Luận án tiến sĩ Địa chất: Lịch sử tiến hóa địa chất Holocen đới bờ khu vực Thừa Thiên - Huế - Đà Nẵng

Chia sẻ: Phong Tỉ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:27

Thêm vào BST

Báo xấu

46
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích của luận án nhằm làm sáng tỏ lịch sử tiến hóa địa chất đới bờ khu vực Thừa Thiên Huế-Đà Nẵng trong giai đoạn Holocen. Nghiên cứu địa tầng Holocen đới bờ Thừa Thiên Huế-Đà Nẵng; Làm sáng tỏ thành phần vật chất của các thành tạo Holocen đới bờ Thừa Thiên Huế-Đà Nẵng; Khôi phục lịch sử tiến hóa đới bờ Thừa Thiên Huế-Đà Nẵng trong Holocen.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận án tiến sĩ Địa chất: Lịch sử tiến hóa địa chất Holocen đới bờ khu vực Thừa Thiên - Huế - Đà Nẵng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT Ngô Thị Kim Chi LỊCH SỬ TIẾN HÓA ĐỊA CHẤT HOLOCEN ĐỚI BỜ KHU VỰC THỪA THIÊN - HUẾ - ĐÀ NẴNG Ngành : Địa chất học Mã số : 9440201 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT Hà Nội - Năm 2018
Công trình được hoàn thành tại: Bộ môn Địa chất, KhoaKhoa học và Kỹ thuật Địa chất, Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Hoàng Văn Long PGS.TS Mai Văn Lạc Phản biện 1: PGS.TS Đinh Xuân Thành Phản biện 2: TS Hoàng Anh Khiển Phản biện 3: TS Trần Đăng Hùng Luận án được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá cấp Trường Họp tại Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Vào hồi ….. ngày ….. tháng ……. năm 2018 Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thƣ viện Quốc Gia, Việt Nam - Thƣ viện Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất
1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của luận án Đới bờ khu vực Thừa Thiên - Huế - Đà Nẵng (TTH - ĐN) thuộc thềm trong, thềm lục địa miền Trung Việt Nam, là nơi chuyển tiếp và chịu sự tương tác lục địa - đại dương. Đồng thời khu vực này có mức độ tập trung dân số cao, các hoạt động sản xuất và kinh doanh diễn ra rất nhộn nhịp. Với các đặc trưng về địa chất, địa mạo, môi trường sinh thái, thủy động lực học… vùng biển nông ngoài khơi TTH - ĐN có đặc điểm rất đa dạng về sinh thái và nhạy cảm với sự thay đổi quá trình tương tác lục địa - đại dương. Bất cứ sự thay đổi nào về tính ổn định đới ven bờ đều có những tác động mạnh đến các hoạt động sống của con người và hệ sinh thái môi trường liên quan. Trước đây, trong khu vực nghiên cứu (KVNC) đã có nhiều công trình nghiên cứu về địa chất, khoáng sản, tai biến địa chất… Mặc dù vậy, các công trình về lịch sử tiến hóa đới bờ ở KVNC chưa được quan tâm xứng đáng, chưa đáp ứng được yêu cầu cấp thiết. Chính vì vậy nghiên cứu lịch sử tiến hóa địa chất Holocen đới bờ khu vực TTH - ĐN trở thành một vấn đề cấp bách. Được sự đồng ý của Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Bộ môn Địa chất và cán bộ hướng dẫn, nghiên cứu sinh (NCS) đã thực hiện đề tài “Lịch sử tiến hóa địa chất Holocen đới bờ khu vực Thừa Thiên - Huế - Đà Nẵng”. Đề tài được thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Hoàng Văn Long và PGS.TS Mai Văn Lạc. 2. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu: Làm sáng tỏ lịch sử tiến hóa địa chất đới bờ khu vực TTH - ĐN trong giai đoạn Holocen. Nội dung nghiên cứu: Nghiên cứu địa tầng Holocen đới bờ TTH - ĐN; Làm sáng tỏ thành phần vật chất của các thành tạo Holocen đới bờ TTH - ĐN; Khôi phục lịch sử tiến hóa đới bờ TTH - ĐN trong Holocen.
