Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Hóa thạch Hai mảnh vỏ Devon sớm vùng Tô Múa, huyện Vân Hồ, tỉnh Sơn La và ý nghĩa địa tầng của chúng

Chia sẻ: Tri Tâm | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:100

Thêm vào BST

Báo xấu

19
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn được xây dựng trên cơ sở hóa thạch Hai mảnh vỏ được sưu tập tại mặt cắt đèo Bó Mồng, xã Tô Múa, huyện Vân Hồ, tỉnh Sơn La. Đề tài nghiên cứu nhằm nắm bắt được phương pháp nghiên cứu hóa thạch Hai mảnh vỏ, làm cơ sở cho công tác nghiên cứu hóa thạch Hai mảnh vỏ ở các địa tầng khác trên lãnh thổ Việt Nam trong các giai đoạn tiếp theo.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Hóa thạch Hai mảnh vỏ Devon sớm vùng Tô Múa, huyện Vân Hồ, tỉnh Sơn La và ý nghĩa địa tầng của chúng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ------------------ NGUYỄN BÁ HÙNG HÓA THẠCH HAI MẢNH VỎ DEVON SỚM VÙNG TÔ MÚA, HUYỆN VÂN HỒ, TỈNH SƠN LA VÀ Ý NGHĨA ĐỊA TẦNG CỦA CHÚNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2020
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ----------------- NGUYỄN BÁ HÙNG HÓA THẠCH HAI MẢNH VỎ DEVON SỚM VÙNG TÔ MÚA, HUYỆN VÂN HỒ, TỈNH SƠN LA VÀ Ý NGHĨA ĐỊA TẦNG CỦA CHÚNG Chuyên ngành: Địa chất học Mã số: 8440201.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC GS. TSKH. Tống Duy Thanh TS. Nguyễn Thùy Dương Hà Nội - 2020
LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành được luận văn này tác giả đã nhận được rất nhiều sự hướng dẫn, chỉ bảo, giúp đỡ và động viên của giáo viên hướng dẫn, các chuyên gia trong ngành cổ sinh và bạn bè đồng nghiệp. Tác giả xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc đến: - TS. Nguyễn Thùy Dương (khoa Địa chất, Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội) người đã hướng dẫn, chỉ bảo tận tình và giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn này. - TS. Nguyễn Hữu Hùng (Bảo tàng Thiên nhiên Việt Nam) và TS. Đặng Trần Huyên (Hội Cổ sinh – Địa tầng Việt Nam) đã hướng dẫn, truyền đạt những kinh nghiệm quý báu và chỉ bảo tác giả nghiên cứu hóa thạch Hai mảnh vỏ. - ThS. Doãn Đinh Hùng chủ nhiệm Dự án thành phần “Xây dựng Bộ sưu tập mẫu Cổ sinh Việt Nam” mã số BSTMV.28/15-18 (Bảo tàng Thiên nhiên Việt Nam) đã tạo điều kiện giúp đỡ trong quá trình học, cho tác giả tham gia khảo sát thực địa, thu thập mẫu và cho phép tác giả sử dụng Bộ mẫu của Dự án cho luận văn này. Mặc dù đã cố gắng, nỗ lực hết mình song chắc chắn luận văn không tránh khỏi những thiếu sót, tác giả rất mong nhận được sự thông cảm và chỉ bảo tận tình từ quý thầy cô và các bạn.
MỤC LỤC MỞ ĐẦU........................................................................................................5 CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ VÙNG NGHIÊN CỨU.......................................7 1.1. Vị trí địa lý...............................................................................................7 1.2. Đặc điểm địa chất vùng nghiên cứu.........................................................8 1.2.1. Địa tầng.....................................................................................9 1.2.2. Magma....................................................................................19 1.3. Địa tầng chứa hóa thạch Hai mảnh vỏ ở đèo Bó Mồng..........................20 1.3.1. Lịch sử nghiên cứu địa chất mặt cắt đèo Bó Mồng.................20 1.3.2. Địa tầng chứa hóa thạch Hai mảnh vỏ....................................20 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.............22 2.1. Cơ sở tài liệu..........................................................................................22 2.2. Phương pháp nghiên cứu hóa thạch Hai mảnh vỏ..................................22 2.2.1. Phương pháp thu thập mẫu ngoài thực địa..............................22 2.2.2. Phương pháp gia công mẫu và chụp ảnh.................................25 2.2.3. Phương pháp mô tả và định loại..............................................27 2.2.4. Phương pháp nghiên cứu địa tầng...........................................28 2.2.5. Phương pháp cổ sinh thái........................................................28 2.3. Đặc điểm hình thái chung hóa thạch Hai mảnh vỏ.................................29 CHƯƠNG 3. ĐẶC ĐIỂM HÓA THẠCH HAI MẢNH VỎ DEVON SỚM VÙNG TÔ MÚA VÀ Ý NGHĨA ĐỊA TẦNG CỦA CHÚNG..............................36 3.1. Mô tả cổ sinh.........................................................................................36 3.2. Ý nghĩa địa tầng của hóa thạch Hai mảnh vỏ Devon sớm vùng Tô Múa, huyện Vân Hồ, tỉnh Sơn La.............................................................................62 3.3. Sự phong phú và đa dạng của Hai mảnh vỏ Devon sớm vùng Tô Múa, huyện Vân Hồ, tỉnh Sơn La.............................................................................68 3.4. Điều kiện môi trường sống của Hai mảnh vỏ Devon sớm vùng Tô Múa, huyện Vân Hồ, tỉnh Sơn La.............................................................................70 3.4.1. Dạng sống ở đáy – chui rúc (infaunal bivalves)......................70 3.4.2. Dạng sống bán đáy – chui rúc, bò hoặc bám trên mặt đáy (semi-infaunal)............................................................................................72 3.4.3. Dạng sống trên mặt đáy – dạng bò hoặc bám trên mặt (epifaunal)...................................................................................................72 3.5. Mối quan hệ giữa Hai mảnh vỏ và môi trường trầm tích.......................73 KẾT LUẬN..................................................................................................75 1
2
DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Sơ đồ vị trí vùng nghiên cứu; A, vị trí địa lý của vùng nghiên cứu trong khu vực Tây Bắc Việt Nam; B, vị trí vùng nghiên cứu ở tỉnh Sơn La; C, các điểm lộ (ngôi sao đen – CS800, CS801, CS802 và CS135) của hệ tầng Bản Nguồn tại đèo Bó Mồng, vùng Tô Múa, huyện Vân Hồ, tỉnh Sơn La...................................7 Hình 1.2. Bản đồ địa chất vùng Tô Múa, huyện Vân Hồ, tỉnh Sơn La..........16 Hình 1.3. Mặt cắt địa chất đèo Bó Mồng, xã Tô Múa, huyện Vân Hồ, tỉnh Sơn La..................................................................................................................... 21 Hình 2.1. A. Đá phiến sét đen lộ ra tại đèo Bó Mồng, xã Tô Múa, huyện Vân Hồ, tỉnh Sơn La; B. Hóa thạch Pseudosanguinolites douvillei Patte trong đá phiến sét............................................................................................................................ 22 Hình 2.2. Bộ búa (A), đục (B) mẫu cổ sinh ngoài thực địa mác Estwing, USA......................................................................................................................... 23 Hình 2.3. A. Địa bàn địa chất; B. Máy định vị toàn cầu (GPS).....................23 Hình 2.4. A. Giấy mềm; B. Báo; C. Bút xóa; D. Bút viết mẫu; E, F. Mẫu hóa thạch sau khi viết số hiệu mẫu Bút dạ mầu không xóa được...................................24 Hình 2.5. A, C. Hệ thống máy gia công bằng khí nén (Airscriber); B. Máy thổi bột (Sandblater); D. Tool để gia công của máy Airscriber................................25 Hình 2.6. A. Máy ảnh Cannon 5Dmark III; B. Ống kính macro 100mm; C. Dây magiê; D. Mẫu sau khi phủ magiê....................................................................26 Hình 2.7. Thước kẹp cơ hãng Mitutoyo, Nhật Bản dùng để đo mẫu.............27 Hình 2.8. Hình thái chung của Hai mảnh vỏ (Jain S., 2017).........................30 Hình 2.9. Một số hình dạng ở Hai mảnh vỏ (Jain S., 2017)..........................32 Hình 2.10. Các kiểu tô điểm mặt vỏ của Hai mảnh vỏ (Jain S., 2017)..........33 Hình 2.11. Các kiểu răng của Hai mảnh vỏ (Jain S., 2017)..........................34 Hình 3.1. Nuculoidea sp. (Mẫu CS135Bi77)................................................37 Hình 3.2. Nuculoidea cf. N. yongfuensis (mẫu CS135Bi72).........................39 Hình 3.3. Nuculites sp. (mẫu CS135Bi86)....................................................40 Hình 3.4. Schizodus aff. S. appressus (Conrad) (mẫu CS135Bi126)............42 Hình 3.5. Mặt ngoài mảnh phải Paracyclas rugosa (Goldfuss) (mẫu CS135Bi54).............................................................................................................44 Hình 3.6. Mặt ngoài mảnh trái Paracyclas sp. (mẫu CS135Bi43)................45 Hình 3.7. Mảnh phải Pseudosanguinolites douvillei Patte (mẫu CS135Bi148) ................................................................................................................................. 47 3
