Nghiên cứu tiến hoá đới ven biển đồng bằng sông cửu long và thềm lục địa kế cận trong holocen

Vì vậy các nghiên cứu để tìm hiểu về lịch sử dao động mực nước biển, lịch sử phát triển của các đồng bằng châu thổ và thềm lục địa kế cận trong quan hệ với dao động mực nước biển thời kỳ

NHIỆM VỤ HỢP TÁC QUỐC TẾ VIỆT-ĐỨC

VỀ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THEO NGHỊ ĐỊNH THƯ

BÁO CÁO TỔNG KẾTKẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ CỦA NHIỆM VỤ

NGHIÊN CỨU TIẾN HOÁ ĐỚI VEN BIỂN ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG VÀ VÙNG THỀM LỤC ĐỊA KẾ CẬN TRONG HOLOCEN - HIỆN

NHIỆM VỤ HỢP TÁC QUỐC TẾ VIỆT-ĐỨC

VỀ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THEO NGHỊ ĐỊNH THƯ

BÁO CÁO TỔNG KẾT KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ CỦA NHIỆM VỤ

NGHIÊN CỨU TIẾN HOÁ ĐỚI VEN BIỂN ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG VÀ VÙNG THỀM LỤC ĐỊA KẾ CẬN TRONG HOLOCEN - HIỆN

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực hiện đề tài, tập thể tác giả đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình, hiệu quả, kịp thời của lãnh đạo Bộ KHCN, Vụ Hợp tác quốc tế, Vụ Khoa học Xã hội và Tự nhiên, Vụ Kế hoạch Tài chính (Bộ KHCN), lãnh đạo Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VAST), Ban Kế hoạch-Tài chính, Ban Hợp tác quốc tế , lãnh đạo Viện Địa chất và Địa vật lý Biển (IMGG), Viện Địa chất (VĐC,) trường Đại học KH Tự nhiên TP Hồ Chí Minh, Trường Đại học Kiel (CAU), Viện Nghiên cứu biển (IFM-GEOMAR, Kiel) Chúng tôi cũng chân thành cám ơn Bộ Tư lệnh Bộ đội Biên phòng, các đồn biên phòng các tỉnh ven biển Nam Bộ, đặc biệt Đồn Biên phòng Hòn Khoai, các sở KHCN và sở Nội vụ các tỉnh ven biển Nam Bộ… đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ chúng tôi trong suốt thời gian chúng tôi thực hiện đề tài Chúng tôi muốn bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đối với các ông Đặng Vũ Minh (nguyên Chủ tịch Viện KHCN VN), ông Nghiêm Xuân Minh (Vụ trưởng Vụ KHXHTN Bộ KHCN), ông Lưu Trường Đệ (Phó vụ trưởng Vụ KHXHTN Bộ KHCN), ông Lê Quang Thành (Phó vụ trưởng

Vụ KHXHTN Bộ KHCN), ông Nguyễn Thế Tiệp Viện trưởng Viện Địa chất và Địa vật lý biển, Ông Thái Bộ Tư lệnh Bộ đội Biên phòng, Trung tá Cao Sỹ Mạnh đồn trưởng đồn biên phòng 700, và nhiều cá nhân khác đã nhiệt tình giúp

đỡ chúng tôi trong quá trình triển khai thực hiện nhiệm vụ

Thay mặt tập thể tác giả

Chủ nhiệm

TS Phùng Văn Phách Ketnooi.com chia se

TẬP THỂ TÁC GIẢ

Chủ nhiệm: TS Phùng Văn Phách

Thư ký khoa học: ThS Nguyễn Trung Thành

Những người tham gia:

1) Viện Địa chất và Địa vật lý biển: TS Nguyễn Thế Tiệp, TS Nguyễn Tiến

Hải, TS Nguyễn Văn Lương, TS Nguyễn Hồng Lân, TS Hoàng Văn Vượng,

TS Trần Tuấn Dũng, TS Nguyễn Thị Thu Hương, TS Ngô Văn Quảng, TS Lê Ngọc Anh, TS Dư Văn Toán, KSCC Nguyễn Tứ Dần, ThS Bùi Việt Dũng, ThS Dương Quốc Hưng, ThS Bùi Nhị Thanh, ThS Ngô Bích Hường, ThS Trần Văn Lập, CN Nguyễn Hữu Cường, KS Nguyễn Huy Phúc, CN Phạm Thị Tươi, CN Trần Văn Khá, CN Đào Thị Hà, CN Nguyễn Kim Dũng, CN Bùi Thị Xuân, CN Đinh Tiến Dũng, CN Trần Xuân Lợi, ThS Bùi Thị Bảo Anh, KS Nguyễn Đức Thành, CN Nguyễn Thị Ngọc, CN Đinh Thị Hồng

2) Viện Địa chất: PGS-TSKH Nguyễn Địch Dỹ, TS Doãn Đình Lâm, TS Vũ

Văn Chinh, ThS Vũ Văn Hà

3) Đại học KHTN TP Hồ Chí Minh: PGS-TS Nguyễn Thị Ngọc Lan, TS Lê

Xuân Thuyên, Trần Thị Hoàng Hà, Ngô Trần Thiện Quí

NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU SỬ DỤNG TRONG BÁO CÁO

KHCN – Khoa học công nghệ

CHLB – Cộng hòa liên bang

DFG – Từ tiếng Đức The Deutsche

Forschungsgemeinschaft (Tiếng Anh là

German Research Foundation): Quĩ Nghiên

SCL – Sông Cửu Long

ĐB SCL – Đông bằng Sông Cửu Long

ADCP – Thiết bị đo dòng chảy

CTD – Thiết bị đo các yếu tố nhiệt muối và

độ đục

LISST – Thiết bị đo kích thước vật liệu lơ

lửng trong môi trường nước

DEM – Digital Elevation Model: mô hình số

GBC – Giant box corer

GS – Grap sample: Mẫu cuốc đại dương

BC – Boxcore: mẫu thùng

GC – gravity corer: ống phóng trọng lực GPS – Geographic Positioning system (hệ thông tin địa lý)

DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ

1 Hình 0.1 Khu vực nghiên cứu 7

2 Hình 1.1 Sơ đồ tài liệu thực tế 15

3 Hình 2.1 Máy phân tích độ hạt Mastersizer 2000 32

5 Hình 2.3 Bơm thủy lực Hydro 2000G 33

6 Hình 2.4 Biểu đồ tam giác phân loại các trường trầm tích 33

7 Hình 2.5 biểu đồ khối hộp mẫu CM220308_05 33

8 Hình 2.6 Biểu đồ đường cong phân bố mẫu CM220308_05 33

9 Hình 2.7 Phép tam giác Delaunay với tất cả các đường tròn

ngoại tiếp và tâm

PULSAR (trái) và Tranducer (phải)

34

14 Hình 2.12 Số liệu được thu thập từ các chuyến khảo sát dự án

hợp tác Việt-Đức : SO 140 (1999), VG5 (2004), VG9

(2005), SO187 (2006) and Mekong (2007, 2008)