2 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu là các thành tạo trầm tích Holocen. - Phạm vi nghiên cứu của luận án: đới bờ thuộc vùng biển ven bờ 0 - 30 mét nước, từ xã Điền Hương, huyện Phong Điền, tỉnh Thừa Thiên - Huế đến phường Hòa Hiệp, quận Liên Chiểu, thành phố Đà Nẵng. 4. Cơ sở tài liệu xây dựng luận án 1. Tài liệu khảo sát thực địa do NCS thực hiện. 2. NCS đã phân tích: 05 tuyến địa chất nông phân giải cao, 126 mẫu Foraminifera, 30 mẫu SEM, 12 mẫu thạch học lát mỏng, 10 mẫu tuổi tuyệt đối U - Pb, 14 mẫu đồng vị oxi. 3. NCS đã tham khảo tài liệu từ các đề tài mà mình trực tiếp tham gia và các báo cáo tổng kết đề tài, nhiều bài báo, công trình trong và ngoài nước liên quan đến lĩnh vực trong KVNC. 5. Những luận điểm bảo vệ Luận điểm 1: Các trầm tích Holocen sớm - giữa trong KVNC bao gồm 04 tướng: Tướng trầm tích cát sông - biển (amQ21-2), tướng trầm tích bùn lẫn cát sông - biển - đầm lầy (abmQ21-2), tướng trầm tích cát - sạn bãi triều (msQ21-2) và tướng trầm tích cát biển hạt mịn (mQ21-2). Trầm tích Holocen muộn bao gồm 04 tướng: Tướng trầm tích cát - bùn sông - biển (amQ23), tướng trầm tích bùn lẫn cát sông - biển - đầm lầy (ambQ23), tướng trầm tích cát - bùn biển - đầm lầy (mbQ23), tướng trầm tích cát biển hạt mịn (mQ23). Luận điểm 2: Nguồn cung cấp vật liệu trầm tích trong KVNC chủ yếu từ các đá có nguồn gốc lục địa, có tuổi kết tinh tập trung vào 3 khoảng tuổi chính: ~ 230 - 270 triệu năm, ~ 420 - 450 triệu năm và 538 triệu năm trở về trước, gắn liền với quá trình xuất lộ các thành tạo xâm nhập và biến chất tương ứng với các giai đoạn tạo núi Indosini, Caledoni và hoạt kém hơn là động trượt bằng trong Kanozoi. Nguồn trầm tích này thay đổi theo không gian, thời gian và
3 được khống chế bởi lưu vực các hệ thống dòng chảy cổ chảy qua và chế độ hoạt động kiến tạo qua từng giai đoạn. 6. Điểm mới của luận án - Đặc điểm các trầm tích Holocen trong KVNC được nghiên cứu một cách chi tiết về thành phần vật chất và cấu trúc dựa trên các phương pháp phân tích hiện đại. - Nguồn trầm tích ở KVNC và mối quan hệ của chúng với các hoạt động kiến tạo được làm sáng tỏ dựa trên kết quả phân tích tuổi tuyệt đối U - Pb. - Sự thay đổi nhiệt độ cổ môi trường trầm tích trong Holocen được xác định chi tiết hơn bằng phương pháp phân tích đồng vị oxy. - Thiết lập được mối quan hệ về sự thành tạo của các miền hệ thống (tướng, môi trường trầm tích liên quan) với quá trình gian băng và dâng cao mực nước biển trong Holocen. 7. Ý nghĩa khoa học Kết quả nghiên cứu của luận án làm sáng tỏ lịch sử tiến hóa địa chất của các trầm tích Holocen đới bờ khu vực TTH - ĐN. 8. Ý nghĩa thực tiễn Kết quả nghiên cứu của luận án góp phần quan trọng trong việc hoạch định chiến lược phát triển kinh tế, xã hội và qui hoạch các công trình xây dựng của địa phương. 9. Bố cục của luận án Luận án gồm 4 chương, không kể phần mở đầu và kết luận: - Mở đầu - Chương 1. Tổng quan về khu vực nghiên cứu - Chương 2. Cơ sở khoa học và phương pháp nghiên cứu - Chương 3. Đặc điểm các trầm tích Holocen khu vực đới bờ
4 Thừa Thiên - Huế - Đà Nẵng - Chương 4. Tiến hóa địa chất Holocen khu vực đới bờ Thừa Thiên - Huế - Đà Nẵng - Kết luận và kiến nghị 10. Nơi thực hiện đề tài Luận án được thực hiện tại Bộ môn Địa chất, Khoa Khoa học và Kỹ thuật Địa chất, Trường Đại học Mỏ-Địa chất. 11. Lời cảm ơn Luận án được hoàn thành tại Bộ môn Địa chất, Khoa Khoa học và Kỹ thuật Địa chất, Trường Đại học Mỏ - Địa chất dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Hoàng Văn Long và PGS.TS. Mai Văn Lạc. Ngoài ra, NCS cũng nhận được sự hỗ trợ của của Trung tâm Điều tra Tài nguyên - Môi trường biển, Phòng thí nghiệm Trường Đại học Birbek London (Anh), Phòng thí nghiệm, Trường Đại học Đồng Tế (Trung Quốc), Trung tâm Thí nghiệm Công nghệ cao, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Đề tài cấp bộ mã số B2015-02-24, đề tài cấp nhà nước BĐKH.42, cùng sự giúp đỡ của GS.TSKH. Đặng Văn Bát, GS.TS. Trần Thanh Hải, GS.TS. Nguyễn Địch Dỹ, PGS.TS. Ngô Xuân Thành, PGS.TS. Bùi Hoàng Bắc, TS. Đỗ Văn Nhuận, TS. Vũ Trụ, Ths. Nguyễn Minh Quyền, Ths. Nguyễn Hữu Hiệp, KS. Đào Văn Nghiêm, Ths. Phan Văn Bình cùng các bạn đồng nghiệp ở Bộ môn Địa chất, Khoa Khoa học và Kỹ thuật địa chất và các nhà khoa học ở trong và ngoài trường… NCS xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ quý báu đó!