Hình 3.8. Mặt ngoài mảnh trái Beichuania guangcaoziensis (mẫu CS135Bi89).............................................................................................................49 Hình 3.9. Mặt ngoài mảnh phải Beichuania bomongensis (mẫu CS135Bi90) ................................................................................................................................. 51 Hình 3.10. Mặt ngoài mảnh trái Beichuania sonlaensis (Mẫu CS135Bi99). 54 Hình 3.11. Mảnh trái Sphenotus vanlinhensis (Mẫu CS135Bi136)...............56 Hình 3.12. Mặt ngoài mảnh phải Sanguinolites nagaolingensis (Mẫu CS135Bi140)...........................................................................................................57 Hình 3.13. Mytilarca cf. M. chemungensis (Conrad) (Mẫu CS135Bi142)....58 Hình 3.14. Mặt ngoài mảnh trái Myalina sp. (Mẫu CS135Bi124)................60 Hình 3.15. Mặt ngoài mảnh trái Limoptera? cf. macroptera (Conrad) (Mẫu CS135Bi57).............................................................................................................62 Hình 3.16. A. Vết lộ CS135 của hệ tầng Bản Nguồn tại đèo Bó Mồng, xã Tô Múa, huyện Vân Hồ, tỉnh Sơn La; B. Hóa thạch Euryspirifer cf. tonkinensis (Mansuy) trong đá phiến sét đen.............................................................................63 Hình 3.17. Sơ đồ phân bố địa tầng của một số loài Hai mảnh vỏ trong đá phiến sét đen ở mặt cắt đèo Bó Mồng, huyện Vân Hồ, tỉnh Sơn La........................65 Hình 3.18. A. Vết lộ đá vôi hệ tầng Bản Páp; B. Hóa thạch Tay cuộn và Lỗ tầng của hệ tầng Bản Páp lộ ra tại mỏ khai thác đá vôi ở Bản Khảm, xã Tô Múa, huyện Vân Hồ, tỉnh Sơn La.....................................................................................66 Hình 3.19. Cột địa tầng và các mức chứa hóa thạch trong các trầm tích ở đèo Bó Mồng, huyện Vân Hồ, tỉnh Sơn La....................................................................66 Hình 3.20. Cột địa tầng của hệ tầng Bản Nguồn ở đèo Bó Mồng, xã Tô Múa, huyện Vân Hồ, tỉnh Sơn La.....................................................................................67 Hình 3.21. Biểu đồ so sánh thành phần giống loài của một số nghiên cứu hóa thạch Hai mảnh vỏ Devon ở Việt Nam....................................................................68 Hình 3.22. Biểu đồ thể hiện thành phần giống của hóa thạch Hai mảnh vỏ vùng Tô Múa, huyện Vân Hồ, tỉnh Sơn La..............................................................69 Hình 3.23. Mô hình tái dựng lại điều kiện sống của Hai mảnh vỏ hệ tầng Bản Nguồn vùng Tô Múa, huyện Vân Hồ, tỉnh Sơn La: 1. Nuculoidea; 2. Nuculites; 3. Schizodus; 4. Paracyclas; 5. Pseudosanguinolites; 6. Beichuania; 7. Sanguinolites; 8. Sphenotus; 9. Mytilarca; 10. Limoptera; 11. Myalina (Trên cơ sở của Johnston (1985))..................................................................................................................... 71 Hình 3.24. A. Điểm lộ (CS135) đá phiến sét đen chứa hóa thạch Hai mảnh vỏ; B. Tập hợp hóa thạch Hai mảnh vỏ gồm Mytilarca, Pseudosanguinolites, Limoptera trong khối đá phiến sét đen....................................................................73 4
DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1. Thành phần giống, loài của các mẫu hóa thạch Hai mảnh vỏ vùng Tô Múa, huyện Vân Hồ, tỉnh Sơn La.......................................................................36 Bảng 3.1. Kích thước của Nuculoidea sp......................................................38 Bảng 3.1. Kích thước của Nuculoidea cf. N. yongfuensis Pojeta & Zhang, 1986......................................................................................................................... 39 Bảng 3.1. Kích thước của Nuculites sp.........................................................41 Bảng 3.1. Kích thước của Schizodus aff. S. appressus (Conrad), 1842.........42 Bảng 3.1. Kích thước của Paracyclas rugosa (Goldfuss).............................44 Bảng 3.1. Kích thước của Paracyclas sp......................................................45 Bảng 3.1. Kích thước của Pseudosanguinolites douvillei Patte, 1927..........47 Bảng 3.1. Kích thước của Beichuania guancaoziensis.................................50 Bảng 3.2. Kích thước của Beichuania bomongensis.....................................51 Bảng 3.1. Kích thước của Beichuania sonlaensis.........................................53 Bảng 3.1. Kích thước của Sphenotus vanlinhensis Mansuy, 1916................56 Bảng 3.1. Kích thước của Mytilarca cf. M. chemungensis (Conrad), 1842...59 5
