Đặc điểm thạch học - địa mạo thung lũng sông Kỳ Cùng ( khu vực thị xã Lạng Sơn ) trong mối liên quan với các tai biến địa chất

Đặc điểm thạch học - địa mạo thung lũng sông Kỳ Cùng ( khu vực thị xã Lạng Sơn ) trong mối liên quan với các tai biến địa chất

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO - BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

VIỆN KHOA HỌC ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN

-

Lê Cảnh Tuân

ĐẶC ĐIỂM THẠCH HỌC – ĐỊA MẠO THUNG LŨNG SÔNG

KỲ CÙNG (KHU VỰC THỊ XÃ LẠNG SƠN)TRONG MỐI

LIÊN QUAN VỚI CÁC TAI BIẾN ĐỊA CHẤT

Chuyên ngành: Thạch học

Mã số: 62.44.57.01

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT

Hà Nội – 2009

Công trình được hoàn thành tại Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản

Người hướng dẫn khoa học :

1 Nguyễn Linh Ngọc, tiến sĩ Địa chất

2 Đặng Văn Bào, phó giáo sư, tiến sĩ Địa chất

Phản biện 1: GS TS Đào Đình Bắc, Trường Đại học

Khoa học Tự nhiên- ĐHQGHN

Phản biện 2: PGS TS Đỗ Đình Toát, Trường Đại học

Mỏ - Địa chất

Phản biện 3: GS TS Lại Huy Anh, Viện Địa lý- Viện Khoa học

Công nghệ Việt Nam

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Nhà nước họp

tại Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản vào hồi giờ ngày tháng năm

Có thể tìm hiểu luận án tại Thư viện Quốc gia - Hà Nội

CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN

1 Lê Cảnh Tuân, Vũ Thanh Tâm, Nguyễn Xuân Nam, Đoàn Thế Anh, Hoàng Anh Việt, Phạm Việt Hà, Nguyễn Đình Tuấn, 2006 Bàn

về việc ứng dụng một số mô hình vào nghiên cứu các tai biến Địa chất ở Việt Nam (lấy ví dụ việc ứng dụng mô hình SINMAP vào nghiên cứu trượt lở ở vùng Lạng Sơn” Kỷ yếu hội nghị khoa học- Trường ĐH khoa

học tự nhiên- Đại học Quốc Gia Hà Nội, trang 118- 127

2 Lê cảnh Tuân, Nguyễn Xuân Nam, 2007 Hoạt động tân kiến tạo

và hiện trạng xói lở- bồi tụ trong thung lũng sông Kỳ Cùng (đoạn TP Lạng Sơn), Tạp chí ĐỊA CHẤT, loạt A, số 298, 1-2/2007

3 Lê cảnh Tuân, Vũ Thanh Tâm, Nguyễn Xuân Nam, Đoàn Thế Anh, Hoàng Anh Việt, Phạm Việt Hà, Nguyễn Đình Tuấn, 2006

Nghiên cứu tai biến địa chất trên cơ sở ứng dụng mô hình và GIS (lấy vùng Đồng Đăng – Lạng Sơn làm ví dụ) Tạp chí Khoa học kỹ thuật Mỏ

- Địa chất, số 16

4 Lê Cảnh Tuân, Nguyễn Linh Ngọc, Đặng Văn Bào, 2007 Lang

Son City: A latent site in latural hazards Journal of Geology, series B,

MỞ ĐẦU

Tai biến thiên nhiên có sự gia tăng trên toàn cầu, đặc biệt là các tai biến địa chất Trong các nhân tố ảnh hưởng tới tai biến địa chất, đặc trưng thạch học, các dạng địa hình và quá trình địa mạo đóng vai trò hết sức quan trọng Tại các vùng karst thường xảy ra quá trình đổ lở, sụt lún bề mặt, sập các khoảng trống; tại các vùng đá lục nguyên, lục nguyên - phun trào thường xảy ra hiện tượng trượt lở đất, xói mòn bề mặt; tại đáy thung lũng thường xảy ra quá trình xói lở, liên quan mật thiết với các bở rời, gắn liền với quá trình hoạt động của các sông, suối Tai biến lũ lụt thường gắn liền với các trận mưa, khi lũ xảy ra sức tàn phá của chúng rất lớn Nguy hiểm càng gia tăng khi có sự can thiệp của con người theo xu thế bất lợi, phá vỡ cân bằng vốn có của môi trường địa chất

Lạng Sơn, nằm trong thung lũng sông Kỳ Cùng, thuộc vùng núi Đông Bắc Bắc Bộ Đây là khu vực có sự đa dạng về thành phần đá gốc, phức tạp về các dạng địa hình, bị tác động mạnh mẽ cửa nhiều hệ thống đứt gãy, nổi bật với sự hoạt động xuyên kỳ của đứt gãy Cao Bằng - Tiên Yên, thung lũng sông Kỳ Cùng mang trong mình tiềm ẩn các tai biến địa chất

Khu vực nghiên cứu còn là trung tâm chính trị, kinh tế, văn hóa, … của tỉnh Lạng Sơn, các hoạt động đô thị hóa đã và đang diễn ra mạnh mẽ, tác động đáng kể tới tự nhiên, làm gia tăng các tai biến cũng như thiệt hại

do tai biến địa chất xảy ra ở đây

Đến nay, đã có nhiều các công trình nghiên cứu về địa chất, ĐCTV, ĐCCT, địa mạo, môi trường, TBĐC … nhưng chủ yếu là những nghiên cứu mang tính tổng quan thuộc các lĩnh vực điều tra khoáng sản, môi trường, điều kiện địa chất công trình, thủy văn, … Nhằm cảnh báo, dự báo các TBĐC, tránh các rủi ro trên cơ sở nghiên cứu thạch học- địa mạo, việc

lựa chọn đề tài luận án “Đặc điểm thạch học- địa mạo thung lũng sông Kỳ

Cùng (khu vực Thị xã *

Lạng Sơn ) trong mối liên quan với các tai biến địa chất” là việc làm cấp bách Về mặt khoa học, luận án sẽ góp phần vào việc

nghiên cứu tai biến địa chất trên cơ sở tiếp cận thạch học và địa mạo trong

hệ thung lũng sông Về thực tiễn, luận án là cơ sở cho việc quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội, đề xuất các biện pháp giảm thiểu rủi ro phát sinh do các quá trình địa chất - địa mạo gây ra

2- MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

2-1 Mục tiêu của đề tài

Nghiên cứu, làm sáng tỏ đặc điểm thạch học của các nhóm đá theo nguồn gốc, đặc điểm địa mạo và mối liên quan của chúng với các TBĐC trong vùng Lạng Sơn, làm cơ sở khoa học cho công tác cảnh báo và đề xuất một số giải pháp giảm thiểu TBĐC

2-2 Nội dung nghiên cứu

Để đạt được mục đích trên, luận án giải quyết những vấn đề sau:

(i) Tổng hợp các tài liệu trong khu vực và các tai biến liên quan (ii) Nghiên cứu làm nổi bật mối liên quan giữa đặc điểm thạch học với các dạng địa hình và các TBĐC (iii) Nghiên cứu đặc điểm thạch học các nhóm

đá theo nguồn gốc cũng như đặc điểm địa mạo thung lũng sông Kỳ Cùng, lịch sử phát triển của địa hình khu vực nghiên cứu (iv) Thành lập các loại bản đồ địa mạo, bản đồ DEM, thạch học cấu trúc, cảnh báo các dạng TBĐC (v) Sử dụng GIS và mô hình vào nghiên cứu TBĐC

3- ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

Đề tài luận án tập trung nghiên cứu mối liên quan giữa đặc điểm thạch học với đặc điểm địa hình- địa mạo và TBĐC của các hệ tầng trầm tích có mặt trong thung lũng sông Kỳ Cùng- Lạng Sơn

Về mặt không gian, diện tích nghiên cứu là một phần của thung lũng sông Kỳ Cùng từ cầu Gia Cát, qua thị xã Lạng Sơn đến cầu Khánh Khê

4- CÁC LUẬN ĐIỂM BẢO VỆ

Luận điểm 1: Vùng nghiên cứu đặc trưng bởi 16 phân vị địa tầng

thuộc 5 nhóm nguồn gốc ( carbonat, trầm tích lục nguyên,phun trào acid, phun trào bazơ và trầm tích bở rời) với các thông số ĐCCT đặc trưng, tương ứng với 17 dạng địa hình thuộc các nhóm karst, bóc mòn và dòng chảy