5 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên 1.1.1. Vị trí địa lý KVNC thuộc vùng biển ven bờ với độ sâu 0 - 30 mét nước, kéo dài từ xã Điền Hương, huyện Phong Điền, tỉnh Thừa Thiên - Huế đến phường Hòa Hiệp, quận Liên Chiểu, thành phố Đà Nẵng, diện tích khoảng 2.520km². 1.1.2. Đặc điểm tự nhiên KVNC thuộc đới thềm trong thềm lục địa miền Trung Việt Nam. Địa hình tương đối phức tạp, chịu sự chi phối của yếu tố địa chất và kiến tạo. Ngoài ra, KVNC khí hậu nhiệt đới gió mùa, có sự khác nhau giữa bắc và nam của đèo Hải Vân. Thủy triều đơn giản, phía bắc tính bán nhật triều không đều, phía nam có tính nhật triều không đều với biên độ từ 0,35 - 2,0m. 1.2. Tổng quan về tình hình nghiên cứu 1.2.1. Giai đoạn trước năm 1975 Việc nghiên cứu địa chất trên bờ cũng như khu vực thềm lục địa Việt Nam, do các nhà khoa học nước ngoài đảm nhận. Số lượng các công trình nghiên cứu còn nghèo nàn, mức độ còn chưa chi tiết. 1.2.2. Giai đoạn sau 1975 Sau khi đất nước thống nhất, có rất nhiều các công trình thành lập bản đồ địa chất, địa chất khoáng sản phần đất liền ở khu vực nghiên cứu với các tỷ lệ khác nhau được hoàn thành những năm 1980, 1990. Bên cạnh đó còn có các luận án tiến sỹ của nhiều tác giả như Đặng Văn Bào (1996), Nguyễn Hữu Cử (1996), Vũ Quang Lân (2003) nghiên cứu về các vấn đề địa mạo, địa chất, Trùng lỗ, tiến hóa các thành tạo trầm tích Đệ Tứ vùng đồng bằng Quảng Trị - Thừa
6 Thiên - Huế. Ngoài ra còn có các công trình tìm kiếm - thăm dò sa khoáng ven biển ở trong hoặc lân cận KVNC. Kết quả thu được về trữ lượng và tiềm năng sa khoáng và những thông tin chi tiết và đặc điểm địa tầng tầng nông. Từ 1991 đến 2001, Trung tâm Địa chất và Khoáng sản biển tiến hành “Điều tra địa chất và tìm kiếm khoáng sản rắn biển nông ven bờ Việt Nam (0 - 30m nước) tỷ lệ 1 : 500.000” do Nguyễn Biểu làm chủ biên. Bên cạnh đó các chương trình biển quốc gia được tiến hành và thu được nhiều thành tựu. Năm 2009 và 2010, Trung tâm Địa chất và Khoáng sản biển đã "Điều tra đặc điểm địa chất, địa động lực, địa chất khoáng sản, địa chất môi trường và dự báo tai biến địa chất các vùng biển Việt Nam tỷ lệ 1 : 500.000". Tiếp sau đó, cơ qua này cũng điều tra địa chất, địa động lực, địa chất khoáng sản, địa chất môi trường và dự báo tai biến địa chất vùng biển Thừa Thiên Huế - Bình Định (0 - 60m nước). Đánh giá chung về những kết quả thu được: (i) Về cấu trúc địa chất và kiến tạo, trong phần lục địa và đất liền của KVNC đã được làm sáng tỏ ở mức độ tổng thể trên tài liệu bản đồ tỷ lệ 1 : 200.000. (ii) Địa tầng và môi trường trầm tích KVNC đã xác lập được các địa tầng hệ Đệ Tứ. Những vấn đề còn tồn tại: (i) Chưa có nghiên cứu định lượng và chi tiết ranh giới, thành phần vật chất, tập hợp hóa thạch riêng cho các phân vị địa tầng Holocen. (ii) Chưa có phân tích định lượng và hệ thống quá trình trầm tích từ nguồn tới nơi lắng đọng, chưa xác lập được vai trò của các yếu tố kiến tạo địa chất, địa mạo và cổ khí hậu đối với quá trình xói mòn, vận chuyển và lắng đọng trầm tích. (iii) Việc luận giải tiến hóa trầm tích theo không gian và thời gian còn chưa được đề cập đến, đặc biệt là thiếu các số liệu phân tích định lượng về cổ môi trường và nguồn trầm tích. 1.3. Đặc điểm địa chất 1.3.1 Địa tầng
7 1.3.1.1. Địa tầng phần đất liền ven biển: Phần đất liền kế cận KVNC có: Phụ hệ tầng A Vương giữa (Є2 - O1 av2), Long Đại (O1 - S1 lđ), Tân Lâm (D1 tl), Quảng Điền (Q12-3 qđ), Phú Xuân (Q13b px), Đà Nẵng (mQ13b đn), Nam Ô (mvQ21-2 no), Phú Bài (Q21-2 pb), Phú Vang (Q22-3 pv), các thành tạo Q22 nguồn gốc sông biển (amQ22), trầm tích Q23 nguồn gốc sông biển và biển gió (amQ23, mvQ23) cùng các thành tạo Đệ Tứ không phân chia nguồn gốc sông lũ và gió (apQ và edQ). 1.3.1.2. Địa tầng phần biển nông (0 - 30m): có trầm tích Q21-2 nguồn gốc biển (mQ21-2), nguồn gốc bãi triều (msQ21-2), Q23 nguồn gốc sông - biển (amQ23), nguồn gốc sông - biển - đầm lầy biển (ambQ23) và biển (mQ23). 1.3.2. Magma Trong phạm vi khu vực nghiên cứu có hai phức hệ magma là phức hệ Chà Vằn (Gb/T3 cv) và phức hệ Hải Vân (aT3hv). 1.3.2.1. Phức hệ Chà Vằn (Gb/T3 cv): có thành phần siêu mafic đến mafic như pyroxenit, gabropyroxenit và gabrodiorit, độ hạt từ vừa đến rất lớn. 1.3.2.2. Phức hệ Hải Vân (aT3hv): Pha 1: gồm các đá granit biotit hạt vừa đến lớn, kiến trúc dạng porphyr và granodiorit biotit. Pha 2: granit 2 mica sáng màu, hạt nhỏ đến vừa. Pha đá mạch: đá granit dạng mạch aplit và granit pegmatit. 1.3.3. Kiến tạo 1.3.3.1. Vị trí kiến tạo: KVNC là một bộ phận của thềm lục địa miền Trung Việt Nam. Vì vậy sự tiến hóa kiến tạo của đới bờ khu vực nghiên cứu có mối quan hệ chặt chẽ với tiến hóa kiến tạo. 1.3.3.2. Các hệ thống đứt gãy: có 4 hệ thống đứt gãy chính: TB - ĐN, ĐB - TN, phương á vĩ tuyến và phương á kinh tuyến.