MỞ ĐẦU Hai mảnh vỏ (Bivalvia) là thuật ngữ được Linnaeus (1758) đề xuất cho những động vật có hai mảnh sống trong môi trường thủy sinh. Trước đây, chúng còn có tên gọi là Chân rìu (Pelecypoda) hay Lamellibranchia có ý nghĩa mang giống như mang lá. Chúng thuộc một lớp của ngành Động vật thân mềm (Mollusca), xuất hiện từ Cambri sớm và thành công trên con đường phát triển và duy trì nòi giống ở hầu hết các kỷ địa chất từ sau Cambri đến ngày nay trong các môi trường biển, từ gần bờ tới xa bờ, trong các vĩ độ khác nhau của Trái đất, từ xích đạo đến các vùng cực bắc và nam bán cầu. Chúng cũng thành công và phát triển rực rỡ trong các hồ, ao, sông, ngòi nước ngọt trên lục địa. Cho đến nay, đã ghi nhận có khoảng 9200 loài thuộc 1260 giống và 106 họ xuất hiện trên Trái đất (Huber, 2010). Hóa thạch Động vật Hai mảnh vỏ được tìm thấy trong hầu hết các khoảng địa tầng, phân bố cả trong môi trường biển, nước lợ và nước ngọt. Hóa thạch Hai mảnh vỏ là bằng chứng quan trọng cho công tác định tuổi địa chất, xác định cổ môi trường, cổ sinh thái và đa dạng sinh học địa chất (geobiodiversity). Trong kỷ Devon, động vật Hai mảnh vỏ phát triển rất mạnh mẽ và phân bố rộng khắp trên thế giới; tuy nhiên các nghiên cứu về hóa thạch này trước thế kỷ 19 chủ yếu do các nhà địa chất – cổ sinh của Mỹ như Hall (1862, 1884, 1885), Harris (1899), Henry (1889), Miller (1889) và Beushausen (1895) tiến hành. Sang thế kỷ 20 hóa thạch Hai mảnh vỏ kỷ Devon nhận được nhiều quan tâm nghiên cứu cả ở Châu Âu, Châu Mỹ và Châu Á; có thể kể đến các công trình nghiên cứu của Clark (1913), William và Breger (1916), Conrad (1941, 1942), Bailey (1978, 1983, 1986, 1986a, 2011), Pojeta & Zhang (1986), Barron (1981), Boyd & Newell (1968), Newell & Boyd (1975), Bradshaw (1991), Cox (1951, 1961), Doumani (1965), Moore (1969), Fang (1997) và McAlester (1962, 1963, 1968). Sang thế kỷ 21, các nghiên cứu hóa thạch Hai mảnh vỏ kỷ Devon có các công trình nghiên cứu của Kriz (2000, 2001, 2004, 2007, 2009), McRobert & Newell (2001, 2005), Farjat (2005), Amler (2010) và Andera (2015). Cho đến nay, có khoảng 200 giống hóa thạch Hai mảnh vỏ trong địa tầng Devon đã được phát hiện và mô tả. Hóa thạch Hai mảnh vỏ trên lãnh thổ Việt Nam đã được phát hiện trong các trầm tích từ kỷ Cambri đến kỷ Đệ tứ, chúng đặc biệt phong phú trong các kỷ Devon, Trias, Jura, Paleogen và Neogen. Trước năm 1945, các nghiên cứu về địa chất và cổ sinh ở Việt Nam còn rất hạn chế, nghiên cứu về nhóm hóa thạch Hai mảnh vỏ kỷ 6
Devon ở Việt Nam chỉ được đề cập đến trong một số công trình của các nhà địa chất Pháp như Mansuy (1908, 1912, 1915, 1919) và Dussalt (1929). Sau năm 1945, công tác đo vẽ Bản đồ địa chất và Khoáng sản tỷ lệ 1: 200.000 và 1: 50.000 các nghiên cứu về địa chất được tiến hành, các công trình nghiên cứu về cổ sinh cũng nhiều hơn. Trong đó, nhóm hóa thạch Hai mảnh vỏ kỷ Devon được nghiên cứu bởi Kulikova (in Dương Xuân Hảo, 1968), Đặng Trần Huyên (in Dương Xuân Hảo, 1980), Đặng Trần Huyên (in Vũ Khúc, 1991), Đặng Trần Huyên (in Vũ Khúc, 2012). Khoảng 30 loài của 15 giống trong các địa tầng Devon ở Việt Nam đã được mô tả. Gần đây, một số lượng lớn mẫu hóa thạch Hai mảnh vỏ đã được Bảo tàng Thiên nhiên Việt nam sưu tập và lưu giữ, tuy nhiên chúng chưa được định loại do thiếu chuyên gia nghiên cứu. Đề tài nghiên cứu “Hóa thạch Hai mảnh vỏ Devon sớm vùng Tô Múa, huyện Vân Hồ, tỉnh Sơn la và ý nghĩa địa tầng của chúng” được lựa chọn là hết sức cần thiết để học viên bước đầu nắm được phương pháp nghiên cứu hóa thạch Hai mảnh vỏ, làm cơ sở cho công tác nghiên cứu hóa thạch Hai mảnh vỏ ở các địa tầng khác trên lãnh thổ Việt Nam trong các giai đoạn tiếp theo, đồng thời đáp ứng nhiệm vụ trước mắt của dự án thành phần “Xây dựng Bộ sưu