Luận điểm 2: Vùng nghiên cứu nổi bật với 4 dạng tai biến, mỗi dạng

tai biến có liên quan mật thiết với đặc điểm thạch học và địa hình của vùng

5- NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN ÁN

1 Xác lập cơ sở khoa học cho việc phân chia 5 nhóm đá theo nguồn gốc về đặc trưng thạch học, địa chất công trình, là nền tảng cho việc đánh giá tai biến địa chất trong khu vực nghiên cứu

2 Xây dựng được Bản đồ địa mạo với 17 dạng địa hình có nguồn gốc và tuổi khác nhau; đã khôi phục được lịch sử phát triển địa hình của khu vực, trong đó xác định được 3 chu kỳ tích tụ vật liệu để tạo nên các thế hệ thềm sông và bãi bồi, có quan hệ mật thiết với 3 ngấn nước trên vách đá vôi tại cầu Khánh Khê

3 Đã xây dựng thành công sơ đồ khối của mô hình SINMAP để áp dụng vào nghiên cứu trượt lở đất trong phạm vi thung lũng sông Kỳ Cùng

4 Lần đầu tiên đưa ra cơ sở xác định tai biến tiềm ẩn liên quan tới quá trình sụt, sập karst ngầm tại trũng Lạng Sơn, đặc biệt là khi quá trình khai thác nước ngầm tại đây gia tăng

6 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN

+ Kết quả của luận án góp phần bổ sung, hoàn thiện hướng nghiên cứu, phân tích bản chất của các nhóm thạch học trong mối liên quan với quá trình phát triển địa hình và các tai biến địa chất

+ Việc phân vùng cảnh báo nguy cơ TBĐC trong thung lũng sông Kỳ Cùng là cơ sở cho quy hoạch, bảo vệ môi trường, phòng tránh thiên tai của khu vực thị xã Lạng Sơn Các phương pháp và quy trình nghiên cứu ở đây

có thể vận dụng cho nghiên cứu giảm thiểu TBĐC ở các vùng khác có điều kiện tương tự

7 CƠ SỞ TÀI LIỆU CỦA LUẬN ÁN

Luận án hoàn thành trên cơ sở các tài liệu sau:

7.1 Tài liệu từ các đề tài do tác giả trực tiếp tham gia hoặc chủ trì

- Đề tài “Nghiên cứu , điều tra tai biến địa chất tại một số khu vực

trọng điểm thuộc vùng Đông Bắc Bắc bộ phục vụ quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội”, 2004- 2007;

- Đề tài NCKHCB giai đoạn 2006- 2008, mã số 717 006: “Ứng dụng

mô hình SINMAP vào nghiên cứu tai biến trượt lở (lấy ví dụ thung lũng sông Kỳ Cùng- Thị xã Lạng Sơn)”;

- Đề tài “Nghiên cứu các tai biến tiềm ẩn đối với hệ thống đê cấp IV,

tỉnh Hà Nam”, 2000- 2003;

- “Đặc điểm địa chất địa mạo tuyến đê Sông Nhuệ (trên địa bàn tỉnh

Hà Nam) và mối liên quan với các tai biến tiềm ẩn”, 2003 Luận văn thạc

7-2 Các tài liệu được thu thập và tổng hợp

(i) Thu thập, tổng hợp 1.618 mẫu các loại, 33 lỗ khoan từ các tài liệu nghiên cứu về địa chất - địa mạo, VPH, … hiện có về khu vực nghiên cứu (ii) Báo cáo thành lập bản đồ địa chất - khoáng sản vùng Bình Gia- Lạng Sơn, tỷ lệ 1/50.000 Báo cáo lập bản đồ nhóm tờ Lạng Sơn, tỷ lệ 1/ 200.000 (iii) Các tài liệu nghiên cứu về đứt gãy Cao Bằng- Tiên Yên, (iv) Các tài liệu nghiên cứu ảnh hàng không, phân tích viễn thám của vùng nghiên cứu

8 CẤU TRÚC CỦA LUẬN ÁN

Ngoài phần mở đầu và kết luận, nội dung của luận án được trình bày trong 5 chương:

Chương 1- Tổng quan tiếp cận thạch học và địa mạo trong nghiên

cứu tai biến địa chất khu vực thị xã Lạng Sơn và phụ cận

Chương 2- Khái quát địa chất khu vực thị xã Lạng Sơn và phụ cận Chương 3- Đặc điểm thạch học khu vực thị xã Lạng Sơn và phụ cận Chương 4- Đặc điểm địa mạo khu vực thị xã Lạng Sơn và phụ cận

Chương 5 Các tai biến địa chất khu vực thị xã Lạng Sơn và phụ cận

Lời cảm ơn

Luận án được thực hiện tại Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản dưới sự hướng dẫn khoa học của TS Nguyễn Linh Ngọc, PGS- TS Đặng Văn Bào

Với tất cả tấm lòng của mình, NCS xin được bày tỏ lòng cầu thị, kính trọng và biết ơn đối với các thầy TS Nguyễn Linh Ngọc, PGS- TS Đặng Văn Bào đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu thực hiện luận án

Nhân dịp này, NCS trân trọng cám ơn Ban Giám đốc, Ban Đào tạo Sau đại học Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản, đã tạo điều kiện thuận lợi cho NCS thực hiện luận án NCS xin chân thành cám ơn GS-TSKH Lê Đức An, GS-TS Đào Đình Bắc, GS-TSKH Ngô Văn Bưu, GS-TSKH Phan Trường Thị, PGS.TS Nguyễn Xuân Khiển, PGS.TSKH Nguyễn Địch Dỹ, PGS.TS Bùi Minh Tâm, TS Trần Tân Văn, TS Đào Văn Thịnh,

TS Đỗ Minh Đức, TS Vũ Thanh Tâm, TS Đặng Văn Can, KS Đàm Ngọc, NCS Trịnh Xuân Hòa, KS Nguyễn Xuân Nam và các nhà khoa học trong và ngoài Viện đã góp ý, giúp đỡ trong suốt quá trình thực hiện luận án

Ngoài ra, NCS cũng xin được bày tỏ lòng biết ơn sự giúp đỡ nhiều mặt, sự động viên không thể thiếu được của gia đình và bạn bè đồng nghiệp

NỘI DUNG CHÍNH CỦA LUẬN ÁN

CHƯƠNG I TỔNG QUAN TIẾP CẬN THẠCH HỌC VÀ ĐỊA MẠO TRONG NGHIÊN CỨU TAI BIẾN ĐỊA CHẤT KHU VỰC THỊ XÃ

LẠNG SƠN VÀ PHỤ CẬN 1.1 Tổng quan về tai biến địa chất (TBĐC)

Ở Việt Nam, định nghĩa về tai biến địa chất được một số tác giả đưa ra trong các công trình nghiên cứu chung [ 28, 36, 52] hoặc giáo trình [14, 15] song chủ yếu là nhắc lại các khái niệm của tác giả nước ngoài Tổng hợp các khái niệm, chúng tôi cho rằng TBĐC là các quá trình hoạt động tự nhiên của Trái đất, có thể gây ra các tổn thất về người, về của cải vật chất, ảnh hưởng đến các hoạt động kinh tế xã hội và tàn phá môi trường TBĐC có thể phát sinh từ các hoạt động nội sinh của Trái đất: các hoạt động kiến tạo như động đất, đứt gãy, hoạt động núi lửa; hoặc các quá trình dịch chuyển khối như trượt

lở, đổ lở, sụt lún, xói mòn hoặc dòng lũ bùn đá TBĐC xảy ra có thể là hệ quả của một loại TBĐC xảy ra trước hoặc cùng thời điểm và có thể được kết hợp giữa các loại nguồn gốc và ảnh hưởng của một hay nhiều loại TBĐC

1.1.1 Khái niệm và phân loại

a Khái niệm về tai biến địa chất

Tổng hợp các khái niệm, chúng tôi cho rằng TBĐC gây nên bởi các quá trình hoạt động tự nhiên của Trái đất Những hoạt động này có thể gây

ra các tổn thất về người, về của cải vật chất, ảnh hưởng đến các hoạt động kinh tế xã hội và tàn phá môi trường TBĐC có thể phát sinh từ các hoạt động nội sinh của Trái đất: các hoạt động kiến tạo, động đất, hoạt động núi lửa; hoặc các quá trình dịch chuyển khối như trượt lở, đổ lở, sụt lún, xói mòn hoặc dòng lũ bùn đá v.v

b Phân loại về tai biến địa chất

Nhóm I: Các TBĐC nguồn gốc nội sinh ( Động đất; Núi lửa (phun

dung nham, phun tro, phun xỉ, khí núi lửa); Đứt gãy hoạt động)

Nhóm II: Các TBĐC nguồn gốc ngoại sinh ( Lũ quét, tích tụ, bồi lắng

đất đá; Xói mòn bề mặt; Xói lở và bồi tụ bờ sông; Xói mòn bờ biển (xói

lở và bồi tụ bờ biển); Sụt lún đất đá; Thổi mòn, cát bay; Xâm nhập mặn; Các TBĐC liên quan đến hiện tượng karst; Các TBĐC liên quan đến ĐCTV (bán ngập nước các tầng sản phẩm thông nhau, hiện tượng phun bùn)

Nhóm III: Các TBĐC nguồn gốc nhân sinh ( Tai biến do khai thác

khoáng sản, nước dưới đất; Động đất kích thích; Ô nhiễm đất; Ô nhiễm nước)

Nhóm IV: Các TBĐC nguồn gốc hỗn hợp ( Trượt đất: trượt đất, lở đất,

trượt đá, lở đá, đá đổ, đá rơi, dòng đá rắn (debris flow); Nứt đất; Các TBĐC liên quan đến trường từ, điện, phóng xạ; Tai biến ĐHST (thừa thiếu vi nguyên tố, dị thường vi nguyên tố độc hại gây bệnh diện rộng và diện hẹp) ảnh hưởng tới sức khoẻ con người, vật nuôi, thực vật; Sa mạc hóa)

Tuy vậy, cho đến nay vẫn chưa có một bảng phân loại TBĐC nào được chấp nhận rộng rãi trên thế giới

có ảnh hưởng khác nhau tới việc phát sinh TBĐC, nhiều khi đá gốc đóng vai trò quyết định các dạng TBĐC Đối với các đá cứng chắc có độ bền cơ học cao, trong thành phần vỏ phong hóa ít hoặc hầu như không có các khoáng vật sét, chúng thường chỉ xảy ra hiện tượng đổ lở, sập đổ Hiện tượng này thường xảy

ra ở những vách dốc đối với các đá karst, đá magma acid, … Trái lại, các đá trong thành phần giàu sét, nhạy cảm với quá trình phong hóa thường dễ gây trượt, thường xảy ra đối với các đá lục nguyên, lục nguyên chứa than, đá phiến

cericit, Các TBĐC xảy ra có mối liên quan chặt chẽ giữa thạch học, địa mạo

và các hoạt động Nhân sinh (xem sơ đồ mối quan hệ hình 1.1)

a Vai trò của thạch học đối với địa hình và quá trình địa mạo

Các đá trên bề mặt Trái đất có độ bền vững khác nhau Chúng phụ thuộc vào hàng loạt tính chất vật lý và hóa học như: tính hấp phụ và dẫn nhiệt, độ xốp, độ nứt nẻ, sự đồng nhất hoặc không đồng nhất về cấu tạo,

thành phần hóa học v.v… Những đặc điểm này quyết định tốc độ phá hủy

của các quá trình ngoại lực và xác định những hình thái đặc trưng cho từng nhóm đá hoặc loại đá Có thể nói, mỗi loại đá sẽ đặc trưng cho một số

dạng địa hình tiêu biểu: (i) Địa hình đồi núi được cấu tạo bằng đá phiến và các đá hạt mịn khác thường tạo ra dạng địa hình đồi, núi thấp, sườn thoải (ii) Địa hình karst thường tạo ra các vách dốc, nhiều khi dựng đứng, đỉnh lởm chởm, sắc nhọn đặc trưng với nhiều lũng, phễu, “carrư”, mạng lưới thủy văn

ít phát triển (iii) Địa hình của các đá magma acid thường có đỉnh nhọn, sườn dốc, độ tương phản cao (iv) Địa hình của các đá cát kết, cuội kết thường có địa hình dạng “mặt bàn” với sườn vách dốc

Hình 1.1 Sơ đồ mối quan hệ giữa thạch học địa mạo và tai biến địa chất

b Vai trò của thạch học đối với VPH

Quá trình tạo VPH phụ thuộc rất nhiều yếu tố, trong đó quan trọng nhất phải kể đến vai trò của các khoáng vật tạo đá trong đá mẹ Tại những nơi

đá gốc thuận lợi cho quá trình tạo VPH thảm thực vật cũng phát triển và ngược lại, những nơi trơ đá gốc, không có VPH, thảm thực vật kém phát triển Các tổ hợp khoáng vật tạo đá trong các loại đá khác nhau mang những nét

đặc trưng riêng về các đặc trưng thạch học Trên cùng một loại đá, quá trình phong hóa cũng diễn ra khác nhau theo thời gian và không gian Đặc biệt theo chiều đứng, chúng có tính phân đới, các khoáng vật tạo đá dưới tác dụng của các quá trình hydrat hóa, oxy hóa, tác dụng hòa tan, sự phân hủy silicat,… chúng bị phá hủy cấu trúc và thành phần Các chất silicat trong các đá có nguồn gốc khác nhau dưới tác dụng của quá trình hóa lý, điển hình là felspat biến thành kaolanh, ôxyt silic và carbonat theo phản ứng:

K2O.Al2O3.6SiO2 + CO2+ 2H2O = K2CO3 + 4SiO2 + 2H2O.Al2O3.2SiO2

octoclaz Kaolanh CaO.Al2O3.2SiO2 + CO2+ 2H2O = CaCO3 + 2H2O.Al2O3.2SiO2

Anoctit cancit Kaolanh

Các yếu tố tạo VPH bao gồm: đá gốc, địa hình, khí hậu, thảm thực vật và thời gian Trong đó, đá gốc và địa hình là các yếu tố đóng vai trò quan trọng nhất Về nguyên tắc, các thành tạo VPH chỉ có thể phát triển và

tích tụ thành vỏ trong điều kiện địa động lực tương đối ổn định (kiểu miền

nền) và ở những khu vực địa hình có tốc độ của quá trình rửa trôi, bóc mòn

bề mặt nhỏ hơn tốc độ của các quá trình tạo vỏ (các cao nguyên, bản bình

nguyên, vùng đồi thấp trước núi, vùng đồng bằng ,…) Chính vì vậy mà

việc nghiên cứu một cách đầy đủ, sâu sắc, định lượng các thành tạo VPH không những đóng vai trò quan trọng trong việc phát hiện, đánh giá và dự báo các khoáng sản liên quan; nghiên cứu điều kiện môi trường cổ địa lý

mà còn góp phần quan trọng trong việc nghiên cứu các TBĐC

Đánh giá, phân tích các yếu tố này cho phép xác lập các khu vực có nguy

cơ trượt lở cao và các tai biến tiềm ẩn trên từng bộ phận của vùng nghiên cứu 1.2.2 Mối liên quan giữa thạch học đối với TBĐC

a Phân chia thạch học trong mối liên quan với các TBĐC

(i) Nhóm đá carbonat có độ bền cao thường liên quan với tai biến sụt, sập, đổ lở (ii) Nhóm đá phun trào acid có độ bền cơ học cao ít khi gây trượt, thường liên quan đến tai biến đổ lở (iii) Nhóm đá phun trào bazơ kém bền vững hơn, VPH dày, dễ bị phong hóa, khi phong hóa thường có màu nâu đỏ, thường liên quan với tai biến trượt lở (iv) Nhóm đá trầm tích lục nguyên rất nhạy cảm với trượt lở vì trong thành phần ngoài cuội, sạn kết, cát, bột kết còn có thành phần của sét, sét than (v) Đá biến chất trong thành phần có chứa nhiều cericid, khi phong hóa cũng dễ gây trượt (vi) Các thành tạo bở rời phân bố trên sườn có độ gắn kết yếu rất dễ gây trượt Tại những nơi địa hình dốc, khi có mưa lớn, mưa dài ngày, các thành tạo này rất dễ tạo ra lũ bùn đá, lũ quét Tại đáy thung lũng, chúng thường liên quan với quá trình xói lở

b Các thông số ĐCCT liên quan với TBĐC

Mỗi loại đá mang những đặc tính riêng biệt thông qua các thông số đặc trưng

về ĐCCT Sự khác biệt đó đã quyết định đến sự khác nhau về các TBĐC

(như đã nêu trong phần phân chia thạch học trong mối liên quan với các TBĐC) Dưới đây là các thông số ĐCCT của một số loại đá.

Bảng 1 1 Cường độ chống nén (σ n ) cường độ chống kéo (σ k ) của một số đá

Nguồn “Địa chất công trình” Nxb Xây dựng, Hà Nội, 2002

Bảng 1.2 Đặc tính cơ lý chủ yếu của các loại đá lục nguyên - phun trào (nguồn Nguyễn Văn Nghĩa,