8 CHƢƠNG 2. CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Cơ sở khoa học 2.1.1. Một số thuật ngữ Tướng trầm tích (sedimentary facies): Theo Rukhin, tướng trầm tích gồm tập hợp các trầm tích được thành tạo trong một vị trí nhất định có những điều kiện thành tạo đặc trưng khác với những vùng lân cận. Đường bờ (shoreline): Đường bờ được hiểu là đường ranh giới phân chia giữa đất liền và biển. Đới bờ (Coastal zone): Đới bờ (bao gồm trước bờ và sau bờ) là đới chuyển tiếp giữa lục địa và đại dương mà ở đó có sự ảnh hưởng tương tác giữa đất liền và biển. Trầm tích Holocen: Các thành tạo trầm tích Holocen được hình thành vào giai đoạn muộn nhất của Kỷ Đệ Tứ và được xác định là bắt đầu từ 11.700 năm trước. 2.1.2. Khái quát về tiến hóa địa chất đới bờ Tiến hóa địa chất (geological evolution) có nghĩa là sự thay đổi thành phần vật chất, tính chất hóa - lý và các quá trình địa chất của Trái đất theo thời gian. Bản chất là quá trình thay đổi về thành phần hóa học, khoáng vật, thạch học, điều kiện môi trường hóa lý, cấu trúc - kiến tạo của các thành tạo địa chất theo không gian và thời gian dưới tác động của các quá trình địa chất nội sinh và ngoại sinh. 2.2. Các phƣơng pháp nghiên cứu 2.2.1. Phương pháp tng pháp nghiên cứuác độn NCS tiến hành tổng hợp các tài liệu có trước, phân tích để đưa ra những đánh giá về các kết quả nghiên cứu về mặt địa chất, các tài liệu địa vật lý, hải văn. Trên cơ sở đó NCS xác định những vấn đề cần giải quyết.
9 2.2.2. Phương pháp khảo sát thực địa NCS tiến hành 03 đợt khảo sát thực địa trong toàn khu vực nghiên cứu, theo các mặt cắt vuông góc với phương cấu trúc, kéo từ tây sang đông ra đến biển. Mục đích của thực địa là thu thập mẫu, thông tin địa hình, địa mạo, cấu tạo, thành phần địa tầng và các hiện tượng biến dạng của các đá móng trước Kainozoi phục vụ cho việc luận giải địa chất sau này. 2.2.3. Nhóm các phương pháp trong phòng thí nghiệm 2.2.3.1. Phương pháp phân tích độ hạt trầm tích: NCS sử dụng phương pháp này để nghiên cứu độ hạt và tính toán các thông số trầm tích. 2.2.3.2. Phương pháp phân loại trầm tích: Trên cơ sở kết quả phân tích độ hạt, NCS tính phần trăm (%) của các nhóm: sạn sỏi, cát, bột và sét. Sử dụng phần mềm để phân loại các trường trầm tích theo biểu đồ của Folk, 1954. Trên cơ sở kết quả phân loại, xác định chính xác tên gọi của các loại trầm tích. 2.2.3.3. Phân tích thành phần và kiến trúc hạt vụn Xác định thành phần và cấu trúc khoáng vật bằng SEM: Mục đích của NCS là để nghiên cứu chi tiết hơn về hình thái, cấu trúc tinh thể và thành phần của các khoáng vật trong trầm tích. NCS đã phân tích 30 mẫu bở rời và mẫu lát mỏng tại Trung tâm thí nghiệm Công nghệ cao, Trường Đại học Mỏ - Địa chất. Phân tích thành phần trầm tích vụn bằng kính hiển vi phân cực: Trầm tích vụn bở rời được gia công thành mẫu lát mỏng và phân tích bằng kính hiển vi phân cực như phân tích lát mỏng thạch học. NCS phân tích 12 mẫu để xác định thành phần mảnh vụn. 2.2.3.4. Phương pháp địa chấn địa tầng: NCS tiến hành tái xử lý và minh giải tài liệu địa chấn nông phân giải cao để phân chia các tập địa tầng địa chấn, phân tích các đặc điểm về tướng địa chấn, hình
10 thái, kích thước, phân bố không gian và thứ tự các tập địa tầng, thành lập các bản đồ đẳng sâu và bản đồ đẳng dày cho KVNC. Việc minh giải được thực hiện trên phần mềm Kingdom Suite V8.5. 2.2.3.5. Nhóm các phương pháp địa hóa Phương pháp định tuổi tuyệt đối U-Pb trên khoáng vật zircon: NCS đã sử dụng khoáng vật zircon để định tuổi tuyệt đối bằng phương pháp U-Pb. 10 mẫu được lấy ở các độ sâu khác nhau trong lỗ khoan LK.ĐL đã được NCS tách khoáng vật zircon. Việc phân tích tuổi được tiến hành bằng máy phân tích LA-ICPMS tại phòng thí nghiệm của Đại học Birkbeck London. Mỗi mẫu khoảng 100 hạt zircon được lựa chọn để phân tích. Từ kết quả phân tích, vẽ biểu đồ từ đó định lượng nguồn trầm tích của KVNC. Phân tích đồng vị oxy trên các hóa thạch Foraminifera (Trùng lỗ): NCS đã chọn 2 loài Foraminifera là Ammonia annecten và Pseudorotalia schroeteriana trong LK.ĐL ở 7 độ sâu khác nhau. Tổng số 14 mẫu được NCS phân tích tại phòng thí nghiệm của Trường Đại học Đồng Tế, Trung Quốc. Kết quả phân tích mẫu chỉ ra tỷ số đồng vị O18/O16 ở các độ sâu khác nhau. Trên cơ sở đó biết được sự thay đổi của nhiệt độ môi trường cổ trong các giai đoạn lịch sử khác nhau. 2.2.3.6. Phương pháp nghiên cứu hóa thạch vi cổ sinh: NCS đã tiến hành phân tích, xác định tên loài hóa thạch Foraminifera có trong mẫu trầm tích trong giếng khoan bãi triều và trầm tích tầng mặt bằng kính hiển vi hai mắt. Kết quả xác định các loài Foraminifera, tuổi địa tầng, môi trường thành tạo trầm tích và điều kiện cổ địa lý. 2.2.3.7. Phương pháp tướng đá - cổ địa lý: NCS đã thành lập sơ đồ phân bố các tướng đá trong KVNC. Bản đồ thể hiện những đặc điểm môi trường trầm tích, phương thức vận chuyển của vật liệu vụn, vùng xâm thực bóc mòn và đặc điểm tướng đá.
