Đặc điểm và lịch sử phát triển các thành tạo trầm tích đệ tứ đới biển nông vùng Bắc Trung Bộ Việt Nam

3.1- Thành phần và diện phân bố trầm tích Đệ tứ tầng mặt biển nông BTB 3.2- Đặc điểm phân bố trầm tích Đệ tứ biển nông BTB.. Các thành tạo Đệ tứ chưa được nghiên cứu nhiều cho nên các vấ

MỤC LỤC

Trang

Trang phụ bìa

Lời cam đoan

Mục lục

Danh mục các bảng

Danh mục các hình

Mở đầu

Chương 1: Lịch sử nghiên cứu và phương pháp nghiên cứu

1.1- Lịch sử nghiên cứu trầm tích Đệ tứ khu vực BTB

1.2- Phương pháp nghiên cứu

Chương 2: Đặc điểm địa chất khu vực nghiên cứu và kế cận 2.1- Các đá cổ trước Đệ tứ khu vực BTB

2.2- Đặc điểm địa chất Đệ tứ đáy biển nông BTB và kế cận

Chương 3: Đặc điểm các thành tạo trầm tích Đệ tứ biển nông Bắc Trung Bộ

3.1- Thành phần và diện phân bố trầm tích Đệ tứ tầng mặt biển nông BTB 3.2- Đặc điểm phân bố trầm tích Đệ tứ biển nông BTB

3.3- Đặc điểm môi trường thành tạo trầm tích Đệ tứ biển nông BTB

Chương 4: Lịch sử phát triển trầm tích Đệ tứ biển nông bắc Trung Bộ

4.1- Cấu trúc các mặt cắt trầm tích biển nông BTB

4.2- Lịch sử phát triển trầm tích Đệ tứ biển nông BTB

Chương 5: đặc điểm sa khoáng biển nông bắc Trung Bộ

5.1- Điều kiện thành tạo sa khoáng

5.2- Nguồn gốc và đặc điểm phân bố sa khoáng biển nông BTB

1

2

3

4

5

11

16

16

19

35

35

43

54

54

81

93

95

95

115

133

133

134

144

148

150

152

5.3- Tiềm năng sa khoáng biển nông Bắc Trung Bộ và dự báo các khu

vực có triển vọng cho công tác tìm kiếm

Bảng 1.3: Một số Foraminifera có ý nghĩa địa tầng theo các giới hạn phân bố

Bảng 2.1: Phân chia địa tầng Đệ tứ các đồng bằng ven biển Việt Nam

Bảng 2.2: Địa tầng Pliocen - Đệ tứ ven biển và biển nông Bắc Trung Bộ

Bảng 3.1: Các thông số đặc trưng của các kiểu trầm tích vụn thô (cuội  cát) biển

nông Bắc Trung Bộ

Bảng 3.2: Các thông số đặc trưng của các kiểu trầm tích bột sét biển nông Bắc

Trung Bộ

Bảng 3.3: Kết quả phân tích mẫu rơngen định lượng khoáng vật sét chủ yếu đáy

biển nông Bắc Trung Bộ

Bảng 3.4: Thành phần hoá thạch trong trầm tích Đệ tứ ở các lỗ khoan biển nông và

ven biển Bắc Trung Bộ

Bảng 3.5: Các tham số địa hoá môi trường trầm tích Đệ tứ Bắc Trung Bộ

Bảng 4.1: Kết quả phân tích mẫu C14 trong lỗ khoan đáy biển nông Bắc Trung Bộ Bảng 4.2: Thành phần trầm tích tầng mặt biển nông Bắc Trung Bộ

Bảng 4.3: Một số đặc điểm tướng trầm tích biển nông Bắc Trung Bộ

Bảng 4.4: Thành phần hoá học các hợp phần cơ bản trong trầm tích tầng mặt biển

nông Bắc Trung Bộ

Bảng 4.5: Đặc điểm các tham số trầm tích tầng mặt biển nông Bắc Trung Bộ

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 0.1: Sơ đồ vị trí đới biển nông vùng Bắc Trung Bộ, tỷ lệ1/8.500.000

Hình 0.2: Bản đồ tài liệu thực tế biển nông Bắc Trung Bộ (Nga Sơn - Hải Vân), tỷ

lệ 1/2.000.000

Hình 1.1: Cấu tạo các kiểu phản xạ và ranh giới phản xạ

Hình 1.2: Thiết đồ các lỗ khoan ven biển và biển nông Bắc Trung Bộ:

Hình 1.3: Cấu trúc mặt cắt trầm tích Đệ tứ vùng biển bắc Vĩnh Linh

Hình 2.1: Cột địa tầng tổng hợp biển nông Bắc Trung Bộ (phi tỷ lệ)

Hình 2.2: Các pha phun trào bazan đáy biển khu vực Mũi Lai (Quảng Bình)

Hình 2.3: Các pha phun trào bazan đáy biển Cửa Việt - Cồn Cỏ

Hình 2.4: Các pha phun trào bazan đáy biển khu vực Cồn Cỏ

Hình 2.5: Các pha phun trào và các bề mặt bào mòn bazan đáy biển đông nam Cồn

Cỏ

Hình 2.6: Ảnh đá bazan Holocen (QIV) Mũi Lai, Quảng Bình

Hình 2.7: Sơ đồ diện phân bố bazan đáy biển Vĩnh Linh - Cồn Cỏ theo tài liệu địa

chấn nông độ phân dải cao

Hình 2.8: Sơ đồ cấu trúc kiến tạo biển nông Bắc Trung Bộ (Nga Sơn - Hải Vân), tỷ

lệ 1/2.000.000

Hình 2.9: Bản đồ địa chất Đệ tứ đới ven biển và biển nông vùng Bắc Trung Bộ

(Nga Sơn - Hải Vân), tỷ lệ 1/1.500.000

Hình 2.10: Các mặt cắt địa chất biển nông Bắc Trung Bộ:

2.10.1- Mặt cắt địa chất T94-44 Quảng Xương, Thanh Hoá

2.10.2- Mặt cắt địa chất T94-18 Thạch Hà, Hà Tĩnh

2.10.3- Mặt cắt địa chất T94-102 Thanh - Nghệ - Tĩnh

2.10.4- Mặt cắt địa chất T93-47 Đồng Hới, Quảng Bình

2.10.5- Mặt cắt địa chất T93-33 Mũi Lai, Quảng Bình

2.10.6- Mặt cắt địa chất T93-14 Kẻ Sung, Thừa Thiên - Huế

2.10.7- Mặt cắt địa chất T93-102 Bình - Trị - Thiên

Hình 3.1: Bản đồ trầm tích tầng mặt đới biển nông vùng BTB (Nga Sơn - Hải Vân),

tỷ lệ 1/1.500.000

Hình 3.2: Ảnh một số mẫu cát đáy biển nông Bắc Trung Bộ:

3.2.1- Cát sạn màu xám phớt vàng giàu vụn vỏ sò ốc Nguồn gốc biển, tuổi

QIV1-2 (Mẫu T94-461 Quảng Xương, Thanh Hoá)

3.2.2- Cát hạt nhỏ màu xám - xám phớt vàng lẫn ít sạn sỏi Nguồn gốc biển, tuổi QIV1-2 (Mẫu T94-175 Cẩm Xuyên, Hà Tĩnh)

3.2.3- Sạn cát màu xám nhạt - xám phớt vàng, giàu mảnh vỏ sò ốc và kết vón laterit Nguồn gốc biển, tuổi QIV1-2 (Mẫu T94-174 Cẩm Xuyên, Hà Tĩnh)

3.2.4- Cát hạt trung - thô màu xám vàng, giàu vụn vỏ sò ốc và kết vón laterit Nguồn gốc biển, tuổi QIV1-2 (Mẫu T94-168 Cẩm Xuyên, Hà Tĩnh) 3.2.5- Cát hạt nhỏ - trung lẫn ít sạn sỏi, màu xám - xám phớt vàng Nguồn gốc sông - biển, tuổi QIV1-2 (Mẫu T94-167 Cẩm Xuyên, Hà Tĩnh) 3.2.6- Cát hạt nhỏ - trung lẫn ít sạn sỏi, màu xám phớt vàng Nguồn gốc biển, tuổi QIV1-2 (Mẫu T94-43 Kỳ Anh, Hà Tĩnh)

3.2.7- Sạn - cát màu xám vàng chứa mảnh vỏ sò ốc và kết vón laterit Nguồn gốc biển, tuổi QIV1-2 (Mẫu T93-62 Kẻ Sung, Thừa Thiên - Huế)

3.2.8- Cát hạt trung - thô lẫn sạn sỏi và ít vụn vỏ sò ốc, màu xám - xám vàng Nguồn gốc biển, tuổi QIV1-2 (Mẫu T93-60 Kẻ Sung, Thừa Thiên - Huế)

Hình 3.3: Bản đồ phân bố khoáng vật phụ đặc trưng trong trầm tích cát bột tầng mặt

biển nông Bắc Trung Bộ (Nga Sơn - Hải Vân), tỷ lệ 1/2.000.000

Hình 3.4: Biểu đồ tham số trầm tích tầng mặt theo các mặt cắt (tuyến) vuông góc

với bờ biển Bắc Trung Bộ:

3.4.1- Biểu đồ tham số trầm tích (Md, So, Sk) tuyến T94-44 (Quảng Xương, Thanh Hoá)

3.4.2- Biểu đồ tham số trầm tích (Md, So, Sk) tuyến T94-29 (Diễn Châu, Nghệ An)

3.4.3- Biểu đồ tham số trầm tích (Md, So, Sk) tuyến T94-18 (Cẩm Xuyên, Hà Tĩnh)

3.4.4- Biểu đồ tham số trầm tích (Md, So, Sk) tuyến T94-8 (Kỳ Anh, Hà Tĩnh)

3.4.5- Biểu đồ tham số trầm tích (Md, So, Sk) tuyến T93-47 (Đồng Hới, Quảng Bình)

3.4.6- Biểu đồ tham số trầm tích (Md, So, Sk) tuyến T93-33 (Mũi Lai, Quảng Bình)

3.4.7- Biểu đồ tham số trầm tích (Md, So, Sk) tuyến T93-14 (Kẻ Sung, Huế) Hình 3.5: Biểu đồ phân tích rơngen định lượng khoáng vật sét:

3.5.1- Biểu đồ phân tích mẫu T94-462 (Quảng Xương, Thanh Hoá)

3.5.2- Biểu đồ phân tích mẫu T94-172 (Cẩm Xuyên, Hà Tĩnh)

3.5.3- Biểu đồ phân tích mẫu T93-284 (Đồng Hới, Quảng Bình)

3.5.4- Biểu đồ phân tích mẫu T93-191 (Vĩnh Linh, Quảng Bình)

3.5.5- Biểu đồ phân tích mẫu T93-66 (Kẻ Sung, Huế)

Hình 3.6: Bản đồ phân bố khoáng vật sét tầng mặt biển nông Bắc Trung Bộ (Nga

Sơn - Hải Vân), tỷ lệ 1/2.000.000

Hình 3.7: Biểu đồ hàm lượng khoáng vật sét theo các lỗ khoan biển nông Bắc Trung

Bộ:

3.7.1- Biểu đồ hàm lượng khoáng vật sét ở lỗ khoan KB1 Cẩm Xuyên, Hà Tĩnh

3.7.2- Biểu đồ hàm lượng khoáng vật sét ở lỗ khoan KB8 Kỳ Anh, Hà Tĩnh 3.7.3- Biểu đồ hàm lượng khoáng vật sét ở lỗ khoan KB9 Cửa Nhượng, Hà Tĩnh)

Hình 3.8: Một số ảnh chụp mẫu lát mỏng thạch học bở rời đáy biển nông Bắc Trung

Bộ:

3.8.1- Cát hạt nhỏ mài tròn yếu - kém chứa vụn vỏ sinh vật Nguồn gốc biển, tuổi QIV1-2 Mẫu LK93-3/2: độ sâu 6m; Thuận An, Huế (Phóng đại 40 lần)

3.8.2- Cát trung - thô mài tròn trung bình - yếu Nguồn gốc biển, tuổi QIII2 Mẫu LK93-3/2: độ sâu 40m; Thuận An, Huế (Phóng đại 40 lần) 3.8.3- Cát hạt trung - thô mài tròn trung bình, đang bị bọc bởi carbonat sắt, tuổi QIII2.Mẫu LK93-3/2: độ sâu 45m; Thuận An, Huế (Phóng đại 40 lần)

3.8.4- Cát ít khoáng hạt nhỏ mài tròn trung bình - kém, chứa vụn vỏ sinh vật Nguồn gốc biển, tuổi QIV1-2 Mẫu T93-60; Kẻ Sung, Huế (Phóng đại

40 lần)

3.8.5- Cát đa khoáng hạt nhỏ lẫn thô, mài tròn yếu - kém, chứa các vụn đá phiến Nguồn gốc biển, tuổi QIV3 Mẫu T94-452; Quảng Xương, Thanh Hoá (Phóng đại 40 lần)

3.8.6- Cát hạt trung - thô mài tròn trung bình chứa vụn vỏ sinh vật và kết vón laterit Nguồn gốc biển, tuổi QIV1-2 Mẫu T94-168; Cẩm Xuyên, Hà Tĩnh (Phóng đại 45 lần)

3.8.7- Cát hạt nhỏ - trung mài tròn trung bình giàu kết vón laterit, chứa vụn

vỏ sinh vật Nguồn gốc biển, tuổi QIV1-2 Mẫu T94-174; Cẩm Xuyên,

Hoá

Hình 4.2: Cấu trúc mặt cắt địa chấn tuyến T94-18 vùng biển Thạch Hà, Hà Tĩnh Hình 4.3: Cấu trúc mặt cắt địa chấn tuyến T94-102 vùng biển Thanh - Nghệ - Tĩnh Hình 4.4: Cấu trúc mặt cắt địa chấn tuyến T93-47 vùng biển Đồng Hới, Quảng

Hình 4.8: Ảnh cột mẫu lỗ khoan đáy biển Cẩm Nhƣợng

Hình 4.9: Ảnh mẫu lỗ khoan KB1 đáy biển Cẩm Nhƣợng:

4.9.1- Bùn sét màu xám đen giàu mùn thực vật, nguồn gốc vũng vịnh, tuổi QIV1-2 (Mẫu KB1: 14 - 15m)

4.9.2- Cát hạt nhỏ màu trắng xám, độ chọn lọc tốt, nguồn gốc biển, tuổi QIV1-2 (Mẫu KB1: 19,0 - 19,5m)

4.9.3- Bột sét phong hoá loang lổ giàu kết vón laterit, nguồn gốc biển, tuổi

QIII2 (Mẫu KB1: 20 - 21m)

4.9.4- Sét dẻo màu xám tối - xám đen giàu mùn thực vật, nguồn gốc vũng

vịnh, tuổi QIII2 (Mẫu KB1: 22 - 23m)

4.9.5- Sạn cát thạch anh màu trắng xám, nguồn gốc biển, tuổi QIII2 (Mẫu KB1:

4.9.9- Bột sét phong hoá loang lổ chứa các kết vón laterit nâu vàng - nâu đỏ,

nguồn gốc biển, tuổi QII1 (Mẫu KB1: 56 - 57m)

4.9.10- Cát hạt thô - trung lẫn ít sạn và bột sét, màu xám phớt vàng, nguồn gốc sông - biển, tuổi QII1 (Mẫu KB1: 58 - 60m)

4.9.11- Cát hạt thô - trung pha ít sạn sỏi, màu xám sáng - xám phớt vàng, nguồn gốc biển, tuổi QII1 (Mẫu KB1: 60 - 61m)

4.9.12- Dăm sạn sắc cạnh do vỡ vụn từ đá gốc phun trào hệ tầng Mường Hinh (Mẫu KB1: 61 - 62m)

Hình 4.10: Bản đồ tướng đá - cổ địa lí thời kì Holocen sớm - giữa biển nông vùng

Bắc Trung Bộ (Nga Sơn - Hải Vân), tỷ lệ 1/1.500.000

Hình 5.1: Mặt cắt địa hình đường bờ và biển ven bờ tại trạm khảo sát B93-100

(Quảng Ngạn, Thừa Thiên - Huế)

Hình 5.2: Bản đồ phân vùng thạch học trầm tích tầng mặt biển nông Bắc Trung Bộ

(Nga Sơn - Hải Vân), tỷ lệ1/2.000.000

Hình 5.3: Một số ảnh khoáng vật đáy biển nông Bắc Trung Bộ:

5.3.1- Ilmenit trong sa khoáng biển Hà Tĩnh

5.3.2- Rutil trong sa khoáng biển Quảng Bình

5.3.3- Zircon trong sa khoáng biển Thừa Thiên - Huế

5.3.4- Monazit - xenotim trong sa khoáng biển Thanh Hoá

5.3.5- Casiterit trong sa khoáng biển Thừa Thiên - Huế

5.3.6- Granat trong sa khoáng biển Thừa Thiên - Huế

5.3.7- Vàng trong sa khoáng biển Thừa Thiên - Huế

5.3.8- Siderit trong cát trắng xám tuổi QIV1-2 ở lỗ khoan KB1: 19 - 19,5m; Cẩm Nhượng, Hà Tĩnh

Hình 5.4: Bản đồ phân bố sa khoáng tầng mặt biển nông Bắc Trung Bộ (Nga Sơn -

Hải Vân), tỷ lệ 1/2.000.000

MỞ ĐẦU I- TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Đới biển nông vùng Bắc Trung Bộ (BTB) trải dài từ Nga Sơn (Thanh Hoá) đến Hải Vân (Thừa Thiên - Huế), có đường bờ dài khoảng 600 km, diện tích 20.000

km2, được giới hạn bởi độ sâu 0 - 30m nước với các điểm có toạ độ (Hình 0.1):

kế thừa và phát triển trên các đới cấu trúc cổ hơn như: đới Paleozoi Sông Mã, Sông Cả; đới Mesozoi Sầm Nưa và Hoành Sơn Các thành tạo Đệ tứ chưa được nghiên cứu nhiều cho nên các vấn đề về thành phần vật chất, qui luật phân bố trong không gian, lịch sử phát triển, phân chia địa tầng và khoáng sản có liên quan với chúng còn nhiều vấn đề chưa được làm sáng tỏ Vùng biển nghiên cứu là vùng nội thuỷ, có

ý nghĩa đặc biệt quan trọng về kinh tế và quốc phòng Dọc đới duyên hải có nhiều điểm dân cư, điểm du lịch hấp dẫn (Sầm Sơn, Cửa Lò, Thiên Cầm, Nhật Lệ, Cửa Tùng, Thuận An), các cảng biển (Nghi Sơn, Cửa Lò, Xuân Hải, Vụng Áng, Cửa Việt, Sông Gianh, Thuận An và Chân Mây), các mỏ sa khoáng (Quảng Xương, Cẩm Hoà, Cẩm Nhượng, Kỳ Khang, Kỳ Ninh, Vĩnh Thái, Quảng Ngạn, Kẻ Sung, Vĩnh Mỹ)… Tại đây đã và đang xảy ra các tai biến địa chất (sạt lở, bồi tụ, lũ lụt ) và ô nhiễm môi trường Hầu như tất cả các hoạt động của con người và tác động của thiên nhiên đều xảy ra trong tầng trầm tích Đệ tứ Hiện nay và trong tương lai sẽ có nhiều dự án đầu tư phát triển kinh tế biển ở khu vực Cho nên các nghiên cứu chuyên sâu trong lĩnh vực địa chất là rất cần thiết, nhằm đáp ứng nhu cầu qui hoạch tổng thể - khai thác nguồn lợi thiên nhiên biển một cách hợp lí, phục vụ công cuộc

xây dựng - phát triển bền vững kinh tế và quản lí tổng hợp đới duyên hải BTB Vì vậy, nghiên cứu sinh đã chọn đề tài nghiên cứu của luận án là: “Đặc điểm và lịch sử phát triển các thành tạo trầm tích Đệ tứ đới biển nông vùng Bắc Trung Bộ”

Kết quả nghiên cứu của luận án sẽ đóng góp cho khoa học địa chất về những vấn đề sau:

- Quá trình thành tạo trầm tích Đệ tứ, đặc biệt là trong Pleistocen muộn và Holocen rìa thềm lục địa biển nông vùng nhiệt đới ẩm

- Sự hình thành cấu trúc lớp phủ Đệ tứ ở đới chuyển tiếp giữa lục địa và biển nông khi có sự thay đổi mực nước biển dâng lên và hạ xuống trong bối cảnh khác nhau của hoạt động địa kiến tạo cũng như địa động lực nói chung

- Mối liên quan giữa các thành tạo bazan và trầm tích Đệ tứ ở vùng biển Vĩnh Linh - Cồn Cỏ, góp phần phân chia các giai đoạn phun trào bazan Đệ tứ

- Việc tìm kiếm đánh giá khoáng sản rắn, đặc biệt là các sa khoáng quặng

Ti - Zr - TR, Au, Sn… có trong vùng biển nông BTB

- Nghiên cứu môi trường địa chất đới biển ven bờ nhằm cung cấp các thông tin quan trọng cho việc qui hoạch tổng thể, khai thác hợp lí nguồn tài nguyên thiên nhiên biển trong quá trình phát triển kinh tế biển

II- MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ

- Nghiên cứu cấu trúc lớp phủ Đệ tứ theo tài liệu địa chấn và khoan

- Xác định thành phần vật chất, đặc điểm môi trường thành tạo trầm tích Đệ

tứ

- Nghiên cứu đặc điểm phân bố, lịch sử tiến hoá các thành tạo trầm tích Đệ tứ

- Nghiên cứu điều kiện thành tạo và đặc điểm phân bố sa khoáng liên quan tới trầm tích Đệ tứ biển nông ven bờ BTB

III- NHỮNG LUẬN ĐIỂM BẢO VỆ

- Luận điểm 1: Trầm tích tầng mặt biển nông BTB bao gồm hai thực thể trầm

tích phát triển kế thừa nhau: trầm tích Pleistocen muộn phân bố ở độ sâu > 20m nước, có thành phần chủ yếu là bột sét bị phong hoá loang lổ; trầm tích Holocen phân bố thành hai đới ở độ sâu 30 - 20m và 20 - 0m, có đặc điểm phân dị khác nhau

- Luận điểm 2: Trầm tích Đệ tứ biển nông ven bờ BTB phát triển qua 6 giai

đoạn tương ứng với 6 chu kì trầm tích Khởi đầu của mỗi giai đoạn là trầm tích hạt thô (cuội sạn aluvi, proluvi, bãi triều); sau đó là trầm tích hạt mịn hơn (cát bột sét biển nông); kết thúc là trầm tích hạt mịn (sét, bột sét biển và châu thổ) và thường bị laterit hoá khi biển lùi ra xa

IV- NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN ÁN

- Lần đầu tiên áp dụng phương pháp địa chấn địa tầng (hay địa tầng phân tập) trong nghiên cứu địa chất - trầm tích Đệ tứ đáy biển BTB Dựa theo kết quả phân tích các băng địa chấn có tài liệu khoan kiểm chứng, đã tiến hành đối sánh - liên kết địa tầng trên chiều dài 600 km dọc bờ biển từ Nga Sơn đến Hải Vân và phân chia mặt cắt trầm tích Đệ tứ đáy biển thành 6 tầng, tương ứng với các phân vị địa tầng chính là QI, QII1, QII2, QIII1, QIII2 và QIV;

- Bước đầu phân chia chi tiết hoạt động phun trào bazan Đệ tứ đáy biển Vĩnh Linh - Cồn Cỏ trên cơ sở tài liệu địa chấn

- Xác lập bức tranh tiến hoá trầm tích Đệ tứ trong mối liên quan với dao động mực nước biển và luận giải nguồn cung cấp vật liệu trầm tích biển nông BTB

- Xác lập được đặc điểm phân bố sa khoáng quặng Ti - Zr - TR (trong đó có biểu hiện vàng và casiterit đi kèm) phục vụ công tác tìm kiếm đánh giá khoáng sản biển nông BTB

V- CƠ SỞ TÀI LIỆU

Tài liệu phục vụ cho luận án gồm:

- Luận án được xây dựng trên cơ sở tài liệu của chính bản thân tác giả trực tiếp thu thập, khảo sát trên biển và dọc đới ven biển vùng nghiên cứu trong các năm

1993, 1994 và 2001 từ Nga Sơn (Thanh Hoá) đến Đèo Hải Vân (Thừa Thiên - Huế) thuộc đề án: “Điều tra địa chất và tìm kiếm khoáng sản rắn đới biển nông ven bờ Việt Nam (độ sâu 0 - 30m nước) tỷ lệ 1/500.000” và đề tài “Tìm kiếm sa khoáng quặng thiếc biển nông BTB” hợp tác với công ty TIMAH (Indonesia) do Trung tâm Địa chất Khoáng sản Biển chủ trì Tác giả đã phân tích khoảng 3.000km tuyến địa chấn nông độ phân dải cao và thu thập 1.500km tuyến địa chấn sâu; xử lí kết quả 3.650 mẫu phân tích trọng sa để lập bản đồ vành trọng sa; tham khảo - xử lí - tổng hợp các loại mẫu phân tích gồm: 3.400 mẫu độ hạt, 500 mẫu thạch học bở rời, 1.390 mẫu vi cổ sinh, 160 mẫu rơngen, 160 mẫu nhiệt, 27 mẫu rơngen định lượng, 350 mẫu hoá silicat, 400 mẫu pH, 400 mẫu Eh, 400 mẫu ion trao đổi, 350 mẫu Fe2+,

Fe3+, S trong pyrit và siderit, 250 mẫu phân tích vật chất hữu cơ và 10 mẫu C14

- Các tài liệu do tác giả thu thập - tổng hợp trong quá trình tham gia đề tài cấp Nhà nước KHCN 06-11-02: “Thành lập bản đồ địa chất Pliocen - Đệ tứ thềm lục địa Việt Nam tỷ lệ 1/1.000.000” và KHCN 06-11-03: “ Thành lập bản đồ tướng đá cổ địa lí thềm lục địa Việt Nam tỷ lệ 1/1.000.000”

- Tham khảo sử dụng kết quả thành lập các tờ bản đồ địa chất đới ven biển ở các tỷ lệ khác nhau (1/500.000, 1/200.000 và 1/50.000) của các tác giả: Trần Đức Lương, Nguyễn Xuân Bao, Đặng Trần Quân, Trần Tính, Nguyễn Quang Trung, Nguyễn Xuân Dương, Nguyễn Văn Trang, Vũ Mạnh Điển, Phạm Huy Thông v.v

- Sử dụng thiết đồ 24 lỗ khoan ven biển - bãi triều, 30 lỗ khoan biển nông và các lỗ khoan sâu tìm kiếm dầu khí đáy biển và khu vực kế cận (Hình 0.2)

- Tham khảo các công trình nghiên cứu chuyên đề về địa chất - địa mạo, địa vật lí, trầm tích đới ven biển, đáy biển trong khu vực nghiên cứu và Vịnh Bắc Bộ (gồm các luận án tiến sĩ, các bài báo khoa học )

VI- Ý NGHĨA CỦA LUẬN ÁN

- Đóng góp cho các công tác nghiên cứu trầm tích Đệ tứ vùng biển nông nằm

giữa lục địa và biển khơi có khí hậu nhiệt đới, phân chia địa tầng Đệ tứ vùng biển BTB và bảo vệ môi trường đới duyên hải

- Xác định tiền đề, dấu hiệu và các đặc điểm sa khoáng đáy biển nông BTB phục vụ công tác tìm kiếm đánh giá khoáng sản

- Góp phần xây dựng các tiền đề về trầm tích để nghiên cứu các tai biến địa chất (xói lở bờ biển, bồi lấp cửa sông, cảng ), xây dựng các công trình trên biển phục vụ cho các dự án phát triển kinh tế trong khu vực

VII- BỐ CỤC LUẬN ÁN

Không kể phần mở đầu và kết luận, luận án gồm 5 chương:

Chương 1: Lịch sử nghiên cứu và phương pháp nghiên cứu

Chương 2: Đặc điểm địa chất khu vực nghiên cứu và kế cận

Chương 3: Đặc điểm các thành tạo trầm tích Đệ tứ biển nông BTB

Chương 4: Lịch sử phát triển trầm tích Đệ tứ biển nông BTB

Chương 5: Đặc điểm sa khoáng biển nông BTB

VIII- LỜI CÁM ƠN

Trong quá trình thực hiện luận án, tác giả luôn luôn nhận được sự chỉ bảo tận tình của hai thầy giáo hướng dẫn: TSKH Nguyễn Biểu và GS.TS Trần Nghi Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các thầy giáo hướng dẫn đã góp phần vô cùng quan trọng cho sự thành công của luận án Tác giả còn nhận được sự giúp đỡ, tạo điều kiện của Ban giám đốc Trung tâm Địa chất Khoáng sản Biển, Phòng Đào tạo sau đại học Trường ĐHKHTN; sự giúp đỡ, góp ý kiến quí báu của các thầy cô trong

và ngoài Khoa Địa chất; sự giúp đỡ, góp ý xây dựng của các bạn đồng nghiệp Nhân đây, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đối với những sự giúp đỡ quí báu đó

CHƯƠNG 1 LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1.1- LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU TRẦM TÍCH ĐỆ TỨ KHU VỰC BTB

1.1.1- Các công trình nghiên cứu địa chất Đệ tứ đồng bằng ven biển BTB:

Trước năm 1975, nghiên cứu địa chất Đệ tứ được tiến hành bởi các nhà địa chất người Pháp: E.Patte (1924), A.LaCroix (1932), E.Saurin (1935, 1937), J.Fromaget và E.Saurin (1936), J.Fromaget (1938) Trong các văn liệu này, việc nghiên cứu trầm tích Đệ tứ mới chỉ nêu lên những nét chung nhất là phân biệt 2 loại aluvi cổ và trẻ, được thể hiện trên bản đồ địa chất Đông Dương tỷ lệ 1/500.000 Các nghiên cứu chi tiết về thành phần vật chất, nguồn gốc trầm tích, cổ sinh và cột địa tầng trầm tích Đệ tứ còn rất ít Có một số công trình đề cập đến thềm biển, tectit và

ý nghĩa của chúng trong địa tầng Đệ tứ ở Việt Nam (A.LaCroix, 1932, 1934; E.Saurin, 1935) Bazan Đệ tứ Việt Nam đã được nghiên cứu và chia thành 2 nhóm: bazan nghèo olivin () và bazan giàu olivin () Bazan Vĩnh Linh được xếp vào loại

 và có tuổi N2- Q dựa vào những đặc điểm địa mạo cũng như quan hệ địa tầng của chúng với các trầm tích Neogen - Đệ tứ (E.Patte, 1924; A.LaCroix, 1933)

Sau năm 1975, kết quả nghiên cứu về địa chất Đệ tứ được thể hiện qua các công trình đo vẽ bản đồ địa chất ở các tỷ lệ 1/500.000; 1/200.000; 1/50.000 của các tác giả: Trần Đức Lương; Nguyễn Xuân Bao (1988); Lê Duy Bách, Đặng Trần Quân (1987); Trần Tính (1978); Nguyễn Quang Trung (1988); Hồ Duy Thanh (1983); Phạm Đình Trưởng (1996); Phạm Huy Thông (1997); Vũ Mạnh Điển (1994) , các công trình nghiên cứu chuyên đề về địa chất Đệ tứ của Nguyễn Đức Tâm và Đỗ Tuyết (1995); Nguyễn Địch Dỹ (1995); về sa khoáng ven biển Việt Nam và điều kiện thành tạo chúng của Nguyễn Kim Hoàn và nnk (1981); Nguyễn Biểu (1985) và hàng loạt các bài báo chuyên khảo về trầm tích, cổ sinh, địa tầng

Đệ tứ vùng BTB của các tác giả: Trần Nghi, Nguyễn Địch Dỹ, Nguyễn Ngọc Các công bố về địa mạo - trầm tích ven biển BTB của các tác giả Trần Đình Gián (1969), Lưu Tỳ (1982, 1983, 1985), Nguyễn Ngọc Mên (1989) đã sơ bộ chỉ ra các đặc điểm địa hình - địa mạo - trầm tích và các đường bờ biển cổ rìa tây Vịnh Bắc

Bộ Ở một số đồng bằng ven biển BTB như đồng bằng Huế, địa tầng Đệ tứ đã được chia thành 31 phân vị theo nguồn gốc và thời gian thành tạo [16] Công trình “Bản

đồ địa chất Đệ tứ Việt Nam tỷ lệ 1/500.000” do Nguyễn Đức Tâm và Đỗ Tuyết thành lập (1995) đã phân chia các thành tạo Đệ tứ thành 58 phân vị địa tầng thống nhất trong phạm vi toàn quốc Các thành tạo trầm tích biển bước đầu được chú ý và liên hệ với hoạt động biển tiến - biển lùi trong kỷ Đệ tứ [42,43] Cũng trong thời gian này, kết quả nghiên cứu của đề tài “Địa chất Đệ tứ và đánh giá tiềm năng khoáng sản liên quan” mã số KT01- 07 do Nguyễn Địch Dỹ chủ biên đã được hoàn thành (1995) Trên cơ sở phân tích - đối sánh các tướng trầm tích, xác lập các tổ hợp cộng sinh tướng , tác giả đã phân chia các thành tạo trầm tích Đệ tứ các đồng bằng ven biển Việt Nam thành 5 chu kì trầm tích tương ứng với 5 khoảng tuổi: QI,

QII-III, QIII, QIV1-2, QIV3 [15] và cho rằng trong số các đồng bằng ven biển BTB chỉ

có đồng bằng Thanh Hoá mới mang tính chất của đồng bằng châu thổ thực thụ (châu thổ Sông Mã), còn các đồng bằng Vinh - Hà Tĩnh, Quảng Bình, Quảng Trị, Thừa Thiên là các đồng bằng được thành tạo do sự lấp đầy các vũng vịnh, mà các vũng vịnh này được thành tạo bởi các đê cát hình thành trong các thời kì biển tiến - biển lùi

Gần đây, đề tài “Vỏ phong hoá và trầm tích Đệ tứ Việt Nam tỷ lệ 1/1.000.000” do Ngô Quang Toàn chủ biên hoàn thành vào năm 1999 đã phân chia

ra 25 phân vị địa tầng Đệ tứ theo nguyên tắc tuổi và nguồn gốc [52] Đây là công trình đầu tiên nghiên cứu mối liên quan hữu cơ giữa vỏ phong hoá và trầm tích Đệ

tứ Hoạt động phun trào bazan đã được phân chia thành 3 giai đoạn Các phân vị địa tầng về mặt nguồn gốc có liên quan với biển đều được phác họa trong mối liên quan với các chu kì hoạt động của biển (biển tiến - biển lùi) và các chu kì băng hà Từ đó

đã nêu ra được sự tồn tại của các đường bờ cổ (trên đất liền) cũng như vai trò và ý nghĩa của chúng trong nghiên cứu địa chất Đệ tứ và các nghiên cứu khảo cổ học

1.1.2- Các công trình nghiên cứu trầm tích Đệ tứ đáy biển BTB:

Các kiểu trầm tích tầng mặt trong đó có các trường cát aluvi cổ trên đáy biển

đã được nghiên cứu từ lâu (Shepard, 1949 )

Tính phổ biến của trầm tích di tích aluvi, biểu hiện glauconit, vật liệu núi lửa trong trầm tích tầng mặt, các tổ hợp cộng sinh khoáng vật sét đặc trưng: ilit - chlorit, ilit - kaolinit, smectit - ilit - chlorit đã được ghi nhận trong các công trình của Emery K.O.; NiiNo H (1961, 1963)

Năm 1959 - 1962, Đoàn khảo sát liên hiệp Việt - Trung đã thực hiện nhiều chuyến khảo sát đo đạc lấy mẫu trên tổng số 75 trạm ở Vịnh Bắc Bộ, trong đó có 42 trạm nằm trong đới biển nông BTB Báo cáo địa chất và bản đồ trầm tích tầng mặt kèm theo đã khoanh định được các trường trầm tích , cát di tích, các trường bột - sét, các trường khoáng vật nặng Đặc biệt là đã gặp sét loang lổ ở nhiều khu vực khác nhau trên Vịnh Bắc Bộ, trong đó có cả ở khu vực bãi cạn Cẩm Nhượng (Hà Tĩnh) ở độ sâu trên 20m nước mà hiện nay đã xác định được đó là trầm tích sét bột - bột sét có tuổi Pleistocen muộn, phần muộn bị phong hoá

Các tài liệu về địa chất thềm lục địa và Biển Đông (Việt Nam) đã được tổng hợp trong Atlas quốc gia (Nguyễn Giao và n.n.k, 1985) và một số công trình nghiên cứu khác (Nguyễn Biểu, 1988)

Thực hiện đề án “Điều tra địa chất và khoáng sản rắn biển nông ven bờ Việt Nam (độ sâu 0 - 30mnước) tỷ lệ 1/500.000” (Nguyễn Biểu, 1991-2000), trong các năm 1993, 1994 đới biển nông ven bờ BTB được khảo sát đo đạc và lấy mẫu một cách hệ thống Mạng lưới khảo sát ô vuông 5km x 5km cho đới nước sâu 10 - 30m (tuyến cách tuyến 5km, điểm cách điểm 5km) và 2,5km x 1km cho đới nước nông

0 - 10m (tuyến cách tuyến 2,5km, điểm cách điểm 1km) Với tất cả trên 100 tuyến

đo địa chấn nông độ phân dải cao, 12 lỗ khoan máy bãi triều, trên 1.500 trạm đo đạc khảo sát lấy mẫu với hàng nghìn mẫu các loại Hơn 10 loại bản đồ chuyên đề cùng

tỷ lệ 1/500.000 được thành lập như: địa chất, trầm tích, địa mạo, địa hoá, khoáng sản, trọng sa Việc phân chia địa tầng Đệ tứ được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu thạch địa tầng, cổ sinh địa tầng, địa chấn địa tầng có đối sánh với tài liệu khoan sâu bãi triều và đới duyên hải Kết quả phân chia địa tầng đã tách được phân vị (theo tuổi) Pleistocen giữa - Pleistocen muộn, phần sớm (QII-III1 ) thành các phân vị riêng biệt: Pleistocen giữa, phần sớm; Pleistocen giữa, phần muộn và Pleistocen muộn,

phần sớm (QII1,QII2 và QIII1) Trầm tích tầng mặt đã được phân loại theo biểu đồ tam giác của Cục địa chất Hoàng gia Anh, biểu đồ gồm 15 kiểu Đây là bản đồ trầm tích tầng mặt đầu tiên được thành lập cho vùng nghiên cứu, đáp ứng được yêu cầu điều tra cơ bản, phù hợp với mục tiêu phục vụ sản xuất Tuy vậy, các vấn đề về điều kiện thành tạo, nguồn gốc trầm tích, cũng như lịch sử phát triển trầm tích Đệ tứ chưa được nghiên cứu chi tiết và tổng thể cho toàn vùng biển nông BTB

Năm 1996, tàu Bogorov-38 khảo sát 25 trạm trên Vịnh Bắc Bộ, trong đó có 8 trạm thuộc đới biển nông BTB Năm 1999, tàu MV- Seafdec khảo sát lấy mẫu 10 trạm trên Vịnh Bắc Bộ trong đó có 4 trạm thuộc đới biển nông BTB Ngoài ra còn

có các luận án tiến sĩ về địa mạo đáy biển (Vũ Văn Phái, 1996) [38], địa mạo ven biển (Đặng văn Bào, 1996; Nguyễn Thế Tiệp, 1993) [5, 49] và nhiều bài báo khoa học của các tác giả: Chu Hồi, Trịnh Phùng, Trịnh Thế Hiếu, Nguyễn Văn Tạc, Lưu

Tỳ, Nguyễn Thế Tiệp viết về địa chất, địa mạo, trầm tích thềm lục địa phía bắc có liên quan tới diện tích đới biển nông BTB

Tóm lại, các vấn đề về trầm tích luận cũng như quá trình tiến hoá trầm tích Đệ

tứ biển nông vùng BTB hầu như chưa được nghiên cứu chi tiết

Trong khu vực, các nhà địa chất Châu Á đã nghiên cứu và phân chia địa tầng

Đệ tứ, các thềm biển liên quan tới các thời kì biển tiến (Bảng 1.1) Dựa trên các kết quả nghiên cứu tổng hợp về địa chấn - địa chất, các nghiên cứu sâu và định lượng

về thành phần vật chất, tuổi tuyệt đối cho thấy: biển Nam Trung Quốc (phía đông đảo Hải Nam) có 7 lần biển tiến (Xue.W và nnk, 1996) Đây là những tài liệu cần thiết để đối sánh với trầm tích thềm lục địa Việt Nam nói chung và vùng biển BTB nói riêng

1.2- PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1.2.1- Phương pháp luận:

Phân loại đá trầm tích là một trong những vấn đề quan trọng hàng đầu khi nghiên cứu đá trầm tích Trên thế giới có nhiều cách phân loại đá trầm tích khác nhau Luận án sử dụng cách phân loại đá trầm tích của Svetxôp M.S., 1958 - 1972; cách phân loại nhóm đá trầm tích vụn theo Debeney, 1979 (Bảng 1.2)

Quá trình phát sinh và phát triển đá trầm tích được chia làm bốn giai đoạn

(Strakhop, 1961): giai đoạn sinh thành trầm tích; giai đoạn thành đá; giai đoạn hậu

sinh (giai đoạn đá bắt đầu bị biến đổi khi bị nhấn chìm xuống sâu); giai đoạn biến

sinh (giai đoạn đá bị biến đổi mạnh mẽ, có nhiều đặc tính của đá biến chất nhưng

vẫn còn nhiều dấu vết cơ bản sót lại của đá trầm tích)

Hai giai đoạn đầu gọi là thời kì sinh đá, còn hai giai đoạn sau là thời kì biểu

sinh Trầm tích Đệ tứ vùng biển BTB đang phát triển ở hai giai đoạn đầu

- Giai đoạn sinh thành trầm tích: bao gồm quá trình phong hoá tạo vật liệu, di

chuyển - phân dị và lắng đọng vật liệu trầm tích Quá trình phát sinh vật liệu trầm

tích BTB được xảy ra trong điều kiện khí hậu nhiệt đới ẩm Các đá gốc phân bố ở

BTB có thành phần chủ yếu là các khoáng vật: thạch anh, felspat, mica, olivin,

pyroxen, nhóm carbonat, các khoáng vật phụ Do ảnh hưởng của các tác nhân

phong hoá (nhiệt độ, áp suất, nước, sinh vật ), các đá gốc bị biến đổi, tạo thành các

vật liệu trầm tích vụn cơ học, sét, các dung dịch thật và dung dịch keo Các khoáng

vật bền vững (thạch anh, một số khoáng vật phụ ) trong quá trình phong hoá sẽ tạo

thành vật liệu trầm tích vụn cơ học, các khoáng vật kém bền vững hơn sẽ biến đổi

tạo thành các vật liệu trầm tích khác nhau Đới biển nông BTB là nơi tiếp nhận các

sản phẩm phong hoá đá gốc trong khu vực

Quá trình di chuyển - phân dị - lắng đọng trầm tích phụ thuộc vào nhiều yếu

tố, trong đó phải kể đến chế độ động lực môi trường, đặc điểm hoá lí môi trường và

thành phần vật liệu trầm tích Chế độ động lực môi trường có mối quan hệ mật thiết

với dao động mực nước biển và chuyển động tân kiến tạo, cùng với yếu tố đá gốc

đã qui định thành phần trầm tích Có thể biểu diễn mối quan hệ trên bằng sơ đồ sau:

Sơ đồ mối liên quan giữa thành phần trầm tích với các yếu tố nội sinh (tân

kiến tạo, đá gốc) và ngoại sinh (khí hậu, dao động mực nước biển, động lực môi

- Giai đoạn thành đá: là giai đoạn biến đổi vật liệu trầm tích thành đá trầm

tích Đây là quá trình biến đổi một hệ thống nhiều thành phần (rắn, lỏng, khí) không cân bằng thành một hệ thống cân bằng trong điều kiện nhiệt động mới Bản chất của giai đoạn thành đá là các quá trình vật lí, hoá học và sinh học, như: sự gắn kết, nén chặt, giảm nước ngưng keo, thành tạo khoáng vật mới và tái phân bố trầm tích Giai đoạn thành đá có thể chia thành hai thời kì: thành đá sớm và thành đá muộn

Thời kì thành đá sớm: lúc này môi trường oxy hoá là chủ yếu, trầm tích còn

đang ở trạng thái bở rời hoặc gắn kết yếu Thời kì này xảy ra tương tác giữa dung dịch bùn với các hạt vụn để thành tạo các khoáng vật tại sinh có nguồn gốc dung dịch keo và dung dịch thật Nếu trong môi trường có độ pH > 8 - 9, thạch anh và felspat có thể bị gặm mòn - hoà tan, mica bị thuỷ phân thành hydromica, giải phóng kation và keo SiO2.nH2O vào dung dịch; các khoáng vật calcit, dolomit, manhezit được kết tủa trong môi trường oxy hoá, siderit được kết tủa đặc trưng cho môi trường khử Các khoáng vật chứa Fe, Mg như pyroxen, amphibol, biotit trong môi trường trung tính - oxy hoá yếu và pH > 7 (môi trường biển nông) sẽ bị thuỷ phân biến thành glauconit; nếu môi trường lục địa (pH < 7) thì sẽ xảy ra quá trình ăn mòn khoáng vật các nhóm carbonat, phosphat, felspat và mica, biến thành kaolinit

Thời kì thành đá muộn: môi trường khử là chủ yếu, xuất hiện quá trình tái

phân bố thành phần vật chất hoà tan ở nơi này để kết tủa ở nơi kia Quá trình thành tạo khoáng vật mới tăng lên, các vật chất hữu cơ trong trầm tích bị phân huỷ trong môi trường khử, giải phóng các khí H2S, CO2, nhờ đó xuất hiện các khoáng vật pyrit, siderit Nếu môi trường trầm tích ban đầu nghèo vật chất hữu cơ hoặc độ kiềm tăng cao (pH > 8,5) thì có thể thành tạo các khoáng vật calcit, dolomit

Ranh giới giữa hai thời kì thường không rõ ràng và rất khó phân định, nhưng kết quả nghiên cứu cho thấy trầm tích Đệ tứ biển nông ven bờ BTB đang trong thời

kì thành đá sớm

Nghiên cứu trầm tích không thể không chú ý tới tính nhịp, tính chu kì Tính nhịp tồn tại trong các thực thể trầm tích là khách quan, nó phản ánh đặc điểm địa chất môi trường thành tạo, hoàn cảnh địa lí tự nhiên, nhờ đó có thể khôi phục được lịch sử phát triển địa chất khu vực sinh ra nó Phân tích chu kì trong nghiên cứu trầm tích nói chung hiện nay đang còn là vấn đề tranh luận trên thế giới cũng như ở Việt Nam Ivanov G.A (1967) [71]; Moor R.C và Crowell I.C (1978) đã lấy tập trầm tích biển tiến là bắt đầu cho một chu kì, tiếp theo là tập trầm tích biển lùi và bề mặt bào mòn - gián đoạn trầm tích là kết thúc cho một chu kì trầm tích biển Điều này có ý nghĩa đối với việc phân chia địa tầng trong nghiên cứu địa chất nói chung

và địa chất Đệ tứ nói riêng, đã được nghiên cứu sinh sử dụng trong luận án này Phương pháp địa chấn địa tầng đã được sử dụng rộng rãi trên thế giới cũng như các nước trong khu vực (Evans, 1995) Theo cách chia của phương pháp này, một tầng (unit) trầm tích bao gồm hai tập (sequence) Tập trầm tích biển tiến nằm ở dưới, có kiểu sóng phản xạ đặc trưng là kề áp đáy Tập trầm tích biển lùi nằm ở trên

có sóng phản xạ đặc trưng là kề áp mái Ranh giới giữa hai tập là lớp sét biển tiến cực đại có sóng phản xạ đặc trưng là các trục đồng pha song song có tính ổn định cao Ranh giới giữa các tầng phản xạ hay các chu kì trầm tích là bề mặt bất chỉnh hợp hay bề mặt gián đoạn trầm tích Đối với trầm tích Đệ tứ vùng biển BTB, ranh giới giữa các tầng là bề mặt gián đoạn trầm tích, thường được đánh dấu bằng bề mặt laterit hoá có sóng phản xạ địa chấn mạnh, tạo mặt phản xạ (phân cách) rõ ràng trên băng địa chấn

Các nhà địa chất Liên Xô (cũ), Nhật Bản, Trung Quốc, Thái Lan, Malaysia, Indonesia, Philipin đã xác lập các thời kì biển tiến, biển lùi và phân chia địa tầng

Đệ tứ trong mối liên quan với dao động mực nước biển, có sự so sánh với các thời

kì băng hà toàn cầu Trầm tích Đệ tứ thềm lục địa Việt Nam nói chung và biển nông ven bờ BTB nói riêng là các thành tạo có tính chu kì và chịu sự chi phối bởi hàng

loạt yếu tố như: khí hậu, sự dao động mực nước biển, hoạt động tân kiến tạo Dao động của mực nước biển là nguyên nhân chủ yếu chi phối bức tranh phân bố, phân

dị trầm tích và tướng trầm tích Thông thường theo thời gian biển tiến dần vào đất liền thì trầm tích có độ hạt giảm dần từ hạt thô đến hạt mịn, môi trường trầm tích chuyển dần từ lục địa sang biển Nếu biển lùi dần về phía đại dương thì trầm tích có

độ hạt tăng dần từ mịn sang thô, môi trường trầm tích chuyển dần từ biển sang lục địa, trầm tích trên mặt được phơi ra và bị phong hoá laterit do khí hậu nhiệt đới gió mùa Trong trường hợp mực nước biển ổn định trong thời gian dài (không tiến, không lùi), nhờ có năng lượng của sóng và dòng chảy ven bờ, trầm tích có mức độ phân dị cao nên có độ mài tròn - chọn lọc tốt, xuất hiện nhiều tích tụ khoáng vật nặng Một tổ hợp cộng sinh tướng trầm tích đặc trưng được hình thành là cuội sạn sỏi cát bãi triều + các đê cát, cồn cát ven bờ biển + bột sét lagoon - vũng vịnh Xuất phát từ những nhận thức trên và tình hình thực tiễn trong công tác nghiên cứu địa chất Đệ tứ ở Việt Nam, các phương pháp nghiên cứu được áp dụng trong luận án như sau:

1.2.2- Các phương pháp nghiên cứu:

1.2.2.1- Phương pháp nghiên cứu thực địa:

* Khảo sát địa chất:

Nội dung nghiên cứu trầm tích ở các điểm khảo sát thực địa bao gồm:

- Định vị các trạm khảo sát bằng máy định vị vệ tinh có độ chính xác  50m trên biển

- Khảo sát và lấy mẫu phân tích các loại: thành phần hoá học, thạch học (độ hạt), khoáng vật, Eh, pH, carbonat, các chỉ tiêu môi trường trầm tích

- Mô tả đầy đủ các yếu tố sau: tên trầm tích, màu sắc, cấu tạo trầm tích, độ mài tròn - chọn lọc, tính phân nhịp - phân lớp; thành phần thạch học: hàm lượng (%) cuội sạn, hàm lượng (%) cát, hàm lượng (%) bột sét, hàm lượng(%) vụn vỏ sinh vật (bao gồm cả vụn vỏ sò ốc, vụn san hô); thành phần khoáng vật: hàm lượng (%) thạch anh, felspat, mica, khoáng vật nặng; vật liệu laterit tái trầm tích; ranh giới lớp

và bề dày lớp; đặc điểm động lực học môi trường trầm tích

* Phương pháp địa chấn nông độ phân dải cao:

Đây là phương pháp địa vật lí ứng dụng sự phản xạ của các sóng âm khi đi qua các thực thể địa chất để nghiên cứu đặc điểm phân bố các thành tạo địa chất theo chiều sâu dưới đáy biển Phương pháp này nhằm phát hiện, xác định các đá gốc, đứt gãy, các tướng trầm tích, các “bẫy” sa khoáng, thành phần thạch học trầm tích, phân chia chi tiết các tầng trầm tích Đệ tứ theo đặc điểm sóng địa chấn phản xạ phục vụ cho nghiên cứu (phân chia) địa tầng và lịch sử phát triển địa chất Đệ tứ Đây là phương pháp mới và là chủ đạo trong nghiên cứu địa chất biển

Theo Evans (1995) có nhiều kiểu phản xạ và ranh giới phản xạ (H 1.1) Mỗi kiểu phản xạ đều đặc trưng cho thành phần thạch học, nguồn gốc (tướng) thành tạo

và động lực môi trường trầm tích

Các phản xạ có biên độ cao có thể có nguồn gốc từ mặt phản xạ giữa đá gốc và trầm tích Đệ tứ, các bề mặt vỏ phong hoá (laterit), các lớp giàu vôi bị biến đổi Các mặt phản xạ song song có tính liên tục cao, đặc trưng cho môi trường tích

tụ trầm tích ở điều kiện nước yên lặng của biển hoặc đầm hồ Các mặt phản xạ có tính liên tục ít hơn và biên độ thấp (không đậm nét) thấy trong các mặt cắt của cát Trầm tích giàu sạn - sỏi làm toả hướng sóng âm, có mặt phản xạ lộn xộn, biên độ không đều, thiếu tính liên tục

Mitchum W.W(1977) chia các kiểu phản xạ thành các tướng: tướng phân lớp đơn giản, tướng phủ chỉnh hợp đáy, tướng nêm lấn, tướng gờ nổi, tướng thấu kính, tướng dồn đống, tướng nón phóng vật, tướng lấp đầy kênh rạch Tướng gò đống đặc trưng cho các rạn san hô (carbonat), đỉnh núi lửa và các gò trầm tích nói chung tạo bởi các quá trình tích tụ trầm tích do dòng chảy chiếm ưu thế Phần lớn các dạng phân lớp hoặc phủ chỉnh hợp đáy cũng như các chỗ trũng địa hình được lấp đầy thường chỉ thị cho trầm tích lắng đọng trong môi trường yên tĩnh

Dựa vào phương pháp này, trầm tích Đệ tứ biển nông BTB được phân chia có

cơ sở thành 6 tầng (hoặc hệ tầng) tương ứng với 6 chu kì trầm tích có tuổi: QI, QII1, QII2, QIII1, QIII2,QIV và được giới hạn bởi 7 bề mặt phản xạ địa chấn: R0, R1, R2, R3,

R4, R5, R6 Trong đó: mặt phản xạ R0 là ranh giới giữa nước và đáy biển; 6 mặt phản

xạ (R1, R2, R3, R4, R5, R6) tương ứng với 6 bề mặt phong hoá laterit Sự duy trì các mặt phản xạ này tuỳ thuộc vào từng kiểu mặt cắt cụ thể: ở những nơi phát triển trầm tích hạt nhỏ tướng biển chiếm ưu thế, các mặt phản xạ thể hiện khá rõ (Hình 1.3; 4.5) Còn ở vùng biển phát triển trầm tích hạt thô aluvi (cát - sạn), các mặt phản xạ thể hiện có khi không rõ nét (Hình 4.1; 4.2; 4.6 )

+ Việc xác định đứt gãy dựa trên cơ sở:

- Có sự dịch chuyển của các trục đồng pha sóng phản xạ

- Có đuôi tán xạ mạnh khá liên tục phát triển theo chiều sâu

- Có trường sóng với các trục đồng pha bị uốn cong, gián đoạn

- Một số đứt gãy còn có hiện tượng sụt bậc của các mặt phản xạ và địa hình đáy biển

+ Việc xác định cấu tạo trầm tích, tướng trầm tích và chu kì trầm tích:

Các cấu tạo được xác định qua các đặc trưng trường sóng: nêm lấn, gá đáy, xiên chéo, xicma, cắt xén bào mòn xuất hiện có qui luật trên diện rộng (Hình 1.1) Dựa theo các kiểu phản xạ, tướng địa chấn phản xạ và các kiểu ranh giới có thể thiết lập được các chu kì trầm tích biển Trong một chu kì, phần đầu là tập tướng trầm tích biển tiến với các ranh giới phản xạ kề áp sườn và trầm tích thường là sạn cát cơ sở hay bùn sét lấp đầy các hố đào khoét là chủ yếu; sau đó là tập tướng trầm tích biển lùi với kiểu phản xạ xicma và nhiều loại hình khác như ranh giới phản xạ

gá đáy, chống mái, với bề mặt phía trên lồi lõm Mỗi một phần nửa của chu kì là một tập, ranh giới chuyển tiếp giữa chúng là liên tục và đặc trưng bởi các lớp sét Xác lập chiều dày các tầng địa chấn có thể dựa theo thời gian 2t của sóng âm qua tầng trầm tích hoặc là chuyển đổi thành chiều dày các tập, tầng trầm tích Đối với trầm tích Đệ tứ thềm lục địa Việt Nam, tốc độ sóng âm dao động từ 1.600m/s đối với tầng sét và 1.750m/s đối với tầng giàu cát Luận án đã sử dụng kết quả luận giải 3.000km tuyến địa chấn nông độ phân dải cao

1.2.2.2- Các phương pháp nghiên cứu trong phòng:

* Nhóm các phương pháp nghiên cứu thành phần vật chất:

+ Phương pháp nghiên cứu độ hạt:

Đối với trầm tích vụn thô, mẫu được sấy khô để rây các cấp hạt Trầm tích sét bột được khuấy đều trong nước, dùng phương pháp pipet để phân tích Bộ rây thường dùng để phân cấp độ hạt là 10 10 Từ kết quả phân tích độ hạt tính ra các tham số độ hạt:

- Md: là kích thước hạt trung bình, được tính trên biểu đồ đường cong tích luỹ

tại giá trị độ hạt ở hàm lượng tích luỹ 50% Giá trị Md phản ánh quãng đường di chuyển vật liệu, năng lượng sóng và tốc độ dòng chảy, khoảng cách so với nguồn cung cấp Mối tương quan này mang tính chất tỷ lệ thuận: Md càng lớn thì động lực môi trường càng lớn và vật liệu trầm tích càng gần đá gốc; ngược lại Md càng nhỏ thì động lực môi trường càng yếu (càng yên tĩnh) và vật liệu trầm tích có thể càng

xa nguồn cung cấp

- So: là hệ số chọn lọc (hay độ chọn lọc), phản ánh năng lượng thuỷ động lực

(chủ yếu là sóng và dòng chảy), tính đồng nhất và tính ổn định của môi trường thuỷ động lực tạo nên các thực thể trầm tích Nếu So = 1 - 1,58: trầm tích có độ chọn lọc tốt, chứng tỏ môi trường có cường độ thuỷ động lực mạnh và khá đồng nhất trong suốt quá trình thành tạo trầm tích (rìa trong của đới sóng phá huỷ - giáp với đường bờ) Nếu So = 1,59 - 2,12: trầm tích có độ chọn lọc trung bình, chứng tỏ môi trường thuỷ động lực khá mạnh nhưng tính ổn định kém hơn (rìa ngoài đới sóng phá huỷ giáp với đới sóng biến dạng) Nếu So > 2,12: trầm tích có độ chọn lọc yếu - kém, chứng tỏ môi trường bị xáo trộn (khi mạnh, khi yên tĩnh) tương ứng với trầm tích đới sóng biến dạng, trầm tích lòng sông, dòng chảy ven biển hoặc trong các đầm phá

- Sk: là hệ số đối xứng, đặc trưng cho tính đối xứng của đường cong phân bố

Nếu Sk > 1 thì trầm tích có hạt lớn chiếm ưu thế; Sk < 1 thì hạt nhỏ chiếm ưu thế Theo Ward, Folk và Inman thì Sk thay đổi từ +1 đến –1 Nếu Sk = 0 đường cong phân bố đối xứng; Sk > 0 đường cong lệch về phía hạt nhỏ (cát sông, gió); Sk < 0 đường cong lệch về phía hạt lớn (cát biển, bãi biển)

- Ek: là hệ số độ nhọn, đặc trưng cho mức độ lựa chọn của mẫu tại trung tâm

phân bố so với phần rìa Ek càng lớn thì độ lựa chọn tại trung tâm càng tốt hơn phần rìa Nếu phân bố chuẩn thì Ek = 1

- C: là kích thước hạt lớn nhất tại 1% của đường cong tích luỹ

Hiện nay có nhiều cách phân loại trầm tích vụn cơ học, mỗi cách đều có tính

ưu việt riêng Để làm rõ đặc điểm thuỷ - thạch động lực môi trường trầm tích cũng như đặc điểm phân dị và chọn lọc trầm tích trong không gian , trong luận án đã sử dụng cách phân loại trầm tích vụn cơ học theo Debeney (Pháp) (Bảng 1.2)

Luận án đã sử dụng kết quả phân tích 3.400 mẫu độ hạt để vẽ bản đồ trầm tích tầng mặt; tính toán các tham số để luận giải về nguồn gốc trầm tích, điều kiện và đặc điểm môi trường thành tạo trầm tích, đặc điểm thuỷ - thạch động lực, tướng đá -

cổ địa lí

+ Phương pháp nghiên cứu thành phần khoáng vật và vỏ vi sinh vật:

Mẫu trầm tích bở rời được gắn kết nhân tạo và gia công thành lát mỏng thạch học nghiên cứu dưới kính hiển vi phân cực Mục đích là xác định thành phần khoáng vật tha sinh và tại sinh; xác định tên trầm tích, đặc điểm kiến trúc, độ mài tròn - chọn lọc, độ cầu của hạt vụn tha sinh, các di tích hữu cơ và xác định một số đặc điểm tiêu hình của khoáng vật Độ mài tròn Ro phản ánh thời gian di chuyển, quãng đường di chuyển, năng lượng sóng - dòng chảy và phần nào phản ánh khoảng cách so với nguồn cung cấp (đá gốc) Nếu Ro = 0,75 - 1: trầm tích có độ mài tròn tốt, chứng tỏ được thành tạo ở đới sóng tác động mạnh (đới sóng phá huỷ), thời gian lưu lại ở môi trường động năng lớn này khá lâu (thường là các khoáng vật có tỉ trọng khá) Nếu Ro = 0,3 - 0,75: trầm tích có độ mài tròn trung bình - khá phản ánh môi trường thành tạo có động lực thay đổi đặc trưng cho đới ven bờ (đới sóng biến dạng) Nếu Ro < 0,3: trầm tích có độ mài tròn kém phản ánh môi trường khá yên tĩnh, hoặc gần miền xâm thực (gần với đá gốc) Thực tế tại một điểm lấy mẫu ở đáy biển, trong trường trầm tích cát sạn thấy xuất hiện nhiều giá trị Ro khác nhau, các hạt trầm tích có độ mài tròn rất khác nhau Điều đó chứng tỏ nguồn cung cấp vật liệu trầm tích rất phức tạp

Ngoài ra, thành phần khoáng vật cũng được xác định theo các cấp hạt ở mẫu

độ hạt Các thông tin này rất cần cho việc luận giải các mối quan hệ thành phần vật

chất - nguồn gốc - môi trường thành tạo Luận án đã sử dụng kết quả phân tích 500 mẫu thạch học bở rời, 200 mẫu khoáng vật theo cấp hạt

+ Phương pháp nghiên cứu khoáng vật nặng:

Mẫu được đãi bớt phần nhẹ rồi phân chia thành các phần theo từ tính và tỉ trọng Mục đích là xác định thành phần khoáng vật nặng, phát hiện sa khoáng, xác định mối liên quan giữa sa khoáng với trầm tích, xác định tổ hợp cộng sinh khoáng vật, các đặc điểm tiêu hình của từng loại khoáng vật (hình dạng tinh thể, màu sắc,

độ mài tròn ) để góp phần luận giải nguồn cung cấp vật liệu trầm tích Luận án đã

sử dụng - xử lí kết quả phân tích 3.650 mẫu trọng sa

+ Phương pháp nghiên cứu thành phần hoá học:

Thành phần hoá học trầm tích được xác định bằng các phương pháp phân tích hoá, quang phổ Thông qua thành phần hoá học sẽ xác định được đặc điểm môi trường trầm tích và phân chia kiểu thạch học trầm tích Luận án đã sử dụng kết quả phân tích 350 mẫu hoá silicat

+ Phương pháp nghiên cứu khoáng vật bằng tia rơngen:

Mẫu trầm tích được tách chiết khoáng vật sét, dùng phương pháp nhiễu xạ rơngen để xác định định lượng khoáng vật sét Các thông tin này góp phần xác định môi trường thành tạo, phân vùng khoáng thạch và luận giải nguồn gốc trầm tích Luận án đã sử dụng kết quả phân tích 187 mẫu rơngen định lượng gần đúng (phân tích trên máy дPOH-1, ở Viện Nghiên cứu Địa chất và Khoáng sản) và 27 mẫu rơngen định lượng (phân tích trên máy Siemens D5005 ở Trường Đại học Khoa học

Tự nhiên Hà Nội)

+ Phương pháp phân tích nhiệt vi sai:

Đây là phương pháp xác định thành phần khoáng vật sét Luận án đã sử dụng kết quả phân tích 160 mẫu phân tích nhiệt vi sai thực hiện trên máy Derivatograph MOM của Hungari tại Trung tâm Phân tích Thí nghiệm Địa chất, Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam

* Các phương pháp nghiên cứu tuổi trầm tích (địa tầng trầm tích):

Luận án sử dụng thang địa tầng Đệ tứ đã được INQUA thông qua tại Mỹ 1989: Ranh giới giữa Neogen - Đệ tứ (N - Q) ở mức 1.600.000 năm

Ranh giới giữa Pleistocen hạ - Pleistocen trung (QI - QII) ở mức 700.000 năm Ranh giới giữa Pleistocen trung - Pleistocen thượng (QII - QIII) ở mức 125.000 năm

Ranh giới giữa Pleistocen thượng - Holocen (QIII - QIV) ở mức 10.000 năm Ranh giới giữa Holocen hạ - Holocen trung (QIV1 - QIV2) ở mức 6.000 năm Ranh giới giữa Holocen trung - Holocen thượng (QIV2 - QIV3) ở mức 4.000 năm

Để nghiên cứu tuổi của các thành tạo trầm tích, luận án đã sử dụng 3 phương pháp chủ yếu sau:

+ Phương pháp phân tích tuổi tương đối: bao gồm phân tích vi cổ sinh, bào tử

phấn hoa, đối sánh địa tầng Việc xác định ranh giới bằng sinh địa tầng dựa trên nguyên tắc sự xuất hiện và tiêu diệt của một số nhóm hoá đá Foraminifera, Nannoplanton và các bào tử phấn hoa đặc trưng

Theo Mai Văn Lạc (2000), trong Foraminifera có các đại biểu có ý nghĩa xác định địa tầng Đệ tứ đặc trưng (Bảng 1.3)

Theo Đặng Đức Nga (1995), trong trầm tích Pleistocen có các đại biểu sau của Nannoplanton:

Geophyrocapra oceanica Kampfner (QII - QIV);

Ceratolithus sunplex Bukry (QII - QIV);

Helicosphaera colombiana Gartner (QI - QIV);

H carteri (wal) Kampt (N13 - Q)

Còn trong trầm tích Holocen có các đại biểu sau của Nannoplanton:

Helicosphaera hyalina Garder (QIV);

Helicosphaera wallichii: (N2 - QIV)

Theo Phạm Văn Hải (1996) [17], có các dạng bào tử phấn hoa đặc trưng cho các địa tầng trầm tích Pliocen - Đệ tứ ở BTB như sau:

Trong trầm tích Pliocen - Pleistocen hạ (N2- QI) có các bào tử như Polypodium sp., Cystopteris sp., Acrostichum sp (Ráng biển - bào tử của thực vật bãi triều) và các phấn hoa: Lythocarpus sp., Liquidambar sp., Rhizophora sp., đôi khi là Sonneratia sp., (Rhizophora và Sonneratia là phấn hoa của thực vật ngập mặn), Podocarpus sp., Pinus sp., thỉnh thoảng gặp Dacrydium sp

Trong trầm tích Pleistocen trung - thượng (QII-III) có các dạng thường gặp là Cystopteris sp., Gleichenia sp., Cyathea sp., Pteris sp., Quercus sp., Castanea sp., Castanopris sp., Hamamelis sp., Myrtus sp

Trong trầm tích Pleistocen thượng (QIII) có các dạng bào tử thường gặp: Lygodium sp., Cyathea sp., Vittaria sp., Polypodium sp., Acrostichum sp Phấn hoa rất phong phú và đa dạng: Rhizophora sp., Sonneratia sp., Bruguiera sp., Avicenia sp., Podocarpus sp., Aralia sp., Michenlie sp., Maguslia sp., Chinopodium sp., Poaccea gen indet

Trong trầm tích Holocen (QIV) có bào tử phong phú và đa dạng hơn phấn hoa, các dạng thường gặp là Polypodium sp., Microlepia sp., Vittaria sp., Acrostichum sp., Lygodium sp., Lycopodium sp., Cyathea sp., Coniopteris sp Trong đó có Acrostichum sp là bào tử của thực vật bãi triều Phấn hoa thường không đa dạng về giống loài, nhưng lại rất giàu số lượng hạt của 1 giống: Rhizophora (Đước) là phấn của thực vật ngập mặn chiếm tỷ lệ chủ yếu, Sonneratia (Bần), Bruguiera (Mắm) chiếm tỷ lệ thứ yếu Ngoài ra còn gặp phấn hoa của họ Fagaceae (như Lythocarpus, Castanopsis, Quercus)

Ranh giới N2 - Q ở BTB được xác định bởi trầm tích hạt mịn ở phía dưới giàu Foraminifera (đới 22, 21, 20, 19) và trầm tích hạt thô ở trên rất nghèo (hầu như không có) Foraminifera, chỉ có bào tử phấn hoa đặc trưng cho nước ngọt và nước

lợ

+ Phương pháp phân tích tuổi tuyệt đối (phương pháp C 14 ):

Đây là phương pháp phân tích tuổi (định lượng) có độ chính xác cao, dựa vào

sự phân rã hạt nhân của nguyên tố phóng xạ C14 Các thành tạo trầm tích giàu bùn,

bã hữu cơ (than bùn, bùn mùn thực vật, san hô, vỏ sò) được phân tích tuổi bằng

phương pháp này Luận án đã sử dụng 10 mẫu phân tích C14

+ Phương pháp phân tích so sánh tương tự:

Đây là phương pháp được áp dụng rất rộng rãi trong nghiên cứu địa chất, nhằm đối sánh - liên kết, phân loại - phân vùng, khái quát hoá và tổng hợp Do mức

độ nghiên cứu địa chất biển nông ven bờ ở nước ta mới bắt đầu, các kết quả xác định tuổi C14

của trầm tích chưa nhiều, cho nên việc so sánh với các vùng biển khác trong khu vực là rất cần thiết Luận án sử dụng chủ yếu 2 phương pháp: định tuổi tương đối và so sánh tương tự để nghiên cứu tuổi trầm tích Khi so sánh tương tự đã triệt để sử dụng kết quả phân chia địa tầng Đệ tứ các đồng bằng ven biển BTB (nhất

là các tài liệu mới của Nguyễn Địch Dỹ và nnk, 1995; Ngô Quang Toàn và nnk, 1999 ) và cột địa tầng thềm Đệ tứ lục địa trước cửa sông Châu Giang (phía đông đảo Hải Nam, Trung Quốc) Kết quả đã cho phép phân chia địa tầng Đệ tứ, ranh giới địa tầng Đệ tứ biển nông ven bờ BTB và khu vực kế cận theo các các tiêu chuẩn sau:

- Ranh giới Pliocen-Pleistocen:

Dấu hiệu về thạch học: là bề mặt được xác định bởi đáy của tập trầm tích hạt

thô (cuội sạn sỏi pha bùn cát) gặp hầu hết trong các lỗ khoan máy ở độ sâu 32,5 - 163m trong các vùng trũng của khu vực (Hình 1.2) Dưới nó là sét bột kết màu xám xanh khá rắn chắc, phần trên mặt (giáp với đáy trầm tích vụn thô) là bề mặt phong hoá laterit có màu sắc loang lổ Các thành tạo trầm tích sét bột kết này được xếp vào

hệ tầng Vĩnh Bảo ở đồng bằng Thanh Hoá - Vinh, hệ tầng Đồng Hới hay Gio Việt ở đồng bằng Quảng Bình - Quảng Trị, hệ tầng Vĩnh Điện ở đồng bằng Thừa Thiên - Huế

Dấu hiệu về địa chấn: là phần đáy tướng địa chấn có trường sóng phản xạ gợn

sóng, lộn xộn, có nhiều dấu hiệu đào khoét đặc trưng cho môi trường thành tạo trầm tích ở điều kiện năng lượng cao Dưới nó là tập tướng địa chấn có trường sóng phản

xạ song song và bán song song, tính liên tục khá tốt, đặc trưng cho môi trường năng lượng thấp, có nhiều đứt gãy được kết thúc ở tập này Mặt phản xạ (ranh giới) này được phân biệt rõ nét trên các băng địa chấn nông và sâu

Dấu hiệu về cổ sinh: theo cổ sinh thì tập trầm tích hạt thô nằm trên mặt ranh

giới có ít bào tử phấn hoa nước ngọt và lợ đặc trưng cho trầm tích cửa sông Dưới tập vụn thô hay dưới ranh giới N - Q là trầm tích hạt mịn có chứa Foraminifera và nhiều bào tử phấn hoa của thực vật ngập mặn

- Ranh giới Pleistocen - Holocen:

Dấu hiệu về thạch học: là đáy của tập trầm tích hạt mịn cát, bột (bở rời) màu

xám - xám trắng, xám vàng, bột sét - sét màu xám - xám xanh, dẻo Ở độ sâu

>20m, đôi khi là đáy của lớp cát pha cuội sạn giàu vụn laterit và vụn sinh vật tha sinh Dưới là lớp bột sét, sét dẻo quánh, cát hạt nhỏ màu sắc loang lổ xám, xám xanh, nâu vàng, nâu đỏ chứa kết vón laterit và di tích sinh vật

Dấu hiệu về địa chấn: có mặt phản xạ khá rõ, trên nó là tướng địa chấn có

trường sóng phản xạ bán song song áp đáy, độ liên tục trung bình (đáy có các hố đào), đặc trưng cho môi trường năng lượng cao kiểu biển tiến Tập tướng này (nằm giữa R0 và R1) vát nhọn dần từ bờ ra xa dạng thấu kính (Hình 1.3) và gần như mất

đi ở độ sâu > 20m nước Dưới ranh giới này là tập tướng địa chấn có trường sóng phản xạ song song (giàu bùn sét) bị đào khoét, cắt cụt Mặt phản xạ ranh giới này phân biệt rõ nét ở hầu hết các mặt cắt trên băng địa chấn nông

Dấu hiệu về cổ sinh: theo tài liệu cổ sinh thì đáy của tầng trầm tích hạt mịn rất

giàu Foraminifera, Helicosphaera hyalina Garder, Rhizophora sp , Acrostichum sp.,

Lygodium sp nằm trên, định tuổi Holocen Trầm tích hạt mịn nằm ở dưới có sự

diệt chủng của một số Foraminifera như: Globorotalia crasraformis Viola, Globorotalia crasraformis Hessi, Globorotalia calida, Globigerina bermudezi, Globorotalia fimbriata

Theo kết quả phân tích mẫu C14, trên ranh giới này trầm tích có tuổi 10.010 +

50 năm

- Các ranh giới địa tầng khác: dựa vào đặc điểm tướng địa chấn, các bề mặt

phản xạ địa chấn, tướng trầm tích kết hợp với các tài liệu khoan địa tầng, sinh địa tầng, đặc biệt là 4 mặt phản xạ mạnh hay 4 bề mặt phong hoá và các dấu hiệu khác như sự xuất hiện phun trào bazan cũng như bề mặt bào mòn bazan , có thể vạch ra

4 ranh giới trong Pleistocen: QI - QII1 , QII1 - QII2 , QII2 - QIII1 , QIII1 - QIII2 (Hình 1.3) Việc xác định ranh giới Holocen hạ - trung (QIV1-2) và Holocen thượng (QIV3)

có thể tiến hành nhờ vào đặc điểm thành phần thạch học, cổ sinh và tướng trầm tích; với tướng địa chấn thường thì ít rõ ràng vì nhiễu phản xạ đáy biển

* Các phương pháp nghiên cứu môi trường thành tạo trầm tích:

+ Nghiên cứu chỉ tiêu địa hoá môi trường:

- Phân tích xác định độ pH (độ axit và kiềm) trong các mẫu bột sét trên máy

đo chuyên dụng Độ pH phản ánh môi trường lắng đọng trầm tích: pH < 6,5 chỉ thị cho môi trường axit (lục địa); 6,5 < pH < 7,5 chỉ thị cho môi trường trung tính (chuyển tiếp); pH > 7,5 chỉ thị cho môi trường kiềm (biển) Luận án đã sử dụng

400 mẫu phân tích độ pH

- Phân tích xác định thế oxy hoá khử (Eh) trong các mẫu bột sét Độ Eh phản

ánh đặc tính oxy hoá - khử của môi trường lắng đọng trầm tích: Eh > 150mv chỉ thị cho môi trường oxy hoá mạnh; 40mv < Eh < 150mv chỉ thị cho môi trường oxy hoá yếu; Eh < 40mv chỉ thị cho môi trường khử Luận án đã sử dụng 400 mẫu phân tích

độ Eh

- Phân tích xác định các chỉ số ion sắt hoá trị 2 (Fe +2 ) trong pyrit, trong siderit; sắt hoá trị 3 (Fe +3 ) và hàm lượng carbon hữu cơ (C hc ) Tỷ số Fe+2S/ Chcphản ánh môi trường lắng đọng trầm tích: Fe+2S/ Chc < 0,06 chỉ thị cho môi trường trầm tích là lục địa; Fe+2S/ Chc = 0,06 - 0,20 chỉ thị cho môi trường chuyển tiếp;

Fe+2S/ Chc >0,20 chỉ thị cho môi trường biển Luận án đã sử dụng 350 mẫu phân tích các chỉ tiêu nêu trên

- Phân tích anion - kation trao đổi trong trầm tích sét, hệ số kation trao đổi

(Kt) phản ánh môi trường lắng đọng trầm tích, được tính bằng công thức: Kt = (K++ Na+)/ (Ca+ + Mg+) Hệ số Kt < 0,5 chỉ thị cho môi trường trầm tích là lục địa; Kt

= 0,5 - 1 chỉ thị cho môi trường chuyển tiếp; Kt > 1 chỉ thị cho môi trường biển Luận án đã sử dụng 400 mẫu phân tích ion trao đổi

- Phân tích hàm lượng carbonat: carbonat tồn tại trong trầm tích Đệ tứ dưới

hai dạng: vụn vỏ sinh vật và carbonat hoá học Thành phần vụn vỏ sinh vật được

tách ra khỏi thành phần khác bằng cách rửa mẫu qua rây 0,1mm rồi dùng axit HCl

để hoà tan Luận án đã sử dụng kết quả phân tích 350 mẫu phân tích carbonat

- Phân tích cổ sinh: ngoài ý nghĩa xác định tuổi, các kết quả phân tích cổ sinh

còn dùng để nghiên cứu nghiên cứu phức hệ sinh thái xác định môi trường thành tạo trầm tích Luận án đã được sử dụng kết quả phân tích 1.390 mẫu vi cổ sinh

Mục đích chính của các phương pháp trên là xác định các chỉ tiêu địa hoá môi trường để luận giải môi trường thành tạo trầm tích

+ Nghiên cứu chế độ động lực môi trường trầm tích:

Đo đạc các yếu tố thuỷ văn như: hướng gió, dòng chảy theo các tầng nước, độ muối, nhiệt độ và xác định mối liên quan giữa chúng với các dòng bồi tích, các tích tụ trầm tích để góp phần nhận định về môi trường và nguồn gốc trầm tích Luận

án đã sử dụng kết quả cuối cùng về các dòng dư theo 2 mùa trong năm (đo trên 2.000 trạm khảo sát) để nghiên cứu qui luật phân bố trầm tích và thành tạo sa khoáng

+ Nghiên cứu tướng đá - cổ địa lí, tướng đá - chu kì:

Trên cơ sở nghiên cứu, tổng hợp các tài liệu về thành phần vật chất trầm tích, địa chấn nông độ phân dải cao, địa tầng các lỗ khoan, các di tích cổ sinh vật nhằm xác định tướng đá trầm tích, các chu kì trầm tích, qui luật thay đổi thành phần và tướng để nghiên cứu lịch sử tiến hoá trầm tích trong kỷ Đệ tứ

* Phương pháp hiện tại luận:

Dùng các qui luật trầm tích hiện tại để suy luận cho các qui luật đã xảy ra trong quá khứ, chẳng hạn như qui luật phân dị trầm tích đới bãi triều hiện đại, qui luật hình thành - phân bố các đê cát và lagoon, qui luật hình thành và phân bố sa khoáng Nhờ đó cho thấy các tổ hợp cộng sinh tướng trầm tích: cuội sạn sỏi cát bãi triều + đê cát ven bờ biển + bột sét lagoon phân bố trên đới ven biển hiện tại là một trong những tiêu chuẩn quan trọng nhất để xác định đới đường bờ cổ Các thân sa khoáng biển hay các trường giàu khoáng vật nặng hiện nay đang được hình thành chỉ có ở các bãi triều, các đê cát ven bờ và các cồn ngầm trong khu vực đường bờ đang bị xói lở, tức là được thành tạo liên quan mật thiết với đường bờ hiện tại Do

đó, vị trí phân bố các đường bờ cổ và lòng sông cổ sẽ là các dấu hiệu quan trọng cho tìm kiếm sa khoáng

Ngoài ra, việc phân tích ảnh vệ tinh và phân tích địa hình đáy biển cũng có ý nghĩa trong việc khoanh định các kiểu trầm tích, các bãi triều, các sóng cát ở trước các cửa sông, các vùng phát triển đầm lầy, các đường bờ cổ… trong khu vực nghiên cứu

CHƯƠNG 2 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU VÀ KẾ CẬN

Khu vực kế cận vùng nghiên cứu trong luận án là phần bao quanh đới biển nông BTB có chiều rộng trung bình 10 - 15km Luận án không trình bày chi tiết đặc điểm địa chất khu vực nghiên cứu cũng như đặc điểm các đá cổ trước Đệ tứ, mà chỉ phân tích mối liên quan trực tiếp giữa các thành tạo địa chất cụ thể với trầm tích Đệ

tứ, gồm vị trí phân bố, đặc điểm vỏ phong hoá và ý nghĩa của chúng với quá trình

thành tạo trầm tích trong khu vực

2.1- CÁC ĐÁ CỔ TRƯỚC ĐỆ TỨ KHU VỰC BTB

2.1.1- Địa tầng:

Các thành tạo địa chất trước Đệ tứ lộ ra ở ven biển có tuổi từ Proterozoi đến Kainozoi [3,4,11,20,50,51,53], được chia thành 3 nhóm tuổi: Proterozoi - Paleozoi sớm, Paleozoi - Mesozoi và Kainozoi

2.1.1.1 - Giới Proterozoi - Paleozoi sớm:

Thuộc nhóm tuổi thành tạo này có các đá biến chất cổ của hệ tầng Nậm Cô tuổi Proterozoi muộn - Cambri sớm (PR3 - C1 nc), phân bố dọc theo đường bờ biển Lạch Trường và Hòn Nẹ (Thanh Hoá) Thành phần chủ yếu gồm đá phiến thạch anh

2 mica có granat và staurolit, đá phiến silimanit, đá phiến amphibol và đá phiến sericit có xen các lớp cát bột kết dạng quarzit phân lớp dày [3,20] Vỏ phong hoá chủ yếu trên nhóm đá này là vỏ ferosialit có thành phần khoáng vật đặc trưng là thạch anh, kaolinit, goethit, hydromica, chlorit, ilmenit, ngoài ra còn gặp felspat, silimanit, rutil và vermiculit Trong đó hàm lượng thạch anh dao động từ 30 - 60%, kaolinit: 10 - 30%, hydromica: 10 - 3%, goethit: 4 - 15%, felspat: 1 - 5%, chlorit: 1 - 3% và các khoáng vật khác (ilmenit, magnetit, granat ): 1 - 5% [52] Dưới tác dụng của dòng chảy bề mặt và sóng biển, quá trình bào mòn - di chuyển đã cung cấp các khoáng vật bền vững (thạch anh, felspat, staurolit, silimanit, ilmenit, granat ) và các khoáng vật sét (kaolinit, hydromica ) cho quá trình trầm tích

2.1.1.2- Giới Paleozoi - Mesozoi:

Các thành tạo có tuổi Paleozoi - Mesozoi được chia thành 3 nhóm đá chính: trầm tích lục nguyên, trầm tích lục nguyên xen phun trào và đá carbonat

* Đá trầm tích lục nguyên:

Nhóm đá này bao gồm các thành tạo trầm tích lục nguyên đơn thuần (cuội - sỏi kết, sạn kết, cát kết, cát - bột kết, sét kết, đá phiến sét ), đá lục nguyên chứa than

và đôi khi là đá lục nguyên có xen ít carbonat Các đá lục nguyên thuộc các hệ tầng

có tuổi khác nhau phân bố như sau:

+ Hệ tầng Sông Mã (2 sm): phân bố thành các khối nhỏ cách bờ biển Thanh

Hoá 10 - 13 km; bao gồm cát kết xen bột kết và đá phiến sét xen ít đá vôi phân lớp Chiều dày 600 - 630m [3,20]

+ Hệ tầng Sông Cả (O 3 - S 1 sc): phân bố thành khối nhỏ vài km2 ở ven biển Nghi Lộc (Nghệ An), Nghi Xuân (Hà Tĩnh); bao gồm: phân hệ tầng dưới là đá phiến thạch anh - 2 mica chứa granat, quarzit; phân hệ tầng giữa là đá phiến thạch anh - sericit, đá phiến sét - sericit , lớp mỏng cát kết , bột kết xen các thấu kính đá vôi; phân hệ tầng trên là đá phiến thạch anh - sericit, bột kết, cát kết, đá phiến dạng phylit, quarzit, đá phiến mica granat - chloritoid Chiều dày 4.650m [4,50,51]

+ Hệ tầng Long Đại (O 3 - S 1 lđ): phân bố rộng rãi dọc đới duyên hải từ sông

Gianh trở vào Huế; bao gồm: phân hệ tầng dưới là cuội sạn kết, đá phiến thạch anh sericit, cát bột kết, cát kết dạng quarzit, đá phiến sét; phân hệ tầng giữa là cát kết, cát kết quarzit, cát - bột kết, đá phiến sét sericit; phân hệ tầng trên là cát bột kết, đá phiến sét xen thấu kính đá vôi Chiều dày 2.380m [11,51,53]

+ Hệ tầng Đại Giang (S 2 - D 1 đg): phân bố thành khối nhỏ ở bắc Đồng Hới,

cách bờ biển gần 10km; bao gồm: cát kết, cát kết dạng quarzit, bột kết, đá phiến sét,

đá vôi sét, bột kết xen lớp mỏng đá vôi Chiều dày 1.500 - 1.800m [49]

+ Hệ tầng Rào Chan (D 1 rc): phân bố thành khối nhỏ ven bờ nam sông

Gianh, cách bờ biển 7 - 8 km; bao gồm: cát kết thạch anh dạng quarzit, đá phiến thạch anh - sericit, sét vôi, bột kết vôi, phiến sét, đá vôi Chiều dày 1.400 - 1.500m [11,51]

+ Hệ tầng Tân Lâm (D1 tl): phân bố thành dải kéo dài ở một số vùng thuộc

tỉnh Quảng Bình, Quảng Trị, Thừa Thiên - Huế, cách bờ biển 7 - 8km Dưới đáy biển Quảng Bình (từ nam Cửa Nhật Lệ đến Vĩnh Linh) lộ thành dải đá ngầm có vách dựng đứng ở độ sâu 10 - 20m nước; bao gồm: sạn kết, cát kết dạng quarzit, bột kết, phiến sét Chiều dày 1.370m [11,51,53]

+ Hệ tầng Bản Giàng (D2 bg): phân bố phổ biến ở đèo Lý Hoà (bắc Bố

Trạch); gồm: cát kết quarzit, cát bột kết , đá phiến sét Chiều dày 800 - 900m [51]

+ Hệ tầng Mục Bài (D 2 mb): phân bố thành dải kéo dài ở sườn nam đèo Lý

Hoà; bao gồm: sét vôi, đá phiến sét, bột kết, cát kết Chiều dày 600 - 700m [51]

+ Hệ tầng Đông Thọ (D 3 đt): phân bố ở đèo Lý Hoà ra tới độ sâu 6m nước;

bao gồm: cát kết, cát kết dạng quarzit, cát bột kết, đá phiến silic Chiều dày 350 - 450m [51]

+ Hệ tầng Yên Duyệt (P 2 yd): phân bố thành khối nhỏ ở Quảng Xương, Tĩnh

Gia (Thanh Hoá) cách bờ biển 9 - 10km; bao gồm: đá phiến sericit, đá vôi, phiến sét vôi, cát kết, bột kết, sét kết than Chiều dày 150 - 250m [3]

+ Hệ tầng Đồng Đỏ (T 3n-r đđ): phân bố phổ biến ở khu vực bờ biển Tĩnh Gia

(Thanh Hoá) cho tới độ sâu 6m; bao gồm: phân hệ tầng dưới là cát kết, sạn kết, bột kết, sét than, thấu kính than; phân hệ tầng trên là cát kết, cuội kết, sạn kết màu đỏ Chiều dày 1.300 - 2.000m [3]

+ Hệ tầng Động Trúc (J1-2 đtr): phân bố thành diện hẹp ở sườn đông núi Bàn

Độ (Kỳ Anh); bao gồm: cuội - sạn kết đa khoáng, cát - bột kết màu đỏ Chiều dày

180 - 200m [50]

+ Hệ tầng Yên Châu (K 2 yc): lộ ra thành khối nhỏ ở khu vực Quảng Xương,

cách bờ biển ~ 10km; bao gồm: cuội kết, sạn kết, cát kết, bột kết, phiến sét xen các lớp cát kết màu đỏ, phân lớp mỏng Chiều dày 200m [3]

Vỏ phong hoá đặc trưng của nhóm đá trầm tích lục nguyên này là vỏ ferosialit

có thành phần khoáng vật tiêu biểu là thạch anh, kaolinit, goethit, hydromica Trong

đó hàm lượng thạch anh dao động từ 46 - 54%; kaolinit: 21 - 26 %; goethit: 7 -16%; hydromica: 12 - 20% Ngoài ra còn có thể xuất hiện chlorit, calcit, felspat [52]

* Trầm tích lục nguyên xen phun trào:

Nhóm trầm tích lục nguyên xen phun trào ven biển BTB bao gồm các loại đá: cuội - sạn - cát kết, bột kết, sét kết, tuf xen kẹp phun trào dacit, ryodacit thuộc các

hệ tầng sau:

+ Hệ tầng Cẩm Thuỷ (P 2 ct): lộ ra ở phía nam - tây nam thị xã Thanh Hoá và

ở khu vực đảo Hòn Mê ra tới độ sâu 10m, gồm: bazan, dăm kết núi lửa, đôi khi lẫn

ít thấu kính đá vôi; trong bazan đôi khi có gặp mạch sunfua chứa vàng Chiều dày

300 - 400m [3]

+ Hệ tầng Đồng Trầu (T2a đt): phân bố từ Thanh Hoá đến Bố Trạch (Quảng

Bình), rất phổ biến ở bờ biển Đèo Ngang; bao gồm: phân hệ tầng dưới là cuội kết, sạn kết thạch anh - silic, cát kết, tuf xen kẽ các lớp mỏng phun trào axit, ryolit, ryodacit Phân hệ tầng trên là cát kết hạt thô, sạn kết mầu đỏ, bột kết, phiến sét, phiến sét vôi, vôi sét, đá vôi Chiều dày 2.200 - 2.500m [3,4,50,51]

+ Hệ tầng Mường Hinh (J 3 -K 1 mh): lộ ra ở khu vực Núi Ông (Nghi Xuân, Hà

Tĩnh), Bàn Độ (Kỳ Anh, Hà Tĩnh); bao gồm: phần dưới là cuội kết thạch anh, cát - bột kết, xen lớp mỏng tuf và phun trào ryolit; phần trên là phun trào dacit, porphyr thạch anh, ryolit, dacit porphyr xen kẽ các lớp tuf Đôi khi có phun trào bazơ (spilit, albithophyr, orthophyr) Chiều dày 900m [50]

Vỏ phong hoá điển hình cho nhóm đá trầm tích lục nguyên xen phun trào cũng

là vỏ ferosialit, có thành phần khoáng vật đặc trưng là thạch anh, felspat, kaolinit, hydromica và các khoáng vật quặng magnetit, ilmenit Trong đó hàm lượng thạch anh dao động từ 40 - 53%; kaolinit: 12 - 42%; hydromica: 10 - 35%; felspat: 2 - 5%; các khoáng vật khác (ilmenit, magnetit, leucoxen ): 2 - 5% [52] Trong thực

tế, các mẫu lấy trên bề mặt bào mòn các đá trầm tích lục nguyên xen phun trào hệ tầng Đồng Trầu, Mường Hinh đều phát hiện giàu khoáng vật nặng và có biểu hiện vàng đi kèm

* Nhóm đá carbonat:

Nhóm đá carbonat bao gồm các thành tạo: sét vôi, đá vôi thuộc các hệ tầng Hàm Rồng (C3 hr), Bản Páp (D2bp), phân bố thành khối nhỏ ở khu vực bắc thị xã

Thanh Hoá, cách bờ biển 12 km [3] Vỏ phong hoá của các thành tạo đá carbonat ít

có ý nghĩa đối với trầm tích vụn cơ học vùng biển nghiên cứu

có thành phần khoáng vật chính: plagioclas bazơ, pyroxen, olivin; khoáng vật phụ là magnetit, titanomagnetit, ilmenit, rutil Vỏ phong hoá trên các đá bazan là vỏ ferosialit với tầng sét phong hoá dày, màu nâu đỏ (ở Vĩnh Linh) hoặc đá ong dạng khung xương và các kết vón giàu sắt; thành phần khoáng vật đặc trưng chủ yếu là kaolinit, goethit, gibsit và montmorilonit, ngoài ra còn gặp magnetit, ilmenit, chlorit Dưới tác dụng của nước chảy bề mặt và động lực biển, các khoáng vật bền vững như magnetit, ilmenit và các khoáng vật sét montmorilonit, kaolinit được di chuyển, phân dị và lắng đọng trầm tích ở đới biển nông vùng nghiên cứu

2.1.2- Magma:

Các thành tạo magma vùng nghiên cứu và kế cận khá phong phú, có tuổi từ Paleozoi đến Kainozoi, thành phần từ bazơ đến axit Ứng với mỗi loại magma khác nhau sẽ có kiểu vỏ phong hoá với thành phần khoáng vật đặc trưng khác nhau và là nguồn cung cấp vật liệu trầm tích có đặc thù khác nhau Các đá magma lộ ra trong vùng được chia thành 2 nhóm chính: đá xâm nhập siêu bazơ - bazơ và đá xâm nhập axit - trung tính

2.1.2.1 - Đá xâm nhập siêu bazơ - bazơ:

Các thành tạo xâm nhập siêu bazơ - bazơ trong vùng nghiên cứu gồm có: phức hệ Núi Nưa và phức hệ Chà Val

+ Phức hệ Núi Nưa (б PZ1 nn):

Các đá phức hệ Núi Nưa lộ ra ở tây nam thị xã Thanh Hoá, cách bờ biển khoảng 16 - 17km Thành phần gồm: harburgit, dunit, ít hơn còn có bronzilit bị

serpentin hoá mạnh mẽ và bị biến chất đến tướng đá phiến lục Tập hợp khoáng vật thường gặp là: olivin, pyroxen xiên, pyroxen thoi; khoáng vật quặng có chromit, chromspinel, magnetit Về thạch hoá các đá của phức hệ thuộc diện nghèo nhôm, nghèo titan, rất giàu magne, độ kiềm thấp, vôi thấp [3]

+ Phức hệ Chà Val (υa T3 cv):

Các đá phức hệ Chà Val lộ thành khối nhỏ ở góc phía tây vụng Cầu Hai (Thừa Thiên - Huế) Thành phần thạch học chủ yếu là gabro olivin, gabronorit, gabrodiaba cùng các thân quặng, dải quặng hoá sulfur và titanomagnetit Vỏ phong hoá đặc trưng cho các đá này là vỏ ferosialit, có thành phần khoáng vật đặc trưng là montmorilonit, kaolinit - haloysit, goethit - hydrogoethit, chlorit, vermiculit, hydromica và các khoáng vật phụ khác: magnetit, ilmenit titanomagnetit Trong đó montmorilonit dao động từ 10 - 52%; kaolinit và haloysit: 10 - 30%; goethit -hydrogoethit: 4 - 20%; chlorit: 1 - 15%; vermiculit, hydromica: 2 - 8%; các khoáng vật phụ: 1 - 4% [53]

2.1.2.2 - Đá xâm nhập axit - trung tính:

Nhóm đá xâm nhập axit - trung tính trong vùng có tuổi từ Paleozoi đến Kainozoi thuộc 7 phức hệ: Mường Lát, Trường Sơn, Sông Mã, PhiaBioc, Hải Vân, Bản Muồng và Bà Nà

* Các thành tạo xâm nhập Paleozoi:

Các thành tạo xâm nhập Paleozoi lộ ra trong vùng thuộc 2 phức hệ: Mường

Lát và Trường Sơn

+ Phức hệ Mường Lát (a C1 ml):

Các đá xâm nhập thuộc phức hệ này lộ ra trên đường bờ biển thành khối Sầm Sơn (phía nam bãi biển Sầm Sơn, Thanh Hoá), với diện tích không quá 2km2 và mở rộng ra đáy biển tới độ sâu 6m nước Thành phần thạch học gồm: granit 2 mica và các mạch aplit, pegmatit Thành phần khoáng vật chính là thạch anh, felspat, mica; các khoáng vật phụ có turmalin và zircon Kết quả mẫu giã đãi có galenit, sphalerit, casiterit với hàm lượng thấp [3] Vỏ phong hoá đặc trưng là vỏ sialit, sialferit và ít ferosialit với thành phần khoáng vật đặc trưng là thạch anh, kaolinit -

haloysit, hydromica, chlorit, felspat và các khoáng vật phụ Trong đó hàm lượng thạch anh dao động từ 40 - 50%; kaolinit - haloysit, hydromica: 10 - 25%; chlorit: 1

- 5%; felspat: 5 - 20%; các khoáng vật phụ khác như turmalin, ilmenit, casiterit :

2 - 5% [52] Đây là nguồn cung cấp vật liệu cho trầm tích biển trong khu vực, nhất

là các khoáng vật quặng cho sa khoáng Quảng Xương

+ Phức hệ Trường Sơn (a C 1 ts):

Các đá granitoid phức hệ Trường Sơn lộ ra thành khối Đồng Hới cách bờ biển khoảng 13km Thành phần thạch học gồm: diorit, granodiorit, granit biotit, granit 2 mica cùng các mạch pegmatit, aplit Thành phần khoáng vật chính là thạch anh, felspat, mica Khoáng vật phụ gồm: apatit, zircon, rutil, turmalin, granat, casiterit (ở các mạch pegmatit bị greizen hoá) [51] Vỏ phong hoá đặc trưng là vỏ sialit, sialferit với thành phần khoáng vật đặc trưng: thạch anh, kaolinit, hydromica, felspat và các khoáng vật phụ Trong đó hàm lượng thạch anh dao động từ 42 - 55%; kaolinit: 10 - 40%; hydromica: 10 - 30%; chlorit: 2 - 5%; felspat: 1 - 3%; có thể có goethit: 1 - 3% [52] Đây là nguồn cung cấp vật liệu trầm tích cho khu vực cũng như khoáng vật quặng cho sa khoáng

* Các thành tạo xâm nhập Mesozoi:

Các thành tạo xâm nhập Mesozoi lộ ra trong vùng thuộc các phức hệ: Sông

Mã, PhiaBioc và Hải Vân

+ Phức hệ sông Mã (T 2 sm):

Các đá của phức hệ lộ ra thành các khối nhỏ khá phổ biến ở khu vực Kỳ Anh (Hà Tĩnh), cách bờ biển khoảng 5 - 10 km Thành phần thạch học bao gồm granit biotit, granit biotit - hornblend, granodiorit, diorit Thành phần khoáng vật chính gồm thạch anh, plagioclas, felspat, biotit, hornblend; các khoáng vật phụ gặp trong mẫu giã đãi gồm: zircon, anatas, epidot, thỉnh thoảng có leucoxen, rutil, ilmenit, limonit, hiếm hơn là zirtholit, orthis, arsenopyrit, casiterit [3] Vỏ phong hoá đặc trưng là vỏ sialit, sialferit có thành phần khoáng vật gồm thạch anh, felspat, kaolinit, hydromica và các khoáng vật phụ bền vững

+ Phức hệ PhiaBioc (aT 3n pb):