tốc độ khoan, lượng mất dung dịch trên từng đoạn khoan qua, 50 - 75 Khá đặc biệt là ở khu vực có phát triển hang karst. Việc phân tích đúng đắn tốc độ khoan , nhất là trong khu vực đất đá bị nứt nẻ mạnh sẽ phần nào khắc phục 75 - 90 Tốt được những thông tin sai lệch về giá trị RQD do thiết bị và công nghệ khoan gây nên. (RQD: chỉ số đánh giá theo điều kiện khe nứt) 90 - 100 Rất tốt Mô tả cụ thể mức độ lấp nhét, đặc điểm thành phần vật chất lấp nhét bằng việc lấy mẫu chất lấp nhét trong hang karst. Để tránh làm vỡ mẫu đất đá cần có chế độ khoan và loại ống mũi khoan hợp lý, phù hợp với điều kiện nứt nẻ của đất đá. Trong trường hợp đá nứt nẻ mạnh, tốt nhất nên khoan với tốc độ không lớn, áp lực khoan thấp, sử dụng mũi khoan là ống mẫu nòng đôi. Thiết kế hệ thống khoan quanh khu vực xây dựng nhằm bơm thoát nước trong khu vực bị karst hóa để tránh sự phát triển của karst. Trong nhiều trường hợp chi phí cho giải pháp quá tốn kém và điều kiện quá phức tạp cần chuyển địa điểm xây dựng. http://www.xd08a2.tk Page 11