11 CHƢƠNG 3. ĐẶC ĐIỂM CÁC TRẦM TÍCH HOLOCEN KHU VỰC ĐỚI BỜ THỪA THIÊN - HUẾ - ĐÀ NẴNG 3.1. Trầm tích Holocen sớm - giữa 3.1.1. Hình thái và đặc điểm phân bố của các thành tạo trầm tích Holocen sớm - giữa Trên các mặt cắt địa chấn nông phân giải cao, các thành tạo trầm tích Q21-2 có phản xạ địa chấn liên tục và song song với nhau, biên độ phản xạ mạnh dần từ dưới lên trên, phù hợp với thành phần độ hạt thay đổi từ dưới lên (từ mịn lên thô với tỉ lệ cát tăng dần). Ranh giới dưới là bề mặt bào mòn, các dòng chảy cổ và rãnh xâm thực khá rõ. Trầm tích Q21-2 chịu tác động của hoạt động kiến tạo nên bị biến dạng uốn nếp yếu được thể hiện qua phản xạ địa chấn song song và lượn sóng. Ngoài ra, còn có một số các đứt gãy trẻ cắt qua trầm tích Holocen. Các đứt gãy có biên độ dịch chuyển nhỏ, thuận hoặc thẳng đứng. Bản đồ đẳng sâu, ranh giới dưới của tập trầm tích Q21-2 phân bố từ ~ 30m (ven bờ), tới trên 85m (ra ngoài rìa). Bề mặt đáy của tầng này tương đối dốc ở ven bờ và càng ra xa càng thoải, cho thấy chúng chịu ảnh hưởng của hoạt động sụt lún của các đứt gãy tầng nông ven bờ. Chiều dày tập được dự báo từ ~ 10 - 25 m. Bản đồ đẳng dày cho thấy quy luật tích tụ trầm tích từ Bắc xuống Nam và từ Đông sang Tây có sự khác nhau. Phía bắc đến Lăng Cô thì chiều dày trầm tích có xu hướng giảm từ ven bờ (~ 25m) ra vùng nước sâu (~ 10m). Do ở ven bờ bị sụt võng mạnh hơn nên phần lớn vật liệu trầm tích từ đất liền vận chuyển ra được giữ lại ở trung tâm lắng đọng ven bờ, chỉ có một lượng ít các hạt mịn được vận chuyển ra xa nên phần nước sâu có chiều dày trầm tích mỏng hơn. Ngược lại, khu vực phía nam từ Lăng Cô (Huế) trở vào, vùng ven biển được cấu tạo chủ yếu bởi các đá granit của phức hệ Hải Vân nên địa mạo đáy biển cổ dốc nhanh ra phía ngoài. Vì vậy, trầm tích đổ vào sẽ được nhanh chóng vận chuyển ra xa do tác động của trọng lực, sóng, thủy
12 triều và độ dốc đáy biển lớn nên chiều dày trầm tích có xu hướng tăng dần từ ven bờ ra xa bờ. 3.1.2. Đặc điểm tướng và môi trường trầm tích Holocen sớm - giữa được phân chia thành bốn tướng trầm tích: 3.1.2.1. Tướng trầm tích cát sông - biển (amQ21-2): không lộ ra trên bề mặt nhưng trong LK.LC có gặp chúng ở độ sâu 29 - 31,6m. Phần dưới từ 30 - 31,6m, có cát bột màu xám sẫm. Thành phần: cát 73,8%, bột 23%, sét 3,1%. Md = 0,12mm; So = 1,93; Sk = 0,89. Phần trên từ 29 - 30m, có cát bùn chứa sạn, xen kẹp các lớp bột sét mỏng màu xám xanh, phớt vàng. Thành phần: sạn (1,3 - 19%), cát (54,1 - 79,7%), bột (19 - 37%), sét (0 - 3,1%). Md = 0,1 - 0,16mm; So = 1,7 - 4,4; Sk = 0,3 - 0,7. 3.1.2.2. Tướng trầm tích bùn lẫn cát sông - biển - đầm lầy (abmQ21-2): không có trên bề mặt nhưng trong LK.ĐL ở Điền Lộc gặp ở 28,5 - 44,3m. Tướng trầm tích này gồm 5 phần: Phần dưới cùng (1) từ 41 - 44,3m, có bùn sét lẫn cát màu xám xanh. Thành phần: bột (34 - 42,4%), sét (55 - 57%), cát (0 - 8%). Md = 0,003 - 0,004mm; So = 3,46 - 3,97; Sk = 0,53 - 0,94. Phần (2) từ 37,2 - 41m, trầm tích chuyển sang bùn cát màu xám xanh, có nhiều mảnh vỏ sinh vật, chuyển xuống dưới vụn sinh vật giảm hẳn. Thành phần: bột (32 - 42,8%), sét (40 - 49,85%), cát (6 - 28%). Cát có thạch anh, zircon, inmenit. Md = 0,004 - 0,008mm; So = 3,71 - 7,15; Sk = 0,74 - 2,55. Phần (3) từ 36,2 - 37,2 m, có cát bùn lẫn sạn nhỏ và nhiều vụn vỏ sinh vật màu nâu đất, chứa nhiều ố sét laterit. Thành phần: cát (50%), bột (29%), sét (13%), sạn (8%). Mảnh vụn: thạch anh, mảnh đá, zircon và inmenit. Md = 0,167mm; So = 9,366; Sk = 0,414. Phần (4) từ 29,4 - 36,2m, thành phần có bùn lẫn ít cát màu xám tối. Trong đó: sét (47 - 54%), bột (40 - 46%), cát (0 - 7%). Md = 0,003 - 0,004mm; So= 3,4 - 4,8; Sk= 0,85 - 1,4. Phần trên cùng (5) từ 28,5 - 29,4m, trầm tích chuyển sang bùn cát màu xám tối. Thành phần: cát (22 - 26%), bột (29 - 35%) và sét (39 - 49% gồm Gơtit: 6%,
13 Monmorilonit: ít, Clorit: 7%, Kaolinit: 15%). Md = 0,005 - 0,009 mm; So = 4,82 - 6,71; Sk = 0,98 - 1,88. 3.1.2.3. Tướng trầm tích cát - sạn nguồn gốc bãi triều (msQ21-2): phân bố trên bề mặt ở độ sâu 19 - 25m tạo thành các đê cát ngầm, cồn ngầm kéo dài thành 2 đoạn từ Điền Hương đến Tư Hiền, rải rác ở phía đông ngoài khơi mũi Chân Mây và phía bắc mũi Hải Vân. Các cồn ngầm này cũng nổi cao so với địa hình đáy biển từ 2 - 10m. Thành phần: cát, cát sạn, cát lẫn sạn màu xám vàng. Thành phần: cát ~ 99%, Md = 0,301mm, So = 1,24, Sk = 1,05. Mảnh vụn: thạch anh = 95- 96%, mảnh đá = 2-3%, felspat = 2%, ngoài ra còn gặp inmenit, zircon, rutin, turmalin. 3.1.2.4. Tướng trầm tích cát biển hạt mịn (mQ21-2): phân bố trên bề mặt đáy biển ở độ sâu ngoài 10 - 15m nước từ Điền Hương đến Tư Hiền và từ 15 - 30 m nước từ Tư Hiền đến Đà Nẵng. Thành phần chia 2 phần theo độ sâu: Phần dưới là cát trắng chuyển lên là cát bùn, bùn cát, bùn sét màu xám xanh giàu vụn sinh vật biển. Phần trên lộ ra trên đáy biển chủ yếu là tầng hạt mịn gồm bùn cát, bùn sét. Thành phần: cát (4,2 - 9,8%), bùn (33,1 - 63,8%), sét (32,0 - 61,1%), Md = 0,002 - 0,015mm, So = 2,41 - 5,6, Sk = 0,84 - 1,4. Sét: monmorilonit = 7%, clorit = 11,31%, kaolinit = 28,05%, hydromica = 49,16%. 3.2. Trầm tích Holocen muộn 3.2.1. Hình thái và đặc điểm phân bố của các thành tạo trầm tích Holocen muộn Trên mặt cắt địa chấn nông phân giải cao, các thành tạo trầm tích Q23 có sóng địa chấn phản xạ liên tục, song song và nằm ngang với biên độ phản xạ mạnh. Trên bề mặt đáy biển, có các đứt gãy cắt qua cho thấy các hoạt động kiến tạo trẻ khá phổ biến và điển hình trong khu vực nghiên cứu với quy mô và cường độ không mạnh. Bản đồ đẳng sâu, bề mặt đáy Q23 phân bố từ ~ 20 - 60m. Bề mặt cổ địa lý khá dốc song chúng có độ sâu tăng dần từ Tây sang Đông
14 (từ ven bờ ra xa bờ), phù hợp với xu thế tụt bậc của thềm lục địa tách giãn ở miền Trung Việt Nam. Bên cạnh yếu tố kiến tạo thì bề mặt tương đối gồ ghề của tầng móng trước Kainozoi cũng đóng vai trò chi phối hình thái bề mặt đáy của trầm tích Q23 trong vùng. Bản đồ đẳng dày của trầm tích Q23 được xác định từ ~ 10m (vùng ven bờ) đến ~ 35m vùng rìa ngoài của khu vực nghiên cứu. So với trầm tích Q21-2 thì Q23 có hình thái đơn giản hơn với chiều dày thay đổi từ từ hơn mặc dù chúng vẫn có xu thế chung là tăng dần từ ven bờ ra xa bờ. Điều này cho thấy chế độ sụt lún kiến tạo trong Holocen muộn về cơ bản là yếu dần. Bên cạnh đó, mực nước biển tăng chậm lại vào cuối thời kỳ biển tiến Flandrian sau đó hạ thấp xuống vị trí hiện tại ngày nay đã làm cho nguồn cung cấp vật liệu trầm tích chiếm ưu thế hơn so với sự thành tạo không gian lắng đọng. Quá trình này dẫn đến hệ thống lắng đọng trầm tích được lấn dần ra phía nước sâu được đặc trưng bởi các cấu tạo tiến triển dạng xiên chéo trên băng địa chấn. Vì vậy trầm tích Q23 trong khu vực nghiên cứu được đặc trưng bởi các trầm tích hạt thô mang ảnh hưởng của nguồn lục địa chủ yếu là cát chiếm ưu thế. 3.2.2. Đặc điểm tướng và môi trường trầm tích Holocen muộn 3.2.2.1. Tướng trầm tích cát - bùn sông - biển (amQ23): ở Cửa Thuận An đến Cửa Tư Hiền, ngoài khơi cửa Tư Hiền, cửa Kiểng (Vụng Chân Mây) và cửa Khẩu (ngoài đầm An Cư) ở 0 - 15m, ven vịnh Đà Nẵng. Thành phần: cát (90,4 - 100%), cát bùn, bùn cát (bột 0 - 0,6%) màu xám nâu, xám phớt vàng. Md = 0,1 - 0,4mm; So = 1,1 - 1,5; Sk = 0,7 - 1,2. Mảnh vụn: thạch anh 74 - 93%, mảnh đá 4,7 - 23%, felspat ít, mica 1 - 4,8%. Bề dày 2 - 10m. 3.2.2.2. Tướng trầm tích bùn lẫn cát sông - biển - đầm lầy (ambQ23): có diện lộ hơn 11km2 nằm trong vịnh Đà Nẵng. Thành phần: cát, cát bùn, bùn sét màu xám đến xám đen, xám nâu chứa mùn thực vật. Chiều dày 3 - 15m. Phần ven vịnh gồm: cát (10 - 40%), bột (30,1 - 53,9%), sét (22,5 - 59,9%). Md = 0,003 - 0,035mm; So = 2,7 - 8,5; Sk =
15 0,2 - 1,6, độ mài tròn kém. Mảnh vụn: thạch anh (95%), mảnh đá (4%), số ít inmenit và zircon (1%). Trung tâm vịnh: sét (42,5 - 64,8%), bột (32,4 - 48,1%), cát (1 - 9,4%); Md = 0,002 - 0,007mm; So = 3,3 - 5,5; Sk = 0,7 - 1,2. Sét gồm: kaonilit 25%, hydromica 22%; pH 6,7 - 6,9. 3.2.2.3. Tướng trầm tích cát - bùn biển - đầm lầy (bmQ23): ở đầm Lăng Cô, thành phần, độ hạt của chúng rất phức tạp. Thành phần: cát chứa sạn, cát, cát bột, sét màu xám đen, xám tối giàu mùn bã thực vật. Cát (74,9 - 87,9%), bột (11,8 - 24,5%); Md = 0,12 - 0,3mm; So = 1,19 - 2,15; Sk = 0,4 - 1,0. Độ mài tròn trung bình. Mảnh vụn: thạch anh 85,7%, mảnh đá 11,3%, 1% inmenit và zircon, mùn bã thực vật (0,01 - 0,1%), chủ yếu là dạng rễ, lá cây đã phân hủy; pH 6,71 - 6,77. 3.2.2.4. Tướng trầm tích cát biển hạt mịn (mQ23): có diện phân bố rộng khắp từ bắc xuống phía nam, chạy thành dải hẹp ven bờ ở 0 - 15m. Thành phần: cát hạt mịn màu xám, xám trắng, xám sáng, độ chọn lọc và mài tròn rất tốt. Tại LK.ĐL gặp các trầm tích mQ23 ở 0 - 6m. Mảnh vụn: thạch anh khoảng 99%, mảnh đá, feldspat, mica, zircon, inmenit. Md = 0,231mm, So = 1,192 - 1,23, Sk = 0,93 - 0,983. Độ mài tròn kém. 3.3. Đặc điểm thành phần Foraminifera KVNC có 5 phụ bộ, 26 họ, 44 giống, 86 loài, phần lớn là các loài sống đáy (với 4 phụ bộ), số rất ít là trôi nổi (1 phụ bộ, 3 giống và 7 loài). Các loài sống đáy không chỉ có số lượng giống loài phong phú mà còn chiếm ưu thế về số lượng hóa thạch. Trong các mẫu phân tích chỉ có một số mẫu có độ sâu > 15m mới gặp rất ít một số hóa thạch trôi nổi (của phụ bộ Globigerinina). Các loài bám đáy được thống kê phần lớn có khả năng thích nghi với biên độ giao động lớn của độ mặn, đặc trưng cho môi trường cửa sông ven biển, nơi độ muối không ổn định. Bên cạnh đó một số loài có đặc điểm hình thái dẹt dễ chao liệng (hình đĩa), vỏ chắc, có khả năng thích nghi với môi trường có động lực mạnh. Đặc điểm này phản ánh điều kiện môi trường ven biển có cửa sông ven biển.