tập mẫu Cổ sinh Việt Nam” mã số BSTMV.28/15-18 thuộc dự án “Xây dựng Bộ sưu tập mẫu vật Quốc gia về Thiên nhiên Việt Nam” của Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam do Bảo tàng Thiên nhiên Việt Nam đảm nhiệm. Luận án được xây dựng trên cơ sở hóa thạch Hai mảnh vỏ được sưu tập tại mặt cắt đèo Bó Mồng, xã Tô Múa, huyện Vân Hồ, tỉnh Sơn La. Trong đó tác giả là thành viên tham gia trong quá trình sưu tập mẫu và đo vẽ mặt cắt địa chất. Việc luận tuổi cho phức hệ hóa thạch Hai mảnh vỏ tác giả so sánh với các phức hệ Hai mảnh vỏ Devon sớm ở Tứ Xuyên và Quảng Tây, nam Trung Quốc. Tác giả cũng tham khảo các kết quả nghiên cứu hóa thạch Tay cuộn, Bọ ba thùy, San hô vách đáy đi cùng trong các lớp chứa hóa thạch Hai mảnh vỏ ở đèo Bó Mồng do TS. Nguyễn Hữu Hùng (Bảo tàng Thiên nhiên Việt Nam) phân tích. Để nhìn nhận một cách tổng thể cấu trúc địa chất cũng như trật tự địa tầng của vùng nghiên cứu, tác giả tham khảo các tài liệu đo vẽ bản đồ địa chất và tìm kiếm thăm dò khoáng sản do Nguyễn Xuân Bao (1978) chủ biên và được chỉnh lý năm 2005. 7
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ VÙNG NGHIÊN CỨU 1.1. Vị trí địa lý Vùng nghiên cứu thuộc xã Tô Múa, huyện Vân Hồ, tỉnh Sơn La, phía bắc Việt Nam (Hình 1.1). Xã Tô Múa nằm ở phía bắc huyện Vân Hồ, phía đông giáp xã Mường Tè, phía tây giáp xã Hua Păng (Mộc Châu), phía nam giáp xã Chiềng Khoa, phía bắc giáp xã Suối Bàng, Song Khủa. Đây là vùng núi cao có độ cao trung bình khoảng 800 m - 1000 m so với mặt nước biển, địa hình bị chia cắt mạnh và thay đổi rõ rệt theo chiều từ tây nam lên đông bắc. Nằm ở bờ phải phía hạ lưu Sông Đà, các dãy núi có độ cao trung bình từ 500-800m. Mạng sông suối khá dày đặc, sông lớn nhất trong vùng là Sông Đà và các sông suối nhánh của nó như suối Bàng, suối Sơ Vin, suối Nhúng, suối Ngùi, suối Khủa, suối Ngậm, suối Kế, suối Chum. Hình .1.1. Sơ đồ vị trí vùng nghiên cứu; A, vị trí địa lý của vùng nghiên cứu trong khu vực Tây Bắc Việt Nam; B, vị trí vùng nghiên cứu ở tỉnh Sơn La; C, các điểm lộ (ngôi sao đen – CS801, CS802, CS135, CS796 và CS736) của hệ tầng Bản Nguồn tại đèo Bó Mồng, vùng Tô Múa, huyện Vân Hồ, tỉnh Sơn La 8
Vùng nghiên cứu nằm trong phạm vi của hai á miền khí hậu tây bắc và đông bắc. Á miền khí hậu tây bắc thuộc phần cực tây nam của tờ bản đồ, ít chịu ảnh hưởng của gió mùa đông bắc, nhưng chịu ảnh hưởng lớn của gió tây nam, ít mưa. Á miền khí hậu đông bắc chịu ảnh hưởng lớn của gió mùa đông bắc, giá lạnh, mùa hè chịu ảnh hưởng của gió mùa đông nam, mưa nhiều, thực vật phát triển phong phú, có nhiều loại gỗ quý và tre nứa. Giao thông đường thuỷ có Sông Đà. Đường bộ có đường ô tô 101 nối liền các xã, thôn, bản là tuyến đường giao thông huyết mạch trong vùng. Ngoài ra, còn có hệ thống đường lâm nghiệp, đường dân sinh nối liền giữa các bản làng trong vùng (Hình 1.1). Dân cư phân bố không đều, có 4 dân tộc sinh sống gồm Thái, Kinh, Dao và Mường. Tình hình kinh tế xã hội còn thấp. Kinh tế chủ yếu là nông nghiệp, lâm nghiệp, thủ công nghiệp và buôn bán nhỏ. 1.2. Đặc điểm địa chất vùng nghiên cứu Vùng nghiên cứu nằm trong tờ Bản đồ địa chất và khoáng sản tỷ lệ 1:200.000 tờ Vạn Yên. Địa chất tờ Vạn Yên đã được nghiên cứu từ lâu. Đầu tiên là những công trình nghiên cứu địa chất của các nhà địa chất Pháp: Lantenois (1906-1907), Deprat (1913, 1914, 1915), Dussault (1921), Jacop (1922, 1925) đến năm 1929 Dussault thành lập tờ bản đồ địa chất Vạn Yên tỷ lệ 1:100.000. Sau này Đovjikov (1965) thành lập bản đồ địa chất miền Bắc Việt Nam tỷ lệ 1:500.000 là một công trình nghiên cứu địa chất đầu tiên của Việt Nam được tiến hành có hệ thống và đồng bộ nhiều phương pháp. Nguyễn Xuân Bao và nnk., (1969) hoàn thành Bản đồ địa chất tờ Vạn Yên tỷ lệ 1:200.000. Từ năm 1979 trở lại đây, trên diện tích tờ Vạn Yên đã có nhiều công trình đo vẽ lập bản đồ địa chất và điều tra khoáng sản được hoàn thành như Bản đồ địa chất nhóm tờ Vạn Yên- Hoà Bình-Suối Rút tỷ lệ 1:50.000 của Nguyễn Công Lượng và nnk., (1992, 1995), các công trình nghiên cứu chuyên đề của các cá nhân, tổ chức trong và ngoài nước. Nhìn chung, vùng nghiên cứu nằm trong một vùng tổng thể có đặc điểm địa chất phức tạp xuất hiện của các đá từ Cambri đến Đệ tứ, chiếm khối lượng chủ yếu 9
