Nghiên cứu nâng cao hiệu quả áp dụng các phương pháp địa chất và địa vật lý hiện đại; nghiên cứu địa chất môi trường vùng đồng bằng sông hồng và sông cửu long

Nghiên cứu địa vật lý phân giải cao và địa chất môi trường Các bài báo và báo cáo KH trên các tạp chí và hội nghị 5 Đại học Oklahoma, Mỹ Đại học Oklahoma, Mỹ Nghiên cứu công nghệ ĐVL phâ

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BÁO CÁO TỔNG HỢP

KẾT QUẢ THỰC HIỆN NHIỆM VỤ HỢP TÁC QUỐC TẾ

VỀ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THEO NGHỊ ĐỊNH THƯ

VIỆT NAM – VƯƠNG QUỐC ANH, 2007-2009

“NÂNG CAO HIỆU QUẢ ÁP DỤNG CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊA CHẤT VÀ ĐỊA VẬT LÝ HIỆN ĐẠI

NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT MÔI TRƯỜNG VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG HỒNG VÀ CỬU LONG”

Cơ quan chủ trì đề tài: Trường Đại học Mỏ - Địa chất Chủ nhiệm đề tài: GS TSKH Mai Thanh Tân

Hà Nội - 2010

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BÁO CÁO TỔNG HỢP

KẾT QUẢ THỰC HIỆN NHIỆM VỤ HỢP TÁC QUỐC TẾ

VỀ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THEO NGHỊ ĐỊNH THƯ

VIỆT NAM – VƯƠNG QUỐC ANH, 2007-2009

“NÂNG CAO HIỆU QUẢ ÁP DỤNG CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊA CHẤT

VÀ ĐỊA VẬT LÝ HIỆN ĐẠI NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT MÔI TRƯỜNG

VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG HỒNG VÀ CỬU LONG”

Chủ nhiệm đề tài:

GS TSKH Mai Thanh Tân

Cơ quan chủ trì đề tài:

PGS TS Trần Đình Kiên

Bộ Khoa học và Công nghệ

Hà Nội - 2010

BÁO CÁO THỐNG KÊ KẾT QUẢ THỰC HIỆN NHIỆM VỤ HỢP TÁC QUỐC TẾ VỀ KHOA HỌC& CÔNG NGHỆ THEO NGHỊ ĐỊNH THƯ VIỆT NAM - VƯƠNG

Mã số đề tài: 08/2007/HĐ-NĐT

2 Chủ nhiệm đề tài:

Họ và tên: Mai Thanh Tân

Ngày tháng năm sinh: 15/4/1944 Nam

Học hàm, học vị: GS, TSKH

Chức danh KH: Giảng viên cao cấp

Chức vụ: Phó chủ tịch Hội KHKT Địa vật lý Việt Nam

Điện thoại tổ chức: 38389633 Nhà riêng: 38572324 Mobile: 0913027045 E-mail: mttan@fpt.vn Tên tổ chức đang công tác: Trường Đại học Mỏ Địa chất

Địa chỉ tổ chức: Đông Ngạc, Từ Liêm, Hà Nội

Địa chỉ nhà riêng: 117/71/6 Thái Hà, Đống Đa, Hà Nội

3 Tổ chức chủ trì dự án:

Tên tổ chức chủ trì đề tài: Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Điện thoại: 37520834 Fax: 37520835

Website: www.humg.edu.vn

Địa chỉ: Đông Ngạc, Từ Liêm, Hà Nội

Họ và tên thủ trưởng: PGS TS Trần Đình Kiên

Số tài khoản:931.01.001

ii

Kho bạc: Từ Liêm – Hà Nội

Tên cơ quan chủ quản đề tài: Bộ Giáo dục và Đào tạo

II TÌNH HÌNH THỰC HIỆN

1 Thời gian thực hiện:

- Theo hợp đồng ký kết: từ tháng 11 năm 2007 đến tháng 12 năm 2009

- Thực tế thực hiện: từ tháng 11 năm 2007 đến tháng 12 năm 2009

Thời gian Kinh phí

(Tr.đ)

Thời gian (Tháng, năm)

Kinh phí (Tr.đ)

3 Các văn bản hành chính trong quá trình thực hiện đề tài/dự án:

(Liệt kê các quyết định, văn bản của cơ quan quản lý từ công đoạn xác định nhiệm vụ, xét

chọn, phê duyệt kinh phí, hợp đồng, điều chỉnh (thời gian, nội dung, kinh phí thực hiện

nếu có); văn bản của tổ chức chủ trì đề tài, dự án (đơn, kiến nghị điều chỉnh nếu có)

Số

TT

Số, thời gian ban

Sản phẩm đạt được

Nghiên cứu sự biến đổi khí hậu và môi trường trầm tích Phân tích mẫu

Hướng dẫn chuyên môn, báo cáo chuyên đề, hội thảo KH

2 Đại học

Kopenhagen,

Đan Mạch

Đại học Kopenhagen, Đan Mạch

Nghiên cứu đặc điểm trầm tích

Hướng dẫn chuyên môn, hội thảo KH

Nghiên cứu môi trường trầm tích

Phân tích mẫu

Các bài báo và báo cáo KH trên các tạp chí và hội nghị

Nghiên cứu địa vật

lý phân giải cao và địa chất môi

trường

Các bài báo và báo cáo KH trên các tạp chí và hội nghị

5 Đại học

Oklahoma,

Mỹ

Đại học Oklahoma,

Mỹ

Nghiên cứu công nghệ ĐVL phân giải cao

Các bài báo và báo cáo KH trên các tạp chí

6 Trường Đại

học Mỏ - Địa

chất

Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Tổng hợp tài liệu, khảo sát thực địa,

áp dụng địa vật lý

Báo cáo tổng hợp tài liệu

7 Viện Dầu khí,

Tập đoàn Dầu

khí VN

Viện Dầu khí, Tập đoàn Dầu khí VN

Phân tích tài liệu địa chấn khu vực Báo cáo tổng hợp, phân tích địa chấn

8 Phân viện Địa

lý, TP Hồ Chí

Minh

Viện Địa lý,

TP Hồ Chí Minh

Phân tích tài liệu địa chất và ĐVL đồng bằng Cửu Long

Báo cáo tổng hợp, phân tích tài liệu đồng bằng Cửu Long

Báo cáo khảo sát

Nội dung tham gia

- Lập đề cương nghiên cứu

- Tổng hợp kết quả nghiên cứu, viết báo cáo tổng kết

- Tham quan, trao đổi khoa học

- Đề cương nghiên cứu

- Hoàn thành các báo cáo chuyên đề tổng kết

- Báo cáo phân tích tài liệu

- Các tài liệu khảo

- Lập đề cương nghiên cứu

- Tổng hợp tài liệu địa chất, địa vật lý trong

và ngoài nước

- Các bản đồ, lát cắt, báo cáo, kết quả phân tích

- Các báo cáo khoa học đối sánh kết quả

4 TS Nguyễn

Văn Lập

TS Nguyễn Văn Lập

- Khảo sát thực địa khu vực đồng bằng Cửu Long

- Chỉnh lý phân tích tài liệu

- Các tài liệu khảo sát, sơ đồ tài liệu thực tế,

- Các báo cáo khoa học

Văn Lương

- Khảo sát thực địa khu vực Sông Hồng

- Chỉnh lý phân tích tài liệu trong phòng

- Trao đổi khoa học, phân tích mẫu

- Các tài liệu khảo sát, tài liệu thực tế, mẫu…

- Sơ đồ tài liệu thực tế, kết quả đo mẫu…

- Các báo cáo khoa học

Trần Tân

- Khảo sát thực địa vực Cửu Long

- Chỉnh lý phân tích mẫu, xử lý tài liệu trong phòng

- Các tài liệu khảo sát, tài liệu thực tế

- kết quả đo mẫu…

Thị Hồng Liễu

- Chỉnh lý phân tích mẫu, xử lý tài liệu trong phòng

- Trao đổi khoa học, phân tích mẫu

- Các tài liệu khảo sát, mẫu…

- Tổng hợp tài liệu địa chất, địa vật lý - Chỉnh

lý phân tích mẫu, xử

lý tài liệu trong phòng

- Trao đổi khoa học, phân tích mẫu

- Các bản đồ, lát cắt, báo cáo, kết quả phân tích, đo mẫu…

- Các báo cáo KH đối sánh kết quả

Hoàng Văn Long

- Chỉnh lý phân tích mẫu, xử lý tài liệu trong phòng tai Việt Nam và Anh

- Tài liệu thực tế,

mẫu…Các báo cáo khoa học

vi

Lý do thay đổi: TS Nguyễn Trọng Tín bận công tác quản lý, bổ sung TS Nguyễn Văn Lương, TS Nguyễn Trần Tân và TS Nguyễn Thị Hồng Liễu, NCS Hoàng Văn Long thực hiện các chuyên đề

6 Tình hình hợp tác quốc tế:

Số

1 Mời 6 lượt chuyên gia (2 đợt x 3

người) sang Việt Nam tham gia

công tác thực địa, phân tích tài

liệu, hướng dẫn chuyên môn, báo

cáo chuyên đề

Đoàn I, 14.400.000, đồng năm 2008: 3 người x 10 ngày (hội thảo phương pháp NC, tìm hiểu phòng thí nghiệm )