16 CHƢƠNG 4. TIẾN HÓA ĐỊA CHẤT HOLOCEN KHU VỰC ĐỚI BỜ THỪA THIÊN - HUẾ - ĐÀ NẴNG 4.1. Tiến hóa kiến tạo - cổ địa mạo Thềm lục địa Việt Nam nói chung và TTH - ĐN nói riêng được hình thành do quá tách giãn biển Đông và phá hủy đá móng trước Kainozoi bắt đầu khoảng ~ 31.tr.năm trước. Sự hình thành Biển Đông và thềm lục địa Việt Nam được gắn liền và bị khống chế bởi hoạt động của hệ thống đứt gãy trượt bằng Sông Hồng và phần mở rộng của nó về phía Đông Nam là đứt gãy kinh tuyến 109o. Các tài liệu minh giải địa chấn cho thấy hoạt động tách giãn mạnh mẽ nhất được xảy ra trong giai đoạn Eocen - Miocen sớm hình thành nên cấu trúc tụt bậc và các bể trầm tích Đệ Tam trên thềm lục địa Việt Nam như bể Sông Hồng ở phía Bắc, bể Phú Khánh ở Nam Trung Bộ và bể Cửu Long, Nam Côn Sơn ở phía Nam. Sau giai đoạn nghịch đảo kiến tạo khu vực trong Miocen, thềm lục địa khu vực TTH - ĐN trở lên bình ổn hơn. Trên các tài liệu địa chấn nông phân giải cao có quan sát được một số đứt gãy cắm gần như thẳng đứng nhưng biên độ nhỏ. Phần lớn các đứt gãy này phát triển trong các tầng trầm tích Pliocen hoặc cổ hơn, chúng bị cắt cụt bởi mặt bào mòn bất chỉnh hợp vào đầu Holocen sớm. Chỉ một vài đứt gãy hiện đại phát triển lên tận bề mặt đáy biển nhưng biên độ dịch chuyển gần như không đáng kể. Bên cạnh đó, các tập trầm tích Holocen ở KVNC có thế nằm rất thoải tới nằm ngang, chiều dày khá ổn định, cho thấy, hoạt động kiến tạo của KVNC trong giai đoạn Holocen rất yếu ớt, chỉ có một số hoạt động đứt gãy mang tính địa phương với biên độ nhỏ không đáng kể. Mặc dù vậy, bản đồ đẳng sâu và đẳng dày của Holocen sớm cho thấy
17 ven bờ Thừa Thiên - Huế có độ sâu và chiều dày lớn hơn khu vực xa bờ. Các hoạt động đứt gãy và sụt lún kiến tạo trong Holocen sớm tạo nên các cấu trúc địa hào là cơ sở cho hệ thống đầm phá cổ phát triển bên cạnh phá Tam Giang và Cầu Hai ngày nay. 4.2. Tiến hóa trầm tích 4.2.1. Tiến hóa nguồn gốc vật liệu trầm tích dựa trên kết quả phân tích tuổi U - Pb Trên cơ sở kết quả phân tích tuổi U - Pb, NCS tiến hành vẽ biểu đồ tần suất bằng phần mềm Isoplot phiên bản 4.1. Biểu đồ được sử dụng để đánh giá sự thay đổi của nguồn trầm tích. 4.2.1.1. Đánh giá sự thay đổi nguồn trầm tích Tuổi kết tinh của các hạt zircon đơn lẻ rất đa dạng, dao động trên một phổ tuổi rất rộng từ ~ 27 tr.năm đến dưới 3 tỉ năm. Chứng tỏ nguồn cung cấp vật liệu trầm tích của KVNC rất đa dạng cả về tuổi và thành phần thạch học của các thành tạo đá gốc trên lục địa. Tuổi tiền Cambri đều xuất hiện trong các mẫu, ổn định từ độ sâu 67 - 69m đến 8,5 - 11m sau đó có giảm nhẹ ở 4 - 6m. Ở 18 - 44m, tương ứng với Q21-2 nguồn trầm tích duy trì ổn định. Riêng 44 - 46m, xuất hiện một số hạt trầm tích có tuổi trẻ ~ 27 tr.năm và ~ 90 tr.năm nhưng những hạt này không xuất hiện ở các mẫu nằm trên, đây có thể là nguồn địa phương. Ở 0 - 15m tương ứng với Q21-2 - Q23, phổ tuổi trở phức tạp hơn, nguồn trầm tích bắt đầu thay đổi so với bên dưới. Ngoài 3 tuổi giống phần dưới, có một số hạt ~ 27 - 90 triệu năm phổ biến hơn và xuất hiện đều trong tất cả các mẫu nằm phần trên của lỗ khoan. Trên cùng, tuổi Q23, có sự tăng của tuổi tiền Cambri so với phần bên dưới.
18 Như vậy, nguồn cung cấp vật liệu trầm tích vô cơ cho KVNC có sự thay đổi theo: Trước Q21, Q21 - Q22 và Q23. Sự thay đổi về nguồn, lượng và tuổi kết tinh của các mảnh vụn cơ học được cho là thay đổi về thành phần đá gốc. Giải thích cho sự thay đổi phổ tuổi là do thay đổi lưu vực của các hệ thống dòng chảy cổ chảy qua các khu vực có thành phần thạch học và chế độ kiến tạo khác nhau. Các phổ tuổi tuy có hình thái giống nhau nhưng tần suất xuất hiện khác nhau còn được khống chế bởi các hoạt động kiến tạo và tốc độ bóc mòn đá gốc. 4.2.1.2. Đánh giá vai trò của các sự kiện kiến tạo đối với sự biến đổi nguồn cung cấp vật liệu trầm tích Tuổi trước 538 tr.năm (tiền Cambri) phân bố nhiều và đều có mặt trong tất cả các mẫu, các hạt zircon này có thể được bóc mòn từ các thành tạo đá biến chất có tuổi tiền Cambri. Tuổi 420 - 450 tr.năm có mặt trong tất cả các mẫu và chiếm một tỉ lệ khá lớn (~ 25 - 45%). Việc tập trung hàm lượng cao các hạt zircon trong khoảng tuổi này được cho là liên quan đến quá trình xuất lộ nhanh chóng các đá magma và đá biến chất do hoạt động tạo núi Caledoni kéo dài từ 390 - 490 tr.năm. - Tuổi 230 - 270 tr.năm, có tần suất xuất hiện cao (~ 16 - 28%). Các hạt trầm tích này có tuổi kết tinh khá khớp với các đá xâm nhập tuổi Trias thuộc các phức hệ Đại Lộc, phức hệ Bà Nà và phức hệ Hải Vân trên đất liền gần với KVNC, được cho là có quan hệ với hoạt động tạo núi Indosini diễn ra trong Mezozoi (199,6 - 251 tr.năm). Ngoài ra, có các hạt tuổi kết tinh trẻ (~ 27 tr.năm) chỉ có ở độ sâu 44 - 46m (Pleistocen) và 13,5 - 15m (Holocen sớm), cho thấy chúng được giải phóng từ các nguồn đá gốc mang tính địa phương hoặc các đới biến chất hẹp liên quan đến hoạt động trượt bằng được gây ra bởi