Nghiên cứu đặc điểm trầm tích Đệ tứ và mối liên quan với hiện tượng lún mặt đất ở khu vực phía Tây thành phố Hà Nội

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NGUYỄN VĂN BÌNH NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM TRẦM TÍCH ĐỆ TỨ VÀ MỐI LIÊN QUAN VỚI HIỆN TƯỢNG LÚN MẶT ĐẤT Ở KHU VỰC PHÍA TÂY THÀNH PHỐ HÀ NỘI LUẬN ÁN TIẾN SĨ

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

NGUYỄN VĂN BÌNH

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM TRẦM TÍCH ĐỆ TỨ

VÀ MỐI LIÊN QUAN VỚI HIỆN TƯỢNG LÚN MẶT ĐẤT

Ở KHU VỰC PHÍA TÂY THÀNH PHỐ HÀ NỘI

LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT

Hà Nội - 2015

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

NGUYỄN VĂN BÌNH

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM TRẦM TÍCH ĐỆ TỨ

VÀ MỐI LIÊN QUAN VỚI HIỆN TƯỢNG LÚN MẶT ĐẤT

Ở KHU VỰC PHÍA TÂY THÀNH PHỐ HÀ NỘI

Chuyên ngành: Địa chất học

Mã số: 62 44 02 01

LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

1 PGS.TS ĐỖ MINH ĐỨC

2 PGS.TS DOÃN ĐÌNH LÂM

Hà Nội - 2015

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực, chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

LỜI CẢM ƠN

Luận án được thực hiện tại Phòng Trầm tích - Viện Địa chất; Khoa Các khoa học trái đất - Học viện Khoa học và Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Trong suốt quá trình nghiên cứu, NCS đã nhận được sự hướng dẫn tận tình và đầy tâm huyết của các Thầy giáo hướng dẫn khoa học là PGS.TS Đỗ Minh Đức và PGS.TS Doãn Đình Lâm NCS kính gửi đến các Thầy lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất

Nghiên cứu sinh chân thành cảm ơn các thầy giáo, các nhà khoa học: GS.TS Trần Nghi, PGS.TSKH Nguyễn Địch Dỹ, PGS TS Đỗ Minh Toàn, PGS.TS Nguyễn Huy Phương, PGS.TSKH Vũ Cao Minh, PGS TS Nguyễn Xuân Khiển, PGS.TS Phạm Quý Nhân, TS Đinh Văn Thuận, TS Ngô Quang Toàn cùng nhiều nhà khoa học, chuyên gia đã trao đổi, góp ý cho NCS trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận án

Nghiên cứu sinh trân trọng cảm ơn Lãnh đạo Học viện Khoa học và Công nghệ, Lãnh đạo Viện Địa chất, các phòng nghiên cứu, quản lý thuộc Viện Địa chất

và Ban Giám hiệu, Khoa Địa chất - Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi cho NCS trong quá trình học tập, nghiên cứu

Nghiên cứu sinh trân trọng cảm ơn Liên đoàn Bản đồ Địa chất miền Bắc, Trung tâm Thông tin lưu trữ Địa chất và các cơ quan, đơn vị chuyên môn, Ban chủ nhiệm đề tài “Nghiên cứu cơ sở khoa học và đề xuất giải pháp dự báo lún mặt đất

TP Hà Nội bằng kỹ thuật Rada giao thoa”, Mã số ĐTĐL.2012-T/28; Đề tài mã số QGTĐ.12.06 và Chương trình hợp tác Việt Nam - Na Uy (VINOGEO) đã cho phép NCS tham khảo và sử dụng tài liệu

NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI KHU VỰC PHÍA TÂY THÀNH PHỐ HÀ NỘI 7

1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu về lún mặt đất và mối liên quan với

1.3 Điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội khu vực phía Tây thành phố Hà Nội 22

1.4 Đặc điểm kinh tế xã hội và quy hoạch không gian ở phía Tây thành phố

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34

2.2.6 Phương pháp thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý mẫu đất 42

CHƯƠNG 3 ĐẶC ĐIỂM TRẦM TÍCH ĐỆ TỨ KHU VỰC PHÍA TÂY

3.5 Các kiểu mặt cắt trầm tích Đệ tứ ở khu vực phía Tây thành phố Hà Nội 76

CHƯƠNG 4 MỐI LIÊN QUAN GIỮA TRẦM TÍCH ĐỆ TỨ VÀ HIỆN

4.2 Đặc điểm lún - sụt mặt đất ở khu vực phía Tây thành phố Hà Nội 109

4.3 Cảnh báo và đề xuất giải pháp phòng chống lún và lún - sụt mặt đất ở

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT, CÁC KÝ HIỆU

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1 Phân loại tương quan trầm tích học và tính chất cơ lý của một số loại đất37

Bảng 4.3 Thông số đại diện của các công trình xây dựng có tải trọng nhỏ bị nứt 92

Bảng 4.6 Kết quả tính độ lún cuối cùng do mực nước dưới đất bị hạ thấp tại xã

Bảng 4.8 Hạ thấp mực nước tĩnh tại một số nơi ở phía Tây Thành phố Hà Nội 100

Phần Phụ lục

Bảng 1 Thống kê số lượng hố khoan, mẫu đất và thí nghiệm hiện trường sử dụng

Bảng 4.11 Thông số địa tầng và chỉ tiêu cơ lý của trầm tích ở Thị trấn Quốc Oai 141Bảng 4.12 Kết quả tính toán dự báo độ lún cuối cùng của nền đất khi mực nước

Bảng 4.13 Thông số địa tầng và chỉ tiêu cơ lý của trầm tích ở Thôn Yên Nội, xã

Bảng 4.14 Kết quả tính toán dự báo độ lún cuối cùng của nền đất khi mực nước dưới đất hạ thấp qua tầng đất yếu ở Thôn Yên Nội, xã Đồng Quang, huyện Quốc Oai 143Bảng 4.15 Thông số địa tầng và chỉ tiêu cơ lý của trầm tích ở xã Thạch Thán,

Bảng 4.16 Kết quả tính toán dự báo độ lún cuối cùng của nền đất khi mực nước

Bảng 4.17 Thông số địa tầng và chỉ tiêu cơ lý của trầm tích ở KĐT Tây Quốc Oai146Bảng 4.18 Kết quả tính toán dự báo độ lún cuối cùng của nền đất khi mực nước

Bảng 4.19 Thông số địa tầng và chỉ tiêu cơ lý của trầm tích ở Thị trấn Đại Nghĩa,

Bảng 4.20 Kết quả tính toán dự báo độ lún cuối cùng của nền đất khi mực nước

Bảng 4.21 Thông số địa tầng và chỉ tiêu cơ lý của trầm tích ở xã HợpTiến, huyện

Bảng 4.22 Kết quả tính toán dự báo độ lún cuối cùng của nền đất khi mực nước

Bảng 4.23 Vị trí, độ sâu phân bố và đặc điểm nứt nẻ của tầng đá vôi ở phía Tây

Bảng 4.24 Vị trí, độ sâu phân bố hang karst ngầm ở khu vực phía Tây thành phố

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1 Bản đồ vị trí hố khoan, các tuyến đo địa vật lý ở khu vực phía Tây thành

Hình 1.4 Biểu đồ lún mặt đất theo thời gian các khu vực ở Bangkok (Thái Lan) 13

Hình 1.11 Mặt cắt địa chất thủy văn tuyến TT Đại Nghĩa-xã Lê Thanh - xã An Mỹ

- xã Phúc Lâm - Sân bay Miếu Môn - xã Phú Nghĩa (Chương Mỹ) - Yên Nội- Thị

Hình 2.1 Mối liên hệ giữa dao động mực nước biển với trầm tích Đệ tứ ở khu vực

Hình 2.4 Sơ đồ tiếp cận hệ thống nghiên cứu mối liên quan giữa trầm tích Đệ tứ và

Hình 3.1 Mặt cắt phân bố theo chiều thẳng đứng phần 1, trầm tích sông - lũ hệ tầng

Hình 3.2 Mặt cắt phân bố theo chiều thẳng đứng phần 1, trầm tích sông – lũ hệ tầng

Hình 3.3 Mặt cắt trầm tích Đệ tứ từ Miếu Môn (Chương Mỹ) đến Lê Thanh (Mỹ Đức)50Hình 3.4 Mặt cắt phân bố theo chiều thẳng đứng phần 2, trầm tích sông - lũ hệ tầng

Hình 3.5 Mặt cắt trầm tích Đệ tứ từ xã Đông Yên đến xã Đồng Quang (Quốc Oai)51Hình 3.6 Mặt cắt trầm tích Đệ tứ từ cầu Vực Giang - cầu Đồng Trúc (mặt cắt 3-3)52Hình 3.7 Mặt cắt trầm tích Đệ tứ từ xã Sài Sơn đến xã Đại Thành, huyện Quốc Oai 53

Hình 3.9b Cát trung – thô; trầm tích lòng sông hệ tầng Vĩnh Phúc (dưới kính hiển

Hình 3.10 Mặt cắt trầm tích Đệ tứ từ xã Ngọc Liệp (Quốc Oai) đến xã Vân

Hình 3.12 Mặt cắt trầm tích Đệ tứ từ xã Đông Yên đến Cầu sông Đáy - Đại lộ

Hình 3.13 Mặt cắt trầm tích Đệ tứ từ hồ Quan Sơn đến TT Đại Nghĩa huyện Mỹ

Hình 3.15 Quy luật phân bố theo chiều thẳng đứng trầm tích sông-biển hệ tầng Hải

Hình 3.17 Mặt cắt trầm tích Đệ tứ từ xã Cấn Hữu - KĐT sinh thái Quốc Oai - TT Quốc

Hình 3.18 Mặt cắt trầm tích Đệ tứ từ hồ Quan Sơn-Thị trấn Đại Nghĩa (Mỹ Đức) 64

Hình 3.20 Mặt cắt trầm tích Đệ tứ từ xã An Tiến đến Thọ Sơn (Đại Nghĩa, Mỹ Đức) 67

Hình 3.22b Cát mịn - trung; trầm tích lòng sông hệ tầng Thái Bình (dưới kính hiển

Hình 4.2b Vết nứt ngày càng mở rộng trên tường nhà ở xóm Xuân Cốc, Phú Mỹ,

Hình 4.3a Vết nứt ở cổng ngôi nhà xây năm 1924, thôn Phú Mỹ, xã Ngọc Mỹ,

Hình 4.4 Mặt cắt địa chất - Địa vật lý khu vực xã Ngọc Mỹ - Quốc Oai (nơi có

Hình 4.7 Biểu đồ phân bố ứng suất địa tầng và ứng suất gây lún của công trình 93

Hình 4.9 Biểu đồ phân bố ứng suất trong nền đất khi mực nước ngầm bị hạ thấp hết

Hình 4.12 Khu vực tập trung giếng khai thác nước ở xã Thạch Thán, Quốc Oai 99Hình 4.13 Khai thác nước từ Ao Sen hoặc giếng đào tại xã Ngọc Mỹ - Quốc Oai 99Hình 4.14 Kiểm tra mực nước trong các giếng khoan ở xã Ngọc Mỹ (a) và xã

Hình 4.17 Bản đồ thực trạng khai thác nước dưới đất khu vực phía Tây thành

Hình 4.18 Bản đồ hạ thấp mực nước dưới đất ở khu vực phía Tây TP Hà Nội 103

Hình 4.20 Cân bằng ứng suất trong nền đất và mối liên quan giữa khai thác dưới

Hình 4.22 Tương quan độ lún của trầm tích bãi bồi hệ tầng Thái Bình và trầm tích

Hình 4.23c Khung cảnh đổ nát sau vụ sụt lún tại thôn Sơn Trung, xã Yên Sơn,

Hình 4.27 Liên kết địa tầng các vị trí lún - sụt ở khu vực phía Tây TP Hà Nội 115Hình 4.28 Mặt cắt địa điện và kết quả minh giải tuyến T1A cắt qua hố sụt năm

Hình 4.29 Mặt cắt địa chất tuyến:TT Đại Nghĩa-xã Lê Thanh-xã An Mỹ-xã Phúc Lâm-Sân bay Miếu Môn-xã Phú Nghĩa (Chương Mỹ)-Yên Nội-TT Quốc Oai 117Hình 4.30 Mặt cắt dự báo độ lún mặt đất do khai thác nước ngầm tuyến TT Quốc

Hình 4.31 Mặt cắt dự báo độ lún mặt đất do khai thác nước ngầm tuyến Quan Sơn -

Hình 4.32 Bản đồ phân vùng dự báo nguy cơ lún mặt đất ở phía Tây TP Hà Nội 119

Hình 4.34 Bản đồ phân vùng cảnh báo nguy cơ lún - sụt mặt đất phía Tây thành

cơ lý khác nhau, đặc biệt là sự tồn tại của tầng đất yếu có sự phân bố và chiều dày thay đổi nhiều Khu vực phía Tây thành phố Hà Nội chưa có hệ thống cấp nước sạch, việc khai thác nước dưới đất diễn ra ồ ạt, thiếu kiểm soát trong những năm gần đây dẫn đến mực nước dưới đất bị hạ thấp nhanh chóng Những kết quả điều tra, khảo sát và nghiên cứu gần đây đã nhận định rằng nền đất ở một số nơi đang bị lún xuống, biểu hiện của lún phức tạp và diễn biến khó lường

Mặt khác, trong thời gian gần đây ở khu vực phía Tây thành phố Hà Nội đã xảy ra nhiều điểm lún - sụt mặt đất gây hậu quả nghiêm trọng làm hư hỏng và phá hủy công trình xây dựng Những điểm lún - sụt điển hình xảy ra tại xóm 16 thôn Áng Hạ, thôn Lê Xá, xã Lê Thanh và thôn Thượng, xã Xuy Xá, huyện Mỹ Đức, thôn Yên Nội, xã Đồng Quang và thị trấn Quốc Oai (huyện Quốc Oai) Trong 6 tháng đầu năm 2014, trên địa bàn huyện Quốc Oai đã xảy ra hai điểm lún - sụt ở các

xã Yên Sơn và Liệp Tuyết làm hư hỏng các công trình xây dựng và gây ảnh hưởng không tốt đến cuộc sống của cộng đồng dân cư Trước những sự việc trên, các cơ quan quản lý Nhà nước, các đơn vị nghiên cứu và một số nhà khoa học đã khảo sát, xác định nguyên nhân gây ra lún - sụt

Hiện tượng lún và lún - sụt mặt đất xảy ra do nhiều nguyên nhân có quan hệ mật thiết với nhau, liên quan trực tiếp đến trầm tích Đệ tứ (thành phần thạch học, chỉ tiêu cơ lý, đặc điểm phân bố) và nước dưới đất Tuy nhiên, các nghiên cứu chi tiết về chúng ở khu vực phía Tây Thành phố Hà Nội còn hạn chế Đây là lý do để nghiên cứu sinh lựa chọn đề tài “Nghiên cứu đặc điểm trầm tích Đệ tứ và mối liên quan với hiện tượng lún mặt đất ở khu vực phía Tây thành phố Hà Nội”

Kết quả nghiên cứu của luận án góp phần xây dựng cơ sở khoa học để giải thích nguyên nhân xảy ra hiện tượng lún và lún - sụt mặt đất Từ đó đề xuất các giải pháp phòng chống, giảm thiểu thiệt hại do tai biến lún mặt đất gây ra

1 Mục tiêu của luận án

Làm sáng tỏ đặc điểm thành phần thạch học, tính chất cơ lý, sự phân bố của trầm tích Đệ tứ và mối liên quan giữa chúng với hiện tượng lún, lún - sụt mặt đất, đặc biệt là thành tạo đất yếu ở khu vực phía Tây thành phố Hà Nội, đề xuất các giải pháp phòng chống, phục vụ phát triển bền vững cơ sở hạ tầng

2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu là các thành tạo trầm tích Đệ tứ ở khu vực phía Tây thành phố Hà Nội và mối liên quan của chúng với tai biến lún, lún - sụt mặt đất Theo từ điển Bách khoa toàn thư về địa chất (Encyclopendia of geology) của Nhà xuất bản Elsevier (2005), Hawkin A.B [60] cho rằng lún mặt đất (ground subsidence) là kết quả của sự lún hoặc sụt xuống của bề mặt đất và bao gồm 4 loại chính như sau: (1) lún do khai thác các chất lỏng từ dưới sâu (khai thác nước dưới đất/dầu mỏ) và do kết quả của sự thay đổi điều kiện ứng suất hữu hiệu; (2) lún-sụt

do hoạt động của con người tạo ra khoảng rỗng trong đất và những khoảng rỗng tự nhiên tương đối gần với bề mặt đất (ví dụ karst ngầm); (3) lún sụt do sự rửa lũa các khoáng vật dễ hòa tan (muối, thạch cao) trong nước dưới đất và (4) lún sụt do mất

đi các thành phần hạt mịn có thể di chuyển theo hệ thống Ngoài ra, lún có thể xảy

ra liên quan đến các thành tạo bồi tích, sự co ngót/ trương nở, hoạt động của núi lửa Trong luận án, lún mặt đất được xem là sự biến dạng của bề mặt địa hình thể hiện dưới hai hình thức thuộc loại 1 và 2

Thứ nhất: lún mặt đất là biến dạng của nền đất do sự thay đổi ứng suất hữu hiệu dẫn đến sự nén chặt của nền đất khi có sự hạ thấp mực nước ngầm Luận án tập trung nghiên cứu lún mặt đất trên diện rộng (mang tính khu vực), không nghiên cứu lún mặt đất liên quan đến các công trình xây dựng cụ thể

Thứ hai: lún - sụt do hoạt động của con người tạo ra khoảng rỗng trong đất (hoạt động khai thác nước dưới đất) và những khoảng rỗng tự nhiên tương đối gần với bề mặt đất (karst) dẫn đến sự phá hủy của nền đất, tạo nên các hố sụt

diện tích khu vực nghiên cứu khoảng 609,9 km2 (hình 1)

3 Nội dung nghiên cứu

- Đặc điểm thành phần thạch học, tính chất cơ lý và đặc điểm phân bố trầm tích Đệ tứ ở khu vực phía Tây thành phố Hà Nội

- Mối liên quan giữa trầm tích Đệ tứ và các tai biến lún, lún - sụt mặt đất ở khu vực phía Tây thành phố Hà Nội

- Đề xuất các giải pháp phòng chống lún và lún - sụt mặt đất phục vụ phát triển bền vững cơ sở hạ tầng

4 Cơ sở tài liệu

Luận án được xây dựng trên cơ sở:

- Các báo cáo khảo sát Địa kỹ thuật của các công trình xây dựng dân dụng, công nghiệp và giao thông, thuỷ lợi ở khu vực nghiên cứu gồm: 431 hố khoan, chiều sâu các hố khoan từ 7-50 mét; 1272 mẫu đất, 1778 lần thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT) và 47 thí nghiệm cắt cánh (bảng 1 trong Phụ lục)

- Báo cáo tổng kết đo vẽ bản đồ địa chất, địa mạo tỷ lệ 1:50 000 nhóm tờ Hà Đông - Hòa Bình (1988) và nhóm tờ thành phố Hà Nội (1994) do Liên đoàn Bản đồ Địa chất miền Bắc thành lập

- Kết quả của các đề tài nghiên cứu khoa học, đề án, dự án gồm:

+ Đề tài “Nghiên cứu các tai biến địa chất tiềm ẩn liên quan đến quá trình đô thị hóa ở khu vực phía Tây thành phố Hà Nội” Đề tài cấp cơ sở trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội do NCS làm chủ nhiệm, nghiệm thu năm 2013 + Báo cáo kết quả điều tra khảo sát xác định nguyên nhân sụt đất và thi công trám lấp hố sụt tại xóm 16, thôn Áng Hạ, xã Lê Thanh, huyện Mỹ Đức và tại Đội 6, thôn Thượng, xã Xuy Xá, huyện Mỹ Đức, thành phố Hà Nội do Liên đoàn Quy hoạch và Điều tra tài nguyên nước miền Bắc thực hiện năm 2011

+ Đề án “Nghiên cứu tai biến địa chất sụt lún mặt đất và đề xuất giải pháp xử

lý tại Km16, TL419 thuộc thị trấn Quốc Oai, Thành phố Hà Nội” do Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản - Bộ Tài nguyên và Môi trường thực hiện năm 2009

- Báo cáo khảo sát hiện tượng sụt lún đất thôn Yên Nội, xã Đồng Quang, huyện Quốc Oai, tỉnh Hà Tây (cũ) do Công ty cổ phần Công nghệ Địa vật lý thực hiện năm 2007

+ Dự án “Mitigation of Geohazards in Vietnam” do Đại học Quốc gia Hà Nội (VNU) và viện Địa kỹ thuật Nauy (Norwegian Geotechnical Institute-NGI) hợp tác thực hiện năm 2007 Số lượng hố khoan khảo sát là 21 hố, chiều sâu các hố khoan

từ 25m đến 50m, số lượng mẫu thí nghiệm là 109 mẫu Số tuyến đo địa vật lý là 9 tuyến Trong đó: huyện Quốc Oai có 5 tuyến đo với tổng chiều dài các tuyến khoảng 11,5 km, huyện Mỹ Đức có 4 tuyến đo với tổng chiều dài khoảng 7km Nghiên cứu sinh là thành viên tham gia thực hiện dự án

5 Luận điểm bảo vệ

Luận điểm 1: Trầm tích Đệ tứ ở khu vực phía Tây thành phố Hà Nội được chia thành 4 kiểu mặt cắt với 18 phụ kiểu dựa trên đặc điểm trầm tích, tuổi - nguồn gốc

và đặc điểm phân bố

Luận điểm 2: Lún và lún - sụt mặt đất ở khu vực phía Tây thành phố Hà Nội diễn ra

có tính chất cục bộ Lún mặt đất xảy ra ở khu vực phân bố trầm tích thuộc mặt cắt kiểu 1 (phụ kiểu 1.2, 1.3 và 1.4) và kiểu 3 do mực nước ngầm bị hạ thấp Lún-sụt xảy ra ở khu vực phân bố trầm tích thuộc các kiểu mặt cắt 1 và 3 do hoạt động khai thác nước dưới đất không hợp lý và kết hợp với sự có mặt của tầng đá vôi nứt nẻ, hang karst ngầm

6 Những điểm mới của luận án

- Trên cơ sở liên kết các đặc điểm trầm tích và tính chất cơ lý của đất, xác định phạm vi phân bố theo chiều sâu và trong không gian của các tập trầm tích Đệ tứ ở khu vực phía Tây thành phố Hà Nội

- Xây dựng chi tiết các kiểu (phụ kiểu) mặt cắt trầm tích Đệ tứ và phạm vi phân bố của chúng ở khu vực phía Tây thành phố Hà Nội

- Làm sáng tỏ nguyên nhân gây lún và lún - sụt cục bộ liên quan với trầm tích

Đệ tứ, đặc biệt là các tập trầm tích đất yếu ở khu vực phía Tây thành phố Hà Nội

- Khoanh định chi tiết các khu vực phân bố lún và lún - sụt mặt đất trong mối liên quan với các kiểu mặt cắt trầm tích Đệ tứ và phân bố hang karst ngầm trong đá vôi ở khu vực phía Tây thành phố Hà Nội

7 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án

Ý nghĩa khoa học: đặc điểm, sự phân bố của trầm tích Đệ tứ ở khu vực phía Tây thành phố Hà Nội và mối liên quan đến các tai biến lún, lún - sụt mặt đất trong khu vực này được làm sáng tỏ Xác định nguyên nhân gây ra hiện tượng lún và lún - sụt cục bộ mặt đất

Ý nghĩa thực tiễn: kết quả nghiên cứu của luận án là cơ sở khoa học giải thích nguyên nhân, cơ chế hình thành và phát triển của tai biến lún và lún - sụt mặt đất, khoanh định các khu vực có nguy cơ xảy ra tai biến và cảnh báo các hoạt động của con người có khả năng kích thích sự phát triển tai biến lún mặt đất phục vụ cho quy hoạch, sử dụng hợp lý lãnh thổ, phát triển bền vững cơ sở hạ tầng ở khu vực phía Tây thành phố Hà Nội

8 Bố cục của luận án

Mở đầu

- Chương 1 Tổng quan tình hình nghiên cứu và điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội khu vực phía Tây thành phố Hà Nội

- Chương 2 Cơ sở lý luận và các phương pháp nghiên cứu

- Chương 3 Đặc điểm trầm tích Đệ tứ khu vực phía Tây thành phố Hà Nội

- Chương 4 Mối liên quan giữa trầm tích Đệ tứ và hiện tượng lún, lún - sụt mặt đất

Kết luận và kiến nghị

Hình 1 Bản đồ vị trí hố khoan, các tuyến đo địa vật lý

ở khu vực phía Tây thành phố Hà Nội

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI KHU VỰC PHÍA TÂY THÀNH PHỐ HÀ NỘI

1.1 Lịch sử nghiên cứu trầm tích Đệ tứ

Lịch sử nghiên cứu trầm tích Đệ tứ ở Việt Nam nói chung và đồng bằng sông Hồng nói riêng gắn liền với lịch sử nghiên cứu địa chất và được chia thành hai giai đoạn là trước năm 1975 và từ năm 1975 tới nay

1.1.1 Giai đoạn trước năm 1975

Thời kỳ đầu, các công trình nghiên cứu địa chất chủ yếu do các nhà Địa chất người Pháp thực hiện, mục đích chính là tìm kiếm và khai thác khoáng sản, những nghiên cứu về trầm tích Đệ tứ hầu như chưa được quan tâm Sau khi miền Bắc được giải phóng, công tác nghiên cứu địa chất và tìm kiếm khoáng sản được đẩy mạnh Tuy nhiên, những công trình nghiên cứu về trầm tích Đệ tứ chưa nhiều

Sau năm 1965, bắt đầu có những công trình nghiên cứu về trầm tích Đệ tứ được công bố Những tác giả nghiên cứu về trầm tích Đệ tứ có thể kể ra như Glovenok V K và Lê Văn Chân (1965-1970), Nguyễn Đức Tâm (1968, 1976), Phan Huy Quynh (1971-1976), Lê Huy Hoàng (1971-1972), Nguyễn Đức Tùng (1973) Công trình đo vẽ địa chất và tìm kiếm khoáng sản tỷ lệ 1:200.000 tờ Hà Nội do Hoàng Ngọc Kỷ chủ biên (1973) đã phân chia các thành tạo địa chất và xây dựng sơ

đồ địa tầng cho các trầm tích Paleozoi, Mezozoi, phân chia trầm tích Đệ tứ vùng Hà Nội thành ba phân vị địa tầng gồm: hệ tầng Hà Nội có nguồn gốc aluvi tuổi Pleistocen sớm - giữa; hệ tầng Vĩnh Phúc có các nguồn gốc aluvi, hỗn hợp sông, biển có tuổi Pleistocen muộn và tầng Giảng Võ, tầng Đống Đa với nguồn gốc chủ yếu là đầm lầy chứa than bùn và nguồn gốc biển, hồ đầm lầy tuổi Holocen[13] 1.1.2 Giai đoạn sau năm 1975 tới nay

Sau năm 1975, nhiều công trình nghiên cứu về trầm tích Đệ tứ khá toàn diện được công bố Hoàng Ngọc Kỷ (1978) đã xác lập hệ tầng Thái Thụy tuổi Pleistocen

Đống Đa thành hệ tầng Hải Hưng tuổi Holocen sớm - giữa (Q21-2)

Nguyễn Dịch Dỹ [10] [11] đã vạch ranh giới Neogen - Đệ tứ theo đáy của thành tạo hạt thô (cuội, sỏi) có nguồn gốc sông - lũ ở vùng trước núi, nguồn gốc sông ở châu thổ cao, nguồn gốc sông - biển tại vùng châu thổ thấp thuộc hệ tầng Hải Dương, ranh giới này được tác giả định tuổi khoảng 1.6 - 1.8 triệu năm

Đỗ Văn Tự [36] phân chia trầm tích Đệ tứ ở đồng bằng Bắc Bộ ra các phân vị địa tầng với các nguồn gốc khác nhau gồm: hệ tầng Hải Dương có tuổi Pleistocen sớm - giữa; hệ tầng Vĩnh Phúc có tuổi Pleistocen muộn và hệ tầng Hải Hưng có tuổi Holocen sớm - giữa Ranh giới giữa trầm tích Neogen và Đệ tứ được tác giả vạch vào đáy tầng cuội, sạn dăm tảng (hệ tầng Hải Dương) và ranh giới Pleistocen - Holocen được vạch theo bề mặt tầng sét phong hóa loang lổ (hệ tầng Vĩnh Phúc) Liên đoàn Bản đồ Địa chất miền Bắc hoàn thành đo vẽ Bản đồ địa chất nhóm

tờ Hà Đông - Hoà Bình (năm 1988) và nhóm tờ thành phố Hà Nội (năm 1994) tỷ lệ 1:50 000, các công trình này đã phân chia và mô tả khá chi tiết các phân vị địa tầng Theo đó trầm tích Đệ tứ ở khu vực phía Tây thành phố Hà Nội được chia thành các

hệ tầng: Hà Nội, Vĩnh Phúc, Hải Hưng và Thái Bìn[38] Ngoài ra, trong vùng nghiên cứu có các Liên đoàn, Đoàn địa chất số 6, 29, 79, 51, 54 và 64 đã thực hiện một số công tác thăm dò mỏ, điểm khoáng sản, quan trắc và khai thác nước

Ngô Quang Toàn, Trần Nghi [29] [30] [31] [32] [33] xác lập hệ tầng Lệ Chi

tầng Lệ Chi ứng với nhịp trầm tích đầu tiên vào thời kỳ Pleistocen sớm Khối lượng của hệ tầng Lệ Chi ở vùng Hà Nội là phần dưới của hệ tầng Hải Dương theo quan niệm của Golovenok V.K [12] và Nguyễn Địch Dỹ [10] [11]

Ngô Quang Toàn đã phân chia các thành tạo Đệ tứ ở vùng trũng Hà Nội thành

5 nhịp cơ bản [33] Mỗi nhịp bắt đầu bằng trầm tích hạt thô (ứng với thời kỳ biển lùi) và kết thúc bằng trầm tích hạt mịn (ứng với thời kỳ biển tiến) Năm nhịp này ứng với các thời kỳ Pleistocen sớm, Pleistocen giữa-phần đầu Pleistocen muộn, cuối Pleistocen muộn Holocen sớm - giữa và Holocen giữa - muộn

Doãn Dình Lâm [15] cho rằng quá trình hình thành và tiến hoá châu thổ Sông Hồng trong Holocen gồm ba giai đoạn: estuary-vũng vịnh, châu thổ và aluvi Trong

phạm vi đồng bằng Sông Hồng có bốn kiểu đồng bằng với những đặc điểm tướng

- trầm tích và địa hình địa mạo riêng biệt, hình thành trong mối tương tác động lực sông, triều và sóng

Ngoài ra, ở khu vực đồng bằng Bắc Bộ còn có nhiều công trình nghiên cứu chuyên đề của các tác giả như Vũ Đình Chỉnh (1977), Hồng Chương (1978), Nguyễn Đức Tùng (1978), Nguyễn Đức Tâm (1981, 1982), Phan Huy Quynh (1982, 1993), Đào Thị Miên (1984, 1991), Đỗ Văn Tự và nnk (1985, 1991), Trần Nghi, Ngô Quang Toàn (1992, 1994) Các tác giả này đã đề cập đến vấn đề địa tầng Đệ tứ, khối lượng của chúng và quy luật tích tụ trầm tích Đệ tứ Một số tác giả khác như

Lê Đức An (1973, 1978, 1981, 1982), Nguyễn Thành Vạn (1978), Lê Văn Trảo (1979), Nguyễn Kinh Quốc, Lê Ngọc Thước (1979), Lê Đỗ Bình, Vũ Ngọc Hải (1984), Nguyễn Ngọc Mên (1988) đã nghiên cứu các vấn đề khác của địa chất Đệ tứ như địa tầng, khoáng sản, địa mạo và các bậc thềm sông [34]

1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu về lún mặt đất và mối liên quan với trầm tích Đệ tứ

Hiện tượng lún mặt đất đã xuất hiện từ lâu với các mức độ khác nhau ở nhiều Quốc gia, vùng lãnh thổ trên thế giới và gây ra nhiều thiệt hại cho cơ sở hạ tầng, việc khắc phục ảnh hưởng của nó vô cùng tốn kém Cùng với sự lan rộng của hiện tượng này, nhiều công trình nghiên cứu về nguyên nhân, cơ chế hình thành và phát triển cũng như mối liên quan của chúng với điều kiện địa chất, địa chất công trình - địa chất thủy văn đã được công bố

1.2.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

Từ thập kỷ 50 của thế kỷ 20, Winslow và Wood [83] đã dựa trên những đặc điểm địa chất - thủy văn, số liệu điều tra nước dưới đất ở khu vực bờ biển của bang Texas (Hoa Kỳ) để thiết lập mối quan hệ giữa lượng nước dưới đất bị bơm hút và

độ lún mặt đất Các tác giả kết luận rằng đối với loại vật liệu hạt mịn bão hòa nước, lượng sụt lún tương đương với phần không gian lỗ rỗng trong đất bị mất đi do bị nén chặt Poland và Davis [70] đã xác định các nguyên nhân gây lún mặt đất gồm: 1) tải trọng ở bề mặt đất; 2) chấn động gần bề mặt đất; 3) sự nén chặt do tưới tiêu và

sản xuất nông nghiệp; 4) sự mất nước và co ngót của trầm tích; 5) quá trình oxy hóa vật liệu hữu cơ; 6) sự hạ thấp mực nước dưới đất; 7) sự suy giảm áp lực Trong đó,

hạ thấp mực nước dưới đất có thể một trong những nguyên nhân chính gây lún ở khu vực bờ biển vùng vịnh của bang Texas Kết quả quan trắc cho thấy có sự trùng hợp giữa đồ thị lún của các điểm mốc riêng lẻ và đồ thị suy giảm mực nước (áp lực giếng phun) trong các giếng khoan gần đó Ở Houston, tỷ lệ lún khoảng 1ft/100ft suy giảm áp suất phun và tương đối ổn định trong suốt chu kỳ quan trắc [82]

Theo Leake S A, trong trường hợp các tầng chứa nước lỗ rỗng xen kẹp các tầng cách nước (hoặc các thấu kính sét, sét pha), khi áp lực trong tầng chứa nước bị

hạ thấp đồng nghĩa với việc làm gia tăng ứng suất nén cho các lớp cách nước, các thấu kính sét - sét pha làm cho chúng bị nén chặt (trở nên mỏng hơn) và được coi như là lún của bề mặt đất, quá trình lún không thể hồi phục

Lún mặt đất ở Ravenna (Italia) xuất hiện khoảng hơn 100 năm về trước, nhiều công trình nghiên cứu về nguyên nhân gây lún do ảnh hưởng của khai thác dầu, khí

và các nghiên cứu cơ sở lý thuyết về sự nén chặt của các tầng chứa dầu (khí) gây lún cho các tầng trầm tích phía trên đã được công bố [51] [58] [59] [63] [81] Trong những năm 1991-1993, G.Gambolati và nnk đã đưa ra mô hình toán phân tích lún mặt đất do ảnh hưởng của khai thác khí, nước dưới đất và thực hiện các mô hình số nghiên cứu cảnh báo nguy cơ sụt lún mặt đất trên bờ biển liên quan đến khai thác khí đốt Kết quả nghiên cứu đã công bố tại Hội nghị Quốc tế về lún mặt đất lần thứ

5 tổ chức tại Hà Lan vào năm 1995 [42] [43] [44] [57]

Amin A và Bankher K [39] đã đưa ra những nguyên nhân khác nhau gây sụt lún mặt đất ở Saudi Arabia Các nguyên nhân tự nhiên như sập các khoảng rỗng, hang karst ngầm trong vùng đá vôi, trong đất nhiễm muối hoặc trong những loại đất không ổn định ở vùng Sabkha (loại đất này phân bố ở vùng đồng bằng ven biển, các vùng sa mạc) và đất hoàng thổ; các nguyên nhân do tác động của con người là khai thác quá mức nước dưới đất từ các tầng chứa nước dưới sâu

Ở thành phố Thượng Hải (Trung Quốc), trầm tích Đệ tứ có chiều dày khoảng 300m gồm trầm tích nguồn gốc biển, lục địa xen kẽ và được chia thành 2 phần

Phần trên có chiều dày khoảng 150m là các tầng sét, cát tướng ven biển và đồng bằng châu thổ; phần dưới dày khoảng 150m là các tầng cát tướng lòng sông và sét loang lổ tướng hồ (hình 1.1)

Hình 1.1 Mặt cắt địa chất đại diện ở thành phố Thượng Hải (Trung Quốc)[86] Mặt cắt trầm tích gồm nhiều lớp có các đặc trưng cơ lý khác nhau, trong đó có

5 tầng chứa nước, phân bố ở các độ sâu: từ 35m đến 45m, dày 10m; từ 60m đến 75m, dày từ 20m đến 30m; từ 110 đến 125m, dày 15m đến 30m; từ 170m đến 180m, dày khoảng 65m và từ 250-260m dày khoảng 20m Phía trên tầng chứa nước thứ hai (tầng khai thác chính) là tầng đất yếu

Lún mặt đất ở thành phố Thượng Hải được báo cáo lần đầu vào năm 1921 với tốc độ lún trung bình khoảng 21cm/năm Tính đến năm 1965, tổng độ lún ở thành phố Thượng Hải khoảng 2,63m [61] [71] Những nơi bị lún mạnh trùng với trung tâm của các phễu hạ thấp mực nước, nơi lún nhiều nhất trùng với các khu vực khai thác nhiều nước từ dưới sâu (tầng thứ hai và thứ ba), những nơi có tầng đất yếu chiều dày lớn bị lún nhiều hơn những nơi khác

Chu kỳ 1921-1948 1949-1956 1657-1961 1962-1965

của các tầng trầm tích khác nhau Chai J.C và nnk [52] đã kết luận rằng sự cố kết của các lớp sét pha, bùn sét đóng góp khoảng 80% tổng độ lún do khai thác quá mức nước dưới đất

Xiao-Qing Shi và nnk [84] đã nghiên cứu đặc điểm trầm tích Đệ tứ ở khu vực Su-Xi-Chang, kéo dài từ Thường Châu đến Thượng Hải bao gồm các thành phố Tô Châu, Vô Tích, Thường Châu và 12 quận khác của Trung Quốc Trầm tích Đệ tứ ở khu vực này có chiều dày từ 120m đến hơn 300m bao gồm các tầng sét, sét pha nhẹ

và cát lẫn cuội sỏi (hình1.2)

Hình 1.2 Mặt cắt địa chất khu vực Su - Xi - Chang (Trung Quốc) [84]

Lún mặt đất ở khu vực này được phát hiện vào năm 1960 Từ năm 1984 đến

1987, lún mặt đất ở trung tâm các thành phố liên tục tăng lên và đạt khoảng 90mm/năm Sau năm 1990 hiện tượng lún mặt đất lan rộng trên toàn bộ khu vực Các tác giả đã xác định các đặc trưng của lún, xây dựng quan hệ giữa lưu lượng khai thác nước dưới đất, mức độ lún mặt đất và các đặc trưng biến dạng của các tầng trầm tích Kết quả nghiên cứu xác định nguyên nhân chính gây lún mặt đất là

do sự cố kết của lớp bùn yếu, sự nén chặt của các lớp cát mịn xen kẹp trong nền đất

và có quan hệ chặt chẽ với khai thác nước dưới đất theo cả thời gian và không gian Thủ đô Bangkok của Thái Lan thuộc đồng bằng Chao Phraya Mặt cắt địa chất

ở đây gồm 8 tầng chứa nước có thành phần là cát lẫn cuội sỏi xen kẹp với các tầng sét cách nước, tầng đất yếu nằm gần bề mặt đất có chiều dày trung bình khoảng 14m (hình 1.4) Năm 1968, Cox [53] lần đầu tiên cảnh báo nguy cơ xảy ra sụt lún mặt đất ở Bangkok (Thái Lan)

Cát Cát lẫn cuội Bột Sét bột Sét

Hình 1.3 Mặt cắt địa chất theo phương Bắc - Nam ở Bangkok (Thái Lan) [69] Đến năm 1969, hiện tượng lún mặt được chú ý nhiều hơn khi có nhiều chỉ số được quan trắc ở Bangkok [41] và nhận được sự quan tâm của nhiều nhà khoa học [47] [48] [49] [50] [68] Theo Nutalaya (1989) lún mặt đất mạnh nhất diễn ra ở Bangkok trong giai đoạn 1933-1987, biên độ lún khoảng 1,60 m và đến năm 2002

độ lún là 2,05 m

Hình 1.4 Biểu đồ lún mặt đất theo thời gian các khu vực ở Bangkok (Thái Lan)[69] Kết quả nghiên cứu đặc điểm các tầng chứa nước, nguồn gốc nước dưới đất và tình trạng suy giảm mực thủy áp và hiện tượng lún mặt đất tại Bangkok do N.Phien-wej, P.H.Giao, P.Nutalaya [69] thực hiện đã kết luận rằng hiện tượng lún mặt đất tiếp tục gia tăng Các số liệu quan trắc đã chỉ ra mối tương quan giữa lún mặt đất đất và suy giảm mực áp lực trong các tầng chứa nước

1

2 3 4

5

6 7 8

Tầng đất yếu Sét , dẻo cứng - cứng Cát, cuội sỏi

Đá gốc

Viện Công nghệ Châu Á (AIT) đã khảo sát, nghiên cứu từ năm 1978-1981 tại

24 vị trí với chiều sâu khoan từ 30 mét đến 50 mét, thí nghiệm, lắp đặt các trạm quan trắc mực nước và quan trắc lún mặt đất Kết quả đã chỉ ra mối tương quan chặt chẽ giữa lún mặt đất và sự suy giảm mực nước dưới đất [40] Tại thời điểm này mỗi ngày có khoảng 1 triệu m3 nước được khai thác từ độ sâu 150-200 mét

Các tác giả Yong R.N, Nutalaya P, Mohamed A.M.O và Xu D.M [67] [85] đã nghiên cứu sự liên tục (hoặc không) của các tầng chứa nước và mối liên hệ chúng với điều kiện thủy văn của lưu vực sông; đặc điểm và tính chất cơ lý của các tầng chứa nước, cách nước; nghiên cứu mô hình vật lý, phân tích hệ thống các thông số nước cấp/nước khai thác của hệ thống nước dưới đất, mức độ lún mặt đất Các tác giả kết luận rằng lún chủ yếu do cố kết của các tầng cách nước

Tại Ấn Độ, các tác giả Sahu và Sikdar [73] đã nghiên cứu đặc điểm địa chất ở thành phố Kolkata, phía đông vùng đầm lầy Kolkata và phía tây Bengal Mặt cắt trầm tích Đệ tứ ở đây gồm các lớp sét, bùn sét và cát Mực thủy áp có xu hướng giảm và có thể giảm nhanh chóng do khai thác nước dưới đất dẫn đến sụt lún mặt đất Với quan điểm biến dạng đàn hồi của các tầng chứa nước là không đáng kể so với sự biến dạng không đàn hồi, các tác giả cho rằng lún chủ yếu do quá trình nén không đàn hồi của nền đất và được xác định trên cơ sở lý thuyết cố kết Lún mặt đất theo trạng thái ứng suất một chiều khi cố kết được tính toán theo phương trình của

Trong đó: C là độ lún mặt đất (m); mv là hệ số nén lún (cm2/kG ); ∆σ là ứng

(m) và H là chiều dày của lớp đất bị lún(m)

Kết quả tính toán cho thấy lún mặt đất thay đổi từ 1,12 mm đến 43,8 mm/năm, trung bình khoảng 13,53 mm/năm Ước tính lún mặt đất ứng với 1mét suy giảm mực thủy áp từ 1,79 cm đến 10 cm, trung bình khoảng 3,28 cm

Tại lưu vực Yazd - Ardakan ở miền trung Iran, mực nước dưới đất đã bị hạ thấp nhiều trong vòng 25 năm qua Nghiên cứu gần đây cho thấy mặt đất bị lún từ 0,5 mét đến 1,2 mét và xuất hiện các vết nứt dài, khá sâu [56] Bằng chứng trực tiếp

xác định mối quan hệ giữa lún mặt đất và các vết nứt chưa được xác định nhưng bơm hút nước dưới đất quy mô lớn đã làm giảm mực thủy áp (16 mét) Các tác giả kết luận rằng sự suy giảm áp lực làm thay đổi trạng thái cân bằng và làm tăng áp lực bản thân của các tầng trầm tích phía trên, độ rỗng của đất giảm và quá trình nén chặt bắt đầu và gây sụt lún mặt đất và một số vết nứt lớn

Hình 1.5 Lún mặt đất do khai thác nước dưới đất quá mức ở Iran [56]

1.2.2 Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam

Ở Việt Nam, hiện tượng lún mặt đất xảy ra khá nhiều ở Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh, Hải Phòng, Cần Thơ, Cà Mau và một số tỉnh, thành phố khác thuộc đồng bằng sông Cửu Long Những kết quả nghiên cứu ban đầu cho thấy mặt cắt địa chất

ở những vùng bị lún có tầng đất yếu khá dày Ngoài ra, hoạt động nhân sinh ( khai thác nước dưới đất và phát triển đô thị ) đã kích thích sự phát triển của hiện tượng lún mặt đất Ảnh hưởng của lún mặt đất làm hư hỏng công trình xây dựng, cơ sở hạ tầng và ngập lụt khi triều cường dâng cao (ở các tỉnh phía Nam) Từ thực tế trên, nhiều công trình nghiên cứu về nguyên nhân gây lún và các giải pháp ứng phó đã được công bố Trong phạm vi luận án, tác giả chỉ tập trung đánh giá tình hình nghiên cứu ở một số nơi xảy ra hiện tượng lún điển hình và có đầy đủ các dẫn chứng về điều kiện địa chất, hoạt động khai thác nước dưới đất là Thành phố Hồ Chí Minh, Hà Nội nói chung và phía Tây thành phố Hà Nội (phạm vi nghiên cứu)

Ở thành phố Hà Nội, hiện tượng lún mặt đất đã được các nhà khoa học cảnh báo từ những năm tám mươi của thế kỷ 20 và có nhiều tác giả đã công bố các công trình nghiên cứu về hiện tượng lún mặt đất ở Hà Nội (cũ)

Trong những năm 1998-1999, Trần Nhật Dũng [9] đã xây dựng hệ thống các trạm quan trắc lún mặt đất đặt tại các nhà máy nước Ngọc Hà, Pháp Vân, Lương Yên, Hạ Đình, Gia Lâm, Mai Dịch, Ngô Sỹ Liên và Thành Công Kết quả quan trắc cho thấy tốc độ lún ở những trạm xây dựng trên nền địa chất có tầng đất yếu là khá lớn như: Thành Công là: 41,42mm/năm; Ngô Sỹ Liên: 31,52mm/năm; Pháp Vân: 22,16 mm/năm Ở những trạm xây dựng trên nền địa chất không có tầng đất yếu, tốc độ lún nhỏ hơn như: Ngọc Hà: 1,80 mm/năm; Mai Dịch: 2,65 mm/năm; Đông Anh: 1,41 mm/năm Những trạm xây dựng gần sông Hồng như Lương Yên lún 18,83 mm/năm; Gia Lâm lún 10,33 mm/năm

Tung Q.Nguyen & Donald C.Helm [79] cho rằng khi mực nước tĩnh bị hạ thấp, ứng suất trong nước lỗ rỗng được truyền sang các hạt cốt đất trong các lớp đất sét dễ bị nén lún ( đất yếu ) làm cho áp lực nén ép trong các tầng đất yếu tăng lên, các lớp đất yếu bị mỏng đi và gây ra lún mặt đất Kết quả nghiên cứu cho thấy lún mặt đất trong thời gian 1988-1989 đạt từ 10-15cm, làm hư hỏng một số công trình ở trung tâm thành phố và khu vực phía nam của Hà Nội (cũ) Nguyên nhân chính gây lún mặt đất là khai thác nước dưới đất không hợp lý

Trịnh Minh Thụ và Delwyl G Fedlund [77] [78] đã khảo sát tình hình khai thác nước dưới đất, nghiên cứu tính thấm của các tầng trầm tích tại một số giếng khai thác và xây dựng các mô hình thấm liên quan đến bơm hút khai thác nước dưới đất Ngoài ra, các tác giả đã phân tích ứng suất biến dạng và ảnh hưởng của thấm bề mặt Kết quả tính toán độ lún ở một số nơi tương đồng với kết quả quan trắc Các tác giả kết luận:

- Mặt cắt địa chất ở trung tâm và phía đông nam Hà Nội (Pháp Vân) gồm các lớp ( tầng ) có tính nén lún mạnh (than bùn, đất sét lẫn hữu cơ, bụi và đất nhân sinh), chiều dày khá lớn Mức độ lún mặt đất khoảng 20-35mm/năm và gây lún tiềm

ẩn cho các khu vực lân cận

- Mực nước dưới đất bị hạ thấp gây ra lún mặt đất đáng kể ở Hà Nội Mức độ lún mặt đất không bằng nhau vì điều kiện địa chất không đồng nhất và hệ số thấm của đất khác nhau theo các phương ngang và thẳng đứng

Trần Văn Hoàng và Bùi Thị Bảo Anh [2] dựa trên đặc điểm cấu trúc địa chất, địa hình, địa mạo, các mặt cắt địa chất - địa kỹ thuật và mức độ lún mặt đất đã chia

Hà Nội (cũ) thành ba phụ vùng có tính bền vững khác nhau của môi trường địa chất Trong đó, vùng bền vững có tốc độ sụt lún không đáng kể phân bố ở phía Bắc Sông Hồng, vùng thứ hai gồm phần lớn diện tích huyện Từ Liêm, Gia Lâm và một phần nội thành Vùng thứ ba có tính bền vững môi trường địa chất yếu nhất thuộc địa phận Thanh Trì, Pháp Vân, Thành Công

Phạm Quý Nhân (2004) đã tính toán dự báo lún mặt đất ở khu vực Pháp Vân

và Thành Công Kết quả tính toán dự báo được so sánh với kết quả đo kiểm tra, kết quả cho thấy tính toán dự báo có độ chính xác khá cao Tuy nhiên, các trạm quan trắc lún khá thưa nên chưa thể lập bản đồ đẳng lún và dự báo độ lún bề mặt đất trên phạm vi toàn thành phố Hà Nội

Trần Mạnh Liểu [18] sử dụng phương pháp phân vùng định lượng bằng mối quan hệ tích hợp giữa thông số Địa kỹ thuật (ĐKT) và các số liệu theo quan trắc để đánh giá lún mặt đất do khai thác nước dưới đất ở tây nam Hà Nội (cũ) Căn cứ theo cường độ lún mặt đất quan trắc được và các giá trị chỉ tiêu tích hợp các yếu tố ĐKT gây lún do khai thác nước dưới đất, tác giả đã xây dựng bản đồ phân vùng đánh giá mức độ lún mặt đất, phân chia hiện trạng lún ở tây nam Hà Nội thành 4 vùng (vùng lún rất ít, vùng lún trung bình, vùng lún mạnh, vùng lún rất mạnh)

Nguyễn Quốc Thành [25] xây dựng hệ thống quan trắc, cảnh báo sự biến đổi động thái và tính chất của nước ngầm nhằm cảnh báo một số dạng tai biến địa chất

và kết luận: tương quan giữa độ lún và áp lực nước lỗ rỗng là quan hệ nghịch biến Đặng Vũ Khắc và nnk [80] sử dụng dữ liệu ALOS InSAR để nghiên cứu lún mặt đất ở khu vực thành phố Hà Nội Kết quả cho thấy ở lún mặt đất ở khu Hà Nội

có nơi lên tới 68mm/năm và được phân chia thành 3 vùng chính là Hoàng Mai, Hà Đông - Thanh Xuân và Hoài Đức - Từ Liêm

Ở thành phố Hồ Chí Minh, các kết quả điều tra khảo sát địa chất, địa kỹ thuật cho thấy mặt cắt địa chất điển hình gồm 11 lớp, tầng đất yếu là đất hữu cơ, sét pha

hơn 3000 hố khoan địa kỹ thuật, các tác giả T.T.Thoang và P.H Giao [75] đã xây

Hình 1.6 Mặt cắt địa chất đại diện ở thành phố Hồ Chí Minh [75]

Chú giải: 2-Đất hữu cơ mềm yếu; 3-Sét pha dẻo chảy; 4-Cát hạt mịn-cát vừa; 5-Sét pha; 6-Cát chặt vừa; 7-Sét dẻo cứng; 8-cát chặt vừa; 9-Sét dẻo cứng - nửa cứng; 10- Cát mịn - thô, chặt; 11- sét nửa cứng; 12- cát lẫn cuội rất chặt

Hình 1.7 Bản đồ đẳng dày tầng đất yếu tại TP Hồ Chí Minh [75]

Từ năm 1992 (năm đầu tiên theo dõi lún mặt đất qua ảnh vệ tinh) đến 2011, ở

TP Hồ Chí Minh đã ghi nhận được 17/24 quận, huyện bị lún từ 20 cm đến 50cm Các kết quả nghiên cứu, quan trắc cho thấy tốc độ lún ngày càng tăng và tỉ lệ thuận với tốc độ đô thị hóa Ảnh hưởng của lún mặt đất có thể nhận ra khi có nhiều nơi trong thành phố bị ngập cục bộ khi có triều cường

Tích hợp bản đồ đẳng chiều dày tầng đất yếu (hình 1.7) với bản đồ lún mặt đất

ở TP Hồ Chí Minh từ năm 1996 đến 2002 (hình 1.8) cho thấy mức độ lún mặt đất tỷ

lệ thuận với chiều dày tầng đất yếu

5

2 3 4

Hình 1.8 Bản đồ lún mặt đất TP Hồ Chí Minh 1996-2002 [35]

1.2.3 Tình hình nghiên cứu ở khu vực phía Tây thành phố Hà Nội

1.2.3.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu

Năm 1993, Trần Minh [20] đã tính toán và dự báo khi thành phố Hà Nội khai

vực Hoài Đức bị lún khoảng 4-5cm, sau 2 năm độ lún đạt hơn 6cm và sau 5 năm độ lún khoảng 13,53 cm

Đại học Quốc gia Hà Nội (VNU) và Viện Địa kỹ thuật Nauy (Norwegian Geotechnical Institute-NGI) đã hợp tác thực hiện dự án “Mitigation of Geohazards

in Vietnam” Dự án đã triển khai điều tra, khảo sát thực địa, khoan thăm dò, đo Địa vật lý và nghiên cứu lún mặt đất bằng công nghệ ra đa giao thoa [66]

Công ty CP Công nghệ Địa vật lý đã sử dụng phương pháp mặt cắt điện trở với độ sâu khảo sát từ 30-60m nghiên cứu đặc điểm phân bố trầm tích Đệ tứ phục

vụ cho đánh giá lún-sụt mặt đất ở thôn Yên Nội, xã Đồng Quang, huyện Quốc Oai (2007), luận giải kết quả đo và khoanh định những nơi có nguy cơ xảy ra lún sụt [24]

Từ năm 2009 đến năm 2011, Liên đoàn Quy hoạch và Điều tra tài nguyên nước miền Bắc, Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản - Bộ Tài nguyên và Môi trường đã thực hiện các đề án “Nghiên cứu tai biến địa chất sụt lún mặt đất và đề xuất giải pháp xử lý tại Km16, tỉnh lộ 419 - TT Quốc Oai” và điều tra, khảo sát xác định nguyên nhân sụt đất tại xóm 16, thôn Áng Hạ, xã Lê Thanh và thôn Thượng,

xã Xuy Xá, huyện Mỹ Đức [16] [17] Các công việc thực hiện gồm đo Địa vật lý, điều tra hiện trạng khai thác nước, khoan thăm dò Kết quả nghiên cứu cho thấy tại những vị trí bị lún - sụt đều có tầng cát mịn, tầng đất yếu với chiều dày khá lớn, tầng đá vôi bị nứt nẻ mạnh, một số nơi có hang karst ngầm

Nguyễn Văn Bình và nnk [3] [4] [5] [6] [45] [46] nghiên cứu đặc điểm địa chất, địa chất công trình - địa chất thủy văn và các tai biến địa chất tiềm ẩn liên quan trong quá trình đô thị hóa tại khu phía Tây thành phố Hà Nội, phân tích ảnh hưởng của tầng đất yếu, mức độ khai thác nước dưới đất trong khu vực và mối liên quan của chúng với hiện tượng lún mặt đất, phân tích ảnh hưởng của lún mặt đất đến các công trình xây dựng [45] Phân chia các kiểu cấu trúc nền đất điển hình, nghiên cứu đặc điểm phân bố tầng đất yếu và cảnh báo nguy cơ xảy ra hiện tượng lún và lún - sụt mặt đất ở khu vực phía Tây thành phố Hà Nội

Các nghiên cứu trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng đều đưa ra điểm chung rằng hiện tượng lún mặt đất chỉ xảy ra ở những nơi có phân bố các tầng đất yếu, đặc biệt khi chúng nằm trực tiếp phía trên các tầng chứa nước và trong phạm vi chịu ảnh hưởng của mực nước dưới đất khi hạ thấp Những nơi không có tầng đất yếu thì ít xảy ra hiện tượng lún mặt đất hoặc tốc độ lún không quá 10mm/năm [2] 1.2.3.2 Nhận xét chung

a Về vấn đề nghiên cứu trầm tích Đệ tứ

Tây thành phố Hà Nội là Bản đồ địa chất tỷ lệ 1: 50 000, nhóm tờ Hà Đông - Hòa Bình do Liên đoàn bản đồ địa chất miền Bắc thành lập năm 1988 Công trình được hoàn thành trên cơ sở kết quả đo vẽ và tài liệu của 31 hố khoan tay với chiều sâu từ

6 mét đến 20 mét trên tổng diện tích nghiên cứu khoảng 609,9 km2và sử dụng tài liệu một số hố khoan của Đoàn 64 và Bộ Xây dựng thực hiện từ những năm trước.Công trình đo vẽ này đã phân chia đầy đủ các hệ tầng trầm tích và đặc điểm chung của chúng trong phạm vi đo vẽ, xác định tuổi và thành phần thạch học chủ yếu của các hệ tầng trầm tích phù hợp với quy luật trầm tích trong tổng thể vùng Hà Nội nói riêng và vùng đồng bằng Bắc Bộ nói chung Một số hệ tầng có sự phân chia

về nguồn gốc trầm tích như hệ tầng Hà Nội được phân chia thành ra hai nguồn gốc

là sông - lũ và sông, hệ tầng Hải Hưng được phân chia ra các nguồn gốc sông – đầm lầy, biển, đầm lầy ven biển Công trình đã thành lập một số tuyến mặt cắt trầm tích

Đệ tứ, xác định phạm vi phân bố của các hệ tầng Đối với lĩnh vực địa chất thủy văn, công trình đã phân chia ra các phức hệ chứa nước và cách nước song tập trung chủ yếu trong phần đá gốc, các tầng chứa nước và cách nước trong trầm tích Đệ tứ

đã được đề cập song mức độ chi tiết còn hạn chế

Nhận xét về kết quả đã thực hiện đối với công tác nghiên cứu trầm tích Đệ tứ

ở khu vực phía Tây thành phố Hà Nội như sau:

- Độ sâu nghiên cứu trầm tích mới chỉ đến chiều sâu khoảng 20mét

- Sự phân chia chi tiết và xác định phạm vi cũng như chiều sâu phân bố của các tập trầm tích có thành phần thạch học khác nhau còn hạn chế do chưa được bổ sung một khối lượng lớn về số liệu khảo sát địa chất công trình

- Mối quan hệ của các hệ tầng trầm tích với các thành tạo đá gốc, đặc biệt là tầng đá vôi nứt nẻ mạnh, có hang karst ngầm chưa được làm sáng tỏ;

- Khu vực nghiên cứu chưa có trạm quan trắc động thái của nước dưới đất Các kết quả quan trắc động thái nước dưới đất chủ yếu dựa vào hệ thống giếng khoan của cư dân trong vùng

b Vấn đề nghiên cứu tai biến địa chất liên quan đến trầm tích Đệ tứ trong bối cảnh

đô thị hóa

cập từ những năm 80 của thế kỷ trước và có nhiều công trình nghiên cứu được công

bố Tuy nhiên, các nghiên cứu ở phía Tây thành phố Hà Nội rất hạn chế Sau khi

tỉnh Hà Tây sáp nhập vào thành phố Hà Nội, khu vực này được quan tâm đầu tư nghiên cứu nhiều hơn Tuy nhiên một số đề tài, dự án chủ yếu đánh giá hiện trạng các tai biến như trượt đất, xói lở bờ sông

Các điểm lún - sụt mặt đất xảy ra ở huyện Quốc Oai và Mỹ Đức đã được các

cơ quan quản lý Nhà nước, Viện nghiên cứu và các nhà khoa học tiến hành nghiên cứu Tuy nhiên, các đề án nghiên cứu chủ yếu đi vào đánh giá hiện trạng và xử lý các tai biến, nguyên nhân gây tai biến chưa được làm sáng tỏ [8] [16] [17] [24] Trong những năm gần đây Nhà nước có chủ trương đầu tư, quy hoạch các vùng trọng điểm cửa ngõ của Thủ đô, khu vực phía Tây thành phố Hà Nội trở thành vùng trọng điểm với nhiều dự án quy mô lớn được quy hoạch và triển khai thực hiện Quá trình phát triển đô thị sẽ tác động nhiều hơn đến điều kiện tự nhiên và làm thay đổi chúng là không thể tránh khỏi Đây là một trong những nguyên nhân tiềm

ẩn làm phát sinh các tai biến địa chất trong đó có hiện tượng lún và lún - sụt mặt đất Tuy nhiên, công tác nghiên cứu, điều tra và quy hoạch các khu vực có nguy cơ xảy ra tai biến chưa được thực hiện đồng bộ

Trên cơ sở những kết quả đã có và những điểm hạn chế, việc nghiên cứu chi tiết về trầm tích Đệ tứ và tai biến địa chất và cảnh báo nguy cơ xảy ra tai biến là cần thiết và có ý nghĩa về mặt khoa học cũng như thực tiễn góp phần hoàn thiện những

cơ sở khoa học phục vụ sử dụng hợp lý lãnh thổ và phát triển bền vững

1.3 Điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội khu vực phía Tây thành phố Hà Nội 1.3.1 Đặc điểm địa hình - địa mạo

1.3.1.1 Đặc điểm địa hình

Khu vực nghiên cứu gồm địa hình núi thấp, đồi chuyển tiếp và đồng bằng Địa hình núi thấp bao gồm các núi sót tại xã Sài Sơn, khối núi đá vôi động Hoàng Xá và dãy núi phun trào kéo dài từ Đồng Lư (Quốc Oai) đến núi Ninh Sơn huyện Chương

Mỹ, với độ cao từ 40m đến hơn 80m và các dãy núi đá vôi kéo dài theo phương TB

- ĐN ở huyện Mỹ Đức Các quá trình xâm thực, bóc mòn, trượt lở làm cho địa hình ở đây biến đổi phức tạp, mạng sông suối phát triển theo dạng tỏa tia Địa hình đồi phân bố ở vùng chuyển tiếp giữa miền núi và đồng bằng và kéo dài theo phương

TB - ĐN, đặc trưng là các đồi thấp dạng bát úp, có độ cao từ 25m đến 50m Những

cắt yếu bởi các thung lũng xâm thực do dòng chảy tạm thời

Vùng đồng bằng phát triển trên tầng kiến trúc Cenozoi Đây là phần ven rìa của đồng bằng sông Hồng Quá trình tích tụ đã tạo nên những cánh đồng rộng ở Quốc Oai, Chương Mỹ và Mỹ Đức Ngoài ra, trong khu vực còn tồn tại một số thung lũng nhỏ giữa núi với những cánh đồng hẹp, kéo dài

1.3.1.2 Đặc điểm địa mạo

Trên cơ sở tuổi và nguồn gốc, địa hình ở khu vực phía Tây thành phố Hà Nội được phân chia thành hai kiểu địa hình là địa hình bóc mòn và địa hình tích tụ Địa hình bóc mòn với những đơn vị địa mạo là sườn xâm thực sâu, xâm thực bóc mòn phát triển trên núi đá phun trào bazơ, sườn bóc mòn tổng hợp phát triển trên đá cát bột kết và sườn karst bóc mòn phát triển trên đá vôi các hệ tầng Na Vang, Đồng Giao Những dạng địa hình này phân bố ở khu vực miền núi và các núi sót

Địa hình tích tụ bao gồm các đơn vị địa mạo như bề mặt tích tụ aluvi - proluvi, thềm bậc I, bề mặt đồng bằng bồi tích, bề mặt bãi bồi aluvi và bề mặt hồ đầm lầy

- Bề mặt tích tụ aluvi-proluvi phân bố khá rộng, tạo thành một bề mặt lồi thoải, dạng đồng bằng trước núi, phân bố kéo dài từ Hòa Lạc đến Xuân Mai và ở các xã Phú Cát, Phú Mãn, Đông Yên (Quốc Oai) và xã Đông Phương Uyên, Miếu Môn, Thanh Bình (Chương Mỹ) Độ cao của địa hình từ 20m đến 40m, đang bị phân cắt, bóc mòn Tuổi của địa hình này xếp vào Pleistocen giữa-muộn (Q12-3)[38]

- Thềm bậc I: phát triển rộng rãi hai bên dòng chảy của sông suối ở huyện Chương Mỹ Diện tích thềm bậc I khá rộng với chiều ngang từ 5-10km, chiều dài 20-25km, bề mặt thềm tương đối bằng phẳng, độ cao hơn 10m Tuổi của thềm được xếp vào đầu Pleistocen muộn (Q13) [38]

- Bề mặt đồng bằng bồi tích: là vùng đồng bằng rộng rãi, bề mặt bằng phẳng, cao độ địa hình từ 4m đến 10m, cấu tạo bởi các trầm tích như sét, cát tuổi Holocen

- Bề mặt bãi bồi aluvi: là dạng địa hình hiện đại mà hiện nay vẫn đang phát triển dọc theo các sông suối tạo nên các bãi bồi ven lòng, giữa lòng

1.3.1.3 Đặc điểm thủy văn

a, Hệ thống sông: vùng nghiên cứu có một số sông thuộc hệ thống sông Hồng như sông Đáy, sông Tích, ngoài ra còn có một số sông nhỏ khác

- Sông Đáy có chiều dài khoảng 240km và lưu vực (cùng với phụ lưu sông Nhuệ) hơn 7.500km² Lưu lượng của sông bất thường, mùa mưa có lũ, vào mùa khô lòng sông có chỗ bị cạn Ở huyện Mỹ Đức, sông Đáy tiếp nhận dòng suối Yến (thủy

lộ vào chùa Hương) và vượt sang tỉnh Hà Nam

- Sông Tích là phụ lưu cấp I của sông Đáy, chiều dài dòng chính của sông là 91km (tổng chiều dài toàn lưu vực khoảng 110km), diện tích lưu vực khoảng

b, Hệ thống ao hồ, kênh mương: vùng nghiên cứu có nhiều hồ lớn như hồ Tuy Lai (259 ha), hồ Quan Sơn (283 ha) thuộc huyện Mỹ Đức; hồ Đông Xương (90 ha), hồ Văn Sơn, hồ Miễu thuộc huyện Chương Mỹ Ngoài ra còn có các hệ thống ao hồ nuôi trồng thủy sản và kênh mương thủy lợi dày đặc

1.3.2 Đặc điểm cấu trúc địa chất

1.3.2.1 Các thành tạo địa chất trước Đệ tứ

Các thành tạo địa chất trước Đệ tứ ở khu vực phía Tây thành phố Hà Nội có tuổi từ Paleozoi đến Mesozoi [29] [32] [33] [38] Đặc điểm của các thành tạo địa chất theo thứ tự từ cổ đến trẻ như sau:

Oai) Thành phần gồm đá vôi silic, đá vôi chứa ít sét phân lớp vừa, đá vôi phân lớp dày và dạng khối màu xám, xám sẫm, xám sáng, nhiều chỗ bị hoa hoá hoặc bị tái kết tinh Các tác giả Dovjikov A E (1965); Hoàng Ngọc Kỷ (1973); Trần Văn Trị

và một số tác giả khác đã phát hiện trong đá vôi chứa hoá thạch Conodonta (ở xóm Quýt) và trùng thoi (ở chùa Trầm), so sánh với kết quả của mặt cắt các đá ở các khu vực trên với các đá của hệ tầng Na Vang (Tô Văn Thụ, 1997) đã xếp đá vôi ở khu

tầng Na Vang khoảng 250m

- Hệ tầng Yên Duyệt (P3 yd): phân bố dạng dải hẹp ở phía Tây núi Viên Nam

và núi Ninh Sơn (Chương Mỹ) Ở núi Ninh Sơn, các đá của hệ tầng gồm đá phiến sét mặt sần đốm, đá phiến sét than màu xám đen, tách phiến mỏng 0,2-0,4cm; thấu kính than đá dày 0,5-1m, dài 5-12m Trong sét than và than đá chứa hoá thạch có tuổi Permi muộn, chiều dày hệ tầng khoảng 200m

- Hệ tầng Viên Nam gồm 2 pha:

+ Pha 1 (T1vn1) gồm các đá thuộc tướng á núi lửa như diaba, gabrodiaba, bazanporfyrit và các đá thuộc tướng dung nham thực sự như bazan đặc xít, bazan hạnh nhân, bazanporfyrit, andesitobazan, chiều dày pha 1 khoảng 400m

+ Pha 2 (T1vn2) bao gồm các đá thuộc tướng á núi lửa như riodacit porfia, trachit porfia, các đá thuộc tướng phun nổ như aglomerat, tuf aglomerat, dăm kết tuf, cát kết tuf, bột kết tuf và các đá thuộc tướng dung nham thực sự gồm riodaxit, fensit, trachit porfia Chiều dày của pha 2 khoảng 300-350m

Hệ tầng Viên Nam phủ không chỉnh hợp lên hệ tầng Yên Duyệt và bị các thành tạo của hệ tầng Tân Lạc phủ không chỉnh hợp lên trên

Gian (Chương Mỹ), núi Múc gồm cát bột kết, bột kết, bột kết tuf màu xám, xám vàng, sét kết màu xám, xám vàng, nâu tím, tím gan gà sặc sỡ, bị phong hóa mạnh, chiều dày hệ tầng khoảng 120m Hệ tầng Tân Lạc phủ không chỉnh hợp trên hệ tầng Viên Nam và bị trầm tích carbonat của hệ tầng Đồng Giao phủ lên trên

(Mỹ Đức) và Miếu Môn (Chương Mỹ) gồm 2 tập theo thứ tự từ dưới lên trên như sau: + Tập 1: Đá vôi sét, đá vôi phân lớp mỏng, màu xám đen, phớt lục, đôi nơi chứa sét, hạt mịn, dòn, dễ tách theo mặt lớp; chuyển lên phía trên là đá vôi chứa silic, đá vôi xám dòn, hạt mịn, phân lớp từ 10cm đến 40cm, chứa nhiều hoá thạch Pseudomonotis?michaeli, Enantiostreon cf difforme, Mentzelia mentzelii, Neoschizodus orbicularis, Costatoria cf curvirostris có tuổi Anisi, chiều dày tập khoảng 300 - 450m

+ Tập 2: Đá vôi màu xám tro, xám sáng, xám trắng, phân lớp dày, đôi nơi chứa silic, nhiều lớp bị hoa hoá hoặc dolomit hoá, chuyển lên là đá vôi xám trắng,

sạch, hạt mịn, phân lớp dày hoặc dạng khối, dày 300-450m Tổng chiều dày của hệ tầng khoảng 700-900m

- Hệ tầng Nậm Thẳm (T2 nt) gồm các đá phiến sét, sét vôi, đá vôi, sét phân lớp mỏng, đá phiến sét, bột kết xen cát kết đa khoáng, có chứa hóa đá Daonella bulogensis Kittl; Halobia austriaca Moijs Chiều dày của hệ tầng khoảng 300m, phủ lên tập 2 hệ tầng Đồng Giao và bị các thành tạo của hệ tầng Sông Bôi phủ không chỉnh hợp lên trên

- Hệ tầng Sông Bôi (T2-3 sb) được phân chia thành hai tập

+ Tập 1 (T2-3 sb1) bao gồm cát kết, bột kết màu xám, đá phiến sét phong hóa,

có màu xám sáng, loang lổ chứa Halobia sp.indet Chiều dày của tập khoảng 250m, phủ không chỉnh hợp lên thành tạo của hệ tầng Nậm Thẳm

+ Tập 2 (T2-3 sb2) gồm cát kết, cát bột kết màu xám sáng xen lớp mỏng đá phiến sét đen, bột kết màu tím nhạt, chuyển dần lên là đá phiến sét đen, bột kết, cát kết Trong đá phiến sét đen có chứa hoá thạch: Daonella cf esinensis, Posidonia wengensis Chiều dày của tập khoảng 100-150m, phủ lên tập 1

1.3.2.2 Các thành tạo Đệ tứ

Trầm tích Đệ tứ ở phía Tây thành phố Hà Nội gồm các hệ tầng Hà Nội, Vĩnh Phúc, Hải Hưng, Thái Bình và trầm tích Đệ tứ không phân chia [29] [32] [33] [38]

(apQ12-3 hn) và trầm tích sông (aQ12-3hn) phủ không chỉnh hợp lên các thành tạo đá gốc, lộ ra trên mặt hoặc bị phủ bởi trầm tích trẻ hơn

sông a(c)Q13 vp) và bãi bồi (a(f)Q13 vp) phủ không chỉnh hợp lên trầm tích hệ tầng

Hà Nội hoặc bề mặt đá gốc, phía trên lộ ra hoặc bị phủ bởi trầm tích trẻ hơn

biển (amQ21 hh?); đầm lầy ven biển (bmQ21-2 hh); biển (mQ21-2 hh) và sông - đầm

tầng Vĩnh Phúc và bị phủ bởi trầm tích hệ tầng Thái Bình