Giáo trình Tiến hóa trầm tích tầng mặt thềm lục địa khu vực Hà Tĩnh-Quảng Nam (60-100 m nước) trong mối quan hệ với sự thay đổi mực nước biển - Trần Thị Thanh Nhàn

Nội dung text: Giáo trình Tiến hóa trầm tích tầng mặt thềm lục địa khu vực Hà Tĩnh-Quảng Nam (60-100 m nước) trong mối quan hệ với sự thay đổi mực nước biển - Trần Thị Thanh Nhàn

1. Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 32, Số 2S (2016) 109-120 Tiến hóa trầm tích tầng mặt thềm lục địa khu vực Hà Tĩnh - Quảng Nam (60-100 m nước) trong mối quan hệ với sự thay đổi mực nước biển Trần Thị Thanh Nhàn*, Trần Nghi, Đinh Xuân Thành, Nguyễn Thị Huyền Trang, Nguyễn Thị Tuyến, Nguyễn Đình Thái Khoa Địa chất, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, 334 Nguyễn Trãi, Thanh Xuân, Hà Nội, Việt Nam Nhận ngày 10 tháng 8 năm 2016 Chỉnh sửa ngày 20 tháng 9 năm 2016; chấp nhận đăng ngày 28 tháng 10 năm 2016 Tóm tắt: Vùng biển 60-100m nước từ Hà Tĩnh đến Quảng Nam là vùng biển có đặc điểm địa chất phức tạp gắn liền với hoạt động địa chất ven bờ. Trầm tích phát hiện được tại vùng biển này gồm 14 trường trầm tích, bao gồm: trầm tích sạn bùn, trầm tích cát bùn sạn, trầm tích cát bùn lẫn sạn,trầm tích cát bùn, trầm tích cát bột, trầm tích cát sét,trầm tích cát, trầm tích bùn sạn,trầm tích bùn cát, trầm tích bột cát, trầm tích sét cát, trầm tích bùn, trầm tích bột và trầm tích sét. Các trường trầm tích này là kết quả của hai quá trình: (1) Quá trình phá hủy và tích tụ do sóng và triều khi đường bờ lùi dần từ độ sâu 100 - 60 m nước. (2) và Quá trình tái phân bố trầm tích do dòng chảy đáy khi biển tiến Flandrian đạt cực đại cho đến nay. Từ khóa: Biển tiến Flandrian, trầm tích, đường bờ cổ, Hà Tĩnh đến Quảng Nam. 1. Mở đầu* thường trầm tích tầng mặt có bề dày thay đổi khoảng từ 30 cm đến 1 m. Nghiên cứu trầm tích Nghiên cứu đặc điểm và quy luật phân bố tầng mặt vùng biển Hà Tĩnh - Quảng Nam làm trầm tích tầng mặt là nhiệm vụ cơ bản của nghiên sáng tỏ quy luật phân bố các kiểu trầm tích, phân cứu điều tra tài nguyên và môi trường biển. Trầm dị độ hạt, khoáng vật nặng, khoáng vật vụn cơ học tích tầng mặt trên đáy biển ở độ sâu 60 - 100 m nhẹ và sét. Quy luật phân bố trầm tích có mối nước phản ánh chế độ thủy động lực, quá trình tái quan hệ với pha biển tiến Flandrian có hai lần vận chuyển, phân dị và lắng đọng do dòng chảy dừng lại tạo thành 2 đường bờ cổ ở độ sâu đáy [1]. Vì vậy trầm tích tầng mặt đáy biển là lớp 90 - 100 m và 55 - 60 m nước. Những dấu hiệu có trầm tích trên cùng của đáy biển [2], chúng khác thể giúp nhận biết 2 đường bờ cổ nói trên là: (1) biệt với lớp trầm tích phía dưới về thành phần độ sự phân bố các tướng cuội sạn lục nguyên, hạt, tướng trầm tích và tuổi địa chất. Thông cuội sạn vôi bãi triều có sóng hoạt động mạnh, (2) các sóng cát - đây là tàn dư của các ___ đê cát ven bờ. * Tác giả liên hệ. ĐT.: 84-904435968 Email: quynhanthu@gmail.com 109
2. 110 T.T.T. Nhàn và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 32, Số 2S (2016) 109-120 2. Số liệu và phương pháp đồ phân loại các trường trầm tích của cục địa chất Hoàng Gia Anh (1979) (Hình 1). 2.1. Số liệu Bài báo sử dụng 2 nguồn số liệu chính: (1) 3. Kết quả và thảo luận các kết quả phân tích của dự án “Điều tra, đánh giá tích hợp và dự báo biến động điều kiện tự 3.1. Đặc điểm trầm tích tầng mặt nhiên, tài nguyên, môi trường và tai biến thiên nhiên vùng biển từ Thanh Hóa tới Bình Thuận - Trầm tích sạn bùn (mG) phục vụ phát triển kinh tế biển” thuộc đề án 47 do Trầm tích sạn bùn có diện phân bố tích rất nhỏ Trung tâm nghiên cứu Biển và Đảo, Trường Đại thành các trường hẹp theo độ sâu ngoài 70m nước. học Khoa học Tự nhiên chủ trì; và (2) các số liệu Hàm lượng sạn chiếm 48,41 - 49,46%; thành phần của nhóm nghiên cứu “Trầm tích và Địa chất sạn chủ yếu là thạch anh, mảnh đá vôi - sét