là các đá tuổi Devon và ít hơn là các đá của địa tầng Cambri và Trias (.1.2.1.Hình . 1.1.). .1.2.1. Địa tầng GIỚI PALEOZOI HỆ CAMBRI – HỆ ORDOVIC  Hệ tầng Bến Khế (ε-O1 bk) Mặt cắt chuẩn (Holostratotyp): mặt cắt Bản Chanh - Bản Khủa (dọc theo bờ sông Đà, đông nam làng Bến Khế 1 km, Mộc Châu, Sơn La. Hệ tầng gọi theo tên làng Bến Khế (ven hạ lưu sông Đà, Mộc Châu, Sơn La) nơi lộ tốt các thành tạo hệ tầng (Dovjikov A.E. và nnk. 1965). Hệ tầng Bến Khế gồm trầm tích lục nguyên xen kẹp trầm tích lục nguyên - carbonat. Chúng khác biệt rõ với các đá hoa dolomit thuộc hệ tầng Đá Đinh (NP 3 dd) nằm không chỉnh hợp dưới và các đá vôi dolomit sáng màu dạng khối thuộc hệ tầng Sinh Vinh (O3-S sv) nằm không chỉnh hợp trên nó. Trong vùng nghiên cứu, hệ tầng Bến Khế lộ trên một diện nhỏ, phân bố chủ yếu ở phía đông bắc. Tại mặt cắt chuẩn Bản Chanh - Bản Khua, có trật tự địa tầng từ dưới lên như sau: 1. Cuội, sạn kết thạch anh và cát kết hạt thô phân lớp dày. Dày 140 m. 2. Dá phiến sét chứa vôi, phân dải, kẹp bột kết. Dày 150 m. 3. Đá vôi chíra nhiều tạp chất, xám sáng. Dày 150 m. 4. Quarzit hạt nhỏ, bột kết,và trên cùng là đá phiến sét bột kết. Dày 700 m. Quan hệ địa tầng và tuổi. Hệ tầng nằm bất chỉnh hợp trên đá hoa dolomit của hệ tầng Đá Đinh (NP3 dd) và không chỉnh hợp dưới hệ tầng Sinh Vinh (O-S sv). Tuổi Ordovic của hệ tầng được Trần Hữu Dần (1997) xác định dựa trên các di tích tảo Manchuriophycus sp. trong đá phiến thạch anh - sericit thuộc phần cao mặt cắt Nậm Cáy - đèo Sin Hồ và tuổi Cambri đến Ordovic được Nguyễn Văn Hoành (2001) xác định dựa trên tảo ẩn nguồn Orygmatosphaeridium sp., Tremato sp., Haeridium sp.. HỆ ORDOVIC, THỐNG THƯỢNG – HỆ SILUR 10
 Hệ tầng Sinh Vinh (O-S sv) Mặt Cắt chuẩn (Holostratotyp): dọc bờ phải sông Đà, đoạn từ cửa suối Sinh Vinh đến cửa suối Nậm Tơn. Tên hệ tầng đặt theo suối Sinh Vinh, nơi bắt đầu lộ mặt cắt chuẩn của hệ tầng (Dovjikov A.E. và nnk. 1965). Đặc trưng của hệ tầng Sinh Vinh là đá vôi chiếm vai trò chủ yếu, trong đó phần ưu trội là đá vôi dolomit xám sáng phân lớp dày. Hệ tầng này dễ phân biệt với trầm tích lục nguyên của hệ tầng Bến Khế ( ε-O bk) nằm dưới và đá phiến sét vôi sẫm màu phân lớp mỏng của hệ tầng Bó Hiềng (S2 bh) nằm trên. Hệ tầng lộ thành một dải hẹp theo hướng tây bắc – đông nam ở phía tây bắc vùng nghiên cứu, dọc theo sông Đà. Ở mặt cắt chuẩn đoạn cửa suối Sinh Vinh, hệ tầng gồm ba phần rõ nét với bề dày khoảng 800m. 1. Phần dưới: cuội kết cơ sở. Dày 40 m. 2. Phần giữa: cát kết vôi, bột kết vôi, đá vôi dolomit, đá vôi cát, đá vôi sét, chứa san hô Reuschia sp., Plasmoporella kiaeri, Favositella alveolata. Dày khoảng 400m. 3. Phần trên: đá vôi dolomit, xám sáng, phân lớp dày, kẹp đá phiến sét vôi; chứa san hô Favosites sp., F. aff. forsbesi, F. ex gr. gothlandica, F. cf. hisinger, F. cf. coreaniformis. Mesofavosites sp., Squameofavosites sp. Parastriatopora sp.; dày 350 m. Quan hệ địa tầng và tuổi. Theo Nguyễn Xuân Bao và nnk. (1969) hệ tầng Sinh Vinh nằm không chỉnh hợp trên các thành tạo đá hoa dolomit của hệ tầng Đá Đinh (NP3 dd); trên đá phiến sét, bột kết của hệ tầng Bến Khế ( ε-O1 bk). Hệ tầng nằm chỉnh hợp dưới hệ tầng Bó Hiềng (S 3-4 bh) (Tống Duy Thanh và nnk., 2005; Nguyễn Đình Hợp và nnk., 1989). Tuổi Ordovic - Silur của hệ tầng được xác định nhờ phát hiện hoá thạch san hô tuổi Ordovic muộn trong những ổ vôi của phần thấp hệ tầng ở gần cửa suối Sinh Vinh, và hoá thạch san hô Silur muộn thuộc phần cao của hệ tầng. HỆ SILUR, THỐNG TRUNG 11
 Hệ tầng Bó Hiềng (S3-4 bh) Hệ tầng do Nguyễn Vĩnh (1978) xác lập theo mặt cắt Bo Tao - Bó Hiềng - Tiên Ban (bờ Sông Đà) vùng Bó Hiềng, huyện Mộc Châu, Sơn La. Hệ tầng phân bố rộng rãi ở phía đông bắc vùng nghiên cứu, dọc theo bờ phải sông Đà. Nguyễn Vĩnh (1978) mô tả mặt cắt chuẩn chiếm phần thấp của mặt cắt Bo Tao - Phu Chuột, đoạn từ Bo Tao đến Tiên Ban gồm: 1. Đá phiến vôi màu xanh sẫm, vàng lục xen đá vôi xám đen, có ít sét dạng dải, chứa Retziella weberi. Dày khoảng 100 m. 2. Đá vôi đen, đá vôi kết tinh, đá vôi cát màu xám, phân lớp mỏng và trung bình, có xen những dải mỏng và rất mỏng sét vôi màu đỏ nâu, vàng và bột kết màu xám lục, chứa Retziella weberi, Tadschikia xuanbaoi, Howellella sp., Scoliopora sp., Favosites kunjakemis. Dày 300 m. Quan hệ địa tầng và tuổi. Hệ tầng Bó Hiềng nằm chỉnh hợp trên hệ tầng Sinh Vinh (O-S sv) và chỉnh hợp dưới hệ tầng Sông Mua (D1 sm). Tống Duy Thanh và nnk. (2001) xếp hệ tầng Bó Hiềng vào Silur thượng trên cơ sở phức hệ hóa thạch Retziella weberi. HỆ DEVON, THỐNG HẠ  Hệ tầng Sông Mua (D1 sm) Hệ tầng Sông Mua do Dovjikov xác lập ở Tây Bắc Bộ (Dovjikov và nnk. 1965). Mặt cắt chuẩn của hệ tầng ở thượng nguồn Sông Mua phía dưới làng Ngã Hai, huyện Phù Yên, Sơn La. Đặc trưng cua hệ tầng là có bề dày lớn (1500 m ờ mặt cắt Hoà Bình - Tu Lý và 2300 m ở mặt cắt thượng nguồn Sông Mua), thành phần chủ yếu gồm đá phiến sét đen, phân biệt rõ nét với đá của các hệ tầng khác của Devon ở Bắc Bộ. Trong vùng nghiên cứu, hệ tầng lộ trên các khối nhỏ tạo thành một dải không liên tục kéo dài theo hướng tây bắc – đông nam. Tại mặt cắt chuẩn, theo Dovjikov và nnk. (1965) hệ tầng gồm hai phần: Phần dưới. Đá phiến sét đơn dạng, chủ yếu màu đen, đôi khi màu lục, xen ít lớp kẹp cát kết màu xám lục và quarzit, dày 300 m. 12
Phần trên. Cũng gồm các loại đá tương tự, nhưng số lượng các lớp kẹp cát kết và quarzit giảm đáng kể, dày gần 500 m. Nguyễn Vĩnh (1977) đã mô tả chi tiết lại mặt cắt thượng nguồn Sông Mua và phân thành 5 tập: 1. Đá phiến có vôi màu đen, xám đen, phần dưới có chỗ dạng sọc, xen ít lớp cát kết mỏng, phần trên xen vài lớp đá phiến sét than; dày gần 900 m. 2. Đá phiến có vôi màu đen, xám đen; dày 700 m. 3. Đá phiến có vôi màu đen và xám chiếm ưu thế, phần dưới xen những lớp cát kết, phần trên cùng có một số thấu kính đá vôi mỏng; dày 400 m. Hoá thạch đã được thu thập gồm Howittia wangi (= Hysterolites wangi), Chonetes sp., ? Pugnacina sp., Athyris sp., Lingula sp., Rhynchonellida, Spiriferida, Pteria (Actinopteria) sp., di tích Bọ ba thuỳ và cá bảo tồn kém. 4. Đá phiến sét màu đen và xám đen, cát kết dạng quarzit; dày 400 m. Tập hợp hoá thạch phong phú gồm: Howitlia cf. wangi, ?Pugnacina sp., Lingula sp., Sphenotus cf. spatulata, Mytilarca? sp., Pteria (Actinopteria) sp. 5. Đá phiến vôi và đá vôi có cát, sét màu xám, xám đen, phân lóp dày và dạng khối; dày 170 m. Hoá thạch San hô bốn tia bảo tồn xấu. Bề dày chung của mặt cắt này khoảng 2300 m. Quan hệ địa tầng và tuổi. Hệ tầng nằm chỉnh hợp trên đá vôi, vôi sét của hệ tầng Bó Hiềng và nằm chỉnh hợp dưới trầm tích chứa phức hệ hoá thạch Euryspirifer tonkinensis của hệ tầng Bản Nguồn. Tuổi của hệ tầng được xác định dựa trên hai mức chứa hóa thạch trong đó mức thứ nhất chủ yếu là Tay cuộn Mesodonvillina aff. subinterstrialis, Iridistrophia aff. praeumbracula, Howellella sp., Schellwienella sp., Camarotoechia sp., Platyorthis sp., và một số ít Chân rìu Pteria sp., Sphenotus sp., Posidonia sp; mức thứ hai là những dạng ứng với mức địa tầng tướng biển thấp nhất ờ Bắc Bộ chủ yếu gồm Tay cuộn Howittia wangi, Howellella sp., Howellella sp., Pugnacina sp., Strophochonetes sp., Pugnacina aff. baoi, Tulynets hoabinhensis và Chân rìu. Dựa 13
trên hai phức hệ hóa thạch này có thể coi chúng gần tương đồng với hệ tầng Bắc Bun và hệ tầng Si Ka ở đông Bắc Bộ.  Hệ tầng Bản nguồn (D1 bn) Hệ tầng do Nguyễn Xuân Bao và nnk. (1969) xác lập trong quá trình lập bản đồ địa chất tờ Vạn Yên (tỳ lệ 1: 200.000). Hệ tầng phân bố ở thượng nguồn Sông Mua, hạ lưu sông Đà, trong các vùng Ngã Hai, Bản Nguồn, Bản Thọc, Hoà Bình - Tu Lý và một dải hẹp từ Mó Tôm qua Bản Ngùi ở bờ phải sông Đà. Hệ tầng phân bố rộng rãi ở trung tâm vùng nghiên cứu. Mặt cắt chuẩn của hệ tầng theo thượng nguồn sông Mua được Nguyễn Vĩnh (1977) mô tả chi tiết với trật tự địa tầng từ dưới lên như sau: 1. Cát kết thạch anh dạng quarzit phân lớp vừa và dày, màu xám, xen kẽ cát kết lẫn sét màu xám đen và những lớp đá phiến đen với những vi dải cát. Dày 120 m. 2. Đá phiến, bột kết, màu đen xen những lớp cát kết lẫn sét và cát kết dạng quarzit. Có chỗ các lớp cát kết tập trung dày tới 25 m. Trong đá của tập chứa Dicoelostrophia annamitica, Euryspirifer tonkinensis, Stropheodonta aff. pattei, Nervostrophia rzonsnickajae, Chonetes magnini, Parastrophonella aff. dora, Undispirifer sp., Schellwienella sp., (?) Howellella sp., Gipydulidae, (?) Posidonia sp., Proetus sp., Calceola sp. Dày 160 m. 3. Cát kết dạng quarzit và cát kết chứa sét xen kẽ những lớp đá phiến đen. Trong đá phiến có chứa ít di tích hoá thạch Euryspirifer tonkinensis, Posidonia sp. Dày 50 m. 4. Đá phiến, bột kết vôi có lớp lẫn cát chứa phong phú hoá thạch Calceola sp., Euryspirifer tonkinensis, Stropheodonta aff. pattei, Undispirifer sp., Strophomenida, Bọ ba thuỳ, Rêu động vật. Dày 50 m. Tổng bề dày của mặt cắt này khoảng 380 m. Quan hệ địa tầng và tuổi. Hệ tầng Bản Nguồn nằm chỉnh hợp trên hệ tầng Sông Mua (D1 sm) và dưới hệ tầng Bản Páp (D1-2 bp). Thành phần hoá thạch thể hiện rõ tính chất của phức hệ Euryspirifer tonkinensis phân bố rộng rãi trong trầm tích Devon hạ ở Bắc Bộ. Tuổi Devon sớm, Praga (D1 pg) của phức hệ hoá thạch này đã được Tống Duy Thanh (1979, 1980, 1982), Tống Duy Thanh và nnk. (1986, 1988) xác định. 14
HỆ DEVON, THỐNG HẠ-TRUNG  Hệ tầng Bản Páp (D1-2 bp) Mặt Cắt chuẩn (Holostratotyp): dọc theo thượng nguồn sông Mua, phía trên Bản Nguồn khoảng 3 km, huyện Phù Yên, Sơn La. Hệ tầng Bản Páp mang tên một bản cùng tên ở vùng Vạn Yên, huyện Phù Yên, tỉnh Sơn La, do Nguyễn Xuân Bao và nnk. (1969) xác lập trong quá trình đo vẽ bản đồ địa chất tờ Vạn Yên (tỷ lệ 1: 200 000), với tên gọi “Điệp” Bản Páp. Hệ tầng gồm trầm tích carbonat, chủ yếu là đá vôi xám đen, phân lớp mỏng và trung bình, phân bố rộng rãi ở Bắc Bộ. Các đá cacbonat của hệ tầng tạo thành dải kéo dài theo hướng tây bắc – đông nam phân bố ở trung tâm khu vực nghiên cứu. Nguyễn Vĩnh (1977) đã mô tà chi tiết mặt cắt thượng nguồn Sông Mua với trật tự địa tầng như sau: 1. Chỉnh hợp trên trầm tích lục nguyên của hệ tầng Bản Nguồn là đá phiến sét vôi xám đen, phân lớp mỏng, xen đá vôi và đá vôi sét, chứa Favosites karpinskyi, F. goldfussi, F. cf. kolimaemis, Emmonsia sp., Squameofavosites alveosquamatus, Pachyfavosites aff. cronigerus, Yacutipora sp., Caliapora sp. Dày 190 m. 2. Đá vôi xám đen xen đá vôi xám sáng, xám sẫm, hạt nhỏ, phân lớp dày chứa Amphipora sp. Dày 370 m. 3. Đá vôi hạt nhỏ màu xám, phân lớp mỏng xen những lớp đá vôi kết tinh hạt vừa, phân lớp dày, chứa Amphipora sp. Dày 150 m. 4. Đá vôi hạt nhỏ màu xám sẫm xen đá vôi màu xám sáng, có chỗ bị tái kết tinh, phân lớp trung bình chứa Amphipora sp. Dày 80 m. 5. Đá vôi hạt nhỏ màu xám, xám sẫm phân lóp dày, đôi nơi phân lớp trung bình; những lớp tái kết tinh hạt thô màu xám sáng; chứa hoá thạch Amphipora ramosa, Stachyoides sp. Dày 210 m. 6. Đá vôi xám sẫm, hạt vừa, phân lớp trung bình và dạng khối, chứa Caliapora sp., Scoliopora sp., Cyclochaetetes sp., Amphipora ramosa, Parallelopora sp. Dày 100m. 7. Đá vôi xám sẫm, hạt mịn, phân lớp mỏng và vừa, xen đá vôi sét hạt mịn màu xám đen, phân lớp mỏng, chứa Atrypa (Desquamatia) sp., Grypophyllum sp. Dày 100m. 15
Tổng bề dày của hệ tầng Bản Páp trong mặt cắt chuẩn đạt 1200 m. Quan hệ địa tầng và tuổi. Hệ tầng Bản Páp nằm chinh hợp trên trầm tích lục nguyên của hệ tầng Bản Nguồn (D 1 bn) và dưới đá phiến vôi silic của hệ tầng Tốc Tát (D3-C1 tt) (tại mặt cắt thượng nguồn Sông Mua và mặt cắt Bản Cải – Đa Niêng). Tuổi của hệ tầng được xác định dựa trên các hóa thạch ở mặt cắt nêu trên và các mặt cắt Nà Quản – Bằng Ca (vùng Hạ Lang), mặt cắt Đồng Văn (Hà Giang). Trong đó, có ý nghĩa hơn cả là các hóa thạch Vỏ nón N. zlichovensis, N. barrandei N. praecursor và Răng nón thuộc đới Pol. excavatas như P andorinellina steinhornensis, Pol. excavatus, Pol. Nothoperbonus ứng với tuổi Emxi và hóa thạch Răng nón thuộc đới Pa. transitans ứng với phần thấp nhất của bậc Frasni (D 3 fr) ở mặt cắt Đồng Văn. HỆ CARBON – HỆ PERMI  Hệ tầng Bắc Sơn (C-P bs) Tên của phân vị được Nguyễn Văn Liêm (1974) đặt theo tên khối đá vôi Bắc Sơn ở Đông Bắc Bộ. Các đá vôi của hệ tầng tạo thành các khối nhỏ phân bố ở phía đông bắc và phía tây vùng nghiên cứu. Thành phần thạch học của hệ tầng gồm đá vôi, đá vôi dolomit hóa, đá vôi sét, đá vôi hữu cơ. Ở phần dưới của hệ tầng thường là đá vôi sét, đá vôi silic phân lớp trung bình, màu xám hoặc xám tối. Phần giữa và phần trên chủ yếu là đá vôi sinh vật, đá vôi trứng cá, phân lớp dày hoặc dạng khối, có màu xám hoặc xám sáng. 16
Hình .1.1. Bản đồ địa chất vùng Tô Múa, huyện Vân Hồ, tỉnh Sơn La (Trích lược từ Bản đồ địa chất và Khoáng sản tờ Vạn Yên tỷ lệ 1/200.000, Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam xuất bản năm 2005). 17