Nghiên cứu đứt gãy sông Chanh - Cát bà và vai trò hình thành các thung lũng trên đảo Cát Bà

M ục tiêu và nội d u n g ngh iên cứu- M ục tiêu n gh iên cứu: Làm sáng tỏ đặc điểm đút gãy và vai trò củ a nó hình thành các thung lũng trên đảo, làm cơ sở kho a học đánh giá tiềm năng d

Đ Ạ I H Ọ C Q U Ố C G I A H À N Ô I

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T ự NHIÊN

BÁO CÁO ĐỂ TÀI CẤP ĐẠI HỌC QUỐC GIA

NGHIÊN CỨU ĐÚT GÃY SÔNG CHANH -CÁT BÀ

d M ục tiêu và nội d u n g ngh iên cứu

- M ục tiêu n gh iên cứu:

Làm sáng tỏ đặc điểm đút gãy và vai trò củ a nó hình thành các thung lũng trên đảo, làm cơ sở kho a học đánh giá tiềm năng d ầu khí, tìm kiếm nước ngầm đáo Cát Bà

- Nội d u n g nghiên cứu:

+ N g h iên cứu đặc điểm của đứt gãy Sông C h an h-C át Bà + Đ ặc đ iể m các thung lũng trên đảo Cát Bà

e C ác kết quả đạt được

- L à m rõ cấu trúc các thung lũng trên đảo dọc theo đứt gãy Sông Chanh- Cát Bà

- L à m cơ sở k h o a học tìm kiếm nước trên đáo Cát Bà

- N ghiên cứu đút gãy Sông Chanh- Cát Bà gó p phẩn làm rõ hệ thống đứt gãy lìa Đ ô n g Bắc bế Sông H ồng

(ký và ghi rõ họ tên) (ký và ghi rõ họ tên)

P G S T S N g u y ễn V ăn V ượng T h S N gu yễn Đ ìn h N guyên

C ơ Q U A N C H Ủ T R Ì Đ Ể T À I

A b s t r a c t

a T itle o f s u b j e c t : R esearching Sons Chanh - Cat Ba i'ault and its role in forming valleys on Cat Ba island

C o d e n u m b e r : Q T 07-43

b M a in a u t h o r : Ma N g u y en Dinh N guyen

c C o - a u t h o r : PhD candidate HoanL1 Huu Hicp

M a Pham M inh Truong

Be N guyen Thi Hong

d O b jective and content:

- Objective:

Interpreting characteristic of Song Chanh - Cat Ba fault and Its role in forming valleys on the istland to be scicntific base for evaluating oil and eas prospect, exploring g ro u n d w ater on Cat Ba island

- Content:

+ R esearch in g characteristic of the Song C hanh- Cat Ba fault + C haracteristic o f llie valleys on Cat Ba island

e R esult

- In te p re tin s clearly the structures o f valleys along Song Chanh - Cat

Ba fault on the Cat Ba island

- R esearch in g So nil Chanh - Cat Ba has m ake clearly I’aull system o f the Norhern East m a rsin o f Red River basin

- R esearchin g Song Chanh - Cat Ba is the scientific base for exploring groundw ater on Cat Ba island

777

14

1418

2627

M ỤC LỤC

Lịch sử nghiên cứu đứt gãy Sông Chanh- Cát Bà

Các phương pháp nghiên cứu

Phương pháp phân tích cấu trúc hình thái

Phương pháp nghiên cứu ngoài thực địa

Đặc điểm đứt gãy sông Chanh - Cát Bà

Đứt gãy Sông Chanh - Cát Bà

Đứt gãy Sông Chanh - Cát Bà và vai trò hình thành các thunglũng

Kết luận

Tài liệu tham khảo

ý nghĩa quan trọ n g trong ngh iên cứu dầu khí, địa chất thuỷ văn đặc biệt ở trên đảo Cát Bà Với m ụ c tiêu làm sáng tỏ đặc điểm đứt gãy và vai trò của nó hình thành các th u n g lũ n g trên đảo, việc nghiên cứu đứt gãy này được n hó m tác giả khảo sát thực h iện chủ yếu trên đảo Cát Bà (hình 1)

H ìn h 1 Vị trí đảo Cát Bà trên ánh Spot

Q uần đảo đ á vôi Cát Bà nằm trong vùng núi đá vôi phát triển m ạnh mẽ

ở Đ ông Bắc V iệt N a m đi k è m với yếu tố địa hình này là các quá trình karst và đưa đến việc h ìn h thành các thung lũng rất đặc trưng trên đảo Đ ảo Cát Bà với diện tích 2 9 8 k m 2 có nhiều n g uồn tài n g u yên thiên nh iên quý giá Với đặc điểm địa hình n úi đá vôi và vị trí đảo Cát Bà đã có m ột cả n h quan vô cùng hấp dẫn, đồng thời ở đây rừng quốc gia hay còn gọi là vườn quốc gia Cát Bà có nhiều loài đ ộ n g thực rất quý hiếm tạo cho khu vực này có tiềm năng du lịch lớn, không chỉ ch o du lịch sinh thái m à cả du lịch n g ầm dưới biển

Đ ảo Cát Bà có đ ịa hình phân cắt m ạnh, có một lớp phủ thực vật dày nên công tác kh ảo sát địa chất rất khó khăn Cũng ch ín h vì lý do này, các tài liệu địa chất đã có còn thiếu: các ranh giới địa chất, đứt gãy đều đã đựơc bổ sung thêm trong thời gian k h ả o sát Đ ể xác định rõ vai trò của đứt gãy hình thành nên các thung lũng ch ú n g tôi phải tiến hành các tu y ến k h ảo sát thực địa lặp đi, lạp lại nhiểu lần đ ể xây dựng bản đồ cấu trúc, cấu trúc của các thung lũng trên đảo Trong cô n g tác thành lập sơ đồ cấu trúc được dựa trên ảnh vệ tinh và ảnh hàng kh ông tỷ lệ 1/25 0 0 0 cho phép liên kết ranh giới địa chất có độ chính xác

Với đề tài “N ghiên cứu đít7 gãy sông Chanh -Cát Bà và vai trò hình

vực đảo Cát Bà h ìn h th ành các thung lũng trên đảo, làm cơ sở k h o a học đánh giá tiềm năn g nước n g ầ m đảo Cát Bà, cấu trúc địa chất - địa chất thủy văn để xác định điều k iệ n chứ a nước và kh o an h vùng các cấu trúc chứa nước Trên cở

sở đề tài đã th àn h lập được sơ đồ cấu trúc tỉ lệ 1:25.000 cho toàn đảo, sơ đồ cấu trúc tỉ lệ 1:10000 c h o các thung lũng trên đảo

Nội dun g củ a báo cáo bao gồm :

C h ư ơ n g 1: L ịch sử ng h iên cứu đứt gãy Sông C han h - Cát Bà

C h ư ơ n g 2: C ác phương pháp ng h iên cứu

C h ư ơ n g 3: Vị trí đứt gãy Sông Chanh - Cát Bà trên bình đồ cấu trúc

C H Ư Ơ N G 1

L Ị C H S Ử N G H I Ê N c ú u Đ Ứ T G Ã Y S Ô N G C H A N H - C Á T BÀ

Đứt gãy Sông C hanh - Cát Bà đã xuất hiện từng phần trên tờ bản đổ địa chất 1: 200.000, bản đồ địa chất 1:500.000 (Trần Đ ứ c Lương, N g u y ễ n X uân Bao, 1965) và m ộ t s ố cô n g trình nghiên cứu tỉ lệ lớn H iện nay trong các công trình chưa có m ộ t cô n g trình nào thể hiện hệ thống đứt gãy Sông C h an h - Cát

Bà m ột cách rõ rệt Đ ề cập đến hệ thống đứt gãy Sông C h an h - Cát Bà trên các công trình này đều m an g tính định tính, thiếu các kết q u ả ng h iên cứu định lượng Các phần củ a đứt gãy thể hiện m ột cách rời rạc thiếu tính hệ thống cũng như m ối tương qu an địa động lực của chúng Các cô n g tình này chưa xác định được hạn m ực đứt gãy đứt gãy Sông C hanh - Cát Bà và thường thể hiện một loạt đứt gãy k h ô n g có tính hệ thống (hình 1.1, hình 1.2)

Rõ ràng m u ố n thể hiện ý nghĩa của đứt gãy này cần phải chỉnh lý vị trí phân bố, tên gọi cũ n g n h ư tính hệ thống của nó

T rong p h ạ m vi vùng nghiên cứu, phải nói các cô n g trình nghiên cứu phục vụ tìm k iếm bể dầu k hí sông H ổng là có độ tin cậy cao

Trên các c ô n g trình đ ã thể hiện rõ các đứt gãy k h u n g tạo nên bể Sông

H ồng là đứt gãy Sông H ồ n g sâu 65 km, đứt gãy sông C hảy, đút gãy sông Lô sâu 4 5 k m (Cao Đ in h Triều, 2006), trong đó đứt gãy Sông Chảy và Sông Lô tạo nên đới sụt củ a b ể Sông H ổ n g ở về phía Đ ô n g Bắc, đứt gãy Sông Lô phát triển các đứt gãy Tiên L ãng, K iến Thuỵ N hưng về phía Đ ô n g Bắc là khu vực phát triển đứt gãy đứt g ãy Sông Chanh - Cát Bà thì các cô n g trình này đề cập đến cũng không rõ ràng, tuy rằng trong thực tế biên độ dịch ch u y ể n của đứt gãy là lớn (làm xê d ịch và thể hiện trên m ột m ực địa hình các th àn h tạo Jura và Devon có các th àn h tạo rất xa nhau hình 1.3)

Đ án h giá c h u n g m ức độ nghiên cứu củ a đứt g ãy Sóng C hanh - Cát Bà là chưa đúng mức bởi vậy như lời m ở đẩu vấn đề ng hiên cứu đứt gãy Sõng Chanh

- Cát Bà là nhu cầu cấp thiết để phục vụ cho cô ng tác tìm k iế m tài n g u y ên và các lợi ích khác

3

H ình 1.2 Sơ đồ k iến trúc tân kiến tạo, kiến tạo hiện đại và biểu hiện đ ịa ch ấ n vùng cửa sông Bạch Đ ằ n g và lân cận [2]

cơ c h ế hình thành, m ức độ k ế thừa và qui qui m ô phát triển củ a chúng Việc phân tích hình thái của các hệ thống đứt gãy ch o phép ta xác định được hiện tượng đứt gãy n g h ịch đảo, chiều dày, biên độ, th ế nằm , kiểu đứt gãy, thời gian hoạt động củ a c h ú n g và giải thích được vai trò củ a các đứt gãy trong quá trình hình thành và phá huỷ các các thung lũng.

V iệc n g hiên cứu đứt gãy sông Chanh - Cát Bà cũ n g được dựa trên nguyên lý hình thái cấu trúc của mỗi bối cản h địa động lực đặc trưng cho nó một hệ thống phá huỷ riêng, do đó để xác định cơ c h ế ch u y ến độn g cho một hoàn cảnh xác định hệ thống đứt gãy đặc thù cấu trúc hình học của chúng trong việc hình th ành các thung lũng trên đảo Cát Bà

2.2 P h ư ơ n g p h á p n g h iên cứu ngoài thự c địa

Trước khi tiến hành thực địa cần phải c hu ẩn bị kỹ lưỡng về tài liệu cũng như vạch tu y ến lộ trình Trong quá trình thực địa cần phải m ô tả vết lộ như:

mô tả thạch học, th ế n ằm , m ô tả địa tầng, kiến tạo cũ n g n h ư nghi ch ép toàn bộ các thông tin q u a n trọ n g về địa chất, địa chất thủy văn và địa hình, địa mạo

N goài ra cũ n g cần phải lấy m ẫu thạch học và h ó a thạch (nếu có)

Đ iều k h ô n g thể thiếu trong quá trình nghiên cứu ngoài thực địa là phải chụp ảnh để ghi lại hình ảnh đầy đủ của vết lộ, phản á n h tính chất k h ác h quan của vết lộ

Mỗi tuyến lộ trình luôn phải được xử lý ngay trong ng ày thực địa: cần phải sửa chữa n h ật ký c h o sát thực với thực tế và đưa nhữ ng th ô n g tin địa chất lên bản đồ lộ trình (bán đồ địa hình)

Đ ể ph ụ c vụ c h o đề tài ng h iên cứu này n h ó m tác giả đ ã tiến hành đo vẽ Bản đồ cấu trúc đ ịa chất đ ả o Cát Bà tỉ lệ 1/25.000 với m ạ n g lưới thực địa đo

4

vẽ, quan trắc là 2 5 0 m X 250m Đối với các thung lũng đường xuyên đảo nhóm tác giả đã tiến h à n h đ o vẽ và xây dựng bản đồ cấu trúc tỷ lệ 1/10.000.

Dựa vào d ấ u hiệu ảnh đẽ dàng xác định được các cấu trúc linem ent tiền

đề để nghiên cứu các đứt gãy

T rong khu vực ngh iên cứu sự khác biệt của hoa văn đá vôi và trầm tích cát lấp đầy thung lũng là rất rõ rệt do đó sử dụng phương pháp này có thẻ nói

là rất hiệu quả

2.4 P h ư ơ ng p h á p n g h iên cứu tổ n g hợp và lập bản đồ cấu trú c địa chất

Các tài liệu trong quá trình thực địa cần phải được kết hợp với kết quá trong quá trình ph ân tích ảnh vệ tinh cũng n hư ảnh m áy bay và đo địa vật lý thì mới có thể đưa ra được toàn bộ bình đ ồ cấu trúc địa chất cúa khu vực nghiên cứu V iệc ng h iên cứu này k h ông thể tách rời với sự liên kết của quá trình tham kh ảo tài liêu (lịch sử nghiên cứu địa chất cu a khu vực)

Bản đ ồ cấu trúc địa chất được xác lập dựa trên Q u y c h ế lập bản đồ địa chất và dựa trên n ền củ a bản đồ địa hình khu vực n g h iên cứu Bản đổ cấu trúc địa chất phải nói n ên được đặc điểm cấu trúc địa chất cũ n g n h ư về kiến tạo và địa m ạo của đảo C át Bà

Q uá trình ph ân chia các tầng cấu trúc chủ y ếu dựa vào các chi tiêu thạch học và đơn vị cấu trúc uốn nếp Phân chia cấu trúc k h ô n g gian còn thêm một chí tiêu nữa là phân b ố của các tầng cấu trúc

2.5 Đ án h g iá k ế t q u ả Đ ịa V ật lý

Đ ánh giá các tài liệu địa chấn n hó m tác giá đ ã sử d ụ n g các tài liệu của Tập đoàn dđu khí, về phương pháp địa vật lý trọng lực từ các tác giả sử dụng kết quả V iện V ật lý Đ ịa cầu

B á o cáo n ày trình bày kết quả nghiên cứu đứt gãy Sông Chanh - Cát Bà được thực h iện tron g thời gian nghiên cứu 1 năm , trong k h u ô n khổ của đề tài Đại học Q u ố c g ia H à Nội.

Nội du n g bao g ồ m những vẫn vấn đề chính như sau:

1 Đ á n h giá kh ái quát về tình hình nghiên cứu đứt gãy Sông Chanh - Cát Bà

2 V ị trí củ a đứt gãy đứt gãy Sông Chanh - Cát Bà trong bình đổ cấu trúc

C H Ư Ơ N G 3

V Ị T R Í Đ ú t G ã y S ô n g c h a n h - C Á T B À

T R Ê N B Ì N H Đ Ổ C Â U T R Ú C K H U vực

3.1 Đ ặc đ iểm đ ịa ch ấ t và cấu trú c k h u vực

Đ ứt gãy Sông C h an h - Cát Bà kéo dài theo phương Tây Bắc - Đ ông

N am từ Đ ô n g Triều x uy ên qua đảo Cát Bà (hình 3.1) N ó chiếm vị trí rìa Đ ông Bắc bể K ainozoi sô n g H ồ n g là khu vực lộ m ó n g Pleozoi, M esozoi Ở đây chủ yếu là các trầm tích lục n g u y ê n cacbonat có tuổi D evon, đá vôi tuổi C-P, trầm tích chủ yếu là cu ộ i kết, cát kết, bột kết hình thành trong điều kiện lục địa có tuổi Jura R ìa Đ ô n g Bác bể Sông H ổng này x uyên cắt cấu trúc đới duyên hải kéo dài theo p h ư ơng Á vĩ tuyến đặc trưng là các cấu trúc địa luỹ Tấn M ài, địa hào H òn Gai và Đ ịa hào Bảo Đ ài- Y ên Tử Đ ịa lũy T ấn M ài được tạo lẻn bởi các trầm tích biến chất, tướng đá phiến lục có tuổi O cdovic- Silua Đ ịa hào Hòn Gai được lấp đ ầ y bởi các trầm tích chứa than tuổi Nori Đ ịa hào Bảo đài- Yên T ử lấp đầy các trầm tích chứa than Jura sớm Phía N a m địa hào Hòn Gai kéo dài ra vịnh H ạ Long là k h ô n g gian phân b ố các thành tạo cacbonat tuổi Devon và Carbon

K hu vực n g h iên cứu là rìa Đ ô n g Bắc bể trầm tích K ainozoi sông Hồng

có các cấu tạo kéo dài theo phương Đ ô n g Bấc - T ây N am Ổ đây có các cấu trúc như sau:

1 Đ ịa h à o Đ ô n g Q u an - Thuý N g u y ên

2 Đ ịa L ũ y C hí L in h - Yên Tử

3 Đ ịa h ào K iến An

4 Đ ịa lũy Đ ồ Sơn

5 Đ ịa h ào bãi Cháy

R an h giới, giới h ạn các cấu trúc trên là đứt gãy sông Lô, Tiên Lãng, Kiến Thuỵ, Sông C h an h - Cát bà, Bãi Cháy

3.2 Đ iạ tầ n g

Tại k h u vực trê n đ ả o Cát bà trên tờ bản đồ đ ịa chất 1:50 0 0 0 được thành lập bởi L iên Đ o à n bản đ ồ Đ ịa chất, địa tầng ỏ đ ây đã được phân chia ra các phân vị sau:

Hình 3.1 Hình dáng đứt gãy Sông Chanh - Cát Bà

được thê hiện trên ảnh vệ tinh

- Hộ tầng P h ố H à n tuổi D evon muộn - Carbon sớm (D j - C/plỉ)

- H ệ tần g C át Bà tuổi Carbon sớm (C/Cb)

- H ệ tần g Q u a n g H an h tuổi Carbon m uộn - P erm i (C 2 - Pqh)

ở đây đ ã xác định sự có m ặt của trầm tích D evon m uộ n , Cacbon sớm, Cacbon giữa và P ecm i k h ô n g quan sát thấy sự bất chỉnh hợp địa tầng giữa chúng, ở k h u vực Cát Cò theo nhà cổ sinh Tạ H ò a Phương, người đã nghiên cứu mặt cắt chi tiết ở đây thì trầm tích D evon hoàn toàn ch uy ển tiếp từ từ lên Cacbon sớm

Hệ tầng Cát Bà đã được N guyễn Công Lượng [4] xác lập từ năm 1978 từ

số liệu của m ặt cắt ở Cát Bà với thứ tự như sau:

Tập 1- Đá vôi phân lớp từ tn m q bình đến dày, dạng khỏi màu đen, có nơi xám sang, đôi nơi bi tái kết tinh, dày ỉ5 0 m Chứa trùng lỗ: Parathuram m ina suleim anovi Lip.

chắc,xen những lớp silic m àu đen, dày 200m.

Tập 3: Đ á vôi, sét vôi phân lóp trung bình đến dày, màu đen xen những lớp cát kết, cát bột kết m àu xám, xám phớt vàng chứa D ianella amenlaGan., Eosstaffella m osquensí Viss., dày 250 m.

Tiến hành n g hiên cứu m ặt cắt chi tiết ở Cát Cò, từ H iền H ào đến Việt Hải có thể thấy trật tự địa tầng có sự thay đổi

M ặt cắt từ Cát Cò hai đến Bến Bèo có thứ tự như sau:

Dưới cùng đá vôi phân lớp trung bình 20-3 0 cm từ từ ch u yển lên đá vôi phân lớp m ỏ n g 1 0-12cm và sau đó là tập silic phân n h ịp 1 đ ến 1,2 m, trong đó các lớp đá silic d ày 7-8 c m xen kẽ các phân lớp sét dày 1-2 m m M ặt cắt kết thúc ở Bến Bèo bởi đá vôi C acbon giữa - P ecm i với ranh giới tiếp xúc kiến tạo

M ặt cắt từ H ùng Sơn đi Xiiản Đ ám có thứ íự n h ư sau :

* Ớ H ùng Sơn, dọ c ch ân đèo quan sát thấy các tập đá vôi x á m đen phân lớp trung bình 2 0 -3 0 cm k ẹp nhữ ng tập silic-sét có độ dày k h ô n g đ ồ n g đều từ 1 - 1,5 m đến 4-5 m C ác th àn h tạo này hoàn toàn tương tự m ặt cắt ở xã H iền Hào tại khúc ngoặt đư ờn g đi Vườn Q uốc Gia, bề dày củ a tập đạt 70 m

* Ở M in h Châu, L iên M inh, nằm trên các thành tạo trên là tập silic - sét phân lớp m ỏ n g , với các lớp silic dày7-87 cm, sét dày 2-2 mm Các đá bị

phong h ó a m ạn h , ở lớp vỏ p hong hóa các m ản h silic nằm lổn nhổn trong các

thành taọ sét bẩn, b ề d à y củ a tập đạt 60 m (hình 3.2)

* N ằ m trên tậ p silic - sét, có m àu vàng đặc trưng bởi p h o n g h ó a lá tập đá vối

dạng khối m à u x á m xan h có nhiêù nứt nẻ theo phương thẳng đứng Bề dày

trong m ặt cắt đ an g n g h iên cứu đạt 60m Vì là phần nằm trên cù n g của mặl cắt

bị bào m òn n ên bề dày thể hiện ở đây nhỏ Thực tế bề dày củ a các thành tạo

này có thể lên tới 12 0 -1 4 0 m

H ình 3.2, Lớp silic xen kẽ các phân lớp sét m ỏng

M ặt cắt V iệt H ải - V ư ờn Q uốc G ia cũ n g thể hiện trật tự địa tầng n h ư vậy, tuy công tác kh ảo sát g ặ p rất nhiều khó khăn do lớp phủ thực vật q u á dày

• T h u n g lũng V iệt H ải thể hiện phần thấp c ủ a địa tầng

• Từ th u n g lũng V iệt H ải về hướng Tây lộ ra tập đá vôi phân lớp trung bình kẹp lớp si lic-sét

• ở cán h trái th u n g lũng có thể thấy trật tự sắp xếp n h ư sau:

- Dưới cùn g , đá vôi phân lớp trung bình, dày 2 0 -3 0 cm , cắm về hướng Tây, bề dày củ tập 5 0 m

9

- N ằ m trên tập đ á vôi vừa m ô tả trên là tập đá vôi d ạn g khối, xám xanh, vách dựng đứng,

• D ọc tu y ến V iệt Hải - Vườn Q uốc Gia bộc lộ địa tầng phụ thuộc vào

hai yếu tố trật tự cấ u trúc và địa hình

• Sau th u n g lũ n g V iệt Hải gặp tập đá vôi kẹp lớp silic-sét

• T iếp lên trên g ặ p đá vôi dạng khối

• T iếp theo, ở vị trí địa hình thầp gặp đá vôi phân lớp kẹp sét, phát triển

cho đến A o Ếch

• Sau A o Ế c h gặp đá vôi dạng khối cho đến trạm k iểm lâm và k ế tiếp

• Trước khi đến Vườn Q uốc G ia còn hai lần bộc lộ tập đá silic-sét

• Cách V ườn Q u ốc G ia 500 m quan sát thấy tập silic-sét chìm dưới khối

đá vói dạng khối

M ặt cất H iền H ào cũ n g cho thấy tập đá vôi phán lớp trung bình k ẹp lớp

đá silic sét có vị trí địa tầng dưới cùng trong khu vực nghiên cứu Dưới cùng

của tập này là đá vôi đen chứa nhiêu bitum

T rên tập đá vôi vừa m ô tả là tập đá vôi m ầ x ám xanh thể hiện rõ ở hai

bên thung lũng tru n g tâm , cánh trái bắt đầu từ Bù Lu, cánh phải bắt đầu từ

Vườn Q u ố c G ia cho đến cuối thung lũng Hải Sơn T ập được đăc trưng bởi đa

vôi dạng khối, kết tinh hạt trung bình, chứa nhiều hó a thạch san hố ch o tuổi

Cacbon sớm

Tập đá trên cù n g qu an sát theo m ặt cắt dọc b ờ vịnh xã H iền H ào cũng

như ở Liên Hòa T ập có thành phần đá đặc trưng là đá vối silic phân lớp m ỏng

với độ dày trung bình từ 7 đến 10 cm, trong m ột số trường hợ p phát triển các ổ

silic, giữa lớp đá vôi silic Đ á của tập uốn n ếp vò n h à u m ạnh, trong đó có

nhiều trường hợp ph át triển n ế p uốn đổ Các n ếp uốn lồi và lõm có kích thước

trung bình 70 -80 m T ậ p đá này liên kết với tập thứ hai bởi các thành tạo đá

vôi dạng khối phát tiên trong nhân các nếp uốn lồi

* Đ á vôi C ác b o n -P e c m i trên đảo Cát Bà là loại đá vôi dạn g khối m àu

xám trắng, thỉnh th o ả n g cũ n g bắt gặp đá vôi tái kết tinh hạt n h ỏ x ám sẫm,

song loại này k h ô n g nh iều , chứ a các h ó a thạch trùn g lỗ Đ á vôi C ac bo n -P ecm i

dễ nhận biết, ph ân biệt với đá vôi Devon k h ô n g chỉ theo m àu sắc, tính phân

khối m à con tính cá c h bộ lộ trong địa hình Đ á vôi C acbon - P e c m i thường tạo

địa hình phểu karst; tro n g khi đó đá vôi D evon thì không

Dựa vào tính phân tập, phân tầng, đặc tính thạch học, liên kết mặt cắt, chúng tôi xác lập các phân vị thạch địa tầng ở đây như sau:

T ần g đá vôi p h â n lớp trung bình kẹp sét-silic D evon m u ộ n -C a cb o n sớmdưới ị Dr c,)j.

Phân b ố của tần g khá rộng rãi, chúng tạo thành m ột dãi kéo dài từ Gia Luận về phía Đ ồ n g N a m cho đến Việt Hải K hu vực thứ hai gần như chiếm phần trung tâm đảo, trải rộng từ V iệt Hải ch o đến X uân Đ ám , tuy trên một loạt diện tích c h ú n g bị trầm tích trẻ hơn phủ ch ồ n g lên trên

Thành phần th ạc h h ọ c đặc trưng bởi dá vôi phân lớp trung bình dày 20-

30 cm k ẹp các lóp silic-sét dày 2- 5m, trong đó các lớp silic dày 5-7 cm , các lớp sét dày l- 2 m m , lót đáy là các thành tạo đá vôi d ạn g khối, đen, chứa nhiều bitum đặc trưng ch o đá vôi Devon (hình 3.3)

Đ á vôi phân lớp trung bình bị tái kết tinh k h ô n g đồn g đều, chúng thường có đ ộ hạt tru n g bình hoặc hạt mịn Tập silic-sét kẹp trong tầng này thương bị phong h ó a m ạn h cho m àu vàng bẩn Trên binh đồ, tập trầm tích này tạo thành các dải h ẹp kéo dài theo thành theo phương Tây Bắc - Đ ô n g Nam , chiều rộng m ỗi dãi đạt 10-12km Theo chiều ngang, từ Việt Hải ch o đến Xuân

Đ ám các th àn h tạo này tạo thành 5 dải

H ình 3.3 Đ á vôi phân lóp tru ng bình Trên b ình đồ kiến trúc, phân vị địa tầng này tạo nén nhãn củ a m ột nếp lồi, m ặc dù c h ú n g bị ph ân cắt biến cải m ạnh mẽ

11

T ầng đ á vôi d ạ n g khối D evon m u ộ n -C acb o n sớm giữa (D3-C ị )2

T ầ n g đá vôi d ạ n g khối m àu xám xanh (hình 3.4), lộ ra chủ yếu ờ phần trung tâm , nơi p h át triển hệ thống đứt gãy trung tâm G ia Luận - Cát Cò, bởi vậy ở đây ch ú n g g ần n h ư tọa nên m ột nếp lõm bậc cao (bậc hai) Thành phần thạch học củ a tầng ch ủ yếu đá vôi hạt trung, hạt mịn, tái kết tinh k h ô n g đồng đều, m ức độ tái k ết tinh thay đổi m ạnh trong k h ô n g gian, trong m ột số diện tích chúng bi phá h ủ y m ạnh , cà nát Có cấu trúc dạn g khối, tầng đá này tạo nên các dãy núi k h á bền vững, kéo đài trong k h ô n g gian V à d o tính đồng nhất của đá cao, do đó c h ú n g bền vững trong quá trình x âm thực, tạo nên địa hình núi cao so với các đ á vôi k h ác trong vùng Tầng đá vôi n ày chiếm phần ngoài cùng về phía Đ ô n g N a m củ a đảo, chắc chắc m ột phần củ a các thành tạo này chìm dưới m ực nước biển của vịnh Cát Hải R anh giới dưới là ranh giới chuyển tiếp Bề dày củ a tầng có thể đạt 150 m

H ìn h 3.4 Đ á vôi dạng khối m àu x ám xanh

T ầng đ á vôi silic phân lớp m ỏng D evon m u ộ n -C a c b o n sớm trên Cìh-

(Dj-T ầ n g này ph ân b ố hạn c h ế trong khu vực ng hiên cứu, ch ú yếu lộ ra ở

Đ ông N a m đảo N h ư trên đã m ô tả, các thành tạo chủ yếu củ a tầng này lộ ra

dọc theo bờ vịnh C át Hải T hà nh phần thạch học chủ yếu là đá vôi silic, một

số chỗ rất giàu silic tọa n ên các ổ silic thuần túy Bề dày củ a các phân lớp vôi silic thay đổi trong k h o ản g 10-15 cm (hình 3.5)

R an h giới dưới là ranh giới chuyển tiếp trên tầng đá vôi dạng khối Bề dày của tập k h o ả n g 80 m

H ìn h 3.5 Đ á vôi Silic phân lớp m ỏ n g bị uốn nếp

* M ag m a

Đ ảo Cát Bà k h ồ n g đặc trưng cho vùng thành tạo p h o n g phú các đá phun trào hay x âm nhập V en đường H iền H ào Cát Cò đã bắt gặp đá m ạch hạt trung thành phần trung tính K ích thước của ch úng k h ô n g lớn, chưa vượt quá lm , song chúng nói lên rằn g ở Cát Bà có thành tạo m ag m a

Cùng với n g u ồ n trồi lộ nước nóng, sự tổn tại của thành tạo m a g m a ở đây cho thấy sự thú vị c ủ a đ ịa chất đảo Cát Bà

13

Từ ản h vệ tin h thấy rõ đứt gãy kéo dài từ Đ ô n g Triều x uyên qua đảo Cát

Bà theo phư ơng Đ ô n g Bắc - Tây N a m hơi có dạn g vòng cung, trên tông ảnh

cấu trúc lilem en th ể hiện rõ, cấu trúc hoa văn m ịn, phân biệt rõ cấu trúc hoa

văn ở phần trên và p h ần dưới

Q u a kết q u ả ng hiên cứu thực địa ở khu vực Đ ô n g Triều- Chí Linh đứt

gãy phân cắt lộ ra trầm tích có tuổi Jura-D evon Các số đo cho thấy đứt gãy

cắm về phía Đ ô n g N a m với góc cấm 60-70° T rong m ột loạt các vết lộ thể hiện

rỗ các đới d ă m kết kiến tạo Thành phần dăm bao g ồ m cả đá cacbonat và cát

kết, bột kết Xi m ă n g là các vật liệu giàu oxit sắt ở vết lộ thê hiện bằng các

m àu đỏ thẫm T ro n g k h u vực khảo sát ta thấy đứt gãy x uyên cát các địa hình

gò đồi, tạo ra các cấu trúc tam giác vỉa hết sữc rõ rệt, m à ở cánh treo là các

thành tạo trầm tích lục địa tuổi Jura Hệ qu ả củ a hoạt động đút gãy này tạo ra

các địa hình th u n g lũng h ẹp phân b ố kéo dài th eo phương T ây Bắc - Đ ông

N am và n ằ m về p h ía T â y N a m của đứt gãy T rong suốt k h u vực K inh M ôn-

Chí Linh tất cả n h ữ n g điều m ô tả trên thể hiện đứt gãy là đứt gãy thuận rõ rệt

phù hợp với đứt g ã y rìa b ể trầm tích K ainozoi sông H ồ n g (Phan V ăn Q uýnh,

2007) [6]

Phần ở dưới b iển được phát hiện theo các tài liệu địa chấn (xem các mặt

cắt địa chấn, hình 4.1, h ìn h 4.2, hình 4.3)

K hu vực thứ hai có thể kh ảo sát là k hu vực đảo Cát Bà Ở đây đứt gãy

bao gồm các đứt g ã y ch ín h và phụ k hác nhau Đ út g ãy chín h phân cắt đảo Cát

Bà với Đ ảo Cát Hải T u y hình th ế địa m ạo k h á c n h au so với vùng K inh M ôn -

Chí Linh nhưng về m ặt cấu trúc địa chất c hú n g có cù n g tính chất

- Đứt gãy c ắ m về phía Tây N am cánh nằm là các th àn h tạo D evon, cánh treo là các th àn h tạo Jura, đứt g ãy có thể qu an sát rõ ớ đ ảo Cát Bà, c hú n g phân

cắt đảo làm hai p h ẩ n c h ín h giữa chúng là 1 hệ thống th u n g lũng phân b ố k ế

tiếp nhau C ác số liệu đo về các m ặt trượt ở khu vực h a n s Q u a n Y đều cho

Ị ă Ai •

H ình 4.1 M ặt cắt địa chấn m inh họ a hệ thống bán địa hào rìa Đ ông Bắc bể Sông H ồng

(Theo tài liệu của Tổng công ty Dầu khí)

H ình 4.3 M ặt cát địa chấn m inh họa hệ thống địa hào tuổi E oxen - O ligoxen

(Theo tài liệu của Tổng công ty Dầu khí)

thây đứt gãy trư ợ t b à n g phải M ặt đứt gãy có p h ư ơ n g thẳn g đứng P hư ơ n e trượt Đ 1 7 5 ° N g ó c trư ợ t 25°

ơ k h u vực cát cò quan sát thấy hệ thống lche nứt m ở 50-55° Đ B -T N Ơ3

năm ngang H ệ th ô n g trư ợ t trái với p h ư ơ n g vị của m ặt trượt năm trong khoảng từ 140 đ ến 170, góc dốc thay đổi từ 80 đến 85 độ với h ư ớ n g dốc thay đôi vê cả hai p h ía Đ -Đ B và T -T N biên độ 5cm, hệ thố n g trượt phải có phư ơng

vị m ặt trư ợ t 140-170, g ó c dốc 75-80 và đổ cả về 2 phía Đ -Đ B và T -T N với biên độ 2cm M ộ t hệ th ố n g trượt bằng phai có hợp phần thuận khác với phư ơng vị đ ư ờ n g p h ư ơ n g của m ặt trượt thay đổi từ 120 đến 130, £ Ó C dốc từ

70 đến 80, đô về phía Đ B và có góc pitch 15-20, trư ọt về phía ĐN Các số đo đêu cho thây cơ ch ê chu y ên động phù hợp c h u n2, với hệ thông rìa đút gãy Đông Băc bê Sông H ô n g Đ ú t gãy trượt băne; trái xảy ra trước đút gây trượt bằng phải

ở khu vực G ia L u ận các số liệu đo cho thấy đứ t gãy cũ ng thể hiện mặt trượt chuyên dịch trư ợ t băn g phải (hình 4.4)

Tại điểm đèo G ia Luận (tọa độ VN 2000: x= 230 6 2 0 ; y= 07 0 6 0 4 0)

đ ư ờ n g

p h ư ơ n g

G óc dôc - Hướne, đô

T ừ các kết q u ả ph ân cắt m ặt cắt dịa chấn ta thấy đứt gãy Sông Chanh - Cát Bà là đứt gãy có h ợ p phần thuận trong đó xảy ra qu a trình sụt lún Bascule với cấu trúc b án đ ịa h à o rất đặc trưng

K h á i q u á t h ó a h ệ th ô n g p h á h ủ y k iến tạo trên đảo C át B à

Các hệ th ố ng ph á hủy trên đảo Cát Bà được thê hiện nh ư sau:

Các p h á hủ y k iến tạo để lại rất nhiều dấu vết trên các thành tạo địa chất của đảo Cát Bà: m ặt trượt, d ăm kiến tạo, phân cắt xê dịch địa tầng (hình 4.5)

H ệ th ố n g đứt gãy lớn và sâu ảnh hưởng đến đảo Cát Bà hệ thống đứt gãy Cát Hải bao g ồ m n h ữ n g đứt gãy phán cắt đ ảo Cát Bà khỏi Cát Hải- Hải Phòng N ằm tro n g hệ th ố n g này bao gồm cả đứt gãy Phú Long, Có thể suy đoán rằng hoạt độ n g củ a các đứt gãy này tạo nên trồi lộ nước nóng trên đảo

H ìn h 4.5 D ăm kết kiến tạo dọc đứt gãy Việt Hải

Đứt gãy T ru n g T â m x u yên cắt đáo với nhiều đứt gãy phụ đi kèm kéo dài theo phưong Tây B ắc -Đ ô n g N am Đút gãy thuộc kiểu trượt bàn g phải với hợp phần th uận được ghi n h ậ n bởi hệ thống m ặt truợt ờ khu vực H ang Q uán Y Chuyển đ ộ n g trượt b ằn g đ ã tạo ra các cấu trúc kéo tách thể hiện bàng một chuổi thung lũng phát triển dọc chúng Đứt gãy phát triển trên đáo và tiếp tục

k éo dài dưới biên T u ổ i th àn h tạo - K ainozoi, phát triển ch ủ vếu trong Đ ệ Tứ

Đứt gãy T ù n g G ấu phân cắt rìa Đ ông Bắc đảo kéo dài theo phương Tây Bắc - Đ ô n g N am , dọ c theo chúng đã hình thành các lạch cũng như phá hủy đảo tạo th àn h m ột loạt các đ ảo nhỏ.

Đứt g ãy T rân Châu chạy song song với đứt gãy M inh Châu, cũng chỉ xuất phát từ xã H iền H ào và k éo dài về phía Đ ô n g N am , góc cấm lớn, gần như theo phương thẳn g đứng, thuộc kiểu đứt gãy thuận, phân cắt tầng đá vôi phân lớp trung bình kẹp lớp silic-sét với tầng đá vôi dạn g khối

Đứt gãy Cái L á n g H ạ x uyên cắt đáo và tạo nên địa hình lạch Cái Láng

Hạ, có góc cắ m dốc với phương thay đổi 2 20 -2 30 độ

Đứt gãy V iệt H ải có cù n g phương với các đứt gãy trên, song cám về

Đ ông Bắc D ọc đứt gãy này đã hình thành thung lũng Việt Hải

Các đứt gãy Đ ô n g Bắc-Tây Nam:

Đứt gãy X ó m T ro n g dài 8 km, góc cắm đứng Ó kh u vực X óm Trong cùng với các đứt g ãy n h ỏ đã hình thành thung lũng X ó m Trong,

Đứt gãy T rà Bầu k éo dài 7 km , phân b ố ở Đ õ n g Bắc vườn Q uốc Gia, trong một m ức độ n à o đó ch ú ng phân cắt các thành tạo D evon m u ộ n-C acbo n sớm với Cacbon g iữ a - P e c m i

Đứt gãy Cát Đ ồ n bị biến cải m ạnh, trên bình đồ kiến trúc hiện đại chúng thể hiên n h ữ n g đ o ạ n rời rạc

Các đứt gãy Bắc N am , đây là những đứt gãy hiện đại, bởi vậy tuy không lớn nhưng c h ú n g chi phối cấu trúc địa chất thủy văn Ví dụ nh ư khu vực thung lũng Tre, ở đây đã tạo ra các hang nước kéo dài theo phưong Bắc Nam

Đi k è m các hệ th ố n g trên là rất nhiều các đứt gãy n h ỏ

Đứt gãy Sông C h an h - Cát Bà đoạn trên đ ảo Cát Bà là cấu trúc phá húy kiến tạo lớn n h ất trên đ ảo về độ kéo dài, bề rộng phá hủy T rẽn b ìn h đó cấu

" c GIA HA N O ì / NG ' N t h i ; ' / ' Ẻ n

17

_ D l / _ Ĩ Ỉ L

trúc kiến tạo được th àn h lập cho đảo Cát Bà được chúng tôi gọi là đắt gãy

trung tâm Đứt g ãy kéo dài k hoảng 21 k m từ khu vực X ó m Trong của xã Gia

Luận đến C át Cò M ặ t đứt gãy cắm thẳng đứng và có nhiều đứt gãy phụ đi

kèm D o đứt gãy h o ạ t đ ộ n g theo cơ ch ế trượt bằng nên các đứt gãy phụ khá

phức tạp và luôn thay đổi vị trí trong khống gian và tạo ra các trũng pull-apart,

tiêu đề để hình th àn h các thu n g ỉũng xám thực Đứt gãy phát triển trong thành

tạo đá vôi là vật ch ất rất dễ bào m òn xâm thực nên ngoài việc công trường

khai thác đá thì rất ít các dấu hiệu kiến tạo

4.2 Đ ứt găy sô n g C h an h - C á t Bà và vai trò hình th àn h các th u n g lũng trên đảo

Địa m ạo k h u vực k h ả o sát điển hình kiểu karst, phân cắt m ạnh, phương

Đông Băc-Tây N a m bị biến cải m ạnh, chỉ đê lại dấu vết từng đoạn, phưong

Tây Bắc- Đ ôn g N a m k h ố n g c h ế địa hình đảo

dạng vòng cung, lồi về Tây Nam

T h u ng lũng ch ín h là thung lũng Gia Luận- Cát Cò, chạy qua vườn Quốc

Gia Cát Bà với ch iều dài hơn 18 km

T hung lũng H iền Hào, X uân Đ ám nằm về Tây N am th un g lũng Gia Luân-

Cát Cò, có chiều dài k é m phát triển

Về phía Đ ô n g Bắc thung lũng G ia Luận - Cát Cò phát triển thung lũng

Cái Láng hạ n g ập đầy nước biển, trong khi đó xa hơn về phía Đ ô n g Bắc phát

triển thung lũng V iệt H ải rộng đến 250 m, dài đến 2 500m

Về m ặt cấu trúc hình thái - n gu ồ n gốc, các thung lũng đểu có n g uồn gốc

kiến tạo T h u n g lũ n g được giới hạn bởi các phá hủy kiến tạo, vách dựng đứng,

hình thành trong cơ c h ế trượt bằng cho nên ch ú n g có đặc tính đứt đoạn, trên

bình đổ, thung lũng có d ạn g hình ovan Cấu trúc thung lũng bị phức tạp hóa

» bởi quá trình x âm thực, rữa lũa và đáy thung lũng được lấp đày các sản phẩm

Đệ Tứ Đ á y th u ng lũ n g n ằm ở độ cao 20-25 m trên m ực nước biến Bởi vậy,

nếu k hoan sâu q u á 30 m sẽ g ặp nước liên thông với nước biển

Các th u n g lũ n g thường kéo dài theo phương Tây Bấc - Đ ổ n g Nam Một

số thung lũng điển hình như: Khe Sâu (Hái Sơn), Đ ồ n g cỏ, T ru n g Trang, trung

tàm Vườn q u ố c gia, Tre, Bulu C húng nằm k ế tiếp nh au dọc theo con đường

x uyên đảo từ thị trấn C át Bà đến G ia Luận K ích thước c ú a c h ú n g thường có