và Biển” do GS Trần Nghi đứng đầu. Số liệu cụ thể laterit với độ mài tròn khá tốt, chứa nhiều mảnh gồm: 1500 mẫu độ hạt, 21 mẫu thạch học bở rời, vụn vỏ sò tròn cạnh. Kích thước hạt khá lớn Md: 659 mẫu ion trao đổi của sét, 591 mẫu Eh - pH sét 1,24 - 2,21 mm, trung bình: 1,73 mm, chọn lọc bùn và 591 mẫu cacbonat sinh vật - hóa học [3]. kém nhưng độ mài tròn khá tốt, So ≈ 2,5; Ro ≈ 0,7. Đây là nguồn số liệu quý góp phần nghiên cứu - Trầm tích cát bùn sạn (gmS) quá trình tiến hóa trầm tích vùng biển Hà Tĩnh - Trầm tích cát bùn sạn có diện tích nhỏ phân Quảng Nam 60 - 100 m nước trong mối quan hệ bố rải rác từ Bắc đến Nam khu vực nghiên cứu, mật thiết với pha biển tiến Flandrian trong khuôn theo độ sâu 54 - 60 m nước (phía Bắc), Pleistocen muộn - Holocen. đường bờ cổ 15.000 năm BP [5]; 54 - 100 m nước (phía Nam). Trầm tích có màu xám xanh, xám xi 2.2. Phương pháp nghiên cứu măng. Thành phần trầm tích chủ yếu là cát, chiếm khoảng 46,40 - 61,60%, trung bình: 52,42%, hàm a) Phương pháp phân tích độ hạt: Phương pháp lượng bùn trung bình: 39,01%, sạn 5 - 19,10%, này sử dụng rây, pipete và máy laze LA - 950V2, còn lại hàm lượng bột sét 39%. Thành phần sạn để xác định hàm lượng % các cấp hạt (sạn, cát, bột, chủ yếu gồm kết vón laterit màu nâu, mài tròn tốt sét ), từ đó xây dựng các biểu đồ tích luỹ độ hạt, và vụn vỏ sinh vật bảo tồn trung bình đến kém. biểu đồ phân bố độ hạt và tính toán các tham số Kích thước hạt trung bình từ 0,09 - 0,41 mm, Md, So và Sk để phân loại trầm tích. trung bình 0,19 mm. Trầm tích chọn lọc kém, So: b) Các phương pháp phân tích khoáng vật vụn 2,88 - 6,28. Thành phần khoáng vật bao gồm: cơ học: Khoáng vật vụn được nghiên cứu bằng thạch anh chiếm 33,66 - 45,67%; mảnh đá 0 - hai phương pháp: (1) xác định thành phần khoáng 26,10%, mica và felspat rất hiếm; vụn sinh vật vật và hệ số mài tròn Ro bằng lát mỏng thạch học dao động trong khoảng 16,93 - 40,81%. Kết quả bở rời dưới kính hiển vi phân cực; và (2) xác định phân tích cation trao đổi đã chứng minh trầm tích khoáng vật bở rời dưới kính soi nổi. được hình thành là môi trường kiềm yếu và oxy c) Phương pháp phân loại trầm tích: Phân loại hóa yếu. cấp hạt trầm tích được sử dụng theo thang , ( = - Trầm tích cát bùn lẫn sạn ((g)mS) -log2d) do Crumbein và Folk đề nghị (1954)[4]. Trầm tích cát bùn lẫn sạn có diện tích nhỏ, Kết quả phân tích độ hạt được biểu diễn lên biểu phân bố rải rác từ bắc đến nam khu vực nghiên
3. T.T.T. Nhàn và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 32, Số 2S (2016) 109-120 111 cứu, nhưng mật độ dày ở phía đông nam, một số đến 0,28 mm. Trầm tích chọn lọc kém, So: 2,15 - trường trầm tích này nằm song song với các 5,6. Thành phần khoáng vật gồm: thạch anh 14,45 đường đẳng sâu và phân bố ở độ sâu từ 80 - 100 - 75,86%, mảnh đá 13,62%, felspat và mica rất m nước, thuộc đới bờ 18.000 năm BP [6], một số hiếm, vụn sinh vật 20,88%. Kết quả phân tích ít phân bố ở phía bắc ở độ sâu 54 - 60 m nước, thành phần khoáng vật sét cho thấy kaolinit chiếm thuộc đới bờ 15.000 năm BP [6]. Trầm tích có 11 - 13%; hydromica 18%, montmorilonit: 3 - màu xám đến xám xanh (Hình 3). Thành phần 5%. Dựa vào kết quả phân tích cation trao đổi chủ yếu là cát với hàm lượng 49,2 - 70,30%; bùn: có thể thấy trầm tích được thành tạo môi 27,20 - 49,20%; bột: 27,81%, sét:11,64%, còn lại trường biển - khử yếu với hàm lượng sạn chỉ 2,12%. Kích thước hạt trung bình từ 0,09 cacbonat sinh học cao. Gg 1. Bùn 9. Cát lẫn sạn 2. Bùn cát 10. Cát sạn 3. Bùn lẫn sạn 11. Cát bùn sạn 4. Bùn cát lẫn sạn 12. Sạn bùn 5. Bùn sạn 13. Sạn cát bùn 6. Cát 14. Sạn cát 7. Cát bùn 15. Sạn sỏi 8. Cát bùn lẫn sạn M- Bùn sM- Bùn cát mS- Cát bùn C- sét sC- sét cát cS- cát sét Si- bột sSi- bột cát siS- cát bột Hình 1. Biểu đồ phân loại trầm tích (theo Cục địa chất Hoàng Gia Anh, 1979) [4].
4. 112 T.T.T. Nhàn và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 32, Số 2S (2016) 109-120 Hình 2. Sơ đồ phân bố trầm tích tầng mặt vùng biển Hà Tĩnh - Quảng Nam (60 - 100 m nước) [3, 7]. G
5. T.T.T. Nhàn và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 32, Số 2S (2016) 109-120 113 Hình 3. Trầm tích cát bùn lẫn sạn, mầu xám xanh đến Hình 4. Trầm tích cát bột màu xám nâu, xám đen, kích thước hạt không đều (0,01 - 2mm) kích thước hạt không đều (0,05 - 2mm), lẫn vụn sinh vật màu trắng đục bảo tồn khá. vụn sinh vật màu trắng đục bảo tồn kém. Điểm khảo sát BĐ - 281. Mẫu BĐ - 1138. Hình 5. Trầm tích cát hạt trung màu xám vàng, Hình 6. Trầm tích sạn cát màu vàng nâu, có độ mài độ mài tròn, chọn lọc khá. Điểm khảo sát BĐ 1625. tròn khá tốt, chọn lọc kém. Mẫu BĐ 1884. - Trầm tích cát bùn (mS) khoáng vật sét cho thấy: kaolinit: 10 - 12%; Trầm tích cát bùn phân bố chủ yếu ở phía hydromica: 15% và montmorilonit: 4 - 5%. Môi nam, đông nam khu vực nghiên cứu, có diện tích trường trầm tích có độ pH: 7,86 - 8,90, đặc trưng lớn ở độ sâu 60 - 100 m nước và rải rác ở phía cho môi trường kiềm yếu; Eh dao động mạnh bắc, độ sâu 55 - 60 m nước. Trầm tích có màu từ -183mV đến 167mV, thể hiện sự thay đổi từ xám, xám nâu đến xám xanh. Thành phần độ hạt môi trường khử tới môi trường oxy hóa yếu. bao gồm: cát chiếm 49,80 - 81,45%; bùn chiếm - Trầm tích cát bột (siS) 18,55 - 49,70%, trong đó bột là 18,83% và sét là Trầm tích cát bột có diện phân bố không lớn, 19,68%, hàm lượng sạn thấp: 0,07%. Kích thước chia làm 3 vùng, một vùng phân bố ở phía bắc, độ hạt trung bình: 0,011- 0,43 mm, chọn lọc kém với sâu 55 - 61 m nước; một vùng nằm trong trường So: 1,39 - 5,12. Thành phần sạn và cát hạt thô chủ trầm tích bùn, độ sâu 60 - 66 m nước và một vùng yếu gồm những mảnh vụn sinh vật và san hô nhỏ nằm kẹp giữa trường trầm tích cát sét và cát bùn bảo tồn kém. Kết quả phân tích thành phần lẫn sạn, độ sâu 93 - 95 m nước (Hình 2). Trầm tích
6. 114 T.T.T. Nhàn và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 32, Số 2S (2016) 109-120 có màu xám xi măng đến xám xanh, thành phần rất ít nên không phân chia thành trường trầm chủ yếu là cát: 51,60 - 68,20%; bùn: tích riêng biệt (Hình 5). 18,55 - 49,70% (trong đó: bột chiếm: - Trầm tích bùn sạn (gM) 21,30 - 37,90%, sét: 11,18%). Thành phần khoáng Trầm tích bùn sạn phân bố rải rác, nhưng chủ vật chủ yếu gồm: thạch anh, dao động khá nhiều: yếu tập trung ở phía nam, đông nam và sát rìa phía 27,77 - 81,40%; mảnh đá: 5,14%; vụn sinh vật: tây khu vực nghiên cứu với diện tích nhỏ, đặc biệt 16,81%. Kích thước hạt trung bình 0,09 - 0,17 kiểu trầm tích này thường nằm lọt trong các trường mm. Trầm tích chọn lọc kém, So: 2,46 - 3,98. Kết trầm tích khác, song song với đường đẳng sâu và quả phân tích hóa và cation trao đổi cho thấy trầm phân bố ở độ sâu khác nhau từ tích hình thành trong môi trường biển, khử yếu. 60 - 100 m nước. Trầm tích có màu xám đến xám - Trầm tích cát sét (cS) xanh. Thành phần chủ yếu là bùn chiếm khoảng Trầm tích cát sét nằm kẹp giữa các trường 51,75%, trong đó bột: 39,30%, sét: 12,45%; ngoài ra trầm tích cát bùn lẫn sạn, trầm tích cát bột và trầm hàm lượng cát dao động mạnh từ 16,30 - 62,10%, tích bùn hoặc nằm lọt trong trường trầm tích cát trung bình: 