2000) Loại thạch học

1.2.3 Tổng quan về địa mạo với TBĐC

Các tai biến thiên nhiên có nhiều nguồn gốc khác nhau, song một phần không nhỏ các quá trình phát sinh chúng có liên quan tới địa hình hoặc thông qua quá trình địa mạo Những tai biến làm biến đổi diện mạo địa hình, tức là tạo hình thái, thực chất đây là những tai biến địa mạo Địa hình bề mặt Trái đất là sản phẩm của mối tác động qua lại trong quá khứ lâu dài của tổng thể các nhân tố nội sinh, ngoại sinh và chính chúng lại là chủ thể chịu và định hướng động lực của các quá trình ngoại sinh hiện đại

Từ đó cho thấy việc nghiên cứu địa mạo bao gồm cả nghiên cứu các quá trình xảy ra trong quá khứ dẫn tới sự hình thành bề mặt địa hình, các tầng trầm tích đồng sinh và nghiên cứu các quá trình địa mạo động lực hiện đại đóng vai trò hết sức quan trọng trong việc xác định nguyên nhân cũng như góp phần giảm thiểu tác hại của các tai biến thiên nhiên thông qua việc cảnh báo không gian có nguy cơ phát sinh tai biến Các nghiên cứu đã khảng định mỗi dạng địa hình sẽ liên quan với một dạng tai biến nhất định: sụt, sập liên quan với địa hình karst; trượt lở liên quan với địa hình sườn dốc,…

1.2.4 Tổng quan về khu vực nghiên cứu và lịch sử nghiên cứu

Khu vực nghiên cứu là một phần của thung lũng sông Kỳ Cùng, địa hình thuộc dạng đồi- núi thấp Đỉnh cao nhất là Khau Moong (868m) và Khau Mạ (xấp xỉ 800m) Các nghiên cứu về địa chất khoáng sản đã có

từ lâu, có thể nói các tài liệu khu vực từ 1/1000.000; 1/500.000;

1/200.000; 1/50.000; 1/25.000 và các nghiên cứu chuyên đề khác đều là nguồn tư liệu quan trọng cho các nghiên cứu của chúng tôi

1.3 Những vấn đề tồn tại

Như đã đề cập, tất cả các nghiên cứu hiện có chỉ mang tính khu vực, còn nhiều bất cập về lý luận và thực tiễn, do đó chưa giải quyết được sâu sắc được các vấn đề như:

- Mối liên quan của giữa đặc điểm thạch học với các dạng TBĐC

- Mối quan hệ giữa TBĐC với các dạng địa hình

- Các yếu tố về kiến tạo, đặc biệt là vai trò của hoạt động tân kiến tạo Các vấn đề tồn tại trên chỉ có thể giải quyết được trên cơ sở nghiên cứu một cách hệ thống với một hệ phương pháp nhất quán Hy vọng kết quả nghiên cứu của đề tài luận án sẽ hoàn thiện thêm những vấn đề về cơ

sở lý luận và áp dụng trong nghiên cứu ứng dụng của địa chất học, nhằm giải quyết một phần các mặt tồn tại trên

1.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

- Nhóm các phương pháp thu thập, xử lý và tổng hợp tài liệu

- Nhóm phương pháp kiến tạo- địa vật lý

- Nhóm phương pháp thạch học

- Nhóm các phương pháp địa mạo

- Nhóm phương pháp địa chất thủy văn- địa chất công trình

- Nhóm phương pháp ứng dụng mô hình và viễn thám

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Hiện nay còn nhiều quan niệm khác nhau về TBĐC, trong luận án,

TBĐC được hiểu là các quá trình địa chất gây ảnh hưởng xấu đến môi

trường địa chất và đời sống của con người, trong đó những tai biến gây biến dạng địa hình được gọi là tai biến địa mạo Đặc điểm thạch học ảnh

hướng lớn tới sự hình thành và phát triển địa hình và có mối quan hệ mật thiết với các quá trình địa mạo, sự tương tác giữa chúng là nguyên nhân chính gây nên các TBĐC như sụt, sập karst, trượt lở đất, xói lở bờ sông,

Để nghiên cứu, đánh giá TBĐC có hiệu quả cần sử dụng đồng bộ các nhóm phương pháp địa chất, địa mạo và ứng dụng mô hình- viễn thám

CHƯƠNG 2 KHÁI QUÁT ĐỊA CHẤT VÙNG THỊ XÃ LẠNG SƠN VÀ PHỤ CẬN

Vùng nghiên cứu là thung lũng sông Kỳ Cùng kéo dài từ cầu Gia Cát đến cầu Khánh Khê, trên chiều dài của thung lũng khoảng 26 km, diện tích tuy nhỏ hẹp nhưng thành phần đá nền cũng khá phong phú, bao gồm 16 phân vị địa tầng có tuổi từ Paleozoi - Mesozoi đến Kainozoi, trong đó đá gốc có 12 phân vị địa tầng và các trầm tích bở rời có 4 phân vị địa tầng Chi tiết về sự phân bố của các thành tạo địa chất và cấu trúc của chúng được thể hiện trên bản đồ địa chất (hình 2.1) và sơ đồ thạch học cấu trúc (hình 2.2) Bản đồ địa chất vùng nghiên cứu được xây dựng trên cơ sở tổng hợp từ các tài liệu địa chất 200.000; 50.000; 25.000, các tài liệu này được

chính xác hóa bởi các mùa thực địa của NCS trong các năm từ 1993 đến nay Sơ đồ thạch học cấu trúc được xây dựng từ các hành trình thực tế lập các mặt cắt chi tiết, kết hợp với các số liệu thu thập từ các đề án nghiên cứu địa chất 50.000 và 25.000 Trên sơ đồ này biểu diễn chi tiết sự phân bố của các lớp đất đá trong mối quan hệ với cấu trúc của thung lũng

2.1 ĐỊA TẦNG

Trong diện tích nghiên cứu có mặt 16 phân vị địa tầng địa chất, cổ nhất có tuổi Carbon – Permi và trẻ nhất là Đệ tứ Những nét khái quát nhất của các phân vị địa tầng đã được NCS tổng hợp và mô tả chi tiết về diện phân bố, các mặt cắt quan sát cũng như đặc điểm của chúng Đó là các phân vị địa tầng sau:

Hệ tầng Bắc Sơn (C-P1bs) (hiện nay đã được Đặng Trần Huyên và

nnk, 2006 xếp vào C-P3bs); Hệ tầng Đồng Đăng (P2đđ) (hiện nay đã được

Đặng Trần Huyên và nnk, 2006 xếp vào P3đđ); Hệ tầng Lạng Sơn (T1i ls);

Hệ tầng Kỳ Cùng (T1okc) (hiện nay đã được Đặng Trần Huyên và nnk,

2006 xếp vào hệ tầng Bắc Thủy T1obt);Hệ tầng Khôn Làng (T2akl); Hệ

tầng Nà Khuất (T2l nk); Hệ tầng Mẫu Sơn (T3cms); Hệ tầng Tam Lung (J3 -

Ktl); Hệ tầng Tam Danh (K - Etd) (hiện nay đã được Đặng Trần Huyên và

nnk,2006 xếp vào T2atd); Hệ tầng Na Dương (N1nd); Thống Pleistocen -

phụ thống thượng; Thống Holocen - phụ thống hạ - trung; Thống Holocen - phụ thống thượng; Trầm tích hỗn hợp sông lũ, hệ Đệ Tứ (apQ)

2.2 CÁC HOẠT ĐỘNG KIẾN TẠO

Vùng Lạng Sơn là nơi diễn ra mạnh mẽ các hoạt động kiến tạo, đặc biệt với sự hoạt động mang tính xuyên kỳ của đứt gãy Cao Bằng- Tiên Yên, tác động của các hệ thống đứt gãy rất rõ nét, sự tương tác của chúng với tính đặc thù về thành phần thạch học trong khu vực đã gây phá hủy mãnh liệt địa hình, các quá trình địa chất – địa mạo đã làm lộ rõ cấu trúc phá hủy của nhân nếp lồi tại trung tâm Lạng Sơn Tổ hợp các nguồn tai liệu

có liên quan kết hợp với việc phân tích ảnh vệ tinh, ảnh Máy bay, khảo sát thực địa, chúng tôi đã nghiên cứu các hệ thống đứt gãy cơ bản sau:

2.2.1 Các hệ thống đứt gãy chính

Hệ thống đứt gãy theo phương Tây bắc – Đông nam

Hệ thống đứt gãy theo phương Đông Bắc-Tây Nam

Hệ thống đứt gãy theo phương á kinh tuyến

2.2.2 Hoạt động hiện đại và các đặc tính của đứt gãy Cao Bằng- Tiên Yên

Về ĐCTV đã được tác giả mô tả về các hệ thống nước mặt và nước ngầm Đặc biệt là tầng chứa nước liên quan với thành tạo carbonat rất giàu nước, chúng là nguồn cung cấp quan trọng cho khu vực Lạng Sơn

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2