35

15 Hình 2.13 Sơ đồ lưới tính khu vực nghiên cứu 35

16 Hình 3.1 Ranh giới châu thổ ngầm và một số tuyến đo địa chấn 43

17 Hình 3.2 Các dạng địa hình chính của phần châu thổ ngầm thuộc

châu thổ Cửu Long

44

24 Hình 4.1 Hoa sóng trạm Côn Đảo tháng 1 (1986-2005) 58

25 Hình 4.2 Hoa sóng trạm Côn Đảo tháng 7 (1986-2005) 58

26 Hình 4.3 Hoa gió trạm Côn Đảo tháng 1 (1986-2005) 58

27 Hình 4.4 Hoa gió trạm Côn Đảo tháng 7 (1986-2005) 58

28 Hình 4.5 Hoa sóng trạm Thổ Chu tháng 1 59

29 Hình 4.6 Hoa sóng trạm Thổ Chu tháng 7 59

30 Hình 4.7 Hoa sóng trạm Phú Quốc tháng 1 59

31 Hình 4.8 Hoa sóng trạm Phú Quốc tháng 7 59

32 Hình 4.9 Hoa gió trạm Phú Quốc tháng 1 59

33 Hình 4.10 Hoa gió trạm Phú Quốc tháng 7 59

34 Hình 4.11 Hướng và vận tốc dòng chảy khi dòng triều rút ứng với

38 Hình 4.15 Hướng và vận tốc dòng chảy thường kỳ mùa đông 62

39 Hình 4.16 Hướng và vận tốc dòng chảy thường kỳ mùa hè 62

40 Hình 4.17 Hướng và vận tốc dòng chảy đáy theo năm 63

41 Hình 4.18 Sơ đồ hướng di chuyển trầm tích đáy của khu vực ven

biển đồng bằng SCL…

63

42 Hình 4.19 Đo trạm cố định tại cửa sông Sài Gòn ngày 9/3/2007 64

43 Hình 4.20 Mặt cắt dòng chảy trong khoảng thời gian từ 9h đến 9h

18’ tại trạm đo cố định ngày 09/03/2007

48 Hình 4.25 Hướng chảy trong khoảng thời gian 13h 40’ đến 14h 66

49 Hình 4.26 Phân bố nhiệt muối mùa hè 67

50 Hình 4.27 Phân bố nhiệt muối mùa đông 67

51 Hình 4.28 Biến thiên nhiệt muối và độ đục tại trạm đo cố định 67

52 Hình 5.1 Tuyến địa chấn biểu diễn nêm hình thành do mực nước 100

biển hạ thấp ở khu vực thềm phía ngoài

53 Hình 5.2 Tuyến địa chấn biểu diễn sự phát triển các lòng sông cổ

ở phía bắc khu vực nghiên cứu

101

54 Hình 5.3 Tuyến địa chấn biểu diễn sự phát triển các lòng sông cổ

ở phía nam khu vực nghiên cứu

102

55 Hình 5.4 Tuyến địa chấn biểu diễn sự phát triển nêm hình thành

vào thời kỳ nước biển đứng cao (highstand)

103

56 Hình 5.5 Độ sâu bề mặt Pleistocen muộn tính từ mặt nước biển

(thời kỳ biển đứng thấp)

104

57 Hình 5.6 Bề dày trầm tích sau băng hà cuối cùng 104

58 Hình 5.7 Mô hình phân tập địa tầng thềm lục địa Đông Nam

60 Hình 5.9 Sơ đồ phân bố kích thước hạt trung bình của trầm tích 106

61 Hình 5.10 Sơ đồ phân bố kích thước điểm giữa (d50) 106

62 Hình 5.11 Sơ đồ phân vùng chọn lọc trầm tích 107

63 Hình 5.12 Các điểm lấy mẫu, tuyến đo địa chấn và ranh giới châu

thổ

107

64 Hình 5.13 Tuyến địa chấn 21040801 gần tuyến lấy mẫu 01 108

65 Hình 5.14 Sự thay đổi thông số độ hạt trên tuyến đo 01 108

66 Hình 5.15 Hàm lượng cát, bột và sét trên tuyến 01 108

67 Hình 5.16 Tuyến địa chấn 15040801 và các vị trí lấy mẫu 109

68 Hình 5.17 Biến đổi thông số độ hạt trên tuyến đo 02 109

69 Hình 5.18 Biến đổi hàm lượng cát, bột và sét theo tuyến 02 109

70 Hình 5.19 Hàm lượng tổng cacbon hữu cơ (TOC) và hàm lượng

81 Hình 5.30 Các tuyến địa chấn 28030803 và 28030802

và các vị trí lấy mẫu

113

82 Hinh 5.31 Biến thiên độ hạt theo tuyến 06 113

83 Hình 5.32 Hàm lượng cát, bột và sét theo tuyến 06 113

84 Hình 5.33 Hàm lượng cacbonat và tổng cacbon hữu cơ (TOC)

theo tuyến 06

113

85 Hình 5.34 Tuyến đo địa chấn 24032007-02 114

86 Hình 5.35 Biến đổi thông số độ hạt trên tuyến 07 114

87 Hình 5.36 Biến đổi hàm lượng cát, bột và sét theo tuyến 07 114

88 Hình 5.37 Tuyến địa chấn 25032007_03 115

89 Hình 5.38 Biến đổi thông số độ hạt theo tuyến 08 115

90 Hình 5.39 Hàm lượng cát, bột và sét trên tuyến 08 115

91 Hình 5.40 Tuyến địa chấn 31030805 116

92 Hình 5.41 Biến đổi thông số đột hạt theo tuyến 09 116

93 Hình 5.42 Hàm lượng cát, bột và sét theo tuyến 09 116

94 Hình 5.43 Tuyến địa chấn 2703200702 117

95 Hình 5.44 Biến đổi các thông số độ hạt trên tuyến 10 117

96 Hình 5.45 Biến đổi hàm lượng cát, bột và sét theo tuyến 10 117

97 Hình 5.46 Tuyến địa chấn 040408-04 118

98 Hình 5.47 Biến đổi các thông số độ hạt theo tuyến 11 118

99 Hình 5.48 Hàm lượng cát, bột và sét theo tuyến 11 118

100 Hình 5.49 Hàm lượng TOC và cacbonat 118

101 Hình 5.50 Tuyến địa chấn 05040806 119

102 Hình 5.51a Biến đổi thông số độ hạt trên tuyến 12 119

103 Hình 5.51b Biến đổi hàm lượng cát, bột, sét trên tuyến 12 119

104 Hình 5.52 Sự phân bố kích thước hạt trung bình 120

105 Hình 5.53 Phân bố kích thước hạt điểm giữa d50 120

112 Hình 5.60 Phân bố sét trong khu vực 123

113 Hình 5.61 Sơ đồ phân bố trầm tích vùng ven bờ đồng bằng Sông

Cửu Long và thềm kế cận

124

114 Hình 5.62 Sự tích tụ trầm tích và xu hướng vận chuyển trầm tích 125

dưới ảnh hưởng của gió mùa đông bắc

115 Hình 5.63 Ảnh chụp hai lõi mẫu SO187-3-92 và SO187-3-104 125

116 Hình 5.64 Sự suy giảm hàm lượng của chì dư tích cực 210Pb

của lõi mẫu SO187-3-92 và SO187-3-104

126

117 Hình 5.65 Biến thiên hàm lượng 137Cs theo độ sâu mẫu 126

118 Hình 5.66 Sơ đồ phẩn ánh tốc độ tích tụ trầm tích vùng biển ven

bờ châu thổ Cửu Long và thềm kế cận

127

119 Hình 5.67 Vị trí các lõi mẫu ven bờ biển bán đảo Cà Mau 127

120 Hình 6.1 Sơ đồ phân vùng các mảng vỏ thạch quyển khu vực

Đông Nam Á

140

121 Hình 6.2 Mô hình kiến tạo xô húc và vai trò của nó trong việc

hình thành tách giãn, tạo nên vỏ đại dương Biển Đông trong Kainozoi

141

122 Hình 6.3 Bản đồ địa chất và các đứt gãy kiến tạo khu vực Đông

Dương và phụ cận, thể hiệu rõ hai trũng tách giãn đuôi ngựa Vịnh Bắc Bộ và Cửu Long

142

123 Hình 6.4 Các mặt cắt cấu trúc đi qua các địa khối ngoài khơi

Ninh Thuận (A); Nâng Tư Chính (B) và khối Luconia(C)

143

124 Hình 6.5 Bản đồ dị thường trọng lực vệ tinh khu vực đồng bằng

Nam Bộ và phụ cận

143

125 Hình 6.6 Hệ thống các đứt gãy chính đóng vai trò các đới trượt

bằng, làm cho quá trình trôi trượt về phía ĐN của địa khối Sundaland trong giai đoạn Oligocen-Miocen được

dễ dàng

144

125 Hình 6.7 Các biểu hiện trượt bằng của đứt gãy phương TB-ĐN

Sông Hậu: (A, B, C) Nén TTB-ĐĐN tại Núi Sam (Châu Đốc); D Nén á kinh tuyến tại chùa Phước Điền(phía tây Núi Sam)

144

126 Hình 6.8 Biểu hiện của đới đứt gãy Sông Hậu trong các thành

tạo granit Núi Sam (Châu Đốc, An Giang)

145

bằng sông Cửu Long

133 Hình 6.14b Mặt cắt địa chất Cà Mau - Cần Giờ, ngang qua đồng

bằng sông Cửu Long

150

134 Hình 7.1 Các thời kỳ băng hà trong mối tương quan với các

chuyển động của quỹ đạo trái đất, dao động và chuyển động của trục quay trái đất theo chu kỳ dài

163

135 Hình 7.2 Dao động mực biển theo đồng vị oxy biển được xác

định trên các hóa thạch foraminifera trong năm lõi mẫu khoan biển sâu

163

136 Hình 7.3 Đường cong mực biển cho thềm Sunda được thiết lập

từ các tướng trầm tích ven bờ

164

137 Hình 7.3a Đường cong dao động mực nước biển 164

138 Hình 7.3b Biến đổi đường cong mực biển trong Holocen ở vùng

cận, rìa băng hà, vùng chuyển tiếp và vùng xa

165

139 Hình 7.4 Quan hệ mực biển và cân bằng đẳng tĩnh 165

140 Hình 7.5 Sơ đồ đường cong mực nước biển trong Holocene 166

141 Hình 7.6 Đường cong mực biển xây dựng bằng các hàm đa thức

tương quan hồi quy bậc bẩy và bậc chín cho các số liệu trong nằm trong vùng C

166

142 Hình 7.7 Đường cong mực nước biển trong Holocen cho khu

vực Nam Trung Bộ

167

143 Hình 7.8 Vết khắc chữ U ghi lại dấu ấn mực biển cổ cao 2.5m so

với mực nước biển hiện tại khu vực núi Bà Tài

167

144 Hình 7.9 Ngấn trên vách núi đá vôi ghi lại dấu ấn mực biển cổ

cao hơn mực nước biển hiện đại 2.5 m và 4.5 m khu vực núi Bà Tài

168

145 Hình 7.10 Ngấn trên vách núi đá vôi ghi lại mực biển cổ cao hơn

mực nước biển hiện đại 2.5 m và 4.5 m khu vực núi Hang Cá Sấu

168

146 Hình 7.12 Mô hình lý tưởng về hiệu ứng nhà kính tự nhiên 169

147 Hình 7.13 Xu hướng biến đổi nhiệt độ trái đất tại một số nơi trên

thế giới theo các tác giả khác nhau

169

148 Hình 7.14 Biến đổi mực nước biển theo thời gian 170

149 Hình 7.15a Xu hướng thay đổi mực nước biển tuyến tính theo chu

kỳ dài

171

150 Hình 7.15b Xu hướng biến đổi của mực mực biển theo chu kỳ ngắn 171

151 Hình 7.16 Bản đồ dự báo khả năng ngập lụt của đồng bằng SCL

trong tương lai (nguồn Internet)

171

MỤC LỤC

Trang

Chương 1: Tình hình nghiên cứu về đồng bằng Sông Cửu Long và vùng thềm

lục địa kế cận trong Holocen - Hiện đại………

1.1 Giai đoạn trước năm 1975………

1.2 Giai đoạn sau 1975………

8 8 9 Chương 2: Phương Pháp Nghiên Cứu………

2.1.Nhóm phương pháp địa mạo-cổ địa lý, viễn thám………

2.2 Nhóm phương pháp trầm tích

2.3 Nhóm phương pháp phân tích cấu trúc, kiến tạo, địa động lực

2.4.Nhóm phương pháp địa vật lý

2.5.Nhóm phương pháp thủy động lực

16 16 19 26 28 30 Chương 3: Đặc điểm địa mạo đồng bằng sông Cửu Long và thềm lục địa kế cận………

3.1 Nhóm địa mạo châu thổ………

3.1.1 Phức hệ đồng lụt………

3.1.2 Phức hệ lòng sông………

3.1.3 Phức hệ ven biển………

3.2 Đơn vị địa mạo châu thổ ngầm………

3.3 Thềm lục địa………

3.3.1 Đới bờ ngầm………

3.3.2 Vùng thềm trong (inner shelf) ………

3.3.3 Vùng thềm giữa (middle shelf)………

3.4 Sự biến đổi đường bờ cổ trong Holocen………

Chương 4: Đặc điểm hình thái động lực khu vực ven biển đồng bằng Sông Cửu Long và thềm lục địa kế cận……… ……

4.1 Sóng………

4.2 Thủy triều………

36

36

36

37

38

39

40

40

40

42

42

50

51

55

Pleistocen muộn-Holocene………

5.1.1 Đặc điểm địa chấn địa tầng………

5.1.2 Mô hình địa tầng phân tập giai đoạn Pleistocen muộn-Holocen………

5.2 Đặc điểm trầm tích bề mặt vùng thềm kế cận đồng bằng Sông Cửu Long… 5.3 Đặc điểm trầm tích vùng ven biển đồng bằng Sông Cửu Long………

5.3.1 Biến đổi trầm tích theo tuyến vuông góc với bờ biển………

5.3.2 Quy luật phân bố………

5.4 Xu thế vận chuyển tích tụ trầm tích vùng Ven Biển Đồng bằng sông Cửu Long và thềm lục địa kế cận………

5.5 Một số nét tiến hóa cổ địa lý Holocen muộn-hiện đại vùng ven biển bán đảo Cà Mau………

Chương 6: Đặc điểm kiến tạo - địa động lực khu vực ven biển đồng bằng Sông Cửu Long và thềm lục địa kế cận trong giai đoạn Holocen – Hiện đại…………

6.1 Kiến tạo khu vực………

6.1.1 Nền móng Mesozoi………

6.1.2 Kiến tạo Kainozoi………

6.2 Vị trí của đồng bằng sông Cửu Long trong bình đồ kiến tạo-địa động lực khu vực………

6.2.1 Đứt gãy Maeping-Sông Hậu………

6.2.2 Đứt gãy Vũng Tàu-Tông Le Sáp………

6.2.3 Hệ thống đứt gãy phương ĐB-TN Thuận Hải-Minh Hải

6.2.4 Trũng Cửu Long………

6.3 Đặc điểm hoạt động Tân kiến tạo - địa động lực hiện đại khu vực đồng bằng Sông Cửu Long và thềm lục địa kế cận trong giai đoạn Holocen-Hiện đại 6.4 Vai trò và ảnh hưởng của các hoạt động kiến tạo đến sự phát triển của đồng bằng châu thổ sông Cửu Long trong giai đoạn hiện tại và tương lai………

68 68 69 70 74 75 82 84 89 128 128 128 129 131 132 134 135 135 136 138 Chương 7: Dao động của mực nước biển chu kỳ dài và ảnh hưởng của sự gia tăng mực nước đại dương đến sự tồn tại và phát triển của đồng bằng châu thổ Sông Cửu Long và kế cận………

7.1 Sơ lược về các thời kỳ băng hà và dao động mực nước biển trong Đệ tứ… 7.2 Dao động mực biển trong Holocen………

7.3 Xu thế của mực nước biển hiện đại………

7.4 Xu thế phát triển của đồng bằng châu thổ Sông Cửu Long trong tương lai 151 151 155 159 161 Kết luận……… 172

Kiến nghị……… 174

Tài liệu tham khảo……… 175

MỞ ĐẦU

Trong bối cảnh mực nước đại dương Thế giới không ngừng thay đổi các đồng bằng châu thổ là những khu vực đặc biệt nhạy cảm và có những biến đổi sâu sắc Việt Nam được đánh giá là một trong 5 nước trên Thế giới bị thiệt hại nặng nề nhất từ quá trình này Những vùng thấp của các đồng bằng châu thổ ven biển là những khu vực có nguy cơ bị nước biển xâm lấn Đồng bằng Sông Cửu Long là vựa lúa lớn nhất của cả nước, sản lượng lúa hàng năm từ 19-21 triệu tấn (riêng năm đạt 2009 đạt 20,7 triệu tấn) trong tổng sản lượng lúa 33-34 triệu tấn/năm của Việt Nam (Website Chính phủ, 28/07/2009) Tuy nhiên nếu mực nước gia tăng, thì một bộ phận lớn đồng bằng sông

Cửu Long, sẽ bị nhấn chìm trong làn nước biển

Mực nước biển hiện nay gia tăng khá nhanh Nếu như trong khoảng 2000 năm trở lại đến đầu thế kỷ XX mực nước đại dương trên Thế giới hầu như không thay đổi, thì trong thế kỷ XX mực nước biển lúc đầu có dấu hiệu tăng, càng về cuối mực nước càng tăng nhanh, với gia tốc đáng lo ngại Có dự báo cho rằng với đà này, cuối thế kỷ XXI mực nước đại dương trên Thế giới sẽ dâng lên khoảng 1 mét Đó thực sự là một thảm họa đối với Việt Nam

Điều thực sự đáng lo ngại là sự gia tăng mực nước đại dương kết hợp với các tai biến khác do sự biến đổi khí hậu toàn cầu gây nên, sẽ gia tăng mạnh mẽ các hiệu ứng tương tác lục địa-đại dương, nhiều khi ngoài mọi sự tính toán của con người

Vì vậy các nghiên cứu để tìm hiểu về lịch sử dao động mực nước biển, lịch sử phát triển của các đồng bằng châu thổ và thềm lục địa kế cận trong quan hệ với dao động mực nước biển thời kỳ Holocen và xu thế biến đổi trong tương lai là một việc làm hết sức cần thiết, mang ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao

Trong khuôn khổ Nghị định ký kết giữa Bộ KHCN Việt Nam và quỹ nghiên cứu khoa học DFG của CHLB Đức, một trong những vấn đề hợp tác đầu tiên được đặt

ra là nghiên cứu “Tiến hóa đới ven biển, dao động mực nước biển và quá trình tích tụ vật liệu lục nguyên (phù sa) trong Holocen ở thềm lục địa vùng biển giữa châu thổ

Mêkông và Nha Trang, Đông Nam – Việt Nam” (“Holocene Coastal Evolution,

Sea-Level Fluctuations, Terrigenous Sedimentation and Sediment Dynamics on the

Từ những năm 1990 các chuyến khảo sát của tàu SONNE trên vùng Biển Đông Việt Nam đã được thực hiện với sự chỉ đạo khoa học của GS Karl Stattegger Một trong những mục tiêu cơ bản của các chuyến khảo sát là nghiên cứu vùng thềm rộng lớn Sundaland, từng là nơi cư trú của các cư dân của nền văn minh thời kì băng hà, nhằm làm sáng tỏ đặc điểm tiến hoá của vùng lục địa bị ngập chìm này, trên cơ sở đó đưa ra những dự báo khoa học cho xu hướng phát triển của nó trong tương lai Nhiều kết quả nghiên cứu đã được công bố dưới dạng các luận án thạc sĩ, tiến sĩ, các báo cáo khảo sát, các bài báo đăng trên các tạp chí chuyên ngành

Giai đoạn 2006-2009 Viện Địa chất-ĐH TH Kiel và Viện Địa chất và Địa vật lý Biển (Viện KHCN VN) tiếp tục triển khai nghiên cứu, lấy đồng bằng Sông Cửu Long

và thềm lục địa kế cận làm trọng tâm nghiên cứu Đặc biệt giai đoạn này các nhà khoa học cả hai phía xác định cho mình nhiệm vụ chính là nghiên cứu sự tiến hóa của châu thổ Cửu Long trong giai đoạn Holocen muộn và Hiện đại

Hai bên đã tổ chức được nhiều đợt khảo sát hỗn hợp dài ngày trên biển Mở đầu

là chuyến khảo sát bằng tàu SONNE năm 2006, trong đó pha 3 (SONNE 187-3) chuyên về khảo sát địa chất phục vụ cho tiểu dự án của hai viện Liên tiếp các năm sau

đó 2007, 2008, 2009 các chuyến khảo sát hỗn hợp được thực hiện, với sự tham gia đông đảo của các nhà khoa học từ hai phía Việt Nam và Đức Thông qua các chuyến khảo sát đó chúng ta đã đo được hàng ngàn km tuyến đo địa vật lý, môi trường, địa hình Đồng thời cũng đã thu thập được hàng trăm mẫu địa chất các loại Các tài liệu thu thập được có chất lượng rất cao, phục vụ tốt mục đích nghiên cứu của đề tài

Trong quá trình thực hiện đề tài hai bên luôn trao đổi kết quả, tổ chức hội thảo để kịp thời thông báo cho nhau những kết quả đạt được và những tồn tại cần giải quyết Thông qua Hội thảo khoa học tổng kết tháng 11-2009 tại Nha Trang chúng tôi tự đánh giá tiểu đề án của chúng tôi (dự án số 4) là một trong các đề án có kết quả tốt nhất Báo cáo dưới đây phản ánh những kết quả đã đạt được trong khuôn khổ Nhiệm

vụ viện Địa chất và Địa vật lý Biển ký với Bộ KHCN, hợp đồng số:

41/2008/HĐ-NĐT, có hiệu lực từ ngày 10/3/2008, dưới tiêu đề “ Nghiên cứu tiến hoá đới ven biển

đồng bằng Sông Cửu Long và vùng thềm lục địa kế cận trong Holocen-Hiện đại phục

vụ phát triển bền vững” ( giai đoạn 2008-2009)

Khu vực nghiên cứu của nhiệm vụ nằm trong khoảng tọa độ: 8.00– 11.00 độ vĩ bắc và 104.00 – 108.50 độ kinh đông

Mục tiêu của nhiệm vụ là:

1 Làm sáng tỏ lịch sử tiến hoá đới ven biển vùng đồng bắng Sông Cửu Long

2 Làm sáng tỏ các quá trình tương tác lục địa-đại dương, quá trình vận chuyển, lắng đọng phù sa và sự phát triển của châu thổ Sông Cửu Long về phía biển, đặc biệt khu vực bán đảo Cà Mau

3 Đánh giá vai trò và ảnh hưởng của sự gia tăng mực nước đại dương thế giới đến sự tồn tại và phát triển của đồng bằng châu thổ Sông Cửu Long và thềm

kế cận

4 Nâng cao tiềm lực khoa học cơ quan, năng lực cán bộ và tiếp cận các phương pháp nghiên cứu biển tiên tiến trên thế giới thông qua hợp tác quốc tế, nhằm giúp công tác nghiên cứu biển của Việt Nam sớm vươn lên ngang tầm khu vực và Thế giới

Các sản phẩm chính của đề tài gồm:

1 Bộ cơ sở dữ liệu về địa chất, địa mạo, trầm tích, kiến tạo, động lực, môi

trường khu vực nghiên cứu

2 Bản đồ địa mạo đới ven biển và thềm lục địa kế cận vùng đồng bằng châu thổ Sông Cửu Long Tỷ lệ 1: 500 000

3 Bản đồ tiến hoá đường bờ trong Holocen đới ven biển và thềm lục địa kế cận vùng đồng bằng châu thổ Sông Cửu Long Tỷ lệ 1: 500 000

4 Bản đồ phân bố trầm tích khu vực cửa sông ven biển châu thổ Sông Cửu Long

- Các báo cáo chuyên đề

- 4 bài báo khoa học

- Các báo cáo Hội nghị khoa học

- Đào tạo 01 thạc sĩ và 01 tiến sĩ

9 Báo cáo tổng hợp

1 Bùi Việt Dũng, Kart Stattegger, Phùng Văn Phách Late pleistocene – Holocene seimic stratigraphy on the South East Vietnam shelf Trong “ Địa chất biển Việt Nam và phát triển bền vững” TT BC KH Hội nghị KH Địa chất biển toàn quốc lần thứ nhất Hạ Long 9-10/10/2008 Tr 172-180

2 Nguyễn Tiến Hải, Nguyễn Huy Phúc Đặc điểm và phân bố các tướng trầm tích cuối Pleistocen muộn – Holocen ở thềm lục địa Vũng Tàu – Bình Thuận Trong “ Địa chất biển Việt Nam và phát triển bền vững” TT BC KH Hội nghị KH Địa chất biển toàn quốc lần thứ nhất Hạ Long 9-10/10/2008 Tr 222-229

3 Nguyễn Tiến Hải, Phùng Văn Phách, K Stattegger Xác định cấu trúc hình thái của châu thổ Sông Cửu Long trên thềm lục địa ven bờ Cà Mau trên cơ sở tài liệu địa chấn nông phân giải cao 2009, tạp chí Các Khoa học về Trái đất Số 4 (T31)/2009 Tr.356-362

4 Nguyễn Trung Thành, Bùi Việt Dũng, Phùng Văn Phách., 2009 Một số đặc điểm

độ hạt và xu thế tích tụ trầm tích trên phần châu thổ ngầm của châu thổ sông Mekong Các công trình nghiên cứu Địa chất và Địa vật lý biển, tập X, 129-141

5 Nguyễn Trung Thành 2009 Surface sediment characteristics and sediment transport from Bassac River mouths to Ca Mau Peninsula (Mekong Delta) M.Sc Thesis Supervisor(s) Prof Dr K Stattegger.Coastal Research Laboratory, Institute of Geosciences Christian Albrechts University, Kiel, Germany

6 Phùng Văn Phách, Nguyễn Thế Tiệp, Đỗ Chiến Thắng, Ngô Văn Quảng, Nguyễn Hữu Cường và Đinh Tiến Dũng, 2009 Bàn về cấu trúc kiến tạo khu vực biển Nam Trung Bộ Tuyển tập các công trình địa chất và địa vật lý biển, tập X Tr.22-

33 NXB KHTN Và CN

7 Rik Tjallingii, Karl Stattegger, Andreas Wetzel, and Phung Van Phach, 2010 Infilling and flooding of the Mekong River incised-valley system during

deglacial sea-level rise Quaternary Science reviews ( in press, có trên mạng)

8 Stattegger K Holocene evolution and actual geologic proccess in the Coastal Zone of South Viêt Nam Trong “ Địa chất biển Việt Nam và phát triển bền vững” TT BC KH Hội nghị KH Địa chất biển toàn quốc lần thứ nhất Hạ Long 9-10/10/2008 Tr 42-54

9 Stattegger K., Tjallingii R., Phùng Văn Phách, A Wetzel, K Schwarzer Mekong Delta and adjacent areas Holocene sea-level history of SE Asia and its

global implications Special Issue of Global and Planetary Change:

“Land-Ocean-Atmosphere interaction in the coastal zone of South Vietnam” (Số đặc biệt xuất bản trong năm 2010)

10 Viet Dung Bui, Schimanski Alex, Stattegger Karl, Van Phach Phung, The Tiep Nguyen, Tien Hai Nguyen, Trung Thanh Nguyen, Truong Thanh Phi (2008) (in press) Sandwaves on the Southeast Vietnam shelf recorded by high resolution seismic profiles: formation and mechanism Frontier of Earth Sciences in China

Đề tài đã giải quyết được một loạt các vấn đề đặt ra trong đề cương và hợp đồng với Bộ KHCN, về các lĩnh vực trầm tích, kiến tạo, địa mạo, môi trường, hình thái động lực, sự gia tăng mực nước biển…Trên cơ sở các tài liệu phong phú về kết quả phân tích mẫu trầm tích, tài liệu đo địa chấn nông phân giải cao, các đo đạc địa chất, môi trường chi tiết, với các phương pháp, phần mềm xử lý hiện đại, đã giúp tổng hợp được nhiều sản phẩm mới có chất lượng cao ngang tầm quốc tế Điều đó cho phép chúng ta

có được một sự hiệu biết toàn diện và sâu sắc hơn về sự phát triển của đồng bằng châu thổ Sông Cửu Long và thềm lục địa kế cận trong giai đoạn Pleistocen muộn-Holocen

Từ đó có được những dự báo khoa học về tương lai của nó trong bối cảnh thay đổi khí hậu toàn cầu

Dưới đây là báo cáo tóm tắt những nét chính về kết quả đã đạt được của nhiệm

vụ

Hình 0.1: Khu vực nghiên cứu của Nhiệm vụ

CHƯƠNG 1 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG VÀ VÙNG

THỀM LỤC ĐỊA KẾ CẬN TRONG HOLOCEN – HIỆN ĐẠI

Đồng bằng châu thổ là một đơn vị địa lý đặc biệt, được hình thành ở các cửa sông lớn ven biển, với đường bờ cong lồi và phát triển ra phía biển, nhờ lượng phù sa lớn của sông bồi đắp nên Các con sông của Châu Á và châu Đại Dương cung cấp tới 70-80% lượng phù sa của Trái Đất (Saito Y., 2005) [86]

Mặc dù xét về lưu lượng nước và lượng phù sa hàng năm sông Mê Công chỉ xếp thứ 10 trong các con sông lớn trên Thế Giới (tương đương 14 x103 m3/s và 160 (120)

x 106 tấn/năm ), còn về lưu vực chỉ đứng thứ 24 (160 x x103 km2), song diện tích của đồng bằng châu thổ sông Mê Công thì xếp vào hàng thứ 3 trên Thế Giới (93 781 km2) , chỉ kém đồng bằng sông Amazon (467 078 km2) và đồng bằng Sông Hằng–

Brahmaputra (105 641 km2) (Liu Paul , 2005) [51]

Lịch sử nghiên cứu đồng bằng châu thổ SCL đã được bắt đầu từ những năm Pháp thuộc và có thể chia thành các giai đoạn sau:

1.1 Giai đoạn trước năm 1975

Giai đoạn này một số nghiên cứu của các nhà khoa học Việt Nam và nước ngoài, như Saurin (1935, 1962, 1967) ; Donbrush W.K., May JR, Kowey WP về đặc điểm trầm tích (1969); Fontaine H và Delibrias về mực nước trong Đệ Tứ (1974), Hồ Mạnh Trung về cấu trúc-kiến tạo của đồng bằng SCL(1969), Trần Kim Thạch (1973)

Đáng lưu ý nhất là công trình của Saurin E (1935) Ông là người đưa ra khái niệm “phù sa (aluvi) cổ” và “phù sa trẻ” để phân biệt các trầm tích Kainozoi lộ ra ở phần đông nam Đông Dương Saurin cho rằng chúng thuộc hai phân vị địa tầng Pleistocene ( QI-III ) và Holocene ( QIV ) Đồng thời ông cũng cho rằng chúng tương ứng với hai mức địa hình 50-70 m và 10-25 m Trong phù sa cổ có nhiều loại laterite

và thường gặp tectit trên mức địa hình 50-70 m Vào năm 1957 Saurin E công bố thêm kết quả nghiên cứu các thành tạo trẻ dọc ven biển, với sự phân chia thêm ra các bậc thềm: 4 m, 10-15 m Ông còn cho rằng phù sa trẻ phần lớn thành tạo sau phun trào bazan

Năm 1962 trong bài “móng (stratum) của Sài Gòn và thành hệ châu thổ SCL” Saurin E đã phác họa lịch sử và cơ chế kiến tạo đồng bằng Nam Bộ Các nhận xét ngắn gọn về chế độ kiến tạo của ông chứa đựng một nội dung khá quan trọng: châu thổ SCL được cấu thành trên một bồn Mesozoi bị sụt lún vào Đệ Tam, trong kỷ Đệ tứ bồn trũng này chịu tác động của những dao động mực nước biển

Năm 1972 trong công trình nghiên cứu về địa chất Đệ tứ Cambodia, Carbonnel, J.P đã đề cập các bậc thềm của sông Mê Công cao 100m (bị bazan phủ), 40m và 20m Thềm cao 100m được so sánh với bề mặt laterit bị bazan phủ ở Túc Trưng- Đồng

Nai và bậc thềm 40m ở Nha Bích- Sông Bé Ông giải thích sự chênh cao của bậc thềm này là do vận động tân kiến tạo Tầng cuội kết cấu tạo thềm 100m được xác định tuổi

cổ hơn 650 000 năm trên cơ sở đối sánh bazan ở Cambodia với bazan chứa ziarcon ở vùng Xuân Lộc - Đồng Nai

Về kiến tạo Carbonnel J.P ghi nhận đứt gãy sông Vàm Cỏ Đông (hướng Tây Bắc

- Đông Nam) là ranh giới phân chia delta Mê Công và delta Đồng Nai Các nghiên cứu của Saurin (1962-1969) cũng đã chỉ ra rằng dòng chảy Sông Hậu (Bassac) có dạng tuyến và khá ổn định trong ít nhất là 2000 năm nay Điều đó cho thấy nó trùng với một đứt gãy trẻ đang hoạt động Dựa trên bản đồ từ hàng không do hải quân Mỹ thực hiện (1967) Busum W., Kind E.G và Hồ Mạnh Trung đã xây dựng sơ đồ kiến tạo và cấu trúc móng (1969) Trên đó có thể hiện các bồn trũng Cần Thơ, Cà Mau Các đới nâng Sóc Trăng, Hòn Khoai-Hòn Tre, Rạch Giá-Long Xuyên

Trong giai đoạn này còn có một số công trình của các nhà địa chất Việt Nam như các nghiên cứu về trầm tích ở lưu vực sông Đồng Nai của Trần Kim Thạch (1970), về kiến tạo của Trần Kim Thạch, Đinh Thị Kim Phụng (1972) Liên quan đến việc đo vẽ bản đồ địa chất ĐBNB có công trình “Bản đồ địa chất 1:25 000 các tờ Phú Cường, Biên Hoà, Thủ Đức, Sài Gòn và Nhà Bè …” của Fontaine, H và Hoàng Thị Thân (1971), trong các công trình này các tác giả có đề cập đến hai thành tạo phù sa cổ và trẻ tương tự như cách phân chia của Saurin E Phù sa cổ chia làm nhiều lớp, phần trên bao gồm các lớp từ trên xuống như sau:

- Lớp đất phủ

- Vỏ cứng laterit Biên Hoà

- Lớp lót dưới laterit và ranh giới laterit không rõ ràng

- Những lớp khác nữa sâu hơn không quan sát được

Nhìn chung đây là bản đồ thể hiện các quan hệ địa tầng một cách sơ lược Cũng

có thể nhận xét đây là một bản đồ địa chất về nội dung cũng như phương pháp trình bày mang tính kế thừa khá rõ các nghiên cứu của Saurin, E

1.2 Giai đoạn sau 1975

Trong giai đoạn này, có nhiều công trình đo vẽ lập bản đồ địa chất và tìm kiếm khoáng sản ở các tỷ lệ khác nhau Tiêu biểu là bản đồ địa chất - khoáng sản, tỷ lệ 1/500.000 Miền Nam do Nguyễn Xuân Bao, Trần Đức Lương chủ biên (1981); bản đồ địa chất - khoáng sản nhóm tờ ĐBNB tỷ lệ 1/200.000 do Nguyễn Ngọc Hoa chủ biên (1990-1991), loạt bản đồ địa chất - khoáng sản tỷ lệ 1/200.000 (hiệu đính) trong đó có diện tích vùng ĐBNB do Nguyễn Xuân Bao chủ biên (1994)

Các bản đồ địa chất - khoáng sản tỷ lệ lớn (1/50.000) gồm: Bản đồ địa chất - khoáng sản thành phố Hồ Chí Minh do Hà Quang Hải và Ma Công Cọ chủ biên (1988), nhóm tờ đông thành phố Hồ Chí Minh do Ma Công Cọ chủ biên (1994), nhóm

tờ Hà Tiên - Phú Quốc do Trương Công Đượng chủ biên (1998) Đặc biệt, phần TNB (từ sông Tiền về phía tây và các đảo) có đề tài nghiên cứu “Địa tầng Phanerozoi Tây Nam Bộ” do Trịnh Dánh chủ biên (1998), trong đó có khối lượng đáng kể nghiên cứu các trầm tích Kainozoi Các đề tài nghiên cứu về trầm tích Đệ tứ trên phạm vi cả nước

đã đề cập đến một số vấn đề địa tầng các trầm tích Đệ tứ trên diện tích ĐBNB Tiêu biểu là các công trình “ Cổ địa lý các đồng bằng ven biển Việt Nam trong kỷ Đệ tứ ”

đề tài cấp Bộ Nguyễn Địch Dỹ và Nguyễn Trọng Yêm làm chủ nhiệm, 1986 “ Bản đồ địa chất Đệ tứ Việt Nam ”, tỷ lệ 1/500.000 ( Nguyễn Đức Tâm và Đỗ Tuyết đồng chủ biên, 1994 ), “ Địa chất Đệ tứ và đánh giá tiềm năng khoáng sản liên quan ” (đề tài KT 01-07, Nguyễn Địch Dỹ chủ nhiệm, 1996), “Bản đồ vỏ phong hóa và trầm tích Đệ tứ Việt Nam”, tỷ lệ 1/1.000.000 (Ngô Quang Toàn chủ biên, 2000)…

Trong các công trình kể trên, về địa tầng Đệ tứ các tác giả chủ yếu đã sử dụng nguyên tắc tuổi và nguồn gốc để phân chia các phân vị Các nhà địa chất đã thành lập các hệ tầng có tuổi với các nguồn gốc khác nhau hoặc cùng tuổi cho một kiểu nguồn gốc Đối với vùng nghiên cứu có diện tích lớn và đặc biệt trong trầm tích Holocen cách phân chia thứ nhất chi tiết hơn và hợp lý hơn vì trong cùng một hệ tầng có thể có các nguồn gốc khác nhau

Việc phân chia chi tiết các phân vị địa tầng làm cơ sở để liên kết các mặt cắt dọc theo các tuyến khoan sâu Hàng loạt các hệ tầng được thành lập như Hệ tầng Bà Miêu, Cần Thơ, Bình Minh, Cà Mau, Đất Quốc, Long Toàn, Thủ Đức, Củ Chi, Hậu Giang, Cần Giờ Gần đây nhất, trong Đề án “Phân chia địa tầng N-Q và nghiên cứu cấu trúc địa chất đồng bằng Nam Bộ” Nguyễn Huy Dũng và các đồng nghiệp (2004) đã xây dựng một thang địa tầng Đệ tứ sử dụng phân vị “bậc khu vực”, theo đó địa tầng Đệ tứ được các tác giả chia thành 5 bậc sau:

- Bậc Cà Mau tuổi Pleistocen sớm

- Bậc Long Toàn tuổi Pleistocen giữa- muộn

- Bậc Mộc Hoá tuổi Pleistocen muộn

- Bậc Hậu Giang tuổi Holocen sớm - giữa

- Bậc Cần Giờ tuổi Holocen giữa - muộn

Đồng thời việc nghiên cứu cấu trúc của ĐBNB đã được chú ý đúng mức, trong các đề án đo vẽ, lập bản đồ địa chất-khoáng sản, có bản đồ kiến tạo, sơ đồ khối, sơ đồ

cổ địa lý được thành lập ở các tỷ lệ khác nhau Nhìn chung, trong giai đoạn này, công tác nghiên cứu, phân chia, liên kết địa tầng và nghiên cứu cấu trúc trầm tích N-Q

đã đạt được nhiều thành tựu quan trọng Bước đầu đã xác lập được trật tự địa tầng trầm tích N-Q và có sự nhìn nhận sơ bộ cấu trúc của ĐBNB Đến nay, vùng ĐBNB đã được

đo vẽ lập bản đồ địa chất và tìm kiếm khoáng sản trên toàn diện tích (53.400 km2) ở tỷ

lệ 1/500.000 và 1/200.000 (1980-1991) Trong đó, có 12.047 km2 diện tích đã được đo

vẽ ở tỷ lệ 1/50.000 (thành phố Hồ Chí Minh, nhóm tờ đông thành phố Hồ Chí Minh, nhóm tờ Hà Tiên-Phú Quốc, nhóm tờ Lộc Ninh và Đồng Xoài) Các diện tích đã thành lập bản đồ địa chất đô thị (gồm 17 đô thị) với tổng diện tích là 1.628 km2 , tỷ lệ 1/25.000 Phần còn lại chưa đo vẽ ở tỷ lệ lớn (từ 1/50.000 đến 1/25.000) tập trung chủ yếu ở phần trung tâm của đồng bằng, thuộc phạm vi các tỉnh Long An, Đồng Tháp, Tiền Giang, Cần Thơ, với tổng diện tích ≈ 40.000 km2

Về ranh giới giữa Neogen và Đệ tứ ở ĐBNB, từ trước đến nay các nhà địa chất

đã thành lập nhiều phân vị địa tầng có tuổi Pleistocen sớm Tại vùng ĐNB, Nguyễn Ngọc Hoa (1990) đã thành lập hệ tầng Đất Cuốc tuổi Pleistocen sớm phần muộn

Uyên - Bình Dương) với thành phần chủ yếu là hạt thô (cuội, sỏi, cát lẫn kaolin) tạo thềm cao 50-80m Phần đáy của hệ tầng nằm phủ không chỉnh hợp trên tập sét bột kết

bị phong hoá của hệ tầng Bà Miêu, tuổi Pliocen muộn (N22 bm) Hà Quang Hải và

nnk (1994) khi nghiên cứu trầm tích ở vùng Suối Đá -Trảng Bom (Đồng Nai) đã xác lập hệ tầng Trảng Bom tuổi Pleistocen sớm, phần muộn

(aQ113tb) với thành phần gồm cuội, sỏi, cát lẫn bột nguồn gốc sông, tạo bề mặt

thềm cao 55- 66m Để định tuổi cho hệ tầng trên, tác giả đã căn cứ vào quan hệ phía trên của trầm tích bị đá bazan Xuân Lộc (có tuổi tuyệt đối 0,6-0,7 triệu năm) nằm phủ lên và ở phía dưới, trầm tích nằm ngay trên bề mặt phong hoá của đá sét bột kết của hệ tầng Bà Miêu (N22bm) hoặc đá bột kết của hệ tầng DrâyLinh (J1-2 dl) (qua xem xét các

lỗ khoan qua đá bazan ở Xuân Lộc và lân cận)

Ranh giới Pleistocen và Holocen ở Việt Nam lâu nay cũng đã được nhiều tác giả

đề cập tới trong các cuộc hội thảo được tổ chức giữa các nhà địa chất Đệ tứ với các nhà khảo cổ học và các nhà sinh học với nhau Các nhà địa chất Đệ tứ Việt Nam gần như thống nhất với nhau vạch ranh giới dưới của Holocen theo đáy của hệ tầng Bình Chánh (Q21-2bc) hay hệ tầng Hậu Giang (Q21-2hg) ở ĐBNB với mốc 10.000 năm, theo

thang địa tầng quốc tế (2008) ghi nhận vào 11.700 năm BP

Về cổ sinh, trước 1975 chủ yếu có một vài công bố về thành phần động vật thân mềm (Mollusca) trong trầm tích Holocen của Saurin, E.(1968), Fontaine,H (1971)…Thời kỳ này các nhóm cổ sinh khác hầu như chưa được quan tâm đến Giai đoạn sau 1975 một số nhóm cổ sinh Đệ tứ được chú ý đến như Foraminifera, tảo Diatomeae, BTPH, động vật thân mềm Hầu hết các kết qủa nghiên cứu mới chỉ dừng

ở việc phục vụ cho đo vẽ bản đồ địa chất hoặc có một vài bài báo công bố kết quả phân tích của một hay một vài nhóm cổ sinh trong một số LK như LK8 Cần Thơ (Nguyễn Địch Dỹ, Đinh Văn Thuận, Nguyễn Đức Tùng, Nguyễn Ngọc, Đào Thị Miên,

Đỗ Long, Nguyễn Thị Á…-1980 -1985) Trong đề tài “Cổ Địa lý các đồng bằng ven biển Việt Nam trong kỷ Đệ Tứ - 1986), và trong đề tài KT01-07 -1996) các nhóm cổ sinh trong kỷ Đệ tứ đã ít nhiều được tổng hợp đánh giá dưới các góc độ như: Thành phần giống loài, đặc điểm sinh thái, phân vùng cổ sinh Tuy nhiên kết quả này mới chỉ là những nét chấm phá ban đầu về thế giới sinh vật trong kỷ Đệ tứ của ĐBNB nói riêng cũng như trên phạm vi các đồng bằng ven biển ở Việt Nam

Trong những năm 1980, 1990 Phân viện địa lý Tp HCM đã có những nghiên cứu khác chi tiết về quá trình trầm tích và tiến hoá đới ven bờ của đồng bằng SCL TS Nguyễn Văn Lập (1998) và Tạ Thị Kim Oanh (2001), trên cơ sở nghiên cứu bằng các phương pháp phân tích ảnh viễn thám, phân tích mẫu khoan, xác định tuổi tuyệt đối và phân tích cổ môi trường bằng phương pháp vi cổ sinh, đã có những kết quả đáng kể trong nghiên cứu đồng bằng SCL Tác giả cho rằng quá trình biển tiến Holocen đạt cực đại vào khoảng 6000-5000 năm trước Các kết quả nghiên cứu của họ cho thấy sự tồn tại 2 ngấn nước biển 2,5 và 4,5 m trên các đá vôi Tây Nam Bộ Từ khi bắt đầu thời kỳ biển thoái (từ 4550 năm BP) đồng bằng châu thổ được mở rộng nhanh chóng, với tốc

độ rất cao, đạt 62 520 km2 Sau quá trình biển tiến cực đại trong Holocen cách ngày nay khoảng 6000-5000 năm sự bắt đầu xâm lấn mạnh và nhanh của châu thổ đã bắt đầu liên tục cho đến ngày nay chủ yếu bởi những bồi tụ trầm tích ngang với tốc độ dịch chuyển mặt trước của châu thổ ra biển trung bình là 15m/năm trong suốt bốn nghìn năm qua Sở dĩ được như vậy là nhờ 3 yếu tố sau : (a) sự dư thừa nguồn phù sa, lắng đọng trên một vùng gần như bằng phẳng ; (b) chuyển động kiến tạo và dao động mực nước biển ; (c) sự phát triển mạnh mẽ của hệ sinh thái rừng ngập mặn (Nguyen Van Lap, Ta Thi Kim Oanh, Masaaki Tateishi, 2000) [73]

Các vị trí của các phụ lưu phía đông của hệ thống Sông Cửu Long được cho là đã từng ổn định tương đối trong suốt 2000 đến 3000 năm qua từ sự phân bố của các gờ

sống bãi biển đã được hình thành trong thời gian đó (Ta Thi Kim Oanh et al., 2001) [96] Những sự thay đổi lớn cuối cùng xảy ra cách đây khoảng 3000 năm, khi mà môi trường châu thổ chuyển sang từ môi trường chiếm ưu thế của thuỷ triều thành môi trường chiếm ưu thế bởi sóng thuỷ triều hỗn hợp (Ta at al., 2002; Tanabe et al., 2001) [97, 98, 101] Các thung lũng lấp đầy đã được tìm thấy (Zaitlin et al., 1994) [113] trên thềm lục địa

Nguyễn Thị Ngọc Lan (1994) (Trường ĐH KHTN TP HCM) [67] dựa trên sự phân tích thuỷ văn, địa mạo, thổ nhưỡng, phân tích ảnh, tuổi tuyệt đối đã nêu một cách khái quát về lịch sử phát triển của đồng bằng SCL trong Holocen, trong đó chỉ rõ đặc điểm của giai đoạn biển tiến-biển thoái trong Holocen Đặc biệt tác giả đã khẳng định rằng đặc điểm địa hình địa mạo và sự tiến hoá của đồng bằng SCL, chỉ ra rằng có sự tham gia tích cực của chuyển động kiến tạo Tác giả cũng cho thấy trong bối cảnh hiện nay, khi mà một số dấu hiệu toàn cầu cho thấy có thể đã bắt đầu một đợt dâng cao mới

của mực nước đại dương Thế giới, thì bộ ba các yếu tố: cố kết trầm tích + sụt lún kiến

tạo+sự dâng cao mực nước biển sẽ là những nguyên nhân gây nên sự xâm lấn nhanh

chóng của biển vào đồng bằng

Công nghệ viễn thám cũng đã được ứng dụng rất hiệu quả trong việc nghiên cứu địa chất, địa mạo, môi trường vùng đồng bằng SCL và thềm lục địa kế cận Các nhà khoa học thuộc Trung tâm ứng dụng công nghệ Vũ trụ-Viện Vật lý và Điện tử (Viện KHCNVN) đã sử dụng dữ liệu ảnh của Nhật (MOS-MESSR and JERS-OPS) và công nghệ GIS để xác định sự biến đổi trong sử dụng lãnh thổ dải ven biển đồng bằng SCL Vùng Duyên Hải-Cần Giờ được chọn làm vùng trọng điểm nghiên cứu Loạt bản đồ về hiện trạng sử dụng đất đã được thành lập cho các năm 1990-1994-1997-2001

Matsubayashi O (2004) đã sử dụng ảnh ASTER VNIR và SWIR để vẽ bản đồ về rừng

ngập mặn (mongrove) của đồng bằng SCL… Ảnh viễn thám cũng rất hữu hiệu trong việc xác định đặc điểm phân toả phù sa của hệ thống Sông Cửu Long trên phạm vi đới ven bờ Trên các ảnh vệ tinh rất dễ dàng nhận thấy rằng phù sa SCL có xu hướng di chuyển mạnh về phía nam, dọc theo bờ, đến tận mũi Cà Mau và xa hơn nữa

Trong khuôn khổ hợp tác Nghị định thư Việt-Đức Phân viện Hải dương học tại

dâng cao và đạt cực đại là + 1.5m (tính theo mực biển trung bình) vào khoảng

6500-5000 năm trước (Stattegger K., Maximiliano M, 2008) [57, 92]

Bằng sự phân tích các mặt cắt địa chấn nông phân giải cao, bước đầu đã sơ bộ xác định được vị trí các lòng sông cổ của hệ thống sông Cửu Long (trong khoảng thềm

có độ sâu cột nước là 40 m)

Tài liệu nghiên cứu cho thấy vùng thềm Nam Bộ và Đông Nam Bộ chủ yếu có xu hướng hạ lún trong Holocen, trong khi đó vùng Ninh Thuận-Nha Trang lại có sự nâng nhẹ Sự chênh lệch về các kết quả nghiên cứu ở hai vùng có thể đạt tới 5 m

Cