Tóm tắt Luận án Lịch sử tiến hóa địa chất holocen đới bờ khu vực Thừa thiên - Huế - Đà Nẵng
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.
Tóm tắt nội dung tài liệu: Tóm tắt Luận án 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 (amQ2 1-2 ), tướng trầm tích bùn lẫn cát sông - biển - đầm lầy (abmQ2 1-2 ), tướng trầm tích cát - sạn bãi triều (msQ2 1-2 ) và tướng trầm tích cát biển hạt mịn (mQ2 1-2 ). Trầm tích Holocen muộn bao gồm 04 tướng: Tướng trầm tích cát - bùn sông - biển (amQ2 3 ), tướng trầm tích bùn lẫn cát sông - biển - đầm lầy (ambQ2 3 ), tướng trầm tích cát - bùn biển - đầm lầy (mbQ2 3 ), tướng trầm tích cát biển hạt mịn (mQ2 3 ). 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 (Q1 2-3 qđ), Phú Xuân (Q1 3b px), Đà Nẵng (mQ1 3b đn), Nam Ô (mvQ2 1-2 no), Phú Bài (Q2 1-2 pb), Phú Vang (Q2 2-3 pv), các thành tạo Q2 2 nguồn gốc sông biển (amQ2 2 ), trầm tích Q2 3 nguồn gốc sông biển và biển gió (amQ2 3 , mvQ2 3 ) 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 Q2 1-2 nguồn gốc biển (mQ2 1-2 ), nguồn gốc bãi triều (msQ2 1-2 ), Q2 3 nguồn gốc sông - biển (amQ2 3 ), nguồn gốc sông - biển - đầm lầy biển (ambQ2 3 ) và biển (mQ2 3 ). 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 p ... ấn 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 Q2 1-2 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 Q2 1-2 - Q2 3 , 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 Q2 3 , 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 Q2 1 , Q2 1 - Q2 2 và Q2 3 . 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 19 quá trình va chạm mảng Ấn Độ với mảng Âu - Á và các hoạt động trượt bằng phương TB - ĐN đi kèm trong Kainozoi. Bên cạnh đó thì ở độ sâu 44 - 46m có hạt tuổi ~70 - 90 tr.năm, tỉ lệ thấp, chúng được cung cấp bởi nguồn địa phương có quy mô không lớn và liên quan đến hoạt động xuất lộ và bóc mòn các khối xâm nhập granit tuổi Jura - Kreta ít phổ biến hơn trong vùng lân cận của KVNC. 4.2.2. Tiến hóa trầm tích dựa trên kết quả phân tích đồng vị oxy Kết quả phân tích được NCS lên biểu đồ để theo dõi sự thay đổi của chỉ số đồng vị δ 18 O theo chiều sâu lỗ khoan. Trên biểu đồ cho thấy sự thay đổi của tỉ số giá trị đồng vị δ 18 O của hai loài Foraminifera trong lỗ khoan khá tương đồng. Xu hướng tỉ số giá trị đồng vị δ 18 O/ δ 16 O tăng liên tục từ -3,13 (đối với Ammonia annecten) và -3,42 (đối với Pseudorotalia schroeteriana) ở độ sâu ~68m đến - 3,05 (đối với Ammonia annecten) và -3,14 (đối với Pseudorotalia schroeteriana) ở độ sâu ~19m. Giá trị này có xu hướng giảm nhẹ xuống đến -3,49 (đối với Ammonia annecten) và -3,56 (đối với Pseudorotalia schroeteriana) ở độ sâu ~14m trước khi liên tục tăng lên -2,67 (đối với Ammonia annecten) và -2,14 (đối với Pseudorotalia schroeteriana) ở gần bề mặt. Sự phù hợp về đường cong phân bố cho thấy đây là hai loài Foraminifera có thể sử dụng để phân tích đồng vị oxy phục vụ cho việc khôi phục cổ môi trường với độ tin cậy cao. Kết quả nghiên cứu cho thấy nhiệt độ KVNC có xu hướng giảm đến tận Pleistocen muộn. Trong Holocen sớm giữa có sự thay đổi nhiệt độ, ở nửa cuối xu hướng nhiệt độ tăng lên đến Holocen muộn và tăng lên cho tới ngày nay. 20 4.3. Lịch sử phát triển địa chất Holocen vùng biển ven bờ Thừa Thiên - Huế - Đà Nẵng NCS khôi phục lịch sử phát triển địa chất KVNC và vùng lân cận thông qua mô hình tiến hóa địa chất. Cấu trúc địa chất KVNC có các thành tạo đá móng trước Kainozoi và tầng phủ Kainozoi, tương đương trên đất liền là các thành tạo thuộc phức hệ Hải Vân và Bà Nà. Các thành tạo này có xâm tán các mạch quặng như zircon, inmenit, monazit Các mạch quặng này có quy mô và mức độ tập trung không đủ lớn để có thể trở thành các thân quặng gốc trên đất liền nhưng lại là nguồn cung cấp sa khoáng quan trọng cho KVNC. Kết quả luận giải về tiến hóa kiến tạo - địa mạo cho thấy sau thời kỳ tách giãn thềm lục địa mạnh mẽ từ Eocen đến Miocen sớm và tiếp sau đó là giai đoạn nghịch đảo kiến tạo Miocen giữa muộn thì hoạt động kiến tạo trong KVNC trở lên yếu dần trong Pliocen - Đệ Tứ. Vì vậy, sự định hình cấu trúc địa chất và cổ địa lý - tướng đá trong giai đoạn Holocen chủ yếu được khống chế bởi các yếu tố ngoại sinh như cổ khí hậu và dao động mực nước biển. Vào thời kỳ băng hà cực thịnh cuối cùng (~ 20.000 năm trước), mực nước biển hạ thấp ~ -120m so với hiện tại. Thềm lục địa cổ bị xuất lộ, trải qua quá trình phong hóa, bóc mòn và xâm thực mạnh mẽ. Các sản phẩm phong hóa trên thềm lục địa cổ có kích thước nhỏ và tỉ trọng nhẹ sẽ bị bóc mòn và rửa trôi, để lại trên bề mặt thềm lớp cuội laterit tàn dư màu nâu đỏ có độ chọn lọc kém. Quá trình hạ thấp mực nước biển không phải diễn ra liên tục mà có những giai đoạn ngừng nghỉ nhất định, hình thành lên các đường bờ cổ tương ứng với các độ sâu ~25 - 30m, 55 - 60m và dưới 120m so với mực nước biển hiện tại. Các đường bờ cổ này được đặc trưng bởi các tướng trầm tích bãi 21 triều phân bố thành các dải hẹp gần song song với đường bờ và giàu sa khoáng. Sự dịch chuyển đường bờ cổ xuống sâu cũng làm cho lưu vực các hệ thống dòng chảy chính trong KVNC như sông Hương được mở rộng ra phía biển và dòng sông cổ xâm thực vào các thành tạo trầm tích hình thành trong giai đoạn trước thời kỳ băng hà cực thịnh cuối cùng. Các hệ thống delta cổ vì vậy cũng dịch chuyển về phía biển sâu. Giai đoạn gian băng từ sau thời kỳ băng hà cực thịnh cuối cùng đến hết Q2 1 , đầu Q2 2 (~ 7.000 năm trước), mực nước biển tăng nhanh đột biến so với hiện tại. Sự tăng cao mực nước biển nhanh chóng làm cho đường bờ tiến nhanh vào lục địa, các hệ thống tam giác châu cổ và các thung lũng xâm thực nhanh chóng bị ngập nước chuyển sang chế độ “vịnh sông” hóa do nguồn cung cấp vật liệu trầm tích ít hơn so với sự mở rộng không gian lắng đọng. Biển tiến nhanh trong giai đoạn này làm cho phần lớn vật liệu trầm tích được giữ lại ở các cửa sông và đới gần bờ tạo thành các miền hệ thống biển tiến, được đặc trưng bởi sự thay đổi thành phần độ hạt theo chiều thẳng đứng theo xu hướng hạt mịn dần lên trên và được nhận biết bởi các gián đoạn phản xạ địa chất kiểu gá đáy trên băng địa chấn nông phân giải cao. Do vật liệu trầm tích chủ yếu được giữ lại ở ven bờ nên chỉ có các trầm tích hạt mịn được vận chuyển ra xa phủ lên trên bề mặt lớp cuội laterit tàn dư của gian đoạn trước tạo thành tập hợp trầm tích bùn sạn hỗn độn. Vào đầu Q2 2 đến Q2 3 , mực nước biển vẫn tiếp tục tăng từ từ đến cao độ +5m so với hiện tại và sau đó giảm xuống -1m trước khi đạt được giá trị hiện tại. Việc dâng cao mực nước biển trong Q2 3 diễn ra chậm hơn một cách tương đối so với nguồn cung cấp vật liệu trầm 22 tích. Vì vậy hệ thống lắng đọng trầm tích tiến nhanh ra phía biển tạo thành thế hệ delta thứ 2 với cấu tạo tiến triển đặc trưng có thể quan sát được trên các băng địa chấn. Trầm tích hình thành trong giai đoạn này tương ứng với miền hệ thống mức cao trong hệ thống địa tầng phân tập và được đặc trưng về sự thay đổi độ hạt theo hướng thô dần lên trên. Miền hệ thống mức cao được hình thành trong Q2 3 là cơ sở hình thành lên các hệ cồn cát ven biển ở KVNC có độ cao ~ 5 - 10m so với mực nước biển hiện tại. Các cồn cát ven biển và bãi biển hiện tại ở đây có đặc điểm là giàu sa khoáng mà theo NCS, các sa khoáng được phong hóa, bóc mòn từ các vi mạch chứa khoáng hóa trong các thành tạo xâm nhập trên đất liền, được vận chuyển ra ven biển bởi lưu vực các hệ thống dòng chảy trong KVNC. Ngoài yếu tố biển thì hoạt động của gió cũng đóng góp một phần quan trọng trong việc vận chuyển và hình thành hệ cồn cát này với đặc trưng là cát hạt mịn, độ chọn lọc tốt và cấu tạo xiên chéo thoải đã quan sát được ở khu vực cửa Cảnh Dương. Sự hình thành các hệ cồn cát ven biển cùng với các hoạt động kiến tạo trẻ làm cho một số khu vực ven biển bị sụt lún cục bộ tạo thành các hệ đầm phá ngăn cách với vùng biển mở bởi các hệ cồn cát Q2 3 - hiện đại. 23 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. KẾT LUẬN a. Các thành tạo trầm tích Holocen trong KVNC trải qua chế độ kiến tạo tương đối yếu. Một số hoạt động sụt lún xảy ra trong giai đoạn Q2 1 tạo nên các cấu trúc địa hào, làm cơ sở cho hệ thống đầm phá cổ phát triển gần với đầm phá hiện tại. Q2 3 hoạt động kiến tạo bình ổn mặc dù có một số đứt gãy hiện đại nhưng với quy mô và biên độ dịch chuyển nhỏ. b. Các trầm tích Holocen sớm - giữa Q2 1-2 trong KVNC gồm 04 tướng: Tướng cát sông - biển (amQ2 1-2 ), tướng bùn lẫn cát sông - biển - đầm lầy (abmQ2 1-2 ), tướng cát - sạn bãi triều (msQ2 1-2 ) và tướng cát biển hạt mịn (mQ2 1-2 ). Trầm tích Holocen muộn Q2 3 gồm 04 tướng: Tướng cát - bùn sông - biển (amQ2 3 ), tướng bùn lẫn cát sông - biển - đầm lầy (ambQ2 3 ), tướng cát - bùn biển - đầm lầy (mbQ2 3 ), tướng cát biển hạt mịn (mQ2 3 ). c. Các trầm tích Q2 1-2 có hình thái trung tâm lắng đọng của phần phía bắc và phía nam phản ánh hai xu thế trái ngược nhau. Trong khi đó các trầm tích Q2 3 có chiều dày và thế nằm khá ổn định, phản ánh chế độ kiến tạo khá yên tĩnh. d. Sự hình thành trầm tích Holocen trong KVNC bị khống chế bởi quá trình gian băng và mực nước biển dâng cao mạnh mẽ từ sau thời kỳ băng hà cực đại cuối cùng đến hiện tại. Trầm tích Q2 1 được hình thành trong giai đoạn mực nước biển tăng nhanh tạo thành tập trầm tích tương ứng với miền hệ thống biển tiến đi kèm với quá trình cửa sông hóa. Ngược lại, các trầm tích Q2 2-3 hình thành trong gian đoạn mực nước biển tăng chậm dần so với nguồn cung cấp vật liệu trầm tích, tương ứng với miền hệ thống biển cao đi kèm với quá trình hình thành các hệ thống châu thổ cận hiện đại - hiện đại. Trầm tích chủ yếu là lục nguyên, tướng cửa sông-ven biển. Nguồn cung cấp vật liệu có nhiều nguồn nhưng nguồn lục nguyên chiếm vai trò chủ đạo (>90%), còn lại là 24 nguồn cacbonat sinh vật và mảnh thực vật. e. Foraminifera trong trầm tích Holocen KVNC gồm 5 phụ bộ, 26 họ, 44 giống, 86 loài. Phần lớn các loài có khả năng chịu được môi trường với điều kiện động lực lớn, rộng mặn, rộng nhiệt. f. Phần lớn vật liệu trầm tích KVNC được hình thành do quá trình bóc mòn các thành tạo đá gốc được hình thành liên quan đến hoạt động tạo núi Caledoni (416 - 542 tr.n) và Indosini (199,6 - 251 tr.n) và ít ảnh hưởng hơn là hoạt động trượt bằng trong Kainozoi. g. Trên cơ sở biến đổi giá trị đồng vị oxy chứng tỏ nhiệt độ KVNC có xu hướng giảm dần đến Pleistocen muộn. Trong Holocen, nhiệt độ có xu hướng tăng lên đến Holocen muộn và tăng lên cho tới ngày nay. 2. KIẾN NGHỊ a. Cần nghiên cứu chi tiết hơn về khoáng sản biển liên quan về triển vọng và đặc điểm phân bố của khoáng sản trong KVNC. b. Nên được bổ sung các chỉ số địa hóa pH, Eh, CIA, phân tích cấu tạo trầm tích bằng X - ray để luận giải môi trường hóa lý có tính định lượng hơn. c. Nên việc bổ sung các nghiên cứu định tuổi tuyệt đối 230 Th - Pb và 210 Pb là cần thiết. d. Các trầm tích hạt mịn nên được nghiên cứu thêm về nguồn cung cấp bằng các phương pháp phân tích đồng vị bền như Nd, Hf, Sr, CÁC CÔNG TRÌNH ĐĂ CÔNG BỐ Tiếng Việt 1. Ngô Thị Kim Chi, Mai Văn Lạc, Đào Văn Nghiêm (2015), “Các phức hệ Trùng lỗ trong trầm tích tầng mặt khu vực đới bờ Thừa Thiên-Huế - Đà Nẵng (0 - 30 m nước)”, tạp chí KHKT Mỏ - Địa chất (số 51), tr.13 - 20. 2. Ngô Thị Kim Chi, Mai Văn Lạc, Hoàng Văn Long, Trịnh Nguyên Tính, Lê Anh Thắng, Đào Văn Nghiêm, Phan Văn Bình, Nguyễn Hữu Hiệu (2016), “Hóa thạch Foraminifera trong trầm tích Đệ tứ-hiện đại vùng biển Thừa Thiên Huế (0 - 30m nước)”, tạp chí Địa chất (loạt A số 355), tr 74 - 82. 3. Ngô Thị Kim Chi, Hoàng Văn Long, Trịnh Nguyên Tính, Lê Anh Thắng, Mai Văn Lạc, Đào Văn Nghiêm, Nguyễn Minh Quyền, Nguyễn Hữu Hiệu, Nguyễn Hữu Hiệp, Phan Văn Bình, Doãn Thị Nga (2016), “Đặc điểm trầm tích Pleistocen trên - Holocen vùng biển nông (0-30 m) khu vực Điền Hương - Phú Thuận, Thừa Thiên - Huế”, tạp chí Địa chất (loạt A, số 356), tr 78 - 87. Tiếng Anh 1. Hoang Van Long, Trinh Nguyen Tinh, Le Anh Thang, Nguyen Van Hoc, Ngo Thi Kim Chi, Phan Van Binh, Nguyen Huu Hiep, Phan Hue Chinh, Nguyen Hue Quynh, Tran Xuan Truong (2016). Nearshore sediment routing in the inner shelf of central Vietnam: Implication for sediment and placer provenance, Proceedings of the ESASGD 2016, Hanoi, 319 - 326pp.
File đính kèm:
- tom_tat_luan_an_lich_su_tien_hoa_dia_chat_holocen_doi_bo_khu.pdf