Đoàn II, năm 2009, 22.200.000 đồng: 4 người x 10 ngày (phân tích mẫu, trao đổi kết quả nghiên cứu)

2 Tổ chức 6 lượt cán bộ (2 đợt)

sang công tác ở Anh, Đan Mạch

nhằm học tập chuyên môn, trao

đổi kinh nghiệm nghiên cứu,

phối hợp phân tích mẫu, hội thảo

khoa học

Đoàn I, 10 - 17/05/2008, ĐH Aberdeen: 123.600.000, đồng 3 người x 7 ngày ( phân tích tài liệu, khảo sát thực địa, đào tạo ngắn hạn) Đoàn II, từ 23 -29 /12/2009: Hội thảo tại ĐH Aberdeen; 161.200.000, đồng 4 người x 7 ngày (phân tích tài liệu, khảo sát thực địa, hội thảo khoa học, đào tạo cán bộ)

3 Đào tạo 1 NCS tại trường Đại

học Aberdeen đề tài Nghị định

thư

1NCS bảo vệ luận án tiến sĩ tại trường Đại học Aberdeen

4 Phối hợp công bố kết quả nghiên

cứu dưới dạng các bài báo và báo

cáo khoa học trên các tạp chí

chuyên ngành và hội nghị khoa

học

Phối hợp công bố kết quả nghiên cứu dưới dạng các bài báo và báo cáo khoa học trên các tạp chí chuyên ngành và hội nghị khoa học

5 Tổ chức các hội thảo khoa học,

đào tạo ngắn hạn với sự giúp đỡ

của các chuyên gia nhằm nâng

cao trình độ cán bộ, cập nhật các

biện pháp xử lý số liệu tiên tiến

và trao đổi các kết quả đạt được

Tổ chức hội thảo khoa học, đào tạo ngắn hạn với sự giúp đỡ của các chuyên gia nhằm nâng cao trình độ cán bộ, cập nhật các biện pháp xử lý

số liệu tiên tiến và trao đổi các kết quả đạt được

7 Tình hình tổ chức hội thảo, hội nghị:

1 Hội thảo khoa

học, 8/2008 –

8/2009

Hội thảo về nghiên cứu trầm tích Đệ

Tứ đồng bằng châu thổ (3/10/2007), kinh phí 5.000.000 đồng, tại Hà Nội

TS Yoshi Saito (Nhật Bản)

Hội thảo quốc tế về biến đổi trầm tích Sông Hồng và Cửu Long, (18/1/2008) tại Hà Nội

GS Clift (UK),

TS Niesel L.H, Abatzis I (Đan Mạch) Hội thảo nghiên cứu địa chất môi

trường (22/6/2008) tại Hà Nội

ĐH Đồng Tế (Trung Quốc) Seminer tại Viện AIST (21/11/2008)

tại Tokyo (Nhật Bản)

Có 2 báo cáo trình bày tại HNKH tại Sapporo, Nhật Bản (21/10/2009) Hội thảo góp ý cho báo cáo tổng kết

đề tài; 12/2009; 5.000.000, đồng

8 Tóm tắt các nội dung, công việc chủ yếu:

Số

TT (Các mốc đánh giá chủ yếu) Các nội dung, công việc

cơ quan thực hiện

Theo kế hoạch

Thực tế đạt được

1 Lập đề cương nghiên cứu 4/2007 4/2007 Tập thể tác giả

2 Tập hợp tài liệu địa chất và

địa vật lý trong và ngoài

nước (địa chất, địa chấn,

khoan, mẫu,

4/2008 10/2007-4/2008 ĐH Mỏ Địa chất, Viện

10/2007-Dầu khí, chuyên gia

3 Chỉnh lý, đánh giá và phân

tích các tài liệu thu thập được 11/2007-4/2008 11/2007-4/2008 ĐH Mỏ Địa chất, Viện

Dầu khí

4 Chỉnh lý, phân tích mẫu, xử

lý số liệu trong phòng tại

Việt Nam và Anh

6-8/2008 6-8/2008 Cán bộ tham

gia đề tài, chuyên gia

5 Chỉnh lý, phân tích mẫu, xử

lý số liệu trong phòng tại

Việt Nam và Anh

viii

III SẢN PHẨM KH&CN CỦA ĐỀ TÀI, DỰ ÁN

1 Sản phẩm KH&CN đã tạo ra:

Phù hợp với điều kiện Việt Nam

2 Sơ đồ địa chất - địa

vật lý Lát cắt dọc và

lát cắt ngang

02 Sơ đồ tỷ lệ 1/200.000 Lát cắt tỷ lệ ngang 1/200.000, tỷ lệ đứng 1/ 10.000

02 Sơ đồ tỷ lệ 1/ 200.000 Lát cắt tỷ lệ ngang 1/ 200.000, tỷ lệ đứng 1/ 10.000

3 4 Biểu bảng và số liệu

phân tích mẫu trầm

tích

Đạt tiêu chuẩn phòng TN nước ngoài

Đạt tiêu chuẩn phòng TN nước ngoài

Công bố trên tạp chí trong và ngoài nước

nước, 4 nước ngoàid) Kết quả đào tạo:

Theo kế hoạch Thực tế đạt được

2 Đánh giá về hiệu quả do đề tài, dự án mang lại:

Những nội dung mới đạt được:

- Áp dụng phương pháp địa hóa hiện đại (Định tuổi U-Pb của Zircons, Phân tích 40Ar/39Ar các hạt mica, Phân tích theo vết phân hạch) nghiên cứu lịch sử tiến hóa, nguồn gốc và biến đổi trầm tích đồng bằng sông Hồng và sông Mekong

- Nghiên cứu áp dụng có hiệu quả phương pháp địa chấn phân giải cao trong điều kiện vùng cửa sông tiền châu thổ và phương pháp địa chấn phân giải cao đa kênh trong điều kiện vùng sông

- Nghiên cứu phương pháp địa tầng phân tập và áp dụng có hiệu quả trong phân tích địa chấn địa tầng tài liệu địa chấn phân giải cao Phân chia địa tầng và lịch sử tiến hóa trầm tích Đệ tứ vùng châu thổ sông Hồng và Cửu Long

- Tạo cơ sở quan hệ hợp tác quốc tế và có các công bố có ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Các công trình công bố liên quan đến kết quả của nhiệm vụ

1 Clift P.D, Carter A, Campbell I H, Pringle M.S, Lap NV, Allen M C,

Hodges K.V, Tan M T, 2006 Thermochronology of Mineral Grains in the

Red and Mekong Rivers, Vietnam: Provenance and Exhumation Implications for Southeast Asia Geochemistry, Geophysics and Geostems, vol 7, No.10

2 Clift P.D, Long HV, Hinton R, Ellam R, Hannigan R, Tan MT, Blusztajn J,

Duc N A 2008, Evolving East Asian River Systems Reconstructed by Trace

Element and Pb and Nd Isotope Variations in Modern and Ancient Red Song Hong Sediments Geochemistry, Geophysics and Geostems, Vol.9, N 4

River-3 Mai Thanh Tan, 2009, Seismic stratigraphy interpretation of shallow

sediments in continental shelf of center Vietnam Proceedings of The 9th SẸG

x

International Symposium on Imaging and Interpretation, Sapporo, Japan

12-14 October 2009

4 Hoàng Văn Long, Clift P.D, Mai Thanh Tân, Đặng Văn Bát, Wu F I, Lê

Hải An, 2009, Đặc điểm quá trình trầm tích Kainozoi vịnh Bắc Bộ và châu

thổ Sông Hồng Tạp chí Dầu Khí số 8/2009, tr 8-18

5 Mai Thanh Tân, Lê Văn Dung, Lê Đình Thắng, 2008, Hình thái cấu trúc

Pliocen- Đệ Tứ thềm lục địa Việt Nam, Tuyển tập HNKH địa chất biển toàn

quốc lần thứ nhất, tr 188-198

6 Long HV, Peter D C, Mark D, Zheng H, Tan M T, Ar-Ar Muscovite

Dating as a Constraint on Sediment Provenance and Erosion Processes in the Red and Yangtze River Systems, SE Asia, Submitted to Earth and Planetary

(10 Tham gia hội thảo tại ĐH Aberdeen, Anh (30/4(10 10/5/2008)

Đánh giá chung về kết quả thực hiện nhiệm vụ

Nhiệm vụ đã hoàn thành tốt với các nội dung được ký kết trong hợp đồng Thành tích nổi bật của nhiệm vụ là tạo mối quan hệ hợp tác giữa các nhà khoa học VN và Vương quốc Anh trong lĩnh vực áp dụng các phương pháp địa chất và địa vật lý hiện đại nghiên cứu địa chất Pliocen - Đệ tứ và quá trình biến đổi trầm tích liên quan đến đồng bằng sông Hồng và đồng bằng Cửu Long

3 Tình hình thực hiện chế độ báo cáo, kiểm tra của đề tài, dự án:

Số

TT Nội dung

Thời gian thực hiện

1.1 Khái quát lịch sử nghiên cứu và đặc điểm địa chất Pliocen -

1.1.1 Lịch sử nghiên cứu 7

1.1.2 Khái quát đặc điểm địa chất đồng bằng Sông Hồng 11

1.2 Khái quát lịch sử nghiên cứu và đặc điểm địa chất Pliocen -

1.2.1 Lịch sử nghiên cứu 14

1.2.2 Khái quát đặc điểm địa chất đồng bằng Cửu Long 16

Chương 2 Các phương pháp nghiên cứu 20

2.1.2 Phương pháp định tuổi theo vết phân hạch 20

2.1.3 Các phương pháp định tuổi theo tích tụ phóng xạ chì 21

2.2 Các phương pháp phân tích độ hạt và chỉ số môi trường 22

2.3.1 Phương pháp địa chấn phân giải cao một mạch 23

2.3.2 Phương pháp địa chấn phân giải cao nhiều mạch 27

2.4 Phân tích địa chấn địa tầng trên cơ sở địa tầng phân tập 29

2.4.2 Quá trình phân tích Địa chấn địa tầng 33

Chương 3 Áp dụng phương pháp địa hóa – địa chất hiện đại nghiên cứu

lịch sử tiến hóa và nguồn gốc trầm tích châu thổ sông Hồng và 37

sông Mekong

3.2.1 Các kết quả định tuổi zircon theo U-Pb 38

3.2.3 Các kết quả vết phân hạch 44

3.3.1 Các phương pháp xác định tiến hóa của hệ thống sông 46

3.3.2 Kết quả xác định tiến hóa hệ thống sông Hồng 48

Chương 4 Đặc điểm môi trường trầm tích Đệ tứ đồng bằng sông Hồng 65

4.1 Đặc điểm địa chất – địa vật lý vùng trước châu thổ cửa Ba Lạt

trên cơ sở tài liệu địa chấn phân giải cao 65

4.1.1 Các ranh giới phản xạ 66 4.1.2 Đặc điểm các tập phản xạ 69 4.1.3 Đặc điểm cấu trúc địa chất Pleistocen muộn- Holocen 75

4.1.4 Đặc điểm cấu trúc địa chất Holocen muộn- Hiện đại 79

4.1.5 Xu thế phát triển tiền châu thổ cửa Ba Lạt 85

4.2 Tướng trầm tích và tiến hóa Holocen châu thổ sông Hồng 88

4.2.2 Tiến hóa Holocen châu thổ sông Hồng 97

Chương 5 Đặc điểm môi trường trầm tích Đệ tứ đồng bằng Cửu Long 104

5.1 Áp dụng địa chấn phân giải cao nhiều mạch khảo sát trầm tích Đệ tứ 105

5.1.1 Khảo sát thực địa và xử lý số liệu 105

5.1.2 Đặc điểm địa chất theo tài liệu địa chấn phân giải cao 107

5.2 Tướng trầm tích Pliocen – Đệ tứ tương ứng với sự thay đổi

xiv

Kết luận và kiến nghị 139 Tài liệu tham khảo 141 Phụ lục 149

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Chemical Index of Alteration/CIA Chỉ số biến đổi hoá học

chronostratigraphy Thời địa tầng

Depositional sequence Tập tích tụ

Downlap Phủ đáy

Erosion-truncation Bào mòn cắt xén

Fission track dating Định tuổi theo vết phân hạch

Progradation deposits Trầm tích bồi lấn

Sensitive high resolution ion micro

probe (SHRIMP) Vi dò ion nhiệt độ cao

Toplap Chống nóc

Transgressive - Regresive Sequence Tập biển tiến- biển lùi

Hình 1.3 Bề mặt đáy trầm tích Holocen đồng bằng Sông Hồng

Hình 1.4 Đồng bằng Cửu long và vị trí các tuyến khảo sát địa chấn phân giải cao

Chương 2:

Hình 2.1 Thử nguồn phát Sparker ở cửa sông Ninh Cơ (Nam Định)

Hình 2.2 Mối quan hệ giữa chu kỳ thay đổi mực nước biển và cách phân chia các hệ thống trầm tích, tập trầm tích trầm tích

Hình 2.3 Quá trình biển tiến và biển lùi a Hệ thống biển tiến, b Hệ thống biển lùi cưỡng bức, c Hệ thống biển lùi bình thường

Hình 2 4 Các tập tích tụ, tập cùng nguồn gốc và tập biển tiến – biển lùi

Chương 3:

Hình 3.1 Vị trí một số điểm lấy mẫu trên hệ thống sông Hồng

Hình 3.2: Biểu đồ tần suất phân bố tuổi tuyệt đối U-Pb từ hạt zircon từ sông Hồng, sông Mekong và các khối địa chất khác nhau

Hình 3.3: Biểu đồ tần suất thể hiện sự phân bố tuổi tuyệt đối U-Pb của các mẫu trầm tích hiện đại lấy trên hệ thống sông Hồng và các chi lưu chính Hình 3.4: Biểu đồ xác xuất đinh tuổi Ar - Ar

Hình 3.5: Xác định nguồn từ phân tích mica

Hình 3.6: Đồ thị phân tích vết phân hạch apatit và zircon

Hình 3.7: Đồ thị phân tích vết phân hạch zircon

Hình 3.8: Đồ thị vết phân hạch apatite

Hình 3.9: Bản đồ chỉ số biến đổi hoá học (CIA) châu thổ Sông Hồng

Hình 3.10: Mối quan hệ CIA với Si/Ti

Hình 3.11: Phân bố 87 Sr/Sr 86 trong khu vực nghiên cứu

Hình 3.12: Tài liệu phân tích CIA, Sr, ع Nd và 87 Sr/ 86 Sr

Hình 3.13: Kết quả phân tích các nguyên tố hiếm chuẩn hóa theo Chondrite C1 ở sông Đà, sông Lô, sông Chảy và sông Hồng

Hình 3.14: Kết quả phân tích nguyên tố hiếm chuẩn hóa theo Chondrite C1 của các giếng khoan trong khu vực

Hình 3.15: So sánh mối quan hệ của La/Yb với TiO 2 và ع Nd

Hình 3.16: Bản đồ phân bố Nd dọc theo sông Hồng

Hình 3.17: Phân bố đồng vị Nd của sông Hồng cổ

Hình 3.18: Kết quả phân tích đồng vị Pb ở các sông

Hình 3.19: Kết quả phân tích đồng vị Pb ở các giếng khoan trong khu vực nghiên cứu

Hình 3.20: Bản đồ cổ địa lý thể hiện tiến hóa của hệ thống dẫn lưu

Chương 4:

Hình 4.1 Vị trí vùng cửa Ba Lạt và sơ đồ tuyến khảo sát địa chấn phân giải cao Hình 4.2 Lát cắt địa chấn (a) và lát cắt địa chấn – địa chất (b) tuyến BL47-46 Hình 4.3 Lát cắt địa chấn (a) và lát cắt địa chấn – địa chất (b) tuyến BL 14- 13-12-11-10

Hình 4.4a Khung cấu trúc tướng địa chấn-môi trường khu vực cửa Ba lạt

Hình 4.4b Cột địa tầng tổng hợp đới bờ châu thổ Sông Hồng

Hình 4.5 Lát cắt địa chấn (a) và địa chấn- địa chất (b) tuyến 68-69-61

Hình 4.6 Lát cắt địa chấn (a) và địa chấn- địa chất (b) tuyến 43-44

Hình 4.7 Lát cắt địa chấn (a) và địa chấn- địa chất (b) tuyến BL 55-59

Hình 4.8 Lát cắt địa chấn (a) và địa chấn- địa chất (b) tuyến BL 66-65

Hình 4.9 Lát cắt địa chấn (a) và địa chấn- địa chất (b) tuyến BL 86-88

Hình 4.10 Lát cắt địa chấn (a) và địa chấn- địa chất (b) tuyến BL 28-30

Hình 4.11 Phân bố khoáng vật, cổ sinh cấp hạt >0,1mm (a) và < 2 µm (b) theo miền hệ thống, các giai đoạn) ở đới trung tâm châu thổ Sông Hồng Hình 4.12 Sơ đồ cổ địa lý thể hiện sự thay đổi không gian tích tụ thuận lợi trong Holocen ở châu thổ sông Hồng từ 8,5 ng n (Tanabe [66], có bổ sung) Hình 4.13 Mối tương quan giữa khí hậu - nước biển dâng - tốc độ tích tụ trầm tích Holocen đới trung tâm châu thổ sông Hồng trong 12 ng.n

xviii

Chương 5

Hình 5.1 Bản đồ địa mạo - trầm tích đồng bằng Cửu Long

Hình 5.2 Vị trí các tuyến địa chấn phân giải cao ở đồng bằng Cửu long Hình 5.3 Mặt cắt địa chấn kênh Thốt Nốt

Hình 5.4 Mặt cắt địa chấn kênh Sáng mới

Hình 5.5 Mặt cắt địa chấn qua tỉnh Vĩnh Long

Hình 5.6.: Mặt cắt địa chấn qua hạ lưu sông Hậu (Sóc Trăng)

Hình 5.7 Mặt cắt địa chấn qua tỉnh Bến Tre

Hình 5.8 Mặt cắt địa chấn qua thị trấn Mỹ Tho

Hình 5.9 Mặt cắt địa chấn qua cửa Hàm Luông

Hình 5.10 Mặt cắt địa chấn qua cửa Cung Hầu

Hình 5.11 Mặt cắt địa chấn qua cửa Tranh Đề

Hình 5.12 Mặt cắt từ Mộc hóa đến Bến Tre (vị trí tuyến trên hình 5.1) Hình 5.13 Mặt cắt từ Đồng Tháp đến Trà Vinh (vị trí tuyến trên hình 5.1)

Bảng phụ lục 2 2: Các phương pháp đã áp dụng và số lượng mẫu

Bảng phụ lục 2.3: Tuổi AMS 14 C của 16 mẫu trầm tích Holocen trong các LK

Chương 3:

Bảng 3.1: Kết quả định tuổi U-Pb trên các mẫu phân tích

Bảng phụ lục 3.2a: Kết quả phân tích 40 Ar/ 39 Ar trên các mẫu thu thập từ sông Mekong

Bảng phụ lục 3.2b: Kết quả phân tích 40 Ar/ 39 Ar trên các mẫu thu thập từ sông Hồng

Bảng phụ lục 3.3: Kết quả phân tích vết phân hạch

Bảng phụ lục 3.4: Kết quả phân tích khối và nguyên tố vết

Bảng phụ lục 3.5: Kết quả phân tích đồng vị Nd / Sr

Bảng phụ lục 3.6: Kết quả phân tích đồng vị Pb của K- fledspar

Bảng phụ lục 3.7: Kết quả phân tích đồng vị Pb của K-fledspar sử dụng Ion Microprobe

Chương 4:

Bảng 4.2: Tuổi AMS 14 C của 16 mẫu trầm tích Holocen trong các LK

Bảng 4.3: Thống kê các tướng trầm tích Holocen đồng bằng sông Hồng

- Sông Hồng và sông Mekong là 2 con sông lớn, bắt nguồn từ cao nguyên Tây Tạng và đổ ra Biển Đông, mang theo vật liệu trầm tích quan trọng cho đồng bằng châu thổ và thềm lục địa Việt nam Quá trình hình thành và phát triển của 2 con sông này liên quan chặt chẽ với đặc điểm địa chất rất đa dạng và phức tạp, các hoạt động kiến tạo địa động lực, biến đổi khí hậu, quá trình bào mòn tích tụ trầm tích, quá trình thăng giáng mực nước biển qua các chu kỳ khác nhau Nghiên cứu lịch sử phát triển, quá trình biến đổi trầm tích của chúng tạo nên các luận chứng khoa học đáp ứng những đòi hỏi cấp thiết của phát triển kinh tế xã hội

- Hợp tác quốc tế liên kết với trường Đại học Aberdeen Vương quốc Anh trong nghiên cứu cho phép tiếp cận các công nghệ hiện đại, đặc biệt là các phòng thí nghiệm phân tích tuổi tuyệt đối có độ chính xác cao, góp phần đào tạo cán bộ, công bố quốc tế

2 Cơ sở pháp lý của đề tài

- Quyết định số 14/2005/QĐ-BKHCN ngày 08/09/2005, Quy định xây dựng

và quản lý các nhiệm vụ HTQT về Khoa học và Công nghệ theo NĐT

- Quyết định số 2684/QĐ-BKHCN ngày 07/12/2006, Phê duyệt danh mục các

nhiệm vụ hợp tác quốc tế về KH và CN theo NĐT thực hiện từ năm 2007

- Quyết định số 823/QĐ-BKHCN ngày 22/05/2007, Phê duyệt danh mục và kinh phí thực hiện các nhiệm vụ HTQT về khoa học và công nghệ theo NĐT

- Quyết định số 146/QĐ-BKHCN ngày 25/01/2007, thành lập Hội đồng khoa

học cấp Nhà nước xét duyệt thuyết minh Nhiệm vụ HTQT về khoa học

3 Mục tiêu, nhiệm vụ của đề tài

- Áp dụng các phương pháp địa hóa – địa chất hiện đại (xác định tuổi zircon theo U-Pb, tuổi mica Ar-Ar, vết phân hạch ) làm sáng tỏ nguồn gốc trầm tích

và sự tiến hóa của hệ thống sông Hồng và sông Mekong

- Áp dụng phương pháp địa chấn phân giải cao, phân tích địa chấn địa tầng

và địa tầng phân tập nghiên cứu đặc điểm địa chất (đặc điểm cấu trúc địa chất,

lịch sử phát triển, tướng trầm tích và mối quan hệ với sự thay đổi mực nước biển…) Pliocen - Đệ tứ đồng bằng sông Hồng và sông Mekong

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

- Quá trình nghiên cứu cho phép xây dựng các luận cứ khoa học về sự hình thành, phát triển của đồng bằng sông Hồng, sông Mekong và mối quan hệ với hoạt động kiến tạo - địa động lực, quá trình bào mòn tích tụ trầm tích, quá trình thăng giáng mực nước biển

- Các kết quả nghiên cứu góp phần làm sáng tỏ đặc điểm trầm tích, nguồn gốc

và sự biến đổi trầm tích vùng châu thổ sông Hồng, sông Mekong và thềm lục địa có liên quan

6 Quá trình thực hiện đề tài

- Khảo sát thực địa, lấy mẫu ở thượng nguồn sông Hồng (Hà Giang, Tuyên Quang, Lai Châu ) Áp dụng các phương pháp định tuổi U-Pb của Zircons, phân tích 40Ar/39Ar các hạt mica, phân tích theo vết phân hạch nhằm nghiên cứu lịch sử tiến hóa và nguồn gốc trầm tích đồng bằng sông Hồng và sông Mekong (Phân tích tại các phòng TN ở ĐH Aberdeen – Vương quốc Anh)

- Nghiên cứu địa chấn nông phân giải cao vùng cửa Ba Lạt (Phối hợp với Viện Địa chất và Địa vật lý Biển)

- Nghiên cứu đặc điểm địa chấn địa chất Pliocen – Đệ tứ đồng bằng Sông Hồng trên cơ sở khảo sát đia chấn và địa chất (Phối hợp với Viện Dầu Khí và Tổng cục Môi trường)

- Nghiên cứu địa chấn nông phân giải cao một mạch và nhiều mạch ở vùng đồng bằng sông Cửu Long (Phối hợp với Liên đoàn Địa vật lý )

- Nghiên cứu đặc điểm phát triển trầm tích Đệ Tứ đồng bằng Cửu Long (Phối hợp với Viện Địa lý Tài nguyên TP Hồ Chí Minh)

7 Những đóng góp mới

- Áp dụng các phương pháp định tuổi U-Pb của Zircons, phân tích

40Ar/39Ar các hạt mica, phân tích theo vết phân hạch tại các phòng thí nghiệm hiện đại nhằm xác định lịch sử tiến hóa và nguồn gốc trầm tích đồng bằng sông Hồng và sông Mekong

- Nghiên cứu áp dụng có hiệu quả phương pháp địa chấn phân giải cao một mạch và nhiều mạch trong điều kiện vùng cửa sông tiền châu thổ và vùng sông trên đồng bằng

Các cơ quan phối hợp

- Trường Đại học Aberdeen (Vương quốc Anh)

- Viện Địa lý Tài nguyên TP Hồ Chí Minh

- Liên đoàn Vật lý Địa chất, Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam

- Viện Địa chất và Địa vật lý Biển, Viện Khoa học và Công nghệ Việt nam

- Tổng cục Môi trường, Bộ Tài nguyên và Môi trường

Các cán bộ tham gia đề tài bao gồm:

- Trường Đại học Mỏ Địa chất: GS TSKH Mai Thanh Tân, TS Lê Hải An, GS.TSKH Phạm Năng Vũ, TS Phạm Văn Tuấn, ThS Nguyễn Minh Hồng, ThS Hoàng Văn Hoan

- Viện Địa lý Tài nguyên TP Hồ Chí Minh (Viện KH và CN Việt Nam): PGS.TS Nguyễn Văn Lập, TS Lê Ngọc Thanh, TS Nguyễn Thị Kim Oanh

- Viện Địa chất và Địa vật lý Biển (Viện KH và CN Việt Nam): TS Nguyễn Văn Lương, ThS Dương Quốc Hưng, ThS Bùi Nhị Thanh

- Liên đoàn Vật lý Địa chất (Cục Địa chất và Khoáng sản): TS Nguyễn Trần Tân, KS Nguyễn Duy Tiêu, KS Phạm Quốc Phôn, ThS Nguyễn Trường Lưu

- Tổng cục Môi trường, Bộ Tài nguyên và Môi trường: TS Nguyễn Thị Hồng Liễu, Ths Nguyễn Minh Đức

- Viện Dầu khí Việt nam: TS Nguyễn Hồng Minh, ThS Nguyễn Anh Đức, TS Nguyễn Thu Huyền

- Trường Đại học Tổng hợp Aberdeen (Vương quốc Anh): GS.TS Peter Clift, GS.TS Andrew Carter, Richard Hinton, NCS Hoàng Văn Long

Lời cảm ơn

Tập thể tác giả chân thành cảm ơn Bộ Khoa học và Công nghệ, Bộ Giáo dục và Đào tạo, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Trường Đại học Aberdeen đã tạo mọi điều kiện để nhiệm vụ hợp tác Khoa học và Công nghệ theo nghị định thư này được hoàn thành tốt đẹp Cảm ơn Liên đoàn Vật lý Địa chất, Viện Địa lý Tài nguyên thành phố Hồ Chí Minh, Viện Địa chất và Địa Vật lý biển, Tổng cục Môi trường đã phối hợp nghiên cứu. 

Chương 1 KHÁI QUÁT VỀ LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU VÀ ĐẶC ĐIỂM

ĐỊA CHẤT ĐỒNG BẰNG SÔNG HỒNG VÀ SÔNG MEKONG

Việt Nam nằm trong khu vực nhiệt đới ẩm, có chế độ địa động lực rất

đa dạng, điều kiện địa chất môi trường có sự biến đổi rất phức tạp Để đẩy mạnh quá trình phát triển kinh tế xã hội ở trên đất liền và trên biển, vấn đề nghiên cứu lịch sử phát triển địa chất và biển đổi môi trường trầm tích được đặt ra rất cấp bách

Sông Hồng và sông Mekong là 2 con sông lớn của nước ta, bắt nguồn từ cao nguyên Tây Tạng và đổ ra Biển Đông, mang theo nhiều vật liệu trầm tích quan trọng cho thềm lục địa Việt nam Quá trình hình thành

và phát triển đồng bằng của 2 con sông này gắn liền với quá trình địa chất rất đa dạng và phức tạp, liên quan chặt chẽ đến các hoạt động kiến tạo địa động lực, biến đổi khí hậu, quá trình bào mòn tích tụ trầm tích, quá trình thăng giáng mực nước biển qua các chu kỳ khác nhau [9, 10, 11, 38, 40, 57 ] Nghiên cứu sự phát triển địa chất và sự biến đổi của môi trường trầm tích của lưu vực 2 con sông này giúp cho chúng ta có cách nhìn tổng thể về điều kiện địa chất, tiềm năng khoáng sản và các dạng tai biến địa chất không chỉ trên đất liền mà còn liên quan đến các bể trầm tích trên thềm lục địa [23, 29, 33, 37, 50, 54 ] Trong nghiên cứu này chúng tôi sẽ trình bày một số kết quả nghiên cứu về lịch sử tiến hóa, quá trình trầm tích và nguồn gốc vật liệu trầm tích cho khu vực đồng bằng sông Hồng và sông Mekong dựa trên các nghiên cứu địa chất – Địa vật lý hiện đại Vị trí sông Hồng, sông Mekong và đồng bằng châu thổ được minh họa trên hình 1.1 Sông Hồng có chiều dài khoảng 1200km, diện tích châu thổ 160.000

km2 đóng vai trò quan trọng của nền kinh tế Việt Nam Với tổng lượng nước

120 km3/năm, tổng chất rắn lơ lửng 120 x 106 tấn/năm và chất rắn hoà tan 70

x 106 tấn năm Hầu hết lượng nước, chất rắn lơ lửng và chất hoà tan đều đổ ra vùng cửa sông ven biển qua các cửa Văn úc, Thái Bình, Trà Lý, Ba Lạt, Lạch Giang, cửa Đáy Các bãi triều cửa sông có diện tích khoảng 450 nghìn hecta phân bố dọc theo bờ biển chiều dài khoảng 150 km từ nam bán đảo Đồ Sơn (Hải Phòng) đến bắc Nga Sơn (Thanh Hoá), trong đó khoảng 200 nghìn hecta

là bãi triều cao thuận tiện phát triển rừng ngập mặn và 250 nghìn hecta bãi triều thấp bùn, cát là môi trường sống cho các sinh vật đáy, tạo ra nhiều bãi hải sản có giá trị lớn về kinh tế như các bãi ngao, cua, cá ở cửa Văn úc, Trà

Lý, Cửa Lân, Ba Lạt và Cửa Đáy

Hình 1.1 Vị trí sông Hồng, sông Mekong và đồng bằng châu thổ

Đới bờ châu thổ Sông Hồng gồm phần đất liền và phần biển nông ven

bờ bao quanh trước cửa sông Phần đất liền thuộc địa phận các huyện ven biển của tỉnh Hải Phòng, Thái Bình, Nam Định và Ninh Bình, là các cánh

Sông Hồng

Sông Mekong Đông Dương

Hoàng Hà

đồng phì nhiêu, nơi tập trung dân cư đông đúc với nhiều làng xóm, huyện lỵ

và tỉnh lỵ Phần biển nông ven bờ gồm tiền châu thổ và chân châu thổ nơi có giá trị to lớn về tài nguyên thiên nhiên, về vị thế, cảnh quan môi trường và là các đối tượng rất quan trọng trong các chiến lược phát triển kinh tế xã hội khu vực Tuy nhiên, dưới tác động của các quá trình động lực đới bờ (sóng, dòng chảy, thuỷ triều, nước dâng) cũng như các hoạt động khai thác tài nguyên thiên nhiên không theo kế hoạch của cộng đồng dân cư, khu vực đang bị biến đổi mạnh về tài nguyên, môi trường, đặc biệt là môi trường địa chất với việc hình thành nhiều bãi bồi, cồn cát và các quá trình bồi tụ, xói lở bờ biển diễn ra mạnh mẽ, phức tạp và khó kiểm soát

Sông Mekong, một trong những con sông lớn nhất Đông Nam Á, bắt nguồn từ cao nguyên Tây Tạng chảy xuống phía nam qua các nước Lào, Thái Lan, Campuchia đến Việt Nam và chảy ra biển Đông Sông Mekong dài 4.500

km, diện tích lưu vực 0,79x106 km2 với lưu lượng nước hàng năm là 470 km3 Lượng phù sa của sông hiện nay là khoảng 160 triệu tấn/năm Nguồn vật liệu cung cấp chủ yếu là sét, bột và cát trầm tích trong điều kiện chế độ thủy triều thay đổi của biển Đông và ảnh hưởng chế độ gió mùa

Địa hình đồng bằng châu thổ của sông Mekong (còn gọi là đồng bằng Cửu Long) cho thấy đồng bằng gồm hai phần rõ rệt: đồng bằng cao chịu ảnh hưởng của quá trình sông và đồng bằng thấp đặc trưng bởi sự phát triển phổ biến của các giồng cát và chịu ảnh hưởng biển chủ yếu Môi trường ven biển của đồng bằng Cửu Long là môi trường triều ưu thế Thủy triều trung bình là 2,5± 0,1m và triều cao nhất đạt 3,2 - 3,8m [16, 31, 80] Độ cao trung bình của sóng là 0,9m Các dòng chảy ven bờ và hướng về phía tây nam chịu chi phối bởi gió mùa đông bắc là chủ yếu [16] và chúng mang vật liệu trầm tích di chuyển về phía tây nam Đồng bằng Cửu Long có diện tích rất lớn, là nơi sản xuất lương thực và các loại thủy sản lớn nhất cả nước, đây cũng là nơi có vị trí quan trọng trong giao thông thủy và an ninh quốc phòng Ngoài ra trong

những năm gần đây do tác động của thay đổi khí hậu toàn cầu, họat động khai thác tài nguyên của con người nên các tai biến địa chất, giông bão, nước dâng…xảy ra Vì vậy việc nghiên cứu môi trường trầm tích, thành tạo và phát triển châu thổ đặc biệt là khu vực ven biển là cơ sở cho các nghiên cứu khai thác sử dụng hợp lý tài nguyên và môi trường vùng đồng bằng Cửu Long

1.1 Khái quát lịch sử nghiên cứu và đặc điểm địa chất Pliocen – Đệ tứ đồng bằng Sông Hồng

1.1.1 Lịch sử nghiên cứu

Trong những năm qua, việc nghiên cứu địa chất liên quan đến đồng bằng sông Hồng đã được quan tâm Lịch sử nghiên cứu, khảo sát địa chất, địa vật lý thực hiện trong các vùng đồng bằng Sông Hồng có thể phân thành hai giai đoạn tương ứng với trước và sau năm 1975

Giai đoạn trước năm 1975

Các nhà địa chất Pháp như Deprat J đã đề cập đến các đới uốn nếp giữa Vân Nam và Bắc Bắc Bộ, Năm 1952 Fromaget J đã công bố công trình khái quát về quan điểm kiến tạo mảng nghiên cứu địa chất Đông Bắc Việt Nam Dovjikov A.E nghiên cứu miền chuẩn uốn nếp Đông VN và xác định vai trò hoạt động của các chuyển động kiến tạo miền Hoa Nam Trung Quốc Trong công trình của Golovenoc (1965), trầm tích Đệ tứ đồng bằng sông Hồng được phân thành 2 phần: phần thô có nguồn gốc lục địa ứng với hệ tầng Hải Dương tuổi Pleistocen sớm - giữa (Q11-2) và phần mịn hơn ứng với hệ tầng Kiến Xương tuổi Pleistocen muộn - Holocen (Q13 - Q2)

Một số nghiên cứu đề cập đến phân chia địa tầng song chưa quan tâm đến các vấn đề về tiến hoá của châu thổ Sông Hồng trong Holocen [28, 60, ]

Chương trình Hợp tác Việt - Trung “Điều tra tổng hợp Vịnh Bắc Bộ

1959 - 1962” đã thực hiện điều tra khảo sát và lấy mẫu địa chất trên diện rộng

ở Vịnh Bắc Bộ, một số đặc trưng về phân bố địa hình đáy biển, trầm tích tầng mặt, địa tầng Holocen đáy biển Vịnh Bắc Bộ bước đầu được nghiên cứu

Giai đoạn sau năm 1975

Một loạt các nghiên cứu về đặc điểm địa động lực, sinh khoáng và tai biến địa chất của đới đứt gãy Sông Hồng đã được tiến hành với các đề tài NCKH khác nhau, trong đó có đề án nghiên cứu cơ bản trọng điểm (2001-2003)

Các khảo sát địa vật lý và địa chất phục vụ tìm kiếm dầu khí vùng trũng Hà Nội đã được Petrovietnam tiến hành trong nhiều năm Trong những năm 1975- 1984 phương pháp địa chấn điểm sâu chung đã được áp dụng, khoảng 3400km tuyến địa chấn 2D đã được tiến hành và gần đây các tài liệu này đã được Anzoil xử lý lại Sau năm 1993, Anzoil đã thu nổ

2214 km tuyến địa chấn trong đó có 813 km tuyến vùng nước nông ven

bờ Từ sau năm 2000 Petrovietnam tiếp tục các nghiên cứu Các tài liệu thu được không chỉ phục vụ tìm kiếm thăm dò dầu khí mà còn có thể khai thác để làm sáng tỏ cấu trúc địa chất phần nông thuộc Pliocen –Đệ tứ Các nghiên cứu kiến tạo- địa động lực, phân vùng động đất liên quan đến đứt gãy sông Hồng được các nhà địa chất và địa vật lý Viện KH

và CN Việt Nam, Cục Địa chất và Khoáng sản, trường ĐH Mỏ - Địa chất,

ĐH KHTN quan tâm [2, 20, 25, 41, 51, 52, 56] Một số nghiên cứu liên kết địa tầng, phân tích tướng và nhịp trầm tích phục vụ mô hình hóa địa tầng bằng tài liệu địa chấn, khảo sát trầm tích Đệ Tứ đồng thời được tiến hành [4, 12, 19, 36, 69, 72, 73] Một số các kết quả được công bố trên các văn liệu trong và ngoài nước [6, 21, 30, 40, 64, 66, 81]

a Nghiên cứu đồng bằng Sông Hồng trên đất liền

- Các kết quả đo vẽ địa chất các tờ Hà Nội, Hải Phòng, Nam Định cho phép xác định các phân vị địa tầng Đệ tứ [28, 69] Đó là hệ tầng Thái Thụy tuổi Pleistocen sớm (Q11), hệ tầng Hà Nội tuổi Pleistocen giữa - muộn (Q12 -

Q13a), hệ tầng Vĩnh Phúc tuổi Pleistocen muộn (Q13), hệ tầng Hải Hưng tuổi Holocen sớm - giữa (Q21-2) và hệ tầng Thái Bình tuổi Holocen muộn (Q23)

Các trầm tích Holocen được chia thành hai phân vị, trong đó hệ tầng Hải Hưng gồm 2 phụ hệ tầng: Phụ hệ tầng Hải Hưng dưới, đặc trưng bởi các trầm tích sông biển, đầm lầy ven biển và phụ hệ tầng Hải Hưng trên là các trầm tích hồ, đầm lầy và biển nông, còn hệ tầng Thái Bình được phân chia theo các kiểu nguồn gốc khác nhau Với cách phân chia như vậy, quá trình hình thành, phát triển châu thổ Sông Hồng trong Holocen đã phần nào được phản ánh Mặc dù vậy các khái niệm về đồng bằng châu thổ, tiền châu thổ và chân châu thổ chưa được đề cập đến

- Trong công trình nghiên cứu cổ địa lý các đồng bằng ven biển Việt Nam (Nguyễn Trọng Yêm và nnk,1985), các đặc điểm thành phần vật chất,

cổ sinh địa tầng, biến đổi tướng - trầm tích, điều kiện cổ khí hậu trong Đệ tứ

ở đồng bằng châu thổ Sông Hồng đã được tổng hợp, phân tích và đánh giá một cách toàn diện Các ranh giới địa tầng giữa Neogen và Đệ tứ, giữa Pleistocen và Holocen đã được công nhận tại các khoảng thời gian 1.6-1.8 triệu năm và 10.000 năm Mặc dù đã có những đóng góp mới về cổ sinh địa tầng, nhưng về cơ bản các phân vị địa tầng cũng như nguồn gốc các thành tạo Holocen vẫn được giữ nguyên như cũ

- Một số phân vị địa tầng mới liên quan với 5 chu kỳ hình thành và phát triển trầm tích Đệ tứ ở châu thổ Sông Hồng đã thiết lập [43, 44, 45, 69] Mở đầu mỗi chu kỳ là các thành tạo hạt thô ứng với thời kỳ biển lùi và kết thúc mỗi chu kỳ là các thành tạo hạt mịn ứng với thời kỳ biển tiến Lịch sử hình thành, phát triển châu thổ Sông Hồng được phân tích trong mối liên quan với dao động mực nước biển trong Đệ tứ nói chung và trong Holocen nói riêng Các phân vị địa tầng ứng với mỗi chu kỳ phát triển lần lượt là hệ tầng Lệ Chi (Q11), hệ tầng Hà Nội (Q12-3a), hệ tầng Vĩnh Phúc (Q13b), hệ tầng Hải Hưng (Q21-2) và hệ tầng Thái Bình (Q23) Các phân vị địa tầng và 5 chu kỳ trầm tích

mà các tác giả trên đưa ra đã được chấp nhận khá rộng rãi

- Trong công trình [29], thang địa tầng Holocen vùng châu thổ Sông Hồng với các phân vị Q21 từ 10.000 đến 6.000 năm BP, Q22 từ 6.000 đến 3.000 năm và Q23 từ 3.000 năm đến nay đã được thừa nhận Đồng thời, lịch sử hình thành, tiến hoá của châu thổ trong Holocen được phân thành 3 giai đoạn: giai đoạn estuary - vũng vịnh (ứng với pha biển tiến mạnh mẽ Flandrian trong Holocen sớm), giai đoạn châu thổ (ứng với pha biển thoái Holocen giữa – muộn, sau biển tiến cực đại) và giai đoạn aluvi (từ cuối Holocen giữa - đầu Holocen muộn đến nay) Các kết quả nghiên cứu góp làm sáng tỏ quy luật tiến hoá trầm tích của kiểu châu thổ bồi Sông Hồng Tuy nhiên, các nghiên cứu của tác chưa đề cập đến các phần tiền delta và chân delta của châu thổ

b Nghiên cứu biển

- Công tác điều tra khảo sát địa chất, địa vật lý ở ven biển và thềm lục địa Vịnh Bắc Bộ được tăng cường sau năm 1975 Các khảo sát địa chấn của Nga 1984 - 1985 với mục tiêu thành lập các bản đồ địa chất 1/500.000 cho vùng thềm lục địa Vịnh Bắc Bộ và của các công ty dầu khí nhằm mục tiêu tìm kiếm, thăm dò dầu khí tại vùng biển này Tuy nhiên, số liệu địa chấn nhận được chỉ cho phép nghiên cứu địa chất tầng sâu, từ một vài trăm mét trở xuống, trong khi địa chất kỷ Đệ Tứ, đặc biệt là địa chất Holocen nằm sát đáy biển chưa có điều kiện được nghiên cứu

- Từ giữa những năm 90, các khảo sát địa chấn nông phân giải cao được tiến hành Với đề án “Điều tra địa chất, tìm kiếm khoáng sản vùng biển ven bờ Việt Nam (0 - 30m nước)”, hàng nghìn ki-lô-mét tuyến đo địa chấn nông phân giải cao, lấy mẫu địa chất và nhiều giếng khoan sâu (30 - 40m đến trên dưới 100m) đã được thực hiện ở ven bờ Vịnh Bắc Bộ Các bản đồ địa hình địa mạo, địa chất tầng nông, trầm tích tầng mặt tỷ lệ 1/500.000 đã được thành lập cho dải ven bờ Đồng thời, trên cơ sở phân tích các số liệu khoan hiện có và nhận được từ đề án, khung địa tầng Đệ Tứ đã được thành lập Các ranh giới Pliocen/Đệ tứ và Pleistocen/Holocen được xác định ở các khoảng

niên đại 1.6 triệu năm và 10.000 năm Các ranh giới Q21/ Q22 và Q22/ Q23 xác định ở khoảng 7.000 năm và 4.000 năm [38, 43, 44, 58, 62, 63,68, ] Mặc dù vậy, cho đến nay, các nghiên cứu về các cấu trúc trước và chân châu thổ Sông Hồng về các mặt hình thái, đặc điểm cấu trúc và xu thế biến động vẫn chưa được nghiên cứu nhiều

1.1.2 Khái quát đặc điểm địa chất đồng bằng Sông Hồng

Các trầm tích Neogen – Đệ tứ nằm bất chỉnh hợp lên mảng cổ tạo thành một đại hẹp theo hướng Tây Bắc – Đông Nam rộng phỉnh ra về phía biển Ở các vùng rìa, các trầm tích này có bề dầy không lớn (vài trăm đến 1000m) nhưng đến vùng trung tâm trong khu vực đông nam đai Khoái Châu – Tiền Hải và trũng Đông quan chiều dầy rất lớn có thể đến 5000 – 6000m Trầm tích N - Q là các thành tạo lục nguyên có nguồn gốc khác nhau Theo các quan điểm hiện nay, có thể chia ra 3 phụ tầng cấu trúc:

+ Phụ tầng dưới gồm trầm tích Paleogen có tuổi Eocen và Oligocen, tách biệt với phụ tầng cấu trúc giữa bởi mặt bào mòn Oliocen muộn

+ Phụ tầng giữa gồm trầm tích Neogen có tuổi Miocen và Pliocen bao gồm hệ tầng Phú Cừ, Tiên Hưng, Vĩnh Bảo

+ Phụ tầng trên gồm trầm tích Đệ tứ (hệ tầng Hải Dương, Kiến Xương) Trong đề tài này chúng tôi chỉ lưu ý tới các trầm tích Pliocen – Đệ tứ

Trầm tích Pliocen (Hệ tầng Vĩnh Bảo): đặc trưng bởi cát gắn kết ở các

mức độ khác nhau, mầu xám vàng, vàng chanh, chứa phong phú hoá thạch sinh vật biển ở phần dưới và bột, cát mịn gắn kết yếu đến trung bình, cấu tạo phân lớp mỏng ở phần trên Bề dầy hệ tầng là 100 - 500m

Hệ tầng Vĩnh Bảo được đặc trưng bởi trầm tích biển nông, nằm bất chỉnh hợp lên hệ tầng Tiên Hưng Đặc điểm thạch học của hệ tầng này bao gồm cát hạt mịn, bột phân lớp mỏng Thành phần hạt mịn thay đổi trong khoảng 40-70% Măt ranh giới giữa hệ tầng VB và TH thể hiện sự thay đổi rõ rệt về tướng đá, tính chất vật lý độ rỗng, độ thấm Mặt ranh giới này có sự sai

khác tốc độ lớp ΔV = 300-500m/s, mật độ dư Δδ=0,12-0,14g/cm3 Có thể nhận thấy mặt ranh giới bất chỉnh hợp liên quan đến đáy hệ tầng VB trên

- Phụ tầng Holocen gồm các thành tạo trầm tích của hệ tầng Hải Hưng

nằm dưới và hệ tầng Thái Bình bên trên Bề dầy các thành tạo Holocen thay đổi phức tạp, từ 10 - 30m đến 40 - 50m trong phần châu thổ nổi, khoảng 70 - 90m ở đới nước nông sát bờ và khoảng vài chục centimét đến một vài mét ở thềm lục địa Vịnh Bắc Bộ Các thành tạo Holocen rất đa dạng về thành phần thạch học và tướng trầm tích

- Tầng cấu trúc hiện đại

Gồm các thành tạo trầm tích hiện đại phân bố trong đới trên triều, đới triều và đới dưới triều Chúng là lớp phủ trên cùng của đới bờ, đa dạng về thành phần thạch học, tướng trầm tích và điều kiện thành tạo Đó là các trầm tích aluvi của các bãi bồi ven sông, bề mặt các đồng bằng ven biển, là các trầm tích đầm hồ nước ngọt, đầm lầy sú vẹt thuộc các bãi triều cao, bãi triều thấp, là các trầm tích bãi biển, các cồn cát ngầm và nổi ở trước cửa sông với nguồn gốc sông - biển, các trầm tích biển nông ven bờ, gần bờ phủ trên bề mặt các tiền châu thổ và chân châu thổ Các thành tạo trầm tích hiện đại có bề dầy không lớn, từ trên dưới vài mét Đáy trầm tích Holocen đồng bằng Sông Hồng phản ánh hoạt động đứt gẫy sông Lô, Sông Chảy được thể hiện trên

hình 1.3

Hình 1.2 Đồng bằng sông Hồng

Hình 1.3 Bề mặt đáy trầm tích Holocen đồng bằng Sông Hồng

1.2 Khái quát lịch sử nghiên cứu và đặc điểm địa chất Pliocen - Đệ tứ đồng bằng Cửu Long

1.2.1 Lịch sử nghiên cứu

Giai đoạn trước năm 1975

Năm 1935, E Saurin đã xác định có hai loại phù sa cổ và trẻ ở Miền Đông Nam Bộ Năm 1941, J Fromaget đã đề cập đến mối liên hệ giữa các chuyển động tân kiến tạo với các thành tạo trẻ và đã phân chia 6 chu kỳ trầm tích từ Miocen đến hiện đại Trần Kim Thạch cũng cũng đã xác định 3 bậc thềm thuộc lưu vực sông Đồng Nai Tuy mặt cắt trầm tích thềm, hình thái và tuổi của thềm chưa được xác định đầy đủ, nhưng kết qủa này có tác dụng định hướng nghiên cứu Năm 1971, H Fontaine và Hoàng Thị Thân đã công bố kết quả nghiên cứu về phù sa cổ Đông Nam Bộ Các tác giả cho rằng phù sa cổ có tuổi cổ hơn 700.000 năm (trước tectit) Năm 1975 trên cơ sở tổng hợp các tài liệu địa chất Hoàng Thị Thân đã xây dựng bản đồ địa chất 1/25.000 Phú Cường, Biên Hòa, Thủ Đức, Nhà Bè, Sài Gòn

Giai đoạn sau 1975

Năm 1976 - 1977 công ty CGG đã khảo sát địa chất vùng châu thổ Cửu Long trên một số kênh rạch, đã định ra được một số ranh giới âm học (ranh giới mặt móng ) Năm 1977, Lê Bá Thảo, Nguyễn Văn Viết nghiên cứu hạ lưu sông Mekong, ủy ban sông Mekong đã xây dựng một sơ đồ về nguồn gốc các thành tạo địa hình và trầm tích cho toàn bộ đồng bằng này

Năm 1981, Bản đồ địa chất phần phía Nam, tỉ lệ 1/500.000 do Trần Đức Lương, Nguyễn Xuân Bao chủ biên đã được hoàn thành Thành phố Hồ Chí Minh được xác định là vùng chuyển tiếp giữa 2 cấu trúc nâng, hạ lớn Phù

sa cổ được chia thành hệ tầng Bà Miêu tuổi Pliocen-Pleistocen (N2-Q1) và hệ tầng Củ Chi tuổi Pleistocen giữa - muộn (Q12-3) Phù sa mới cũng được chia thành 2 phân vị Holocen sớm-giữa (Q21-2) và Holocen giữa-muộn (Q22-3)

Hình 1.4 Đồng bằng Cửu long và vị trí các tuyến khảo sát địa chấn phân giải cao

Công trình sơ đồ địa chất tỉ lệ 1/50.000 do Bùi Phú Mỹ chủ biên (1983)

đã xác lập được 4 phân vị địa tầng mới là hệ tầng Long Bình, hệ tầng Nhà Bè,

hệ tầng Bình Chánh và hệ tầng Cần giờ Hệ tầng Củ Chi do Lê Đức An xác lập năm 1978 được chia thành tầng Củ Chi và tầng đất xám Trong tầng đất xám có phức hệ bào tử-phấn hoa Pleistocen muộn Ranh giới 2 tầng có tectit

Năm 1986 tại Hội nghị địa chất Đông Dương lần thứ nhất đã công bố nhiều công trình về động lực nội sinh, cấu trúc địa chất và lớp phủ trầm tích, chế độ nội sinh hiện đại lãnh thổ Việt Nam và khu vực Cửu Long

Trong đề án “Điều tra địa chất và tìm kiếm khoáng sản rắn đới biển nông ven bờ (0 – 30m nước), năm 1999 Đoàn Địa vật lý biển đã tiến hành khảo sát địa vật lý trên vùng biển Bạc Liêu – Hàm Luông Phương pháp địa chấn phân dải cao được thực hiện bằng thiết bị Geont- Shelf với nguồn phát Sparker, thành lập bản đồ cấu trúc kiến tạo vùng biển nông ven bờ

Liên đoàn Vật lý Địa chất cũng đã hợp tác với Cục Địa chất Nhật Bản

và các cơ quan khác tiến hành thực hiện dự án khảo sát địa chấn phân giải cao trên các kênh rạch, sông và vùng ven biển nằm sát đồng bằng Đồng bằng Cửu long và vị trí các tuyến khảo sát địa chấn phân giải cao được thể hiện trên hình 1.4

Một số các công trình công bố liên quan đến đặc điểm địa chất Đệ tứ đồng bằng Cửu Long đã được công bố [12, 16,31, 32, 35, 46,47,69, 80…]

1.2.2 Khái quát đặc điểm địa chất đồng bằng Cửu Long

a Trầm tích Pliocen

Hệ tầng Năm Căn (N22nc)

Hệ tầng Năm Căn được xác lập trên cơ sở nghiên cứu mặt cắt tại LK -

216, thị trấn Năm Căn (tỉnh Cà Mau) Hệ tầng phân bố ở độ sâu 165- 265m Trong vùng ven biển khu vực nghiên cứu, hệ tầng Năm Căn có mặt trong các lỗ khoan ở độ sâu 168m trở xuống Thành phần trầm tích của hệ tầng là sét bột kết, gắn kết yếu màu xám - xám nấu, xám gụ xen nhiều lớp mỏng thực vật hoá than, có thế nằm nghiêng khoảng 10º so với thành lỗ khoan

b Trầm tích Đệ tứ

Trầm tích Pleistocen dưới (Q11)

- Trầm tích sông - biển (amQ11)

Các thành tạo trầm tích tuổi Pleistocen dưới, nguồn gốc sông - biển bắt gặp trong lỗ khoan sâu và theo tài liệu băng địa chấn nông độ phân giải cao Thành phần trầm tích sông - biển (amQ11) thay đổi từ dưới là trầm tích hạt thô: sạn cát, cát sạn màu xám, xám vàng đến xám sáng, lên trên là các lớp bột xen cát, sét cát, bùn sét màu xám sáng, xám vàng Bề dày chung là 10-60m

- Trầm tích biển (mQ11)

Các thành tạo trầm tích biển tuổi Plestocen dưới gặp trong lỗ khoan máy bãi triều, được chia làm hai phần: Phần dưới gồm các lớp cuội sạn, cát xen các lớp sét, cát sét màu xám xanh, xám tối chứa vụn thực vật hoá than xen các lớp (ổ) mỏng vật liệu núi lửa (tro, tuf) Phần trên là các lớp sét, sét xen cát màu

xám xanh xen các lớp bột mỏng (0,5 - 2mm) Ở đáy của các lớp có chứa các ổ pyrit thứ sinh và siđerit Phần trên của lớp là sét bột loang lổ nhẹ màu xám xanh, xám vàng Bề dày chung của trầm tích (mQ11) là 10-60m

Trầm tích Pleistocen giữa (Q12)

- Trầm tích sông - biển (amQ12)

Các thành tạo trầm tích tuổi Pleistocen giữa, nguồn gốc sông - biển bắt gặp trong lỗ khoan Các thành tạo này phân bố ở các hố đào khoét dạng lòng sông cổ Thành phần trầm tích gồm: phần dưới là cát, cát bột màu xám sáng chuyển lên là sét, sét bột màu xám sáng, xám xanh Bề dày chung 5-45m

(Chiều dày theo lỗ khoan: 15,2m)

- Trầm tích biển (mQ12)

Các thành tạo trầm tích tuổi Pleistocen giữa, nguồn gốc biển bắt gặp trong LK99 - I Đại Bái Thành phần trầm tích gồm: cát, cát bùn, bùn sét màu xám xanh lẫn ít ổ kết vón limonit màu xám vàng đến nâu đen Trầm tích có xu thế mỏng dần từ bờ ra ngoài khơi (về phía đới nâng Côn Sơn) Chiều dày chung của trầm tích thay đổi từ khoảng 30-60m

Trầm tích Pleistocen trên phần dưới (Q13a)

- Trầm tích biển sông - đầm lầy (mabQ13a)

Các thành tạo trầm tích sông biển đầm lấy tuổi Pleistocen trên, phần sớm gặp trong lỗ khoan máy bãi triều Thành phần gồm sét xám chứa nhiều lớp mùn thực vật hoá than (dạng lá, thân gỗ) đặc biệt gặp hai lớp thân gỗ hoá than màu nâu đen khá dày ở độ sâu 52,8-53,3m; 57,0-57,2m Chiều dày chung

của trầm tích sông biển đầm lầy Pleistocen trên phần sớm là 10-35m

- Trầm tích biển - sông (maQ13a)

Các thành tạo trầm tích nguồn gốc biển- sông tuổi Pleistocen trên, phần sớm gặp trong lỗ khoan máy bãi triều, với chiều dày tập là 12,2m Thành phần gồm: Sét xen các lớp, ổ bột màu xám nâu (phù sa) Cấu tạo phân lớp, các lớp

bột mỏng 0,5-2mm Gặp nhiều vảy mica trong thành phần của bột

- Trầm tích sông - biển (amQ13a)

Trầm tích của tầng gặp trong lỗ khoan máy bãi triều Thành phần trầm tích gồm: cát, cát sạn sỏi màu xám, xám vàng, đôi chỗ có các lớp bột sét phân lớp mỏng màu xám nâu Trong đó: sạn sỏi chiếm khoảng 2,5% đến 5,5%, cát chiếm từ 70,7% đến 88,6%, bột sét chiếm 10% đến 20% Trong các băng địa chấn nông độ phân giải cao các trầm tích của tầng thường chuyển tướng

ngang sang nguồn gốc biển cùng tuổi

- Trầm tích biển (mQ13a)

Các thành tạo trầm tích biển tuổi Pleistocen trên, phần sớm gặp trong lỗ khoan và trên các băng địa chấn nông độ phân giải cao Thành phần trầm tích

qua giải đoán địa chấn: cát, cát bột, bột sét Chiều dày của trầm tích 15 - 25m

Trầm tích Pleistocen trên, phần dưới

- Trầm tích biển - sông (maQ13b)

Các thành tạo trầm tích biển- sông tuổi Pleistocen trên, phần muộn bắt gặp trong lỗ khoan máy và trên các băng địa chấn nông độ phân giải cao ngoài khơi Thành phần trầm tích gồm: phần trên là sét loang lổ màu xám xanh, xám vàng, vàng sẫm, cấu tạo phân lớp dải (theo sự biến đổi của màu sắc) Phần trên mặt khoảng 10cm gặp trong tầng sét loang lổ có chứa cát hạt sạn laterit màu nâu, độ mài tròn tốt Phía dưới là Sét xen bột, cấu tạo phân lớp ngang màu xám tới xám nâu (sét dày 2-3cm, bột dày 1-2cm) phía đáy lớp có

chứa ít mùn thực vật Chiều dày theo lỗ khoan 12,4m

- Trầm tích biển (mQ13b)

Các thành tạo trầm tích biển tuổi Pleistocen trên, phần muộn bắt gặp trong lỗ khoan máy và lộ trên đáy biển thành 2 diện tích, nằm kéo dài theo phương TB-ĐN, ở độ sâu 20-25m nước và ở phía Đông Bắc của diện tích nghiên cứu Phần lộ trên mặt là sét bột, bột cát phong hóa loang lổ xám vàng, nâu đỏ Chiều dày chung của trầm tích thay đổi từ 5-30m (Chiều dày theo lỗ khoan:

19,2m)

Trầm tích Holocen dưới- giữa (Q21- 2)

- Trầm tích biển sông (maQ21- 2)

Các thành tạo trầm tích biển - sông tuổi Holocen dưới - giữa, nguồn gốc biển- sông phân bố thành các diện nhỏ lộ trên đáy biển ở độ sâu 20 - 30m nước và được xác định trên các băng địa chấn nông độ phân giải cao Thành phần gồm cát, cuội sạn, bùn cát màu xám, xám nâu đến xám vàng Thành phần thạch học chủ yếu là hạt thô như cát sạn, cát, cát bột, độ chọn lọc và mài tròn tốt Chiều dày trầm tích thay đổi từ 2 - 10m

- Trầm tích biển (mQ21- 2)

Các thành tạo trầm tích biển tuổi Holocen sớm- giữa phân bố phổ biến trên đáy biển Sóc Trăng ở độ sâu ngoài 15m nước và gặp hầu hết trên các băng địa chấn nông độ phân giải cao Thành phần trầm tích đặc trưng là cát hạt mịn màu xám nhạt đến xám phớt vàng, vàng nhạt chứa phong phú Foraminifera Chiều dày trầm tích thay đổi từ 2 - 10m

Trầm tích Holocen trên (Q23)

- Trầm tích biển sông (maQ23)

Trầm tích biển - sông tuổi Holocen trên được hình thành do tác động hỗn hợp giữa triều và lũ ở vùng cửa sông Chúng lộ ra trên mặt biển khu vực cửa Mỹ Thạnh - Lạc Hòa và phổ biến ở phần ven bờ có độ sâu 0 - 15m Thành phần gồm cát mịn, cát bùn, cát Chiều dày của trầm tích 4 - 5m

- Trầm tích biển - sông - đầm lầy (mabQ23)

Các thành tạo trầm tích nguồn gốc biển - sông - đầm lầy tuổi Holocen trên lộ ra ở khu vực Cửa Mỹ Thạnh (gần lâm trường Mỹ Thạnh) Chúng phát triển trên các khu vực có bãi triều lầy, khu vực có rừng ngập mặn phát triển Thành phần trầm tích chủ yếu là bùn sét, bùn cát màu xám nâu tới xám đen, giàu mùn thực vật, rễ cây và thân cây đang bị phân hủy tạo mùn Trên bảng phụ lục 1.1 trình bày các phân vị địa tầng đồng bằng Cửu Long