36,79%; và sạn: 11,46%. Trầm tích có bùn, trầm tích cát sét phân bố với diện tích rất kích thước trung bình: nhỏ, ở độ sâu 91 - 97 m nước. Trầm tích có màu 0,03 - 0,41mm, chọn lọc tương đối kém, So: 2,37 xám xanh, xám xi măng. Thành phần chủ yếu - 6,90. Thành phần khoáng vật gồm: mảnh đá: gồm cát hạt mịn dao động từ 50,01 - 79,58%, bùn 54,92%; thạch anh: 1,89%, vụn sinh vật: 18%; các trung bình: 38,52%, trong đó sét chiếm 27,81%, hợp phần khác: 25,19%. Môi trường trầm tích có bột: 10,71%. Trầm tích có kích thước hạt trung độ pH trung bình: 8,48, Eh dao động khá nhiều từ bình Md: 0,15 mm, chọn lọc kém, So: 2,54. Giá -134mV đến 61,38mV, trung bình: 61,38mV do trị Eh dao động từ -75mV đến 163mV, trung đó môi trường đặc trưng với tính chất kiềm yếu - bình: 98,84mV, pH trung bình: 8,18 đặc trưng cho oxy hóa yếu. môi trường kiềm yếu - oxy hóa yếu. - Trầm tích bùn cát (sM) - Trầm tích cát (S) Trầm tích bùn cát có diện tích lớn, phân bố Trầm tích cát trong khu vực nghiên cứu bao nhiều nhất thành một dải lớn ở phía nam, đông gồm 2 vùng có diện tích rất nhỏ, bao phủ xung nam, phía bắc, rải rác một số vùng rất nhỏ ở phía quanh là trường trầm tích bùn, ở độ sâu 55 - 60 m tây nam khu vực nghiên cứu. Trầm tích có màu nước, nằm trong đới đường bờ cổ của biển tiến xám xanh, xám xi măng; hàm lượng bùn là chủ Flandrian (15.000 năm BP) [8, 5]. Trầm tích có yếu, dao động từ: 50,18 - 89,8%, trong đó: bột: màu xám và xám nâu. Thành phần độ hạt chủ yếu 17,27 - 59,3%, sét: 6 - 59,03%, hàm lượng cát dao gồm: cát chiếm 96,3% và bùn 3,97%. Kích thước động nhiều: 10,20 - 49,82% và hàm lượng sạn hạt nhỏ đến trung bình với Md: 0,01 - 0,183 mm. chiếm không đáng kể. Kết quả phân tích khoáng Thành phần khoáng vật vụn chủ yếu là thạch anh vật sét cho thấy kaolinit chiếm 11-13%, 91,53%; mảnh đá rất ít: 0,07 - 7,68%; vụn sinh hydromica 20% và montmorilonit: 5 - 6%. Trầm vật: 2,83%. Trầm tích chọn lọc khá - tốt, So: 1,26. tích có kích thước hạt trung bình Md: 0,006 - 0,09 Trầm tích được thành tạo trong môi trường biển - mm; chọn lọc từ kém đến rất tốt, So dao động: khử yếu. Đôi khi trầm tích này đi kèm các hạt 3,96 - 1,38. Môi trường hình thành trầm tích là sạn lớn, cuội nhỏ, gọi chung là trầm tích cát môi trường biển - khử yếu. sạn, nhưng chỉ xuất hiện rải rác với số lượng
7. T.T.T. Nhàn và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 32, Số 2S (2016) 109-120 115 G Hình 7. Trầm tích bùn cát màu xám xanh, xám xẫm, Hình 8. Trầm tích bùn cát màu xám xanh lẫn vụn hạt mịn độ dẻo dính cao, điểm khảo sát BĐ - 334. sinh vật kích thước (1 - 5 mm) góc cạnh sắc nhọn bảo tồn kém, điểm khảo sát BĐ - 1066. - Trầm tích bột cát (sSi) bột: 21,42%; cát: 25,22%. Kết quả phân tích Trầm tích bột cát phân bố chủ yếu ở phần thành phần khoáng vật sét cho thấy kaolinit trung tâm của khu vực nghiên cứu, rải rác một chiếm 13 - 15%; hydromica 20%, số vùng rất nhỏ ở phía nam tây nam. Kiểu trầm montmorilonit 5 - 6%. Kích thước hạt từ rất nhỏ tích này tạo thành một dải rộng trải dài từ đến nhỏ: 0,0004 - 0,015 mm, chọn lọc kém đến 60 - 100 m nước, hoặc nằm song song với các rất kém, So: 2,1 - 5,97, trung bình: 3,29. Giá trị đường đẳng sâu 60 - 70 m nước. Trầm tích có pH: 7,89 - 875, Eh: 99,08mV, đặc trưng cho màu, xám nâu đến xám xanh. Thành phần độ hạt môi trường kiềm yếu - oxy hóa yếu. chủ yếu bao gồm bùn: 50,4 - 89,8%, trong đó bột: - Trầm tích bùn (M) 59,56%, sét: 15,32%, còn lại là cát: 25,12%. Trầm tích bùn có diện phân bố lớn nhất khu Thành phần khoáng vật gồm thạch anh chiếm vực nghiên cứu, trong khoảng độ sâu 60 - 100 23,32 - 27,56%, mảnh đá: 11,44 - 14,32%, vụn m nước. Trầm tích có màu xám xanh đến xám sinh vật: 13,75%; còn lại là các hợp phần khác: nâu. Kích thước hạt rất nhỏ Md: 0,0006 - 0,023 47,94%; Kết quả phân tích khoáng vật sét cho mm. Thành phần trầm tích gồm: bùn chiếm thấy kaolinit chiếm 14 - 16%; hydromica 18%, 90,18 - 99,31%, trong đó bột chiếm 43,96%, sét montmorilonit 4 - 5%. Kích thước hạt trung bình 24,66%, còn lại là cát 5,62%. Kết quả phân Md: 0,02 - 0,06 mm, chọn lọc kém, So: 2,63. tích thành phần khoáng vật sét cho thấy: Phân tích các chỉ tiêu hóa môi trường và tính toán kaolinit chiếm 13-15%; hydromica 22%, Kation trao đổi cho kết quả môi trường thành tạo montmorilonit 5 - 7%. Trầm tích chọn lọc trầm tích là môi trường biển - khử yếu. kém, So: 2,02 - 6,11 và được hình thành trong - Trầm tích sét cát (sC) môi trường biển - khử yếu. Trầm tích sét cát phân bố theo các diện hẹp, - Trầm tích bột (Si) rải rác lọt trong các trường trầm tích bột cát và Trầm tích bột có diện phân bố nhỏ, tập trung bùn cát, ở các khoảng độ sâu khác nhau. Trầm ở độ sâu 66 - 75 m nước. Trầm tích có màu xám, tích có màu xám, xám nâu đến xám xanh. xám xi măng. Thành phần trầm tích bao gồm: bùn Thành phần trầm tích chủ yếu là bùn: chiếm 90,20 - 99,40%, trong đó hàm lượng bột 49,37 - 89,56%, trong đó sét chiếm 53,30%, dao động khá nhiều: 63,40 - 90,20%, sét:
8. 116 T.T.T. Nhàn và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 32, Số 2S (2016) 109-120 20,25%, còn lại là cát: 3,37%. Kết quả phân + Tướng cuội sạn bãi triều đa khoáng có độ tích thành phần khoáng vật sét cho thấy kaolinit chọn lọc kém, mài tròn tốt, chứa nhiều mảnh chiếm 13 -15%; hydromica 24%, montmorilonit vụn vỏ sinh vật tròn cạnh, chủ yếu phân bố ở độ 4 - 6%. Kích thước hạt nhỏ, Md dao động trong sâu lớn hơn 90 m nước, có tuổi Pleistocen muộn phần muộn (Q 3b). khoảng 0,01 - 0,03 mm, chọn lọc kém đến rất 1 + Tướng cát đê cát ven bờ có độ chọn lọc kém, giá trị So trung bình: 2,82. Trầm tích cát bùn trung bình, mài tròn tốt, phân bố ở độ sâu sạn thành tạo trong môi trường biển - khử yếu. 80 - 90 m nước, có tuổi Pleistocen muộn phần 3b - Trầm tích sét (C) muộn (Q1 ). Trầm tích sét phân bố chủ yếu thành các + Nhóm tướng cát bùn và bùn cát biển nông diện nhỏ ở phía bắc khu vực nghiên cứu, nằm ở chọn lọc kém, đa khoáng, được thành tạo do tái các khoảng độ sâu khác nhau từ 60 - 100 m phân bố trầm tích của dòng chảy đáy. Nhóm nước. Trầm tích có màu xám nâu, xám. Thành tướng này phân bố giới hạn từ độ sâu 60 m phần trầm tích gồm: bùn chiếm 90,23 - 99,50%; nước trở ra đến khoảng 80 m nước, tuổi cổ dần theo độ sâu, từ Q 1-2 đến Q 3b. trong đó sét chiếm 69,61%, bột 24,66%; còn lại 2 1 Sự xuất hiện của các kiểu tướng trầm tích là cát: 5,7%. Kết quả phân tích thành phần này tương đồng với các tướng trầm tích trên các khoáng vật sét cho thấy: kaolinit chiếm vùng biển toàn thềm lục địa Việt Nam trong các 12 - 14%; hydromica 22% và montmorilonit nghiên cứu trước đây (Hình 9). 6 - 7%. Giá trị Md dao động trong khoảng - Nhóm tướng đới bờ cổ 55 - 60 m nước 0,0004 - 0,0007mm, chọn lọc kém, So: 2,37. bao gồm: Kết quả phân tích hóa môi trường và hệ số + Tướng sạn cát laterit bãi triều ít khoáng. kation trao đổi cho thấy thấy trầm tích cát bùn + Tướng cát bãi triều, cát đê cát ven bờ ít khoáng và đơn khoáng, chọn lọc và mài tròn tốt sạn thành tạo trong môi trường biển - khử yếu. 1-2 có tuổi Holocen sớm - giữa (Q2 ). + Tướng cát bùn biển nông chọn lọc và mài 3.2 Tiến hóa của các dãy cộng sinh tướng trong 1-2 mối quan hệ với sự thay đổi mực nước biển tròn kém, thành tạo trong giai đoạn Q2 . Những nghiên cứu trước đây trên thềm lục Pha biển tiến Flandrian bắt đầu từ 18.000 địa Việt Nam ở các tỉ lệ nhỏ hơn [9, 10, 11] đã năm đến 5.000 năm BP [5]. Trong khoảng độ chỉ ra rằng việc hình thành các kiểu trầm tích sâu 60 - 100 m nước khu vực Hà Tĩnh - Quảng được mài tròn và chọn lọc khá tốt ven biển Nam, pha biển tiến Flandrian đã điều tiết chế độ chính là nơi tích tụ các nhóm khoáng sản rắn thủy động lực trong quá trình bào mòn đáy ven bờ. Chính vì vậy, các nhóm trầm tích phân biển, tái vận chuyển và lắng đọng trầm tích tạo ra bố tại hai đới đường bờ cổ tại khu vực nghiên 2 đường bờ cổ (55 - 60 m nước và 85 - 100 m cứu chính là cơ sở nhận biết và tìm kiếm các sa nước) và một dãy cộng sinh tướng phân bố trên khoáng, tiền đề cho nghiên cứu tập hợp khoáng không gian đáy biển, phủ trực tiếp trên bề mặt bào sản trên thềm lục địa Việt Nam. mòn biển tiến (ravinement surface). Tiến hóa trầm - Tiến hóa về tướng trầm tích theo thời gian tích của dãy cộng sinh tướng biển tiến được thể Theo thời gian (từ dưới lên) đơn vị trầm hiện qua 2 tiêu chí quan trọng: tích biển tiến Flandrian thềm lục địa khu vực - Tiến hóa về tướng trầm tích theo không gian Hà Tĩnh - Quảng Nam (60 - 100 m nước) có Từ độ sâu 100 m nước đến độ sâu 60 m nhịp tướng đặc trưng cho 3 vị trí môi trường nước được thể hiện bởi dãy cộng sinh tướng đặc khác nhau: trưng riêng: - Tại đường bờ cổ 80 - 100 m nước được - Nhóm tướng đới bờ cổ 85 - 100 m nước đặc trưng bởi một nhịp tướng gồm 2 tướng: bao gồm: tướng cát sạn bãi triều, tướng đê cát ven bờ.
9. T.T.T. Nhàn và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 32, Số 2S (2016) 109-120 117 - Tại độ sâu 70 m nước được đặc trưng bởi - Tiến hóa thành phần trầm tích 1 nhịp tướng gồm 2 tướng: tướng cát bãi triều, Theo hướng từ 100 m nước đến 60 m nước và tướng cát bùn sông - biển (nằm dưới); tướng từ dưới lên trên theo mặt cắt: thành phần độ hạt bùn biển nông (nằm trên). giảm đi từ sạn cát chuyển sang cát bột sét, độ mài - Tại đường bờ 55 - 60 m, đặc trưng bởi tròn và chọn lọc tăng lên (So khoảng 2,5 đến 1,3; một một nhịp tướng gồm 3 tướng: tướng cát sạn Ro khoảng 0,5 đến 0,8), hàm lượng thạch anh bãi triều, tướng cát bùn biển nông, tướng cát đê tăng lên và đạt trên 90% tại các đê cát ven bờ ở cát ven bờ. đường bờ cổ 55 - 60 m. H Ga) b) Hình 9. Đường bờ cổ ở độ sâu 100m nước ở Thừa Thiên-Huế (a), đánh dấu bắt đầu của miền hệ thống trầm tích biển tiến (TST) với thành phần cuội sạn lẫn vụn vỏ sinh vật (b) [5]. Hình 10. Sạn laterit mài tròn tốt và vụn sinh vật bảo tồn trung bình đã được sàng qua rây, (mẫu BĐ - 1138) thuộc tướng cuội sạn bãi triều đa khoáng tại đới bờ cổ 85 - 100 m nước.
10. 118 T.T.T. Nhàn và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 32, Số 2S (2016) 109-120 Hình 11. Tướng cát bùn biển nông thuộc Hình 12. Sạn laterit màu nâu, mài tròn tốt, nhóm tướng của đới bờ cổ 55 - 60 m nước kích thước (0,3 - 5 cm) (mẫu BĐ - 355) trong mẫu ống phóng 586, 587 và 615. nằm trong tướng sạn cát laterit bãi triều ít khoáng tại đới đường bờ cổ 55 - 60 m nước. Bảng 1. Bảng tổng hợp các thông số trầm tích vùng biển Hà Tĩnh - Quảng Nam (60 - 100 m nước) Thông số độ hạt Thành phần khoáng vật vụn (%) Trường Ký Tt Giá trị Sạn Cát Bùn Bột Sét Md Thạch Mảnh HP trầm tích hiệu So Sk Felspat Mica VSV (%) (%) (%) (%) (%) (mm) anh đá khác Min 48,41 17,71 27,16 9,02 18,14 1,23930 2,2 0,28 12,87 0,00 0,00 0,00 21,92 7,81 1. Sạn bùn mG Max 50,50 24,44 31,79 10,89 20,90 2,21600 6,2 1,13 38,89 31,07 0,31 1,30 22,61 63,22 Cát bùn Min 5,00 46,40 30,50 21,00 8,00 0,09500 2,88 0,18 33,66 0,00 0,00 0,00 16,93 8,25 2. gmS sạn Max 19,10 61,60 46,50 37,50 15,00 0,41600 6,28 1,04 45,67 26,10 0,13 1,66 40,81 46,42 Cát bùn Min 1,00 49,20 27,20 17,20 7,00 0,08600 2,15 0,09 14,45 1,83 0,00 0,00 8,72 0,00 3. (g)mS lẫn sạn Max 4,20 70,30 49,20 38,70 20,00 0,28400 5,60 1,34 75,86 28,19 0,25 3,58 44,28 39,36 Min 0,00 49,80 18,55 6,55 7,00 0,01050 1,39 0,01 4. Cát bùn mS Max 0,90 81,45 49,70 42,70 32,13 0,42570 5,12 2,26 Min 0,00 51,60 31,80 21,30 9,50 0,09100 2,46 0,21 27,77 2,92 0,00 0,13 9,52 3,44 5. Cát bột siS Max 0,00 68,20 48,40 37,90 13,50 0,16900 3,98 0,57 81,40 7,00 H 1,88 27,47 41,84 Min 0,00 50,01 20,42 5,52 14,90 0,05350 1,65 0,01 6. Cát sét cS Max 0,00 79,58 49,99 16,06 36,77 0,30470 3,62 1,73 Min 0,00 94,52 3,22 1,65 1,57 0,00140 1,19 1,11 83,23 0,07 0,00 0,00 0,15 Rh 7. Cát S Max 0,00 96,78 5,48 1,97 3,51 0,18380 1,33 1,17 99,41 7,68 0,26 0,06 6,75 8,31 Min 5,00 16,30 32,00 22,90 6,00 0,03300 2,37 0,16 8. Bùn sạn gM Max 25,90 62,10 76,90 63,90 25,00 0,41200 6,90 3,07 Min 0,00 10,20 50,18 17,27 6,00 0,00050 1,40 0,01 9. Bùn cát sM Max 0,80 49,82 89,80 59,30 59,03 0,11250 6,78 2,75 Min 0,00 10,20 50,40 34,80 6,00 0,01800 1,62 0,20 23,32 11,44 0,00 0,00 12,04 46,08 10. Bột cát sSi Max 0,00 49,60 89,80 81,20 28,00 0,06200 4,28 1,93 27,56 14,32 0,00 0,00 15,45 49,79 Min 0,00 10,44 49,37 6,48 34,45 0,00040 2,10 0,82 11. Sét cát sC Max 0,00 48,86 89,56 28,57 72,51 0,01540 5,97 3,40 Min 0,00 0,69 90,18 30,47 30,50 0,00060 2,02 0,10 12. Bùn M Max 0,00 9,82 99,31 65,60 64,83 0,02300 6,11 1,24 Min 0,00 0,60 90,20 63,40 8,00 0,01100 1,75 0,07 13. Bột Si Max 0,00 9,80 99,40 90,20 32,50 0,03400 6,48 0,98 Min 0,00 0,50 90,23 11,80 60,45 0,00040 1,98 0,76 14. Sét C Max 0,00 9,77 99,50 32,23 85,75 0,00070 3,31 2,40 Chú thích: Md: Kích thước hạt trung bình; So: Hệ số chọn lọc; Sk: Hệ số bất đối xứng; VSV: Vụn sinh vật; HP khác: Hợp phần khác
11. T.T.T. Nhàn và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 32, Số 2S (2016) 109-120 119 Hình 13. Sơ đồ mô phỏng mối quan hệ giữa các đơn vị trầm tích Pleistocen muộn - Holocen khu vực Hà Tĩnh - Quảng Nam. 4. Kết luận Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội, 1995. Trầm tích tầng mặt vùng biển Hà Tĩnh - [2] Trần Nghi và nnk., Bản đồ trầm tích đáy biển Quảng Nam (60 - 100 m nước) là sản phẩm của thềm lục địa Việt Nam và kế cận tỷ lệ quá trình vận chuyển, phân dị và lắng đọng lâu 1:1.000.000. Lưu trữ tại Phân Viện Hải dương dài, từ Pleistocen muộn đến Holocen sớm giữa, học tại Hà Nội, 2002. trải qua các thời kỳ biển tiến và biển thoái mang [3] Mai Trọng Nhuận và nnk, Báo cáo tổng kết dự tính khu vực. Quá trình phân dị trầm tích Holocen án “Điều tra, đánh giá tích hợp và dự báo biến 1-2 động điều kiện tự nhiên, tài nguyên, môi sớm giữa (Q2 ) xảy ra rõ nét, thể hiện qua quy trường và tai biến thiên nhiên vùng biển từ luật phân bố trầm tích theo kích thước hạt từ gần Thanh Hóa tới Bình Thuận phục vụ phát triển bờ ra xa bờ, từ nông đến sâu. Pha biển tiến kinh tế biển”. Lưu Trung tâm Nghiên cứu Flandrian bắt đầu từ 18.000 năm đến 5.000 năm Biển và Đảo, 2015. BP. Trong khu vực, pha biển tiến Flandrian đã [4] Folk, RL. The distinction between grainsize and điều tiết chế độ thủy động lực trong quá trình bào mineral composition in sedimentary-rock mòn đáy biển, tái vận chuyển và lắng đọng trầm nomenclature. Journal of Geology 62, pp 344- 359, 1954. tích tạo ra 2 đường bờ cổ (55 - 60 m nước và 85 - [5] Trần Nghi và nnk., “Tốc độ dâng cao và hạ thấp 100 m nước) thể hiện quá trình tiến hóa trầm tích mực nước biển từ 18.000 năm đến nay trên lãnh trong mối quan hệ với sự thay đổi mực nước biển thổ Việt Nam”. Tuyển tập các công trình nghiên toàn cầu. cứu Địa chất và Địa vật lý Biển, tập VII; ISN: 1859 - 3070; Nhà xuất bản Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Hà Nội 2011, 2011. Tài liệu tham khảo [6] Trần Nghi và nnk, Báo cáo thuyết minh “Bản đồ tướng đá - cổ địa lý thềm lục địa Việt Nam tỉ lệ 1:1000.000”. Lưu trữ tại Trường Đại học Khoa [1] Trần Nghi và nnk., Sơ đồ trầm tích tầng mặt học Tự nhiên - ĐHQG Hà Nội, 2000. thềm lục địa Việt Nam tỉ lệ 1:1000.000. Đề tài nhà nước mã số KT-03-02. Lưu trữ tại Trường [7] Vũ Trường Sơn và nnk, Điều tra đặc điểm địa chất, địa động lực, địa chất khoáng sản, địa
12. 120 T.T.T. Nhàn và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 32, Số 2S (2016) 109-120 chất môi trường và dự báo tai biến địa chất 1:1.000.000”. Lưu trữ Chương trình biển, Viện vùng biển từ 30 đến 100m nước, tỷ lệ Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 2000. 1/500.000. Lưu trữ tại Trung tâm Địa chất và [10] Nguyễn Biểu, Đào Mạnh Tiến và nnk., Báo cáo khoáng sản Biển, 2010. tổng kết Đề án “ Điều tra Địa chất và tìm kiếm [8] Trần Nghi và nnk.,. Bản đồ tướng đá cổ địa lý khoáng sản rắn biển nông ven bờ Pliocen - Đệ tứ thềm lục địa Việt Nam tỷ lệ (0-30m nước) Việt Nam, tỷ lệ 1:500.000”. Lưu 1:1.000.000. Đề tài cấp nhà nước mã số KT-06- trữ Địa chất Việt Nam, Hà Nội, 2001. 11. Lưu trữ Trường Đại học Mỏ - Địa chất, 2001 [11] Trần Nghi, Nguyễn Biểu, Bùi Công Quế, “Quy [9] Nguyễn Biểu và nnk., Báo cáo thuyết minh “Bản luật phân bố sa khoáng biển trong trầm tích Đệ đồ Pliocen - Đệ tứ thềm lục địa Việt Nam tỉ lệ tứ ở Việt Nam”. TC Địa chất, A/237: 19-24, Hà Nội, 1996. Sedimentary Evolution in the Continental Shelf from Ha Tinh to Quang Nam (Depth Range 60-100 m) in Relation with Sea Level Change Tran Thi Thanh Nhan, Tran Nghi, Dinh Xuan Thanh, Nguyen Thi Huyen Trang, Nguyen Thi Tuyen, Nguyen Dinh Thai Faculty of Geology, VNU University of Science, 334 Nguyen Trai, Thanh Xuan, Hanoi, Vietnam Abstract: The geological characteristics of the continental shelf from Ha Tinh to Quang Nam with the depth range 60 - 100 m are quite complicated which associate with coastal geology features. There are fourteen sedimentary fields identified in this area, including: muddy gravel, gravelly muddy sand, muddy sand with gravel, muddy sand, silty sand, clayey sand, sand, gravelly mud, sandy mud, sandy silt, sandy clay, mud, silt and clay. The distribution of sediments on the seabed is controlled by two processes: (1): The destruction of wave and tide actions due to landwards shifting of the shoreline from 100 m to 60 m at water depth; (2): The bottom flow redistributing sediments when the Flandrian transgression reaches to the present maximum level. Keywords: Flandrian transgression, Sedimentary, Paleo - shoreline, Ha Tinh to Quang Nam.