84Bảng 4.3: Bảng thống kê hàm lượng các kim loại nặng trong nước mặt khu vực Bảng 4.4: Bảng thống kê hàm lượng các kim loại nặng trong nước mặt khu vực Bảng 4.5: Kết quả đo các chỉ tiêu
Trang 1ĐẶNG THỊ VINH
CÁC THÀNH TẠO TRẦM TÍCH TẦNG MẶT
VÀ MỐI LIÊN QUAN VỚI ĐỊA HÓA MÔI TRƯỜNG
TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH NINH BÌNH
LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT
HÀ NỘI - 2014
Trang 2Đặng Thị Vinh
CÁC THÀNH TẠO TRẦM TÍCH TẦNG MẶT
VÀ MỐI LIÊN QUAN VỚI ĐỊA HÓA MÔI TRƯỜNG
TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH NINH BÌNH
Ngành: Khoáng vật học và địa hóa học
Mã số: 62440205
LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT
Người hướng dẫn khoa học:
1 PGS.TS Nguyễn Khắc Giảng
2 TS Đỗ Văn Nhuận
Hà Nội - 2014
Trang 3LỜI AM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu,
kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trongbất kỳ công trình nào khác
Nghiên cứu sinh
Đặng Thị Vinh
Trang 4LỜI CẢM ƠN
Nghiên cứu sinh xin bày tỏ lòng cảm ơn và kính trọng đến P GS.TS Nguyễn Khắc Giảng, TS Đỗ Văn Nhuận - hai người thầy đã dìu dắt nghiên cứu sinh trên con đường nghiên cứu khoa học và trực tiếp hướng dẫn nghiên cứu sinh làm luận án tiến sĩ địa chất.
Luận án không thể hoàn thành nếu như nghiên cứu sinh không nhận được sự cho phép và giúp đỡ của Trường Đại học Mỏ - Địa Chất, Phòng sau Đại học, khoa Địa Chất và bộ môn Khoáng Thạch Các ý kiến góp ý của các nhà khoa học trong và ngoài trường , nhất là GS.TS Trần Nghi, PGS.TS Nguyễn Văn Phổ, PGS.TS Đỗ Đình Toát, PGS.TS Lê Tiến Dũng , PGS.TS Nguyễn Xuân Khiển, PGS.TSKH Nguyễn Địch Dỹ, PGS.TS Phạm Tích Xuân, PGS.TS Nguyễn Trọng Tín, PGS.TS Phạm Huy Tiến, PGS.TS Lê Thanh Mẽ, PGS.TS Nguyễn Văn Bình,
TS Phạm Văn Thanh, TS Vũ Quang Lân, TS Quách Đức Tín, TS Hoàng Văn Long, TS Phạm Trung Hiếu, TS Vũ Lê Tú Trong quá trình làm luận án, nghiên cứu sinh cũng đã nhận được rất nhiều sự động viên, giúp đỡ từ bạn bè, đồng nghiệp Nghiên cứu sinh xin cảm ơn sự giúp đỡ chân thành và nhiệt tình đó.
Luận án được hoàn thành tại Bộ môn Khoáng Thạch, Khoa Địa chất, Trường Đại Mỏ - Địa Chất, nghiên cứu sinh xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các thầy cô trong bộ môn, trong khoa, trong trường đã giúp đỡ và động viên nghiên cứu sinh trong quá trình hoàn thành luận án.
Cuối cùng, nghiên cứu sinh muốn bày tỏ lòng cảm ơn đến những người thân trong gia đình: bố mẹ, chồng, các con và các anh chị em đã động viên, chia
sẻ và giúp đỡ cả về vật chất lẫn tinh thần trong suốt quá trình thực hiện nghiên cứu của nghiên cứu sinh.
Trang 5MỤC LỤC
Trang
LỜI CAM ĐOAN i
LỜI CẢM ƠN ii
MỤC LỤC iii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi
DANH MỤC BẢNG vii
DANH MỤC ẢNH x
DANH MỤC HÌNH xiii
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT VÙNG ……… 6
1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên 1.1.1 Vị trí địa lý
1.1.2 Điều kiện tự nhiên
1.2 Tổng quan về tình hình nghiên cứu địa hoá môi trường trầm tích tầng mặt
1.2.1 Trên thế giới
6 6 6 11 11 1.2.2 Tại Việt Nam và vùng nghiên cứu 12
1.3 Đặc điểm địa chất và khoáng sản
1.3.1 Địa tầng
16 16 1.3.2 Đặc điểm kiến tạo 25
1.3.3 Đặc điểm khoáng sản 26
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1 Cơ sở lý luận
2.1.1 Tiếp cận hệ thống
2.1.2 Tiếp cận nhân quả
2.2 Khái quát lịch sử hình thành trầm tích Đệ tứ tại vùng nghiên cứu và cơ sở xây dựng hệ phương pháp nghiên cứu
2.2.1 Khái quát lịch sử hình thành trầm tích Đệ tứ tại vùng nghiên cứu 2.2.2 Một số khái niệm, thuật ngữ liên quan
28 28 28 29 29 29 31 2.3 Các phương pháp nghiên cứu
2.3.1 Lộ trình khảo sát địa chất
43 43 2.3.2 Nhóm các phương pháp nghiên cứu trong phòng thí nghiệm ……… 45
Trang 6CHƯƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM TƯỚNG ĐÁ CÁC THÀNH TẠO TRẦM TÍCH
TẦNG MẶT TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH NINH BÌNH
3.1 Trầm tích tầng mặt thuộc thành tạo Pleistocen muộn
55 55 3.2 Trầm tích tầng mặt thuộc thành tạo Holocen sớm - giữa …
3.2.1 Tướng bùn đầm lầy ven biển chứa than bùn
57 57 3.2.2 Tướng sét xám xanh vũng vịnh 59
3.3 Trầm tích tầng mặt thuộc thành tạo Holocen muộn
3.3.1 Tướng bột cát bãi bồi sông
60 60 3.3.2 Tướng bùn đầm lầy trên bãi bồi 62
3.3.3 Tướng bột cát đồng bằng châu thổ (amQ23) 63
3.3.4 Tướng bùn châu thổ bị đầm lầy hóa (ambQ23) 65
3.3.5 Tướng cát cồn cát chắn cửa sông tàn dư 67
3.3.6 Tướng bùn cát bãi triều hiện đ ại (tfQ23) 68
3.3.7 Tướng cát bột lạch triều (tcQ23) 70
3.4 Tiến hoá trầm tích Pleistocen muộn - Holocen của vùng nghiên cứu
3.4.1 Theo thời gian
73 73 3.4.2 Theo không gian 76
3.5 Nguồn cung cấp vật liệu trầm tích 79
CHƯƠNG 4: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HOÁ MÔI TRƯỜNG CÁC KIM LOẠI NẶNG TRONG TRẦM TÍCH TẦNG MẶT TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH NINH BÌNH …
4.1 Đặc điểm môi trường hóa lý của trầm tích tầng mặt và nước mặt trên địa bàn tỉnh Ninh Bình …
82 82 4.1.1 Đặc điểm hóa lý của nước mặt khu vực nghiên cứu 82
4.1.2 Đặc điểm hóa lý của trầm tích tầng mặt khu vực nghiên cứu 85
4.1.3 Mối quan hệ của các kim loại nặng trong môi trường nước mặt và trầm tích 87 4.2 Hành vi các kim loại nặng trong trầm tích tầng mặt trên địa bàn tỉnh Ninh Bình 89
4.2.1 Nguyên tố Arsen (As) 91
4.2.2 Thủy ngân (Hg) 94
4.2.3 Nguyên tố Crom (Cr) 98
4.2.4 Nguyên tố Niken (Ni) 99
4.2.5 Nguyên tố Cadimi (Cd) 100
4.2.6 Nguyên tố Đồng (Cu) 101
4.2.7 Nguyên tố Chì (Pb) 103
Trang 74.2.8 Nguyên tố Kẽm (Zn) 1044.2.9 Nguyên tố Molipden (Mo) 105
4.3 Đặc điểm địa hoá môi trường c ác kim loại nặng trong trầm tích tầng mặttrên địa bàn tỉnh Ninh Bình 4.3.1 Trầm tích tầng mặt thuộc thành tạo Pleistocen
1061064.3.2 Trầm tích tầng mặt thuộc thành tạo Holocen sớm - giữa 1074.3.3 Trầm tích tầng mặt thuộc thành tạo Holocen muộn 109
4.4 Đánh giá mức độ ô nhiễm các kim loại nặng trong trầm tích tầng mặt vànước mặt trên địa bàn tỉnh Ninh Bình
4.4.1 Đánh giá mức độ ô nhiễm các kim loại nặng trong trầm tích tầng mặt vànước mặt khu vực trong đê
116
116
4.4.2 Đánh giá mức độ ô nhiễm trầm tích tầng mặt và môi trường nước mặt
khu vực ngoài đê 1204.5 Một số nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường trầm tích tầng mặt trong
vùng nghiên cứu
4.5.1 Nguyên nhân gây ô nhiễm cho trầm tích tầng mặt khu vực trong đê
1221224.5.2 Nguyên nhân gây ô nhiễm cho trầm tích tầng mặt khu vực ngoài đê (khu
vực bãi triều, cửa sông ven biển) 124
4.6 Các đề xuất khắc phục và giảm thiểu ô nhiễm môi trường khu vực nghiên cứu
4.6.1 Một số đề xuất xử lý ô nhiễm
127127
KÊT LUẬN 130KIẾN NGHỊ 131DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN
TÀI LIỆU THAM KHẢO 133PHỤ LỤC: CÁC BẢNG, BIỂU ĐỒ VÀ ẢNH MINH HỌA 141
Trang 8N - TN: nam - tây nam
NCS: Nghiên cứu sinh
TB - ĐN: tây bắc - đông nam
TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam
Tc: tidal channel
Tf: tidal flat
TTLT: Thông tin lưu trữ
TNDB: Tài nguyên dự báo
VCHC: Vật chất hữu cơ
Trang 9DANH MỤC BẢNG
TrangBảng 2.1: Bảng phân cấp độ hạt của Crumben (1936) 33Bảng 2.2: Phân loại trầm tích vụn cơ học theo kích thước hạt 34Bảng 2.3: Bảng phân cấp độ hạt theo thang (Ø) đối với trầm tích bở rời (theoCục Địa chất Hoàng Gia Anh) 35Bảng 2.4 Quan hệ khái quát giữa Eh, pH và độ linh động của một số nguyên tố
Bảng 2.5: Các nguồn phát thải chủ yếu của các kim loại nặng [59] 43Bảng 2.6: Thời gian lắng trong của thể vẩn khi làm lắng các cấp hạt có đườngkính nhỏ hơn 0,05 mm theo phương pháp A.N Sabanhin 48Bảng 4.1: Các chỉ số hóa lý môi trường nước mặt trên địa bàn tỉnh Ninh Bình. 83Bảng 4.2 Kết quả phân tích hàm lượng các anion và một số chỉ tiêu khác củacác mẫu nước mặt thuộc khu vực nghiên cứu ……… 84Bảng 4.3: Bảng thống kê hàm lượng các kim loại nặng trong nước mặt khu vực
Bảng 4.4: Bảng thống kê hàm lượng các kim loại nặng trong nước mặt khu vực
Bảng 4.5: Kết quả đo các chỉ tiêu hóa lý môi trường cơ bản của trầm tích tầng
mặt phân bố trên địa bàn tỉnh Ninh Bình ……… 86Bảng 4.6: Bảng thống kê hàm lượng trung bình các kim loại nặng trong trầmtích tầng mặt khu vực trong đê trên địa bà n tỉnh Ninh Bình (đơn vị mg/kg) …… 87Bảng 4.7: Bảng thống kê hàm lượng các kim loại nặng trong trầm tích tầng mặtkhu vực ngoài đê trên địa bàn tỉnh Ninh Bình (đơn vị mg/kg).……… 87Bảng 4.8: Bảng tổng hợp hàm lượng trung bình của các kim loại n ặng trong trầmtích tầng mặt trên địa bàn tỉnh Ninh Bình ……….…… 90Bảng 4.9: Bảng thống kê và đối sánh hàm lượng các kim loại nặng trong trầmtích tầng mặt tướng bùn châu thổ - biển ven bờ bị phong hóa loang lổ vớiQCVN 43:2012/BTNMT (đơn vị mg/kg) … 106Bảng 4.10: Ma trận tương quan cặp nguyên tố kim loại nặng và tỷ lệ cấp hạtmịn của trầm tích tầng mặt tướng bùn châu thổ - biển ven bờ bị phong hóaloang lổ trên địa bàn tỉnh Ninh Bình ……….…… 107
Trang 10Bảng 4.11: Bảng thống kê và đối sánh hàm lượng (mg/kg) các kim loại nặng trongtrầm tích tầng mặt tướng bùn đầm lầy ven biển chứa than bùn với QCVN43:2012/BTNMT.………….…… 107Bảng 4.12: Ma trận tương quan cặp nguyên tố kim loại nặng và tỷ lệ cấp hạtmịn của trầm tích tầng mặt tướng bùn đầm lầy ven biển chứa than bùn t rên địabàn tỉnh Ninh Bình …….…… 108Bảng 4.13: Bảng thống kê và đối sánh hàm lượng (mg/kg) các kim loại nặng trongtrầm tích tầng mặt tướng bùn đầm lầy ven biển chứa than bùn với QCVN43:2012/BTNMT. 108Bảng 4.14: Bảng thống kê và đối sánh hàm lượng trung bình các kim loại nặngtrong trầm tích tầng mặt tướng bột cát bãi bồi sông với QCVN
Bảng 4.15: Ma trận tương quan cặp nguyên tố kim loại nặng và tỷ lệ cấp hạtmịn của trầm tích tầng mặt thuộc tướng bột cát bãi bồi sông (n = 10). 109Bảng 4.16: Bảng thống kê và đối sánh hàm lượng trung bình các kim loại nặngtrong trầm tích tầng mặt của tướng bùn đầm lầy trên bãi bồi với QCVN
Bảng 4.17: Ma trận tương quan cặp nguyên tố kim loại nặng và tỷ lệ cấp hạtmịn của trầm tích tầng mặt tướng bùn đầm lầy trên bãi bồi……… . 111Bảng 4.18: Bảng thống kê và đối sánh hàm lượng (mg/kg) các kim loại nặng trongtrầm tích tầng mặt tướng bột cát đồng bằng châu thổ với QCVN 43:2012/BTNMT. 111Bảng 4.19: Ma trận tương quan cặp nguyên tố kim loại nặng và tỷ lệ cấp hạtmịn của trầm tích tầng mặt tướng bột cát đồng bằng châu thổ (n = 16) …… 111Bảng 4.20: Bảng thống kê và đối sánh hàm lượng (mg/kg) các kim loại nặngtrong trầm tích tầng mặt tướng bùn châu thổ bị đầm lầy hóa với QCVN
43:2012/BTNMT (11mẫu) …… 112Bảng 4.21: Ma trận tương quan cặp nguyên tố kim loại nặng và tỷ lệ cấp hạtmịn của trầm tích tầng mặt tướng bùn châu thổ bị đầm lầy hóa 113Bảng 4.22: Bảng thống kê và đối sánh hàm lượng các kim loại nặng trong trầmtích tầng mặt tướng bùn cát bãi triều với QCVN 43:2012/BTNMT (đơn vịmg/kg - 6 mẫu) 113Bảng 4.23: Ma trận tương quan cặp nguyên tố kim loại nặng và t ỷ lệ cấp hạt
mịn của trầm tích tầng mặt tướng bùn cát bãi triều ……… 113
Trang 11Bảng 4.24: Bảng thống kê và đối sánh hàm lượng các kim loại nặng trong trầmtích tầng mặt tướng cát cồn cát chắn của sông tàn dư (khu vực cửa Đáy) vớiQCVN 43:2012/BTNMT (đơn vị mg/kg - 50 mẫu). 114Bảng 4.25: Ma trận tương quan cặp nguyên tố kim loại nặng và tỷ lệ cấp hạtmịn của trầm tích tầng mặt tướng cát cồn cát chắn của sông tàn dư (50 mẫu)…… 114CÁC BẢNG TRONG PHỤ LỤC
Bảng phụ lục 1: Kết quả phân tích hàm lượng các kim loại nặng một số mẫu
Bảng phụ lục 2: Kết quả phân tích hàm lượng các kim loại nặng một số mẫu
Trang 12DANH MỤC ẢNH
Trang
Ảnh 3.1: Ảnh hiển vi điện tử quét (SEM)-phân tích thành phần khoáng vật ở cấp hạt
<0,063 mmm của trầm tích tướng bùn đầm lầy ven biển chứa than bùn (mẫu 63/S) 58
Ảnh 3.2: Ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) - phân tích thành phần khoáng vật ở cấp
hạt <0,063 mm của trầm tích thuộc tướng bùn châu thổ bị đầm lầy hóa (mẫu 22/T) 66
Ảnh 3.3: Thành phần vụn cơ học và một số khoáng vật tại sinh của trầm tíc h
thuộc tướng bùn cát bãi triều hiện đại chụp dưới kính hiển vi phân cực (mẫu
NB20/T - cấp hạt >0,25 mm, chụp dưới 2 nicon vuông góc, độ phóng đại 45 lần) 70
Ảnh 3.4: Ảnh phát quang âm cực của các đơn khoáng zircon trong trầm tích
tầng mặt trên địa bàn tỉnh Ninh Bình 80
Ảnh 3.6: Ảnh vệ tinh google earth khu vực từ cửa sông Ninh Cơ đến cửa sông
Càn (theo nguồn Internet - 2013). 81CÁC ẢNH TRONG PHỤ LỤC
Ảnh phụ lục 1: Thành phần vụn cơ học và một số khoáng vật tại sinh của trầm
tích tầng mặt tướng bùn cát châu thổ - biển ven bờ bị phong hoá loang lổ (mẫu
NB 83/T - cấp hạt >0,063 mm): a) ảnh chụp dưới kính hiển vi soi nổi - độ
phóng đại 20 lần; b) ảnh chụp dưới kính hiển vi phân cực - 2 nicon vuông góc,
độ phóng đại 30 lần; c) ảnh chụp dưới 2 nicon vuông góc, độ phóng đại 45 lần
(mẫu NB 85/T - cấp hạt > 0,063mm); d) Ảnh hiển vi điện tử quét của trầm tích
Ảnh phụ lục 2: Thành phần vụn cơ học và một s ố khoáng vật tại sinh của trầm
tích tầng mặt tướng bùn đầm lầy ven biển chứa than bùn - ảnh chụp dưới kính
hiển vi soi nổi, độ phóng đại 30 lần (mẫu NB 64/S - cấp hạt >0,063 mm) 143
Ảnh phụ lục 3: Thành phần vụn cơ học và một số khoáng vật tại sinh của trầm
tích tầng mặt tướng bùn đầm lầy ven biển chứa than bùn - ảnh chụp dưới kính
hiển vi phân cực (2 nicon vông góc, độ phóng đại 30 lần - mẫu NB 64/S - cấp
hạt >0,063 mm). 143
Ảnh phụ lục 4: Thành phần vụn cơ học và một số khoáng vật tại sinh của trầm
tích tầng mặt tướng sét xám xanh vũng vịnh (mẫu NB 103/T - cấp hạt >0,25
mm, chụp dưới kính hiển vi soi nổi độ phóng đại 15 lần). 144
Ảnh phụ lục 5: Ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) phân tích thành phần khoáng
vật ở cấp hạt <0,063mm của trầm tích trầm tích tầng mặt tướng sét xám xanh
Trang 13vũng vịnh (mẫu 70/T). 144
Ảnh phụ lục 6: Thành phần vụn cơ học và một số khoỏng vật tại sinh của trầm
tớch tầng mặt tướng bột cỏt bói bồi sụng (mẫu NB 06/T - cấp hạt >0,25mm,
Ảnh phụ lục 7: Thành phần vụn cơ học và một số khoỏng vật tại sinh của trầm
tớch tầng mặt tướng bột cỏt bói bồi sụng (mẫu NB 17/S - cấp hạt >0,25 mm,chụp dướ i kớnh hiển vi phõn cực - 2 nicon vuụng gúc, độ phúng đại 25 lần). 145
Ảnh phụ lục 8: Ảnh hiển vi điện tử quột (SEM) phõn tớch thành phần khoỏng vật ở
cấp hạt <0,063mm của trầm tớch tầng mặt tướng bột cỏt bói bồi sụng (mẫu 30/T)… 146
Ảnh phụ lục 9: Thành phần vụn cơ học và một số khoỏng vật tại sinh của trầm tớch
tầng mặt tướng bựn đầm lầy trờn bói bồi chụp dưới kớnh hiển vi phõn cực (mẫu
NB 57/S - cấp hạt >0,063mm, chụp dưới 2 nicon vuụng gúc, độ phúng đại 20 lần) 146
Ảnh phụ lục 10: Ảnh hiển vi điện tử quột (SEM) phõn tớch thành phần khoỏng
vật ở cấp hạt <0,063mm của trầm tớch tầng mặt tướng bựn đầm lầy trờn bói bồi(mẫu NB 57/S). 147
Ảnh phụ lục 11: Thành phần vụn cơ học và một số khoỏng vật tại sinh của trầm
tớch tầng mặt tướng bột cỏt đồng bằng chõu thổ (mẫu NB 31/T - cấp hạt >0, 25
Ảnh phụ lục 12: Thành phần vụn cơ học và một số khoỏng vật tại sinh của trầm
tớch tầng mặt tướng bột cỏt đồng bằng chõu thổ dưới kớnh hiển vi phõn cực (mẫu
NB 60/T - cấp hạt >0,5 mm, chụp dưới 2 nicon vuụng gúc, độ phúng đại 20 lần) 148
Ảnh phụ lục 13: Ảnh hiển vi điện tử quột (SEM) phõn tớch thành phần khoỏng
vật ở cấp hạt <0,063mm của trầm tớch tầng mặt tướng bột cỏt đồng bằng chõuthổ (mẫu NB12/T) ……… 148
Ảnh phụ lục 14: Thành phần vụn cơ học và một số kh oỏng vật tại sinh của trầm
tớch tầng mặt tướng bựn chõu thổ bị đầm lầy húa (mẫu NB 22/T - cấp hạt
Ảnh phụ lục 15: Thành phần vụn cơ học và một số khoỏng vật tại sinh của trầm
tớch tầng mặt tướng cỏt cồn cỏt cửa sụng tàn dư (mẫu NB 95/T - cấp hạt
Ảnh phụ lục 16: Thành phần vụn cơ học và một số khoỏng vật tại sinh của trầm
tớch tầng mặt tướng cỏt cồn cỏt cửa sụng tàn dư chụp dưới kớnh hiển vi phõncực (mẫu NB59/T - cấp hạt >0,25 mm, chụp dưới 2 nicon vuụng gúc, độ phúng
đại 15 lần). 150
-mảnh
đá bột kết
-Mảnh đỏ quarzit
Trang 14Ảnh phụ lục 17: Thành phần vụn cơ học và một số khoáng vật tại sinh của trầm
tích tầng mặt tướng bùn cát bãi triều hiện đại (mẫu NB19 /T - cấp hạt
Ảnh phụ lục 18: Ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) phân tích thành phần khoáng
vật ở cấp hạt <0,063mm của trầm tích tầng mặt thuộc tướng bùn cát bã i triềuhiện đại (mẫu NB 20/T). 151
Trang 15DANH MỤC HÌNH
TrangHình 1.1: Vị trí tỉnh Ninh Bình trên bản đồ hành chính Miền Bắc
Việt Nam (nguồn từ internet). 6Hình 2.1: Biểu đồ phân loại trầm tích của Cục địa chất Hoàng Gia Anh.…… 36Hình 3.1: Các biểu đồ Doeglas 55Hình 3.2: Biểu đồ đường cong tích lũy độ hạt (điển hình) củ a trầm tích tướng bùn
cát châu thổ - biển ven bờ bị phong hoá loang lổ. 56Hình 3.3: Biểu đồ phân loại trầm tích tầng mặt của tướng bùn cát châu thổ - biển ven bờ
bị phong hoá loang lổ 56Hình 3.4: Biểu đồ đường cong tích lũy độ hạt (điển hình) của trầm tích tướng bùn
Hình 3.5: Biểu đồ phân loại trầm tướng bùn đầm lầy ven biển chứa than bùn 58Hình 3.6: Biểu đồ phân loại trầm tướng sét xám xanh vũng vịnh …… 59Hình 3.7: Biểu đồ đường cong tích luỹ độ hạt (điển hình) c ủa trầm tích tướng bột
cát bãi bồi sông (aQ23) trên địa bàn tỉnh Ninh Bình 61Hình 3.8: Biểu đồ phân loại trầm tích tướng bột cát bãi bối sông (aQ23) trên địa bàn
tỉnh Ninh Bình. 61Hình 3.9: Biểu đồ đường cong tích luỹ độ hạt (điển hình) của tướng bùn đầm lầy
trên bãi bồi (abQ23). 62Hình 3.10: Biểu đồ phân loại trầm tích tướng bùn đầm lầy trên bãi bồi (abQ23)…… 62Hình 3.11: Biểu đồ đường cong tích luỹ độ hạt ( điển hình) của trầm tích tướng
bột cát đồng bằng châu thổ (amQ23).……… ……… 64Hình 3.12: Biểu đồ phân loại trầm tích tướng bột cát đồng bằng châu thổ (amQ23)… 64Hình 3.13: Biểu đồ đường cong tích luỹ độ hạt (điển hình) của tướng bùn châu
thổ bị đầm lầy hóa (ambQ23). 65Hình 3.14: Biểu đồ phân loại trầm tích tướng bùn đồng bằng châu thổ bị đầm lầy
hóa (ambQ23). 65Hình 3.15: Biểu đồ đường cong tích luỹ độ hạt (điển hình) của tướng cát cồn cát
chắn cửa sông tàn dư (cdQ23). 67Hình 3.16: Biểu đồ phân loại trầm tích tướng cát cồn cát chắn cửa sông tàn dư (cdQ23) 67Hình 3.17: Biểu đồ đường cong tích luỹ độ hạt (điển hình) c ủa tướng bùn cát bãi
triều hiện đại (tfQ23)………….……… …… 69
Trang 16Hình 3.18: Biểu đồ phân loại trầm tích tướng bùn cát bãi triều hiện đại (tfQ23) …….… 69Hình 3.19: Biểu đồ thể hiện sự dao động hàm lượng cát, bột và sét của trầm tích
tầng mặt trên địa bàn tỉnh Ninh Bình theo hướng tây bắc - đông nam (theo mặt
cắt từ Gia Hưng - Gia Viễn đến Xuân Thiện - Kim Sơn). 72Hình 3.20: Biểu đồ thể hiện sự dao động hàm lượng cát, bột và sét của tr ầm tích
tầng mặt trên địa bàn tỉnh Ninh Bình theo hướng đông bắc - tây nam (mặt cắt từ
Khánh Thiện - Yên Khánh đến Yên Đồng - Yên Mô). 72Hình 3.21: Phân loại delta theo Galloway, 1975 ……… 77Hình 4.1: Biểu đồ thể hiện hàm lượng trung bình của các kim loại nặng trong
Hình 4.2: Biểu đồ thể hiện hàm lượng trung bình của các kim loại nặng trong
Hình 4.3: Biểu đồ biểu thị hàm lượng trung bình của các kim loại nặng trong trầm tích
tầng mặt theo sự phân bố của các tướng từ đất liền ra biển trên địa bàn tỉnh Ninh Bình 90Hình 4.4: Biểu đồ thể hiện mối tương quan về hàm lượng của một số kim loại
nặng với tỷ lệ cấp hạt mịn trong trầm tích tầng mặt của vùng nghiên cứu…… … 92Hình 4.5: Biểu đồ biểu thị hàm lượng trung bình của As và các nhóm khoáng vật có
khả năng hấp phụ kim loại nặng trong trầm tích tầng mặt trên điạ bàn tỉnh Ninh Bình 93Hình 4.6: Biểu đồ thể hiện mối quan hệ về hàm lượng trung bình của As và
các nhóm khoáng vật có khả năng hấp phụ kim loại nặng trong trầm tích tầng
mặt trên điạ bàn tỉnh Ninh Bình …… …… 93Hình 4.7: Dạng tồn tại các hợp chất của As trong nước mặt trên địa bàn Ninh
Bình (sử dụng biểu đồ pH - Eh đối với As theo Bale et al., 2002). 94Hình 4.8: Dạng tồn tại các hợp chất của As trong trầm tích tầng mặt trên địa bàn
Ninh Bình (Sử dụng biểu đồ pH - Eh cho As - O2 - S - H2O với giả thiết ∑As =
10-6mol/kg và ∑S = 10-3mol/kg của Brookins, 1988). …… 94Hình 4.9 Biểu đồ thể hiện hàm lượng Hg trong các mẫu bùn đáy của sông Đáy (thứ
tự các mẫu phân tích từ trái sang phải cũng là hướng của dòng chảy của sông) 96Hình 4.10: Biểu đồ thể hiện mối quan hệ về hàm lượng trung bình của Hg, Cd,
Cr, Ni và các nhóm khoáng vật có khả năng hấp phụ kim loại nặng trong trầm
tích tầng mặt trên địa bàn tỉnh Ninh Bình. 96Hình 4.11: Dạng tồn tại các hợp chất của Hg trong nước mặt trên địa bàn Ninh
Bình (Sử dụng Biểu đồ pH - Eh đối với Hg (theo Bale et al., 2002)… 97
Trang 17Hình 4.12: Dạng tồn tại các hợp chất của Hg trong trầm tích tầng mặt trên địa bàn Ninh
Bình (Sử dụng Biểu đồ pH - Eh cho hệ Hg - O 2 - Cl - S - H 2 O (giả thiết ∑Hg = 10-6.9
mol/kg, ∑Cl = 10-3mol/kg, ∑S = 10-3mol/kg, theo Bodek et al 1988) . 97Hình 4.13: Biểu đồ thể hiện mối quan hệ về hàm lượng trung bình của Cu, Pb, Zn
và các nhóm khoáng vật có khả năng hấp phụ kim loại nặng trong trầm tích tầng
mặt trên điạ bàn tỉnh Ninh Bình 102Hình 4.14: Biểu đồ so sánh hàm lượng một số kim loại nặng trong các mẫu nước
mặt thuộc khu vực trong đê so với QCVN 08: 2008/BTNMT a) Theo tiêu chuẩn
A1; b) Theo tiêu chuẩn A2; c) Theo tiêu chuẩn B1. 116
Hình 4.15:Biểu đồ so sánh các kim loại nặng trong các mẫu trầm tích tầng mặt khu
vực trong đê theo QCVN 43:2012/BTNMT/trầm tích nước ngọt 117Hình 4.16: Biểu đồ so sánh hàm lượng một số kim loại nặng trong các mẫu nước
mặt thuộc khu vực bãi triều, cửa sông ven biển so với QCVN 10: 2008/BTNMT
(theo tiêu chuẩn nước biển ven bờ - vùng nuôi trồng thuỷ sản và bảo tồn thuỷ sinh) 120
Hình 4.17: Biểu đồ so sánh các kim loại nặng trong trầm tích tầng mặt của tướng
bùn cát bãi triều: a - Theo tiêu chuẩn tương ứng của Canada - Trầm tích ven biển
(ISQGs - Interim marine); b - Theo Quy chuẩn Việt Nam về đánh giá chất lượng trầm
Hình 4.18: Biểu đồ so sánh các kim loại nặng trong các mẫu trầm tích tầng mặt của
tướng cát bột cửa sông: a) Theo tiêu chuẩn tương ứng của Canada - Trầm tích ven
biển (ISQGs - Interim marine); b) Theo Quy chuẩn Việt Nam về đánh giá chất lượng
trầm tích nước lợ, nước mặn (QCVN 43:2012/BTNMT) 122
CÁC HÌNH TRONG PHỤ LỤC
Hình phụ lục 1: Dạng tồn tại các hợp chất của Cr trong nước mặt trên địa bàn Ninh
Bình (Sử dụng Biểu đồ pH - Eh đối với Cr (theo Bale et al., 2002) 152Hình phụ lục 2: Dạng tồn tại các hợp chất của Ni trong nước mặt trên địa bàn Ninh
Bình (Sử dụng Biểu đồ pH - Eh đối với Ni (theo Bale et al., 2002 152Hình phụ lục 3: Dạng tồn tại các hợp chất của Cd trong nước mặt trên địa bàn Ninh Bình
(Sử dụng biểu đồ pH - Eh đối với Cd (theo Bale et al., 2002) 152Hình phụ lục 4: Dạng tồn tại các hợp chất của Cu trong nước mặt trên địa bàn
Ninh Bình (Sử dụng Biểu đồ pH - Eh đối với Cu (theo Bale et al., 2002) 152Hình phụ lục 5: Dạng tồn tại các hợp chất của Pb trong nước mặt trên địa bàn
Ninh Bình (Sử dụng biểu đồ pH - Eh đối với Pb (theo Bale et al., 2002) 153
Trang 18Hình phụ lục 6: Dạng tồn tại các hợp chất của Zn trong nước mặt trên địa bànNinh Bình (Sử dụng Biểu đồ pH - Eh đối với Zn (theo Bale et al., 2002) 153Hình phụ lục 7: Dạng tồn tại các hợp chất của Cr trong trầm tích tầng mặt trên địa
bàn Ninh Bình (Sử dụng biểu đồ pH - Eh cho Cr - O2- H2O (giả thiết rằng nồng
Brookin 1988) 153Hình phụ lục 8 : Dạng tồn tại các hợp chất của Ni trong trầm tích tầng mặt trên địabàn Ninh Bình (Sử dụng biểu đồ pH - Eh cho hệ Ni - O2 - CO2- S - H2O với giả
thiết rằng ∑Ni = 10-6mol/kg, ∑S = 10-5mol/kg, theo Barnes và Langmuir 1978) 154Hình phụ lục 9: Dạng tồn tại các hợp chất của Cd trong trầm tích tầng mặt trên
giả thiết rằng ∑Cd = 10-7mol/kg, ∑S = 10-5mol/kg và tổng carbonat = 10-2và 10-3mol/kg, theo Barnes và Langmuir 1978) 154Hình phụ lục 10: Dạng tồn tại các hợp chất của Cu trong trầm tích tầng mặt trên
rằng ∑Cu = 10-6mol/kg, ∑S = 10-2mol/kg, theo Drever 1997) 155Hình phụ lục 11: Dạng tồn tại các hợp chất của Pb trong trầm tích tầng mặt trên
S-H2O (giả thiết rằng ∑Pb = 10-6 mol/kg và 10-6.5 mol/kg, ∑C = 10-4 mol/kg, ∑S =
10-5mol/kg, theo Barnes và Langmuir 1978) ………… 155Hình phụ lục 12: Dạng tồn tại các hợp chất của Zn trong trầm tích tầng mặt trên địa
bàn Ninh Bình (Sử dụng biểu đồ pH - Eh cho hệ Zn - O2- CO2- S- H2O, giả thiết ∑Zn
= 10-6và 10-4mol/kg, ∑C = 10-3mol/kg, ∑S = 10-3mol/kg, theo Brookins, 1988)…… 156Hình phụ lục 13: Biểu đ ồ thể hiện mối tương quan hàm lượng giữa một số nguyên
tố trong trầm tích tầng mặt của tướng bùn đầm lầy trên bãi bồi……… 156Hình phụ lục 14: Các biểu đồ thể hiện mối tương quan về hàm lượng giữa các
cặp nguyên tố trong trầm tích tướn g bùn châu thổ bị đầm lầy hóa 157Hình phụ lục 15: Các biểu đồ thể hiện mối tương quan về hàm lượng giữa các cặp
nguyên tố trong trầm tích tầng mặt của tướng cát cồn cát chắn cửa sông tàn dư… 157
Trang 19MỞ ĐẦU
Việc nghiên cứu môi trường nói chung và địa hóa môi trường nói riêng là mộtkhoa học đã phát triển khoảng vài chục năm qua trên thế giới Nhất là ở các nướcphát triển thì Địa hóa môi trường lại càng được quan tâm nghiên cứu và ứng dụng
Cho đến nay đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về ô nhiễm môi trường nước và
trầm tích các của các nhà khoa học, như công trình của Ashley M.Woods và nnk[80], Lusan Mlroddy, Fadhled [91], Mario và nnk [92], Guilbert Lavaus (Pháp),Berhard A, Stepen L (Canada) Các công trình trên đã nghiên cứu toàn diện nguồngốc các chất gây ô nhiễm, quy luật phân bố các kim loại nặng trong đất, nước và
bùn đáy, ảnh hưởng của các tác nhân gây ô nhiễm, đặc biệt là ô nhiễm ki m loại
nặng đối với môi trường Các kết quả nghiên cứu đã phục vụ đắc lực cho việc hoạch
định các dự án, các chiến lược bảo vệ môi trường, góp phần vào việc lập và thực
hiện thành công các dự án giảm thiểu ô nhiễm tại các khu công nghiệp Bên cạnh đóviệc nghiên cứu địa hoá môi trường bùn đáy và nước mặt cũng đã được thực hiện tạimột số nước như: Mexico (công trình nghiên cứu trầm tích tầng mặt và nước mặtcủa vịnh sau sự kiện cá trong vịnh chết hàng loạt vào năm 2004); Mỹ (công trìnhnghiên cứu địa hoá môi trường bùn đáy của vịnh Texas và vịnh Neward, bang NewJersey của Bonnevie N.L) [82]; Trung Quốc (nghiên cứu trầm tích ở vịnh Lingding)[87]; Italy (nghiên cứu kim loại nặng trong trầm tích vịnh Taranto) [81]
Tại Việt Nam, địa hóa môi trường là một ngành khoa học mới bắt đầu được pháttriển trong những năm gần đây Nhưng những đóng góp của các công trình nghiên cứuthì rất đáng kể Trong đó tiêu biểu là các công trình của Nguyễn Đức Cự [9][10], Nguyễn
Đức Thạnh [48], Mai Trọng Nhuận [41], Nguyễn Khắc Giảng [16] Đối với đồng
bằng châu thổ sông Hồng nói chung và trên địa bàn tỉnh Ninh Bình nói riêng cũng
đã có nhiều công trình nghiên cứu thuộc lĩnh vực địa chất của các tác giả Trần Nghi
[95], Vũ Nhật Thắng [49], Doãn Đình Lâm [24], Vũ Quang Lân [26], Lê Tiến Dũng[11][12]…Tại cửa Đáy cũng đã có các công t rình khoa học của Nguyễn Ngọc
Trường [55], Chu Văn Ngợi [35], Nguyễn Văn Bình [16] Nhưng cho đến naychưa có một công trình nào nghiên cứu chuyên sâu, chi tiết và có hệ thống về thành
phần vật chất và đặc điểm địa hóa môi trường trầm tích tầng mặt (nhất là đối vớicác kim loại nặng) trên toàn tỉnh Ninh Bình Nhằm giải quyết vấn đề này NCS đã
lựa chọn và thực hiện luận án tiến sĩ “Các thành tạo trầm tích tầng mặt và mối liên
quan với địa hoá môi trường trên địa bàn tỉnh Ninh Binh” Kết quả nghiên cứu sẽ
sáng tỏ đặc điểm về thành phần độ hạt, thành phần khoáng vật cũng như thành phần
Trang 20hoá học, đặc biệt là hàm lượng các kim loại nặng của trầm tích tầng mặt Các kếtquả nghiên cứu về hàm lượng các kim loại nặng trong trầm tích tầng mặt và nướcmặt của luận án cũng rất có ý nghĩa thực tiễn cho việc quy hoạch, sử dụng và bảo vệcác nguồn tài nguyên thiên nhiên tại khu vực này.
Tính cấp thiết của đề tài
Chất lượng môi trường nói chung, môi trường nước và trầm tích nói riêng có ảnh
hưởng trực tiếp đến đời sống của con người và si nh vật Chất lượng nước ảnh hưởng trực
tiếp đến sự tồn tại, phát triển hay diệt vong của thế giới sinh vật, trong đó có con người.Bên cạnh nguồn nước thì các thành tạo trầm tích tầng mặt cũng không kém phần quantrọng đối với đời sống của nhiều loài sinh vật và kể cả con người Trầm tích tầng mặtkhông những là nơi cư trú, sinh trưởng, phát triển của các loài sinh vật như các loàinhuyễn thể, các loài côn trùng, các loài thực vật… mà chúng còn là nơi lưu giữ các chất
như các nguyên tố vi lượng, các kim loại nặng, các chất hữu cơ… Phần lớn các loài động
thực vật lại là thức ăn cho người và gia súc Vì thế, có thể nói nước mặt và trầm tích tầngmặt là các đối tượng có liên quan chặt chẽ với sự sinh tồn của muôn sinh Đối với trầmtích thì sự hấp phụ, lưu giữ các chất gây ô nhiễm lại phụ thuộc đáng kể vào thành phầnvật chất (như độ hạt, thành phần khoáng vật ) và môi trường hóa lý của chúng Do đóviệc nghiên cứu làm sáng tỏ đặc điểm thành phần vật chất, môi trường thành tạo củatrầm tích tầng mặt là rất cần thiết Mặt khác, trong những năm gần đây, chất lượng môi
trường bị ảnh hưởng bởi các nguồn gây ô nhiễm như chất thải từ các khu công nghiệp,
các nhà máy, xí nghiệp, các xưởng sản xuất Trên thế giới đã có nhiều quốc gia phảigánh chịu hậu quả của việc ô nhiễm môi trường như năm 1803 ở Italia, do hoả hoạn
hơi thuỷ ngân bốc lên lan toả nhiều cây số là nhiễm độc 900 người hoặc sự kiện ngộđộc thủy ngân ở vịnh Manimata (Nhật Bản) từ một nhà máy hóa chất của tổng công
ty Chisso thải ra làm hàng ngàn người bị tàn phế; ô nhiễm cadimi trong lúa gạo ởThái Lan (2003) bắt nguồn từ khai thác Pb-Zn đã ảnh hưởng đến hàng chục ngàn
dân cư và dẫn đến phải tiêu hủy hơn 10 ngàn tấn gạo Gần đây hàng chục triệungười Trung Quốc bị ảnh hưởng do gạo nhiễm độc kim loại nặng tại tỉnh Hồ Nam
và nhiều địa phương khác từ năm 2008 đến nay, gây thiệt hại cho nền kinh tế hàng
tỷ USD (theo Epoch Times, April 2013) Trước thực trạng đó thì Việt Nam trong đó
có tỉnh Ninh Bình cũng có thể đứng trước những nguy cơ tương tự Nhất là hiện nay cáchoạt động phát triển kinh tế của tỉnh Ninh Bình và các tỉnh lân cận đang trên đà phát triểnmạnh mẽ, mà mặt trái của nó là một loạt các yếu tố gây hủy hoại môi trường sống
Trang 21Xuất phát từ ý nghĩa và tầm quan trọng của việc nghiên cứu môi trường, đề tàiluận án “Các thành tạo trầm tích tầng mặt và mối liên quan với địa hoá môi trường trên
địa bàn tỉnh Ninh Bình” đã được Bộ Giáo dục và Đào tạo phê duyệt Kết quả nghiên
cứu của luận án sẽ góp phần làm sáng tỏ đặc điểm địa hóa môi trườ ng trầm tích tầngmặt cũng như môi trường nước mặt, các nguyên nhân gây ô nhiễm, các đề xuấtnhằm hạn chế và khắc phục ô nhiễm
Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của luận án là các thành tạo trầm tích tầng mặt lộ ra
trên mặt có tuổi từ Pleistocen muộn đến nay phân bố trên địa bàn tỉnh Ninh Bình
Phạm vi nghiên cứu
Phạm vi nghiên cứu trên toàn tỉnh Ninh Bình
Mục tiêu của luận án
- Làm sáng tỏ thành phần vật chất (đặc điểm độ hạt, thành phần khoáng vật,thành phần hoá học), quy luật phân bố độ hạt của trầm tích tầng mặt trên địa bàntỉnh Ninh Bình
- Làm sáng tỏ đặc điểm địa hoá môi trường của các kim loại nặng trong trầmtích tầng mặt trên địa bàn tỉnh Ninh Bình, kết quả nghiên cứu làm cơ sở khoa họccho việc định hướng, quy hoạch, sử dụng bền vững tài nguyên thiên nhiên
Nhiệm vụ của luận án
1- Nghiên cứu các điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội…tác động đến địa hoá
môi trường trên địa bàn tỉnh Ninh Bình
2- Nghiên cứu sự phân bố các tướng trầm tích tầng mặt và đặc điểm thànhphần vật chất: nghiên cứu đặc điểm độ hạt, đặc điểm thành phần khoáng vật, đặc
điểm thành phần hoá học (hoá đa lượng và hoá vi lượng) của trầm tích tầng mặt
phân bố trên địa bàn tỉnh Ninh Bình
3- Nghiên cứu môi trường hoá lý của trầm tích tầng mặt và nước mặt trên địabàn tỉnh Ninh Bình
4- Nghiên cứu đặc điểm địa hoá các kim loại nặng trong trầm tích tầng mặt
và nước mặt, đánh giá mức độ ô nhiễm của chúng, tìm hiểu nguyên nhân gây ô
nhiễm và đưa ra một số biện pháp nhằm hạn chế ô nhiễm
Cơ sở tài liệu xây dựng luận án
Luận án được hoàn thành dựa trên kết quả nghiên cứu trực tiếp của NCS trongkhoảng thời gian từ năm 2009 - 2012 (khi thực hiện đề tài cấp bộ, mã số B2010 -02-
99 mà NCS làm chủ nhiệm) Trong quá trình khảo sát thực địa tại 145 điểm, NCS
Trang 22đã thu thập được 161 mẫu trầm tích tầng mặt trong đó có 53 mẫu bùn đáy và 108
mẫu trầm tích bở rời), lấy nước tại 52 điểm khảo sát Thêm vào đó, NCS có sử dụngkết quả phân tích về kim loại nặng và độ hạt của 50 mẫu trầm tích, kết quả phân tíchkim loại nặng của 20 mẫu nước mặt từ đề tài khoa học công nghệ cấp tỉnh “Điều tra
đánh giá tổng hợp điều kiện địa chất tự nhiên, môi trường khu vực Cồn Nổi và vùngđất ngập nước ven biển trên địa bàn tỉnh Ninh Bình phục vụ quy hoạch phát triển
kinh tế xã hội, an ninh qu ốc phòng” do PGS.TS Lê Tiến Dũng chủ trì Ngoài ra,NCS đã tham khảo các báo cáo tổng kết đề tài và các bài báo công bố kết quả nghiêncứu về vấn đề địa chất của tỉnh Ninh Bình theo các tài liệu [6, 7, 11, 12, 46, 52, 54,
55, 56, 57, 58, 60, 61] Trong quá trình viết luận án, NCS còn tham khảo các tài liệu
trong và ngoài nước liên quan đến lĩnh vực nghiên cứu và vùng nghiên cứu…
Những luận điểm bảo vệ
1 Các trầm tích tầng mặt trên địa bàn tỉnh Ninh Bình bao gồm các thành tạo
lộ ra trên mặt có tuổi từ Plei stocen muộn đến nay Trong đó các trầm tích Pleistocenmuộn thuộc hệ tầng Vĩnh Phúc (Q13avp) bao gồm tướng bùn châu thổ - biển ven bờ
bị phong hoá loang lổ; Các trầm tích Holocen sớm - giữa thuộc hệ tầng Hải Hưng(Q21-2hh) bao gồm tướng bùn đầm lầy ven biể n chứa than bùn và tướng sét xám
xanh vũng vịnh; các trầm tích Holocen muộn thuộc hệ tầng Thái Bình (Q23tb) bao
gồm các tướng tiêu biểu: tướng bột cát bãi bồi sông, tướng bột cát đồng bằng châuthổ, tướng bùn châu thổ bị đầm lầy hóa , tướng cát cồn chắn cửa sông tàn dư vàtướng bùn cát bãi triều hiện đại, phân bố đan xen có quy luật
2 Hàm lượng trung bình của các kim loại nặng điển hình như Hg, Cr, Ni, Cd
có xu thế giảm dần theo hướng từ đất liền ra biển (trừ trong tướng cát cồn cát chắncửa sông), phụ thuộc chủ yếu vào đặc điểm trầm tích Trong đó các tướng trầm tíchbùn châu thổ - biển ven bờ bị phong hoá loang lổ, tướng bùn đầm lầy ven biển chứa
than bùn, tướng bột cát bãi bồi sông, tướng bột cát đồng bằng châu thổ đã có biểu
hiện ô nhiễm cục bộ Hg và As với mức độ nhẹ, còn ở tướng trầm tích bùn cát bãitriều hiện đại có hàm lượng As tăng cao rất đột ngột
Những điểm mới của luận án
- Kết quả nghiên cứu của luận án đã xác định chi tiết, có hệ thống về thành phần vậtchất và chỉ số địa hoá môi trường tro ng trầm tích tầng mặt trên địa bàn tỉnh Ninh Bình
- Xác định được các kiểu trầm tích tầng mặt trên địa bàn tỉnh Ninh Bình dựa
trên cơ sở bảng phân loại trầm tích của Cục địa chất Hoàng Gia Anh (sử dụng phần
mềm IGPETWIN)
Trang 23- Kết quả nghiên cứu của luận án đã chỉ ra được quy luật phân bố độ hạt củatrầm tích tầng mặt trên địa bàn tỉnh Ninh Bình, góp phần làm cơ sở khoa học để luậngiải nguồn vật liệu trầm tích và điều kiện lắng đọng trầm tích cho vùng nghiên cứu.
- Đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng cho môi trường trầm tích tầng mặt
và môi trường nước mặt của khu vực nghiên cứu, để từ đó làm cơ sở khoa học chođịnh hướng quy hoạch, phát triển bền vững và sử dụng tài nguyên thiên nhiên một
cách hợp lý
Ý nghĩa khoa học
- Kết quả nghiên cứu của luận án đã làm sáng tỏ đặc điểm đặc điểm tướng đácủa trầm tích tầng mặt và địa hoá môi trường các kim loại nặng trong trầm tích tầngmặt trên địa bàn tỉnh Ninh Bình
- Kết quả nghiên cứu của luận án đã làm sáng tỏ sự phụ thuộc về hàm lượngcủa một số kim kim loại nặng như As, Cd, Hg vào tỷ lệ cấp hạt mịn và tổng hàm
lượng của các nhóm khoáng vật có khả năng hấp phụ kim loại nặng của các tướng
trầm tích tầng mặt cho vùng nghiên cứu
- Kết quả nghiên cứu của luận án góp phần bổ sung thêm cơ sở dữ liệu khoahọc về thành phần vật chất và địa hoá môi trường của trầm tích tầng mặt ở Việt
Nam và làm cơ sở cho những nghiên cứu tiếp theo
Ý nghĩa thực tiễn
- Các kết quả nghiên cứu của luận án không những làm cơ sở khoa học chochính quyền địa phương có biện pháp kiểm soát, quy hoạch, sử dụng tài nguyên đất
đai và nước mặt một cách hợp lý mà còn là cơ sở khoa học cho việc dự báo xu thế
bồi tụ vùng cửa sông ven biển của tỉnh
- Kết quả nghiên cứu của luận án còn làm tài liệu trong giảng dạy chuyên môn
và hướng dẫn nghiên cứu khoa học cho sinh viên ở các trường đại học
Chương 4: Đặc điểm địa hoá môi trường các kim loại nặng trong trầm tích
tầng mặt trên địa bàn tỉnh Ninh Bình
Kết luận và Kiến nghị
Trang 24CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ CẤU TRÚC
ĐỊA CHẤT VÙNG 1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên
1.1.1 Vị trí địa lý
Ninh Bình có vị trí nằm ở phía nam của miền Bắc , có trung tâm là thành phốNinh Bình cách thủ đô Hà Nội khoảng 93 km về phía nam, với p hía Bắc giáp vớiHoà Bình và Hà Nam, phía Đông được ngăn cách với Nam Định bởi con sông Đáy,phía Tây tiếp giáp với Thanh Hoá, phía Đông Nam tiếp giáp với Vịnh Bắc Bộ (Hình1.1) Toạ độ địa lý: Kinh độ: 105032’9,5’’ đến 106010’23’’ kinh độ Đông
Vĩ độ: 19051’29’’đến 20027’39’’vĩ độ Bắc Diện tích: 1.390,3 km2
Hình 1.1: Vị trí tỉnh Ninh Bình trên bản đồ hành chính Miền Bắc
Việt Nam (nguồn từ internet)
1.1.2 Điều kiện tự nhiên
1.1.2.1 Đặc điểm địa hình , địa mạo
Ninh Bình mặc dù nằm ở đồng bằng Bắc Bộ nhưng có địa hình khá phức tạp
Địa hình của tỉnh có cả núi, đồi, đồng bằng và bờ biển
Trang 25a) Địa hình núi và đồi khá phổ biến, chiếm khoảng 2/3 diện tích của toàn tỉnh,
phân bố chủ yếu ở phía Tây và phía Bắc của vùng nghiên cứu Chúng gồm hai kiểu
đó là: Kiểu địa hình karst và địa hình đồi núi bóc mòn - xâm thực và rửa trôi bề mặt
b) Địa hình đồng bằng
Xét về mặt nguồn gốc và hình thái, đồng bằng trong vùng nghiên cứu cũngrất đa dạng Căn cứ vào nguồn gốc các trầm tích tạo nên đồn g bằng có thể chia đồngbằng ở đây thành các kiể u sau:
ở phía Tây, phía Nam huyện Nho Quan và rải rác ở một số nới khác
khá bằng phẳng, phân bố thành các dải hẹp ở ven sông Bôi (thuộc huyện Nho Quan
và Gia Viễn), độ cao từ 3-5 mét, phần lớn diện tích bị ngập nước vào mùa mưa
ở phần lãnh thổ của huyện Gia Viễn, Trường Yên - Hoa Lư một phần của huyệnNho Quan và Tam Điệp
Đồng bằng tích tụ tuổi Holocen muộn - hiện đại phân bố chủ yếu ở phía nam
và đông nam tỉnh Ninh Bình, đó là ở các huyện Yên Khánh, Yên Mô, Kim Sơn Xét
về mặt hình thái, đồng bằng này còn mang các dấu vết của đường bờ cổ Đó là sựtồn tại của các gờ cát chạy theo hướng gần song song với nhau và kéo dài theo
hướng Đông Bắc - Tây Nam
c) Địa hình bờ biển
Bờ biển Ninh Bình nằm kẹp giữa hai cửa sông Đáy và cửa Càn, ch iều dài của
đường bờ biển ở đây không ổn định do có sự biến động cao của luồng lạch vùng
cửa sông So với nhiều vùng khác, bãi biển của Ninh Bình có chiều rộng lớn nhấtmiền Bắc nước ta Tại lúc triều kiệt, chiều rộng của bãi đạt tới 6 -7 km Nhìn chungbãi biển ở đây khá bằng phẳng và hầu như nằm ngang [ 55]
1.1.2.2 Đặc điểm thuỷ văn, hải văn
Đặc điểm mạng lưới sông suối trong vùng khá dày, bao gồm các sông lớn
nhỏ, các kênh đào và các hồ chứa nhân tạo Trong đó, toàn tỉnh có 811,2 km chiềudài sông suối; 2.367,5 km kênh mương Ninh Bình có tới 39 hồ lớn nhỏ và 100.000
ao, chứa gần 30.000.000 m3 nước [75] Các con sông, các hồ chính như: sông Đáy,
sông Hoàng Long, sông Tống Càn, sông Bôi, sông Lạng, sông Vạc.Các sông nhỏ
như: sông Vân, sông Luồn, sông Chanh, Sông Bến, Sông Hệ, sông Cầu Mới, sôngCon, sông Đền Vôi, sông Bút…
Trang 26Ngoài ra, hệ thống các kênh đào, bắt đầu từ thời Nguyễn Công Trứ nhằm thauchua rửa mặn cho vùng đất bồi … Các hồ chứa nước gồm: Hồ Yên Thắng , hồ MùaThu, hồ Đồng Thái, hồ Quang Sỏi, Hồ Thường Sung Các hồ trên ngoài việc phục
vụ tưới tiêu thì còn ít nhiều góp phần cải tạo khí hậu cho vùng nghiên cứu
Đặc điểm hải văn: Hoạt động thuỷ triều của vùng nghiên cứu thuộc chế độ
nhật triều không đều Mỗi tháng có 22 - 25 ngày nhật triều và từ 5 - 6 ngày bán nhậttriều, những ngày triều lớn trong tháng biên độ triều dao động từ 2 đến 4 mét, cònnhững ngày triều thấp biên độ triều dao động từ 1 đến 2 mét [6] Trên địa bàn tỉnhNinh Bình nhiều sông ngòi thường xuyên bị ảnh hưởng của thuỷ triều, bã o và áp ápthấp nhiệt đới… nên gây ra mưa lũ làm ngập úng trên diện rộng
1.1.2.3 Đặc điểm kinh tế - xã hội
Ninh Bình là vùng đất có con người cư trú rất sớm Đây là vùng đất có nền
văn hoá lâu đời, Ninh Bình là kinh đô của nước ta ở thế kỷ X, mảnh đất g ắn với sự
nghiệp của 6 vị vua thuộc ba triều đại Đinh - Lê - Lý với các dấu ấn lịch sử Cho
đến nay vùng đất Ninh Bình vẫn tiến ra biển mỗi năm gần 100 m Ninh Bình là một
tỉnh mở rộng không gian văn hoá Việt xuống biển Đông, đón nhận các luồng dân
cư, các yếu tố văn hoá từ Bắc vào Nam, từ biển vào Hiện nay, trên địa bàn tỉnh đã
có Trường Đại học Hoa Lư và 4 trường cao đẳng , có đủ các trường từ tiểu học, phổthông cơ sở cho đến phổ thông trung học
Đặc điểm kinh tế: Ninh Bình có vị trí quan trọng của vùng cửa ngõ miền
Bắc và vùng kinh tế trọng điểm phía Bắc Đây là nơi tiếp nối giao lưu kinh tế và vănhoá giữa khu vực châu thổ sông Hồng với Bắc Trung Bộ, giữa vùng đồng bằng Bắc
Bộ với vùng rừng núi Tây Bắc Thế mạnh kinh tế nổi bật của Ninh Bình là cácngành công nghiệp vật liệu xây dựng và du lịch Các hoạt động kinh tế như:
Hoạt động giao thông vận tải trong vùng nghiên cứu khá phát triển, trong đó
các tuyến đường bộ đóng vai trò chủ đạo Quốc lộ 1A, đường sắt Bắc - Nam chạyqua vùng với các ga là Ninh Bình, ga Ghềnh, ga Đồng Giao và ga Cầu Yên rấtthuận lợi cho việc vận chuyển hành hóa Về đường bộ có: Quốc lộ 10 , quốc lộ 12B,quốc lộ 45 Hiện đang có 3 dự án đường cao tốc đi qua Ninh Bình được triển khai
là: đường cao tốc Ninh Bình - Cầu Giẽ; Ninh Bình - Thanh Hóa và Ninh Bình - Hải
Phòng - Quảng Ninh Ngoài ra, còn các tuyến đường liên huy ện, liên xã phát triểnkhá dày Hầu hết các tuyến đường bộ trong vùng nghiên cứu đã được trải nhựa, bêtông hóa và nhiều đoạn đã có đèn chiếu sáng Bên cạnh đó, giao t hông đường thủy ở
Trang 27trong vùng nghiên cứu cũng khá phát triển do có hệ thống sông lớn, nhỏ khá dày ,góp phần phát triển kinh tế trong vùng nghiên cứu.
Hoạt động công nghiệp, thủ công nghiệp: Trong những năm gần đây các
ngành công nghiệp của vùng nghiên cứu đ ang trên đà phát triển Việc hoạt động sảnxuất của các nhà máy xi măng, gạch ngói, các xưởng đóng tàu, xưởng hàn đã gópphần không nhỏ vào sự phát triển kinh tế cho vùng Ninh Bình có tiềm năng và thếmạnh phát triển công nghiệp vật liệu xây dựng với s ố lượng nhà máy sản xuất xi
măng nhiều, trong đó nổi bật là các doanh nghiệp xi măng The Vissai, xi măng HệDưỡng, xi măng Tam Điệp, xi măng Phú Sơn, xi măng Duyên Hà, xi măng HướngDương… Sản phẩm chủ lực của địa phương là xi măng, đá, thép, vôi, gạch v v…
Hiện nay, Ninh Bình có 7 khu công nghiệp gồm:
Khu công nghiệp Khánh Phú tại xã Ninh Phúc, thành phố Ninh Bình và xãKhánh Phú, huyện Yên Khánh Tổng diện tích đất phát triển 334 ha, trong đó đấtxây dựng nhà máy là 231,54ha Dự kiến các loại hình sản xuất chủ yếu: Đạm 56 vạntấn/năm, than (sàng tuyển) 300.000/năm; Bốc hàng hoá 1,1 tr tấn/năm; ngoài ra còn
đóng mới và sửa chữa tàu thuyền
Khu công nghiệp Tam Điệp tại xã Quang Sơn và một phần thuộc phường
Tây Sơn, thị xã Tam Điệp Diện tich 450 ha (gia i đoạn I: 200ha, giai đoạn II: 250ha), trong đó đất xây dựng nhà máy là 228,3ha Dự kiến bố trí công nghiệp chế biến
nông sản thực phẩm, may mặc, giầy da, cơ khí chế tạo, sản xuất vật liệu xây dựng,
điện tử; Công nghiệp hàng tiêu dùng
Khu công nghiệp Gián Khẩu nằm trên địa bàn các xã Gia Trấn, Gia Tân, GiaXuân, Gia Thanh, Gia Lập, huyện Gia Viễn Tổng diện tích là 262ha Đây là khucông nghiệp đa ngành như dệt may; cơ khí sản xuất, lắp ráp; sản xuất vật liệu xâydựng; Sản xuất, lắp ráp điện tử Khu công nghiệp này đã được xây dựng, đã lấp đầy,
đã sản xuất hiệu quả
Khu công nghiệp Khánh Cư nằm trên địa bàn các xã Khánh Cư, Khánh Hải,huyện Yên Khánh Tổng diện tích 170 ha, tập trung phát triển công nghiệp chế tạo
và sản xuất thiết bị, phụ tùng vận tải…
Khu Xích Thổ Địa chỉ tại xã Xích Thổ, huyện Nho Quan Tập trung sản xuấtvật liệu xây dựng bao gồm sản xuất phụ gia công nghiệp; Vật liệu xây dựng; Chếbiến đồ gỗ; Cơ khí chế tạo lắp máy Khu công nghiệp được thành lập trên cơ sở đầu
tư dự án sản xuất Sô Đa 1,5 triệu tấn/năm với diện tích 300 ha
Trang 28Khu công nghiệp Sơn Hà nằm trên đ ịa bàn hai xã Sơn Hà, Quảng Lạc huyệnNho Quan Tổng diện tích 300ha Là khu công nghiệp chế biến nông sản, thựcphẩm; Thức ăn gia súc; May mặc; Sản xuất vật liệu xây dựng.
Khu công nghiệp Phúc Sơn nằm tại phường Ninh Sơn và xã Ninh Phúc,thành phố Ninh Bình Tổng diện tích 145ha, là khu công nghiệp sạch với sản phẩmmay mặc, lắp ráp điện tử, dụng cụ đo lường và sản xuất phần mềm
Ngoài ra, trên địa bàn tỉnh Ninh Bình còn có 22 cụm khu công nghiệp với
diện tích 880 ha
Nghề thủ công truyền thống địa phương có: thêu ren ở Hoa Lư diệt chiếu vàlàm hàng cói mỹ nghệ ở Kim Sơn, Yên Khánh , đan lát mây tre ở Gia Viễn, NhoQuan, sản xuất đồ đá mỹ nghệ ở Ninh Vân (Hoa Lư)
Hoạt động du lịch, thương mại :
- Du lịch: Ninh Bình có tiềm năng du lịch rất lớn, nhiều danh lam, thắng
cảnh và di tích lịch sử văn hoá nổi tiếng như: Cố đô Hoa Lư, chùa Bái Đính, quầnthể thẳng cảnh Tràng An, khu du lịch Tam Cốc Bích Động, vườn Quốc gia Cúc
Phương, nhà thờ Phát Diệm, khu bảo tồn thiên nhiên Vân Long Vùng ven biển KimSơn - Cồn Nổi với những giá trị kiến tạo địa chất và đa dạng sinh học nổi bật toàn
cầu được UNESCO đưa vào danh sách các địa danh thuộc khu dự trữ sinh quyểnchâu thổ sông Hồng và là một khu dự trữ sinh quyển thế giới tại Việt Nam
- Thương mại cũng khá phát triển, các trung tâm xã, huyện đều có chợ, các
cửa hàng tạp hóa rất thuận lợi cho việc mua bán, nâng cao đời sống cho nhân dântrong vùng Ninh Bình có vị trí hội tụ giao thông liên vùng rất thuận lợi cho pháttriển lưu thông hàng hóa với các địa phương khác trong cả nước
Hoạt động canh tác nông nghiệp, lâm nghiệp: Ninh Bình có lợi thế phát triển
ngành nông nghiệp đa dạng nhiều thành phần Các vùng chuyên canh nông nghiệpchính của tỉnh: vùng nông trường Đồng Giao chuyên trồng cây công nghiệp như câydứa thơm, vùng Kim Sơn trồng cây cói làm chiếu và hàng mỹ nghệ, vùng Ninh
Phúc, Ninh Sơn trồng hoa và rau sạch Tuy vậy, trong vùng nghiên cứu có diện tích
chủ yếu là đồng bằng nên ngà nh nông nghiệp ở đây nghề trồng lúa nước là chính.Một số nơi có đất làm màu như Yên Mô, Yên Khánh thì trồng các loại cây hoa màu
như: lạc, vừng, ngô, khoai Đi đôi với trồng trọt thì chăn nuôi cũng được ngườinông dân quan tâm, trong đó chủ yếu là chăn nuôi gia súc (lợn, trâu, bò, thịt, gà,
vịt ) với hình thức nhỏ, lẻ của các hộ gia đình
Trang 29Hoạt động nuôi trồng thuỷ sản phát triển khá ổn định, nhất là ở khu vực nuôi
thả thuỷ sản nước ngọt Vùng ven biển có nhiều các đầm, ao lớn để nuôi các loại tôm,cua, cá… Sản lượng thuỷ sản năm 2007 đạt 18.771 tấn Trong đó sản lượng tôm sú
đạt 1.050 tấn, cua biển đạt 1.280 tấn Tổng giá trị thuỷ sản năm 2007 đạt 350 tỷ đồng,tăng 73,4 tỷ đồng so với năm 2004 [73]
Hoạt động khai thác khoáng sản: Hiện nay, trên địa bàn toàn tỉnh Ninh Bình
có 84 đơn vị đang hoạt động khai thác khoáng sản, trong đó có 28 điểm mỏ đã lậpbáo cáo đánh giá tác động môi trường; 82 điểm mỏ đã lập cam kết bảo vệ môitrường Tuy nhiên, trong quá trình hoạt động, một số doanh nghiệp chưa thực hi ện
nghiêm túc việc khai thác, vận chuyển cũng như việc xử lý bãi thải gây ảnh hưởng
đến môi trường
1.2 Tổng quan về tình hình nghiên cứu địa hoá môi trường trầm tích tầng mặt 1.2.1 Trên thế giới
Trong thời gian qua, trầm tích tầng mặt đã trở thành một trong những đối
tượng được các nhà khoa học trên thế giới quan tâm nghiên cứu ở các khía cạnhkhác nhau, trong đó nổi trội hơn cả là lĩnh vực về địa hoá môi trường của trầm tích
tầng mặt Cho đến nay đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về ô nhiễm môi trường
nước và trầm tích các của các nhà khoa học, trong đó đáng chú ý là các công trình
của Cecile A và nnk, John Higman, Alison Sweeney (Hoa Kỳ), Lee S.V, Cundy A(Anh quốc), Berhard A, Stepen L (Australia), Luca Giogio Bellucci, MauroFrignani (Italia), Hinrich J, Dellwig O, Brumsack H J (Đức), Berhard A, Stepen
L (Canada), Stephane Audry, Cecile Bossy, Guilbert Lavaus (Pháp) Các côngtrình đó đã nghiên cứu toàn diện nguồn gốc các chất gây ô nhiễm, quy luật phân bốcác kim loại nặng trong đất, nước và bùn đáy, ảnh hưởng của các tác nhân gây ônhiễm, đặc biệt là ô nhiễm kim loại nặng đối với môi trường Công tác nghiên cứu
địa hóa môi trường tại các nước Hoa Kỳ, Australia, Canada, CHLB Đức, Pháp,
Nhật…phục vụ đắc lực cho việc hoạch định các dự án và các chiến lược bảo vệ môi
trường, các kết quả nghiên cứu góp phần vào việc lập và thực hiện thành công các
dự án giảm thiểu ô nhiễm tại các khu công nghiệp (như ở vùng Rhur (Đức), đặc biệt
là các con sông nổi tiếng ô nhiễm trước kia như sông Tha me (chảy qua Luân Đôn)hiện nay đã giảm thiểu được phần lớn mức độ ô nhiễm nước sông
Bên cạnh đó việc nghiên cứu địa hoá môi trường bùn đáy tại vịnh Mexico City(sau khi sự kiện cá trong vịnh chết hàng loạt vào năm 2004) Tại Mỹ đã có côngtrình nghiên cứu địa hoá môi trường bùn đáy của vịnh Texas và vịnh Neward, bang
Trang 30New Jersey Kết quả nghiên cứu cho thấy hàm lượng các nguyên tố vi lượng trongtrầm tích đáy vịnh biến đổi rất mạnh, nhưng đặc biệt cao tại các khu vực có tốc
độ lắng đọng trầm tích cao và trầm tích đáy vịnh đã bị ô nhiễm bởi As, Cd, Cu,
Hg, Ni, Pb, Zn [81] Kết quả nghiên cứu trầm tích vịnh Manila, Philippin cho thấy
do tác động nhân sinh dẫn đến tập trung cao Pb, Cd, Zn và Cu nhưng hàm lượngkhông ổn định [97] Đánh giá ảnh hưởng của quá trình đô thị hóa và phát triểnkinh tế đến chất lượng môi trường trầm tích vịnh Xiamen, Trung Quốc cho thấy
sự tập trung hàm lượng của Cu, Pb, Zn, Cd, Cr, Ni và Fe phụ thuộc vào nguồn ônhiễm, trong đó có hai nguồn chính là nước thải đô thị và nước thải từ các cảngthương mại [106] Ngoài ra, còn một số công trình nghiên cứu khác về bùn đáy tạicác vịnh như: vịnh Thổ Nhĩ Kỳ [101], vịnh Taranto của Italy [80] Trên thế giới,vật chất hữu cơ trong bùn đáy cũng được quan tâm nghiên cứu như ở Trung Quốc
có công trình nghiên cứu đối với vịnh Lingding (cho thấy vật chất hữu cơ trongtrầm tích của vịnh chủ yếu có nguồn gốc từ đất liền và chế độ thủy động lực đóngvai trò quan trọng trong việc phân bố vật chất hữu cơ [87]); ở Italy có vịnh Trieste(kết quả nghiên cứu cho thấy nguồn vật chất hữu cơ từ đất liền chiếm đến 90 % ở cửasông Isonzo và giảm xuống còn 10 % ở trung tâm của vịnh, trong khi đó ở phần phíanam của vịnh nguồn vật chất hữu cơ do các sông nhỏ mang đến chiếm từ 32 - 44 %[95] Tại Đức có công trình nghiên cứu của Katherina Seiter năm 2004 về carbon hữu
cơ trong trầm tích tầng mặt; Công trình nghiên cứu về sự phân bố, nguồn gốc, sự vận
chuyển của các khoáng vật sét trong trầm tích tầng mặt của vùng nam Atlantic củaRainer Petschick và những người khác…
Tại các nước phát triển, Địa hóa môi trường đã phát triển và trở thành mộtngành khoa học ứng dụng với tổ chức nghề nghiệp là Hội địa hóa môi trường quốc
tế với tạp chí Địa hóa môi trường và sức khỏe ( Journal of EnvironmentalGeochemistry and Health) xuất bản tại Luân Đôn 2 tháng/kỳ
1.2.2 Tại Việt Nam và vùng nghiên cứu
Tại Việt Nam, địa hóa môi trường là một ngành khoa học mới bắt đầu được pháttriển trong khoảng vài chục năm trở lại đây Các công trình nghiên cứu địa hóa môi
trường của Nguyễn Đức Cự, Nguyễn Đức Thạnh, Mai Trọng Nhuận, Chu Văn Ngợi,
Nguyễn Biểu, Đào Mạnh Tiến, Vũ Trường Sơn, Nguyễn Văn Quảng, Đào Đình Nam,Phạm Văn An, Nguyễn Khắc Giảng Ngoài ra, các công trình nghiên cứu về thổ
nhưỡng của các tác giả Viện Nông hóa và Đại học Quốc Gia Hà Nội, Đại học Quốc Gia
thành phố Hồ Chí Minh Đối với địa hoá môi trường biển biển Việt Nam cũng chỉ
Trang 31mới thực sự được chú ý từ năm 1990 trở lại đây Các nghiên cứu tập trung vào đặc
điểm địa hoá môi trường nước và trầm tích biển nông, đánh giá chất lượng, tiềm
năng, mức ô nhiễm nước và trầm tích cũng như các giải pháp quản lý sử dụng đớiven biển trên cơ sở nghiên cứu địa hóa môi trường Các công trình nghiên cứu
được kể đến như: đề án “Điều tra địa chất - khoáng sản, địa chất môi trường và tai
biến địa chất biển ven bờ Việt Nam (0 30 m nước), tỉ lệ 1:500.000”, năm 1990
-2001, do Trường Đại học Khoa học Tự nhiên kết hợp với Trung tâm Địa chất vàKhoáng sản Biển thực hiện Kết quả đã đánh giá sơ lược đặc điểm địa hóa môi
trường biển ven bờ Việt Nam bao gồm toàn bộ các vũng vịnh ven bờ của Việt
Nam; công trình “Điều tra địa chất, khoáng sản, địa chất môi trường và tai biến địachất vùng biển Nam Trung Bộ từ 0-30m nước tỉ lệ 1:100.000 và một số vùngtrọng điểm tỉ lệ 1:50.000”, năm 2007; đề tài “Lập bản đồ hiện trạng địa chất môi
trường vùng biển Hải Phòng - Quảng Ninh từ 0-30m nước, tỉ lệ 1:100.000 và vùng
biển trọng điểm Bạch Long Vỹ, tỉ lệ 1:50.000”
Năm 2000, nhóm tác giả Nguyễn Khăc Giảng, Phạm Văn An, Nguyễn Văn Bình
và Nguyễn Thị Thục Anh (Đại học Mỏ - Địa chất) đã tiến hành nghiên cứu một cách có
hệ thống về đặc điểm địa hóa môi trường trầm tích bãi triều cửa sông khu vực từ Quảng
Ninh đến Hải Phòng Kết quả nghiên cứu đã phát hiện ô nhiễm các kim loại nặng trongbùn đáy của hầu hết bãi triều cửa sô ng trong khu vực nghiên cứu Trong những năm
2004 - 2007 nhóm tác giả Nguyễn Khăc Giảng, Vũ Lê Tú, Đặng Thị Vinh, Nguyễn
Trung Thành (Đại học Mỏ - Địa chất) đã phối hợp với Trung tâm Địa hóa Môi trường
các chất vô cơ (Environmetal Geochemistry Group EGG) của Đại học Curtin Australia tiến hành nghiên cứu đặc điểm môi trường bùn đáy Sông Cầu và đặc điểm
-địa hóa môi trường nước ngầm chứa fluo tại Ninh Hòa - Khánh Hòa Kết quả
nghiên cứu đã làm sáng tỏ thành phần khoáng vật, thành phần hóa của bùn đáy sôngCầu, phát hiện hàm lượng tăng cao bất thường của các kim loại nặng như Pb, Zn,
Ni, As, Cr tại nhiều mẫu phân tích của bùn đáy, nước ở khu vực Ninh Hòa
Công trình nghiên cứu của Nguyễn Thị Thục Anh (2006) đã đánh giá đặc
điểm trầm tích, sự phân bố các nguyên tố vi lượng và h iện trạng ô nhiễm một số
kim loại nặng trong trầm tích (ở độ sâu 0-0,6m) bãi triều cửa sông ven biển khu vực
Quảng Ninh và Hải Phòng; Công trình “Đánh giá khả năng tích tụ các chất ô nhiễm hữu cơ bền và kim loại nặng trong môi trường nước, trầm tích, sinh vật ven biển Hải Phòng” Đề tài khoa học năm 2010; Công trình “ Nghiên cứu biến động cửa
sông và môi trường trầm tích Holocen hiện đại vùng ven bờ châu thổ sông Cửu
Trang 32Long, phục vụ phát triển bền vững kinh tế - xã hội” đề tài Khoa học Công nghệ cấp
Nhà nước, mã số KC09.06/06-10 do Nguyễn Địch Dỹ (chủ nhiệm), 2010; Côngtrình “Nghiên cứu đánh giá khả năng tích luỹ các chất gây ô nhiễm trong môitrường trầm tích ven bờ biển Việt Nam” đề tài Khoa học Công nghệ cấp Nhà nước,
mã số KC09.21/06-10, do Đào Mạnh Tiến (chủ trì) năm 2010; Công trình “Đánhgiá hiện trạng, dự báo biến động và đề xuất giải pháp sử dụng hợp lý tài nguyênmột số vũng vịnh chủ yếu ven bờ biển Việt Nam”[48] đã đánh giá tổng quan về địahóa môi trường các vịnh Bái Tử Long và Chân Mây, từ đó đề xuất các giải pháp
sử dụng bền vững tài nguyên vũng vịnh Công trình nghiên cứu “Điều tra đánh giátài nguyên môi trường các vũng vịnh trọng điểm ven bờ phục vụ phát triển kinh
tế - xã hội và bảo vệ môi trường”[41] đã đánh giá đặc điểm địa hóa môi trườngvịnh Tiên Yên và vịnh Cam Ranh ở tỉ lệ 1:50.000; Công trình “Nghiên cứu đặc điểm
địa hóa môi trường phục vụ sử dụng bền vững tài nguyên thiên nhiên khu vực vịnh Tiên
Yên, tỉnh Quảng Ninh” của Trần Đăng Quy (năm 2012) cũng đã nêu ra hiện tr ạng ônhiễm và quy luật phân bố của một số kim loại nặng cũng như hợp chất hữu cơtrong trầm tích bở rời tại Vịnh Tiên Yên
Đối với đồng bằng châu thổ sông Hồng nói chung và trên địa bàn tỉnh Ninh
Bình nói riêng cũng đã có các công trình nghiên cứu phải kể đến như: Chương trìnhnghiên cứu đồng bằng châu thổ sông Hồng “Red Rever Delta Research Program”,
năm 1999-2001 đã được tiến hành thông qua sự hợp tác Quốc tế giữa Trường Đại
học Khoa học Tự nhiên và Hà Lan; Công trình “Đặc điểm trầm tích và lịch sử pháttriển địa chất trong giai đoạn Holocen vùng rìa Đông nam đồng bằng sông Hồng”của Vũ Quang Lân; “Lịch sử tiến hoá trầm tích Holocen châu thổ sông Hồng” củaDoãn Đình Lâm; “Địa chất và khoáng sản nhóm tờ Thái Bình - Nam Định” do VũNhật Thắng (chủ biên); “Đặc điểm trầm tích Holocene trong và ngoài rừng ngậpmặn và biến động đường bờ vùng cửa sông Hồng” Đề tài nhánh trong đề tài nghiêncứu khoa học cấp nhà nước, 2000 - 2001 Cho đến các công trình nghiên cứu gần
đây như: công trình nghiên cứu về vỏ phong hoá và thổ nhưỡng ở tỉnh Ninh Bình
(2007-2008) do Đỗ Cảnh Dương (chủ trì); Hai đề tài của Lê Tiến Dũng là “Điều trakhảo sát xây dựng các cơ sở dữ liệu về địa hình, địa chất thủy văn phục vụ quyhoạch và phát triển khu du lịch Tràng An - Ninh Bình” năm 2005-2006 và “Điều tratổng hợp các cơ sở dữ liệu về địa chất, khoáng sản tỉnh Ninh Bình phục vụ pháttriển công nghiệp khai khoáng và bảo vệ môi trường và cơ sở dữ liệu thông tin địa
lý” năm 2007-2008 Đề tài này đã đưa ra được danh sách và thực trạng khai thác
Trang 33các mỏ khoáng sản trên địa bàn tỉnh, làm cơ sở dữ liệu khoa học cho tỉnh định
hướng khai thác tiếp theo
Tại cửa Đáy cũng có các đề tài khoa học như: đề tài “Khảo sát đánh giá tác
động địa môi trường vùng đầu nguồn và hạ lưu cửa Đáy cửa Càn Ninh Bình Đề
xuất các giải pháp khắc phục” của Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, năm 2000,
do Nguyễn Ngọc Trường (chủ nhiệm) Kết quả nghiên cứu đã cho ra một bức tranhkhái quát về địa hình, địa mạo của tỉnh Ngoài ra, đề tài còn đưa ra một số kết quảnghiên cứu môi trường nước mặt, các tác động của thiên nhiên cũng như của con
người đối với môi trường Đề tài “Nghiên cứu tai biến địa môi trường trong phạm vilưu vực sông Đáy làm cơ sở khoa học cho phòng chống và g iảm thiểu tai biến có
hiệu quả” Đề tài cấp bộ KHCN, mã số 741610, 2001-2003 Kết quả nghiên cứu của
đề tài đã chỉ ra những hiểm hoạ có thể xảy ra đối với vùng lưu vực sông Đáy trên cơ
sở nghiên cứu địa chất môi trường Đề tài “Nghiên cứu thành lập bản đồ phân vùng
dự báo tai biến địa môi trường trong phạm vi lưu vực sông Đáy và phụ cận làm cơ
sở khoa học cho quy hoạch và sử dụng hợp lý lãnh thổ, phòng chống và giảm thiểutai biến có hiệu quả” Đề tài cấp ĐHKHTN, mã số TN, 2005; đề tài cấp bộ “ Đánh
giá đặc điểm thành phần vật chất, điều kiện môi trường địa hóa của các thành tạo đất,bùn đáy vùng ngập mặn ven biển Kim Sơn - Ninh Bình và định hướng khai thác hợp lý,
bền vững có hiệu quả tiềm năng đất đai của vùng” năm 2006 do Nguyễn Văn Bình làmchủ nhiệm Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra được nét riêng biệt về thành phần vật chất củacác vùng sinh thái khác nhau của khu vực nghiên cứu Dự án điều tra cơ bản “Đánh giátổng thể tiềm năng đất đai vùng bãi bồi ven biển huyện Kim Sơn và đề xuất giải phápquản lý, mô hình sử dụng đất đai hợp lý, hiệu quả” năm 2011 Kết quả của đề tài này chỉ
ra các đặc điểm nông hoá của môi trường và đánh giá tiềm năng đất đai của vùng bãi bồiKim Sơn Đề tài “Đặc điểm thành phần - môi trường hóa lý nước mặt và địa hóa bùn đáy
khu du lịch Tràng An - Ninh Bình” năm 2007 và đề tài cấp bộ năm 2 012 “Nghiên cứu đặc
điểm địa hoá môi trường các thành tạo trầm tích tầng mặt khu vực Tây nam hạ lưu sôngĐáy” do Đặng Thị Vinh làm chủ nhiệm Ngoài ra, còn một số công trình nghiên cứu
khác về đồng bằng sông Hồng nói chung và Ninh Bình nói riêng Kết quả của cáccông trình nghiên cứu kể trên rất có ý nghĩa về khoa học cũng như thực tiễn Songvẫn còn những vấn đề tồn tại như việc nghiên cứu về thành phần vật chất và địa hoá
môi trường các thành tạo trầm tích tầng mặt phân bố trên địa bàn tỉnh Ninh Bìnhchưa được giải quyết Trong khi đó việc nghiên cứu và đánh giá chất lượng môitrường nói chung và trầm tích tầng mặt nói riêng lại rất cần thiết Xuất phát từ ý
Trang 34nghĩa và tầm quan trọng đó luận án của NCS đã được lựa chọn và thực hiện nhằmgiải quyết được những vấn đề nêu trên.
1.3 Đặc điểm địa chất và khoáng sản
1.3.1 Địa tầng
Địa tầng trong vùng nghiên cứu được mô tả trên cơ sở tổng hợp từ tài liệu
chủ yếu là Bản đồ Địa chất và khoáng sản tỉnh Ninh Bình và thuyết minh do LêTiến Dũng (chủ biên) năm 2008 [12]
Giới Mesozoi, hệ Trias, thống dưới
Tập 1 (T1cn1) có thành phần thạch học khá đồng nhất, bao gồm các đá sét bộtkết, sét kết, bột kết xen cát kết phân lớp mỏng đến vừa Đá có màu nâu tím hoặcxám vàng Trong một vài diện tích cục bộ có các thấu kính đ á vôi và sét vôi mỏng
Chiều dày của tập 1 dao động từ 200 đến 800m
Tập 2 (T1cn2) có diện phân bố hẹp hơn khá nhiều so với tập 1 Thành phầnthạch học bao gồm các đá sét bột kết, đá sét vôi và các thấu kính đá vôi mỏng.Trong vùng nghiên cứu các thành tạo này phần lớn bị che phủ dưới lớp tàn tích -
sườn tích và các tích tụ aluvi Kainozoi
Khoáng sản liên quan với các đá trầm tích hệ tầng Cò Nòi có quặng pyrit
nhiệt dịch; các đá sét kết bị phong hoá nhẹ là nguồn vật liệu sét xi măng có giá trịkinh tế; các sản phẩm phong hoá mạnh của sét kết là nguồn sét gạch ngói chất
lượng trung bình, như: mỏ sét ở Quảng Nạp (Yên Mô), Đồi Dài (Tam Điệp)
Giới Mesozoi, hệ Trias, thống giữa, bậc Anisi
Trang 35kẹp lớp đá vôi silic, dày 340 - 400m Tập trên gồm đá vôi dạng khối, đá vôi sáng
màu, đá vôi sét, dày 800 - 1300m
Trong các tài liệu gần đây nhất về địa chất đô thị Ninh Bình, hệ tầng Đồng
Giao được chia làm 3 tập (xem Sơ đồ địa chất vùng nghiên cứu )
Tập 1 (T2ađg 1) gồm đá vôi phân lớp mỏng đến vừa màu xám, xám tro, xám
đen xen ít lớp đá sét vôi, vôi sét màu xám lục phân lớp mỏng, bị ép phiến, chiều dày
tập 200 đến 250 m
Tập 2 (T2ađg 2) gồm đá vôi màu xám, xám sẫm, xám sáng phân lớp vừa đếndày hoặc dạng khối, kiến trúc vi hạt đến hạt nhỏ, một số nơi bị hoa hóa yếu, một sốlớp có dấu vết giun bò xen các tập đá vôi dolomit, chiều dày 550 đến 660m
Tập 3 (T2ađg 3) gồm đá vôi phân lớp dày đến khối có màu xám, xám sáng,kiến trúc vi hạt đến hạt nhỏ, ở một số nơi ven rìa đứt gãy đá bị hoa hóa yếu, chiềudày tập trên 300m
Tuổi của hệ tầng Đồng Giao được xác định vào thời Anisi giữa kỷ Trias Trong vùng nghiên cứu, các thành tạo của hệ tầng Đồng Giao phân bố ở phíatây - tây nam trùng với dãy núi Tam Điệp kéo dài xuống khu hồ Đồng Thái
Giới Mesozoi, hệ Trias, bậc Ladini
Hệ tầng Nậm Thẩm (T2lnt) do Nguyễn Xuân Bao xác lập năm 1970 trong
công tác lập bản đồ địa chất vùng Sơn La Trên địa bàn vùng nghiên cứu các thànhtạo Nậm Thẳm có diện phân bố hẹp trong khu vực núi xã Đông Sơn với diện tíchkhoảng 1,2 km2lọt giữa khối núi đá vôi hệ tầng Đồng Giao Thành phần thạch họcgồm đá sét kết, sét vôi, bột kết vôi màu xám, xám đen, xám vàng, cấu tạo phân dảimỏng xen các lớp cát kết hạt nhỏ Tổng chiều dày khoảng 100 - 150m Đường
Trong khối lộ đang mô tả, có thể nhận thấy, hệ tầng Nậm Thẳm có quan hệ chuyểntiếp lên trên các đá vôi của hệ tầng Đồng Giao
Khoáng sản liên quan với hệ tầng Nậm Thẩm có các đá sét làm vật liệu xi măng
GIỚI KAINOZOI (KZ)
Trên cơ sở tổng hợp các tài liệu về đặc điểm phân bố, thành phần vật chất, cổ sinh,
các trầm tích Kainozoi trong vùng nghiên cứu được phân chia thành 2 phân vị địa tầngthuộc Neogen và 6 phân vị thuộc Đệ tứ Đây là những thành tạo đa nguồn gốc có độgắn kết trung bình đến bở rời
Trang 36HỆ NEOGEN (N)
Trên diện tích tỉnh Ninh Bình, các trầm tích Neogen chỉ lộ trên một diện tíchnhỏ, còn chủ yếu gặp chúng trong các lỗ khoan sâu dưới các trầm tích Đệ tứ
Neogen không phân chia, hệ tầng Hang Mon (Nhm)
Hệ tầng Hang Mon (Nhm) do Nguyễn Xuân Bao xác lập năm 1970 ở vùng
mỏ than Hang Mon, Sơn La Về sau, Trịnh Dánh (1970, 1980, 1985) đã mở rộngdiện phân bố của hệ tầng sang vùng Đồng Giao, Ninh Bình Trên diện tích tỉnhNinh Bình, trầm tích hệ tầng lộ với diện nhỏ khoảng 1km2 ở Hồ Than, xã QuangSơn, thị xã Tam Điệp Năm 1957, Dupsops ki đã thăm dò than nâu ở đây
- Đặc điểm phân bố: hệ tầng có diện phân bố hẹp, trùng với những hố sụt cục
bộ trên nền đá vôi hệ tầng Đồng Giao nằm dọc theo đứt gãy phương TB - ĐN kéodài từ Sơn La đến Đồng Giao
- Đặc điểm mặt cắt trầm tích và môi trường thành tạo: hệ tầng có 2 phần, phần
dưới gồm các trầm tích hạt thô được thành tạo trong điều kiện lòng sông, lòng hồ; còn
phần trên chủ yếu là hạt mịn chứa than nâu thành tạo trong điều kiện hồ - đầm lầy
- Quan hệ và tuổi: hệ tầng phủ không chỉnh hợp trê n bề mặt bào mòn của đá vôi hệtầng Đồng Giao (T2ađg) Các hoá đá động thực vật chứa trong trầm tích có tuổi Miocen
muộn - Pliocen sớm nên hệ tầng được định tuổi Neogen không phân chia
Thống Pliocen
Hệ tầng Vĩnh Bảo (N2vb) do Golovenok V.K và Lê Văn Chân xác lập năm
1965 trên cơ sở tài liệu Lk3-36 tại thị trấn Vĩnh Bảo, Hải Phòng Vũ Nhật Thắng vànnk (1995) đã mở rộng diện phân bố của hệ tầng sang rìa phía tây nam đồng bằng
Sông Hồng trên cơ sở tài liệu các lỗ khoan 34NĐ, 37NĐ v à 48NĐ ở huyện Yên Mô
và Kim Sơn, Ninh Bình
Trên diện tích Ninh Bình, hệ tầng Vĩnh Bảo không lộ trên mặt, chỉ gặp chúng
ở độ sâu từ 139,8 đến 45m trong các lỗ khoan ở phần diện tích phía đông tỉnh Bề
dày trầm tích thay đổi từ 4,5 đến 96,8m
Trên địa phận tỉnh Ninh Bình, hệ tầng Vĩnh Bảo có đặc điểm sau:
- Đặc điểm phân bố: hệ tầng phân bố trong khối sụt tân kiến tạo dạng địa hào
được khống chế bởi đứt gãy Sông Hồng ở phía đông bắc và đứt gãy Ninh Bình ở
phía tây nam
- Đặc điểm thạch học và mặt cắt trầm tích: hệ tầng gồm các lớp đá hạt mịn(sét kết, bột kết) xen kẽ với các đá hạt thô (cát kết, cát sạn kết, cuội kết) Tuy nhiên
Trang 37trầm tích hạt mịn vẫn chiếm chủ yếu Bề mặt hệ tầng thường bị phong hoá có màusắc loang lổ chứng tỏ sau khi thành tạo, các trầ m tích hệ tầng lộ trên mặt chịu quátrình phong hoá bóc mòn Dấu vết bề mặt phong hoá laterit gặp ở độ sâu 60 -62m(LK3NB), 56-60m và 60-64m (LK37NĐ) và 63 - 70m (LK34NĐ).
- Đặc điểm cổ sinh và môi trường trầm tích: các phổ phấn Crassoretitriletes
vanradschoyeni ở LK3NB được Phạm Quang Trung (2000) xếp vào tuổi Neogen.
Tập hợp VCS: Ammonia, Pseudorotalia, Elphidium, Discorbis ở LK34NĐ và
LK37NĐ được Nguyễn Ngọc (1995) định tuổi Pliocen Như vậy có đủ cơ sở để xác
Hệ tầng Vĩnh Bảo phủ không chỉnh hợp trên hệ tầng Đồng Giao, đồng thờichúng bị phủ không chỉnh hợp bởi các trầm tích có nguồn gốc và tuổi khác nhauthuộc hệ Đệ tứ
HỆ ĐỆ TỨ (Q)
Các trầm tích Đệ tứ được phân chia theo nguyên tắc tuổi và nguồn g ốc: cáctrầm tích cùng tuổi được xếp vào cùng một hệ tầng, trong một hệ tầng có nhiều kiểunguồn gốc trầm tích khác nhau Dựa theo thang địa tầng trầm tích Đệ tứ và nguyêntắc phân chia nêu trên, trầm tích Đệ tứ được phân chia thành các hệ tầng: Lệ Chi(Q11lc), Hà Nội (Q12-3hn), Vĩnh Phúc (Q13vp), Hải Hưng (Q21-2hh), Thái Bình
Thống Pleistocen
Hệ tầng Lệ Chi do Ngô Quang Toàn xác lập năm 1987 khi nghiên cứu mặtcắt LK4HN tại Lệ Chi, Gia Lâm, Hà Nội Trên diện tích Ninh Bình, hệ tầng có khối
lượng tương đương với khối lượng hệ tầng ở vùng Thái Bình - Nam Định và tương
(1973) Hệ tầng Lệ Chi không lộ trên mặt, chúng phân bố hạn chế ở độ sâu từ 47m, bề dày trầm tích thay đổi từ 8,4 đến 25,9m Trên diện tích tỉnh Ninh Bình,thành tạo của hệ tầng Lệ Chi có diện phân bố hẹp, chỉ gặp trong các hố sụt cục bộvào Pleistocen sớm ở phía đông của tỉnh Ninh Bình
109 Đặc điểm trầm tích: trầm tích của hệ tầng chủ yếu là hạt mịn gồm sét bột.Trong trầm tích nghèo BTPH Dựa theo đặc điểm mặt cắt và cột địa tầng chung củatrầm tích ở đồng bằng Sông Hồng, trầm tích có tuổi Pleistocen sớm
Trang 38- Quan hệ địa tầng: hệ tầng Lệ Chi phủ không chỉnh hợp trên hệ tầng VĩnhBảo, hệ tầng Đồng Giao; còn phía trên chúng bị các trầm tích hệ tầng Hà Nội phủkhông chỉnh hợp lên trên.
Phụ thống trung - thượng
Hệ tầng Hà Nội do Hoàng Ngọc Kỷ xác lập năm 1973 để mô tả các trầm tíchhạt thô nguồn gốc sông tuổi Pleistocen sớm - giữa ở vùng Hà Nội (aQ11-2hn) Trên
diện tích Ninh Bình, hệ tầng Hà Nội có khối lượng tương đương khối lượng hệ tầng
ở vùng Thái Bình - Nam Định Các trầm tích hệ tầng Hà Nội không lộ trên mặt,
chúng phân bố ở độ sâu từ 89,8 đến 15m Trầm tích hệ tầng gồm 2 kiểu nguồn gốc
là sông và sông - biển
- Đặc điểm thạch học: thành phần hạt mịn (bột sét) chiếm chủ yếu, trầm tíchhạt thô (cát, sạn) chiếm một lượng nhỏ, rất hiếm gặp cuội sỏi Đây là một nét r iêngbiệt của trầm tích hệ tầng Hà Nội ở tỉnh Ninh Bình so với trầm tích cùng hệ tầng ởcác khu vực khác thuộc đồng bằng Sông Hồng Chứng tỏ hoạt động hạn chế của cáclòng sông cổ vào thời kỳ Pleistocen giữa - muộn trên phạm vi nghiên cứu
- Đặc điểm cổ sinh và môi trường trầm tích: tập hợp BTPH gặp trong trầm
tích của hệ tầng ở LK9-207 chủ yếu gồm: Polypodiaceae sp., Gleichenia sp.,
Lygodium sp., Schizae sp., Cyathea sp., Angiopteris sp., Osmunda sp., Sonneratia
sp., Quercus sp., Euphorbia sp., Rhus sp., Rubia sp được Nguyễn Địch Dỹ (1974)
xếp tuổi vào Pleistocen giữa - muộn, phần sớm
Sự có mặt của thực vật vùng ven biển như Sonneratia, Acrostichum trong
trầm tích hạt mịn và các giá trị địa hoá môi trường pH: 6,7 - 7,6; Fe+2s/corg: 0,19 0,2; Kt: 0,64 - 1,0; Eh: 20 - 100mV cho thấy trầm tích được thành tạo trong điềukiện môi trường cửa sông ven biển có tính oxy hoá yếu - trung bình
Về quan hệ, hệ tầng phủ không chỉnh hợp trên hệ tầng Lệ chi và các đá cổ
hơn, phía trên chúng bị hệ tầng Vĩnh Phúc phủ không chỉnh hợp lên trên
Thống Pleistocen Phụ thống thượng
Hệ tầng Vĩnh Phúc do Hoàng Ngọc Kỷ và Nguyễn Đức Tâm xác lập năm
1973 khi nghiên cứu trầm tích loang lổ ở vùng Vĩnh Phúc Trong vùng nghiên cứu,các trầm tích hệ tầng ra với diện tích nhỏ theo ven rìa đồng bằng xen giữa núi, còn khối
lượng chủ yếu bị phủ dưới các trầm tích trẻ hơn
Trang 39Tổng hợp tài liệu thạch học, cổ sinh cho thấy trầm tích hệ tầng Vĩnh Phúc có
3 kiểu nguồn gốc là sông - biển, biển - đầm lầy và biển Trong vùng nghiên cứu gặpcác thành tạo trầm tích có nguồn gốc biển và sông biển của hệ tầng Các thành tạonày lộ ra ở Nho quan, Gia Viễn, Yên Mô và thị xã Tam Điệp; còn trong các lỗkhoan gặp chúng ở độ sâu 61 - 2,9m Thành phần thạch học là sét bột, bột sét pha ítcát hạt mịn màu xám, xám nâu, loang lổ mạnh Trong trầm tích chứa phong phú
VCS: Pseudorotalia sp., Ammonia sp., Elphidium sp., Quinqueloculina sp., Nonion
sp Từ 23 - 30m và 41 - 42m gặp tảo: Navicula sp., Coscinodiscus sp., Cyclotella sp., Thalasiosira sp., Gomphonema sp Ở độ sâu 34 - 37m có BTPH: Gleichenia sp., Hibiscus sp., Avicenia sp., Morus sp Các chỉ số pH: 7,23 - 7,83; Kt: 1,04 - 1,5;
Fe+2s/corg: 0,196 - 0,528
Trong mặt cắt, trầm tích biển thường nằm chuyển tiếp trên trầm tích sông biển hoặc biển - đầm lầy cùng hệ tầng và bị phủ bởi các trầm tích Holocen Nét đặc
-trưng của trầm tích này là bề mặt thường bị phong hoá có màu sắc loang lổ rất dễ
phân biệt với các trầm tích Holocen ở ngoài thực địa
Khoáng sản liên quan: liên quan với tr ầm tích nguồn gốc biển có sét gạch ngóiphân bố ở đông bắc thị xã Tam Điệp (Chợ Gềnh) và Gia Tường, huyện Gia Viễn
cơ sở tổng hợp các tài liệ u về thành phần vật chất, cổ sinh, địa hoá môi trường, tuổi
tuyệt đối, trầm tích hệ tầng Hải Hưng được xác định gồm 3 kiểu nguồn gốc: sông biển, biển - đầm lầy và biển
-Đặc điểm phân bố: trầm tích hệ tầng lộ trên mặt hoặc bị phủ bởi các trầmtích đa nguồn gốc hệ tầng Thái Bình Diện phân bố rất phổ biến ở đồng bằng Ninh
Bình, hầu như các lỗ khoan ở đây đều bắt gặp chúng
Đặc điểm thạch học và mặt cắt trầm tích: nhìn chung trầm tích hệ tầng chủ
yếu có độ hạt mịn, gồm sét bột có lẫn cát hạt mịn Trầm tích sông - biển ở một vài
nơi có lớp cát hạt thô lẫn sạn nằm lót đáy, đây là chỉ thị của những lòng sông cổ hơi
dốc vùng ven biển và cũng là lớp có khả năng chứa nước ngầm Trầm tích biển
Trang 40-đầm lầy thường lẫn nhiều mùn thực vật nên có màu đen, xám đen Trầm t ích biển cómàu xám, xám vàng, xám xanh khá đặc trưng.
Theo mặt cắt từ dưới lên, trầm tích hệ tầng Hải Hưng có 2 phần rõ rệt: phần
dưới là các trầm tích sông - biển và biển - đầm lầy chuyển tướng ngang với nhau,
phần trên là trầm tích biển Đặc điểm mặt cắ t này phản ảnh một thời kỳ biển tiếntrong Holocen sớm - giữa Ban đầu vùng nghiên cứu thuộc vùng đồng bằng venbiển, sau đó là vùng vịnh, biển nông
Sự có mặt của vi cổ sinh, thực vật ngập mặn và tảo nước mặn ở phần trêncủa mặt cắt hệ tầng cũng như các giá trị địa hoá môi trường Kt: 1,15; pH: 7,5 [12]
và ngấn mài mòn của sóng cùng vỏ hàu ở chân núi đá vôi là những bằng chứng tincậy để xác nhận hoạt động lâu dài của biển trong Holocen giữa ở vùng nghiên cứu
Quan hệ địa tầng: trầm tích hệ tầng Hải Hưng phủ không chỉnh hợp trên bềmặt bóc mòn loang lổ của hệ tầng Vĩnh Phúc; còn phía trên chúng bị phủ bởi cáctrầm tích hệ tầng Thái Bình
Khoáng sản liên quan với trầm tích hệ tầng Hải Hưng: Theo kết quả điều trakhoáng sản chi tiết của đề án địa chất đô thị N inh Bình đã phát hiện tầng sét xi
măng trong trầm tích nguồn gốc biển thuộc hệ tầng Hải Hưng ở Ninh Thắng Thân
sét có diện lộ khoảng 1,5km2, còn lại bị phủ ở độ sâu dưới 0,5 - 2,5m Sét có màuxám vàng, xám xanh dẻo mịn, bề dày trung bình 2,15m Thành phầ n hoá học của sét(%): SiO2: 58 - 68,4, tb: 62,6; Al2O3: 12,5 - 16,4, tb: 13,6; Fe2O3: 3,1 - 6,3, tb: 5,4;CaO: 0,3-0,8, tb: 0,56; MgO: 0,8 - 1,5, tb: 1,2; MKN: 5,8 - 8,8, tb: 7,3; chất lượng
Phụ thống thượng
Hệ tầng Thái Bình do Hoàng Ngọc Kỷ xác lập năm 1978 để phân chia cáctrầm tích Holocen muộn ở vùng Hải Phòng - Nam Định Qua tổng hợp các tài liệu[6][9][12] về đặc điểm phân bố, thành phần vật chất, cổ sinh, địa hoá môi trường đã
xác định được 6 kiểu nguồn gốc trầm tích của hệ tầng là biển (m), biển - đầm lầy
(mb), sông - biển (am), sông - biển - đầm lầy (amb), sông - đầm lầy (ab) và sông
(a) Trong đó cụ thể như sau:
- Trầm tích biển tạo dải cát cao: Theo mặt cắt LK3NB từ 4-0,8m là bột cát
lẫn ít sét màu xám, xám đen nhạt, trầm tích lỏng hơi chảy Trong cát có nhiều vảymuscovit màu trắng Dày 3,2m Thành phần độ hạt (%) bột: 62,05; cát: 32,57; sét: 7
Hệ số độ hạt Md: 0,09; So: 1,21; Sk: 1,13 Trong trầm tích có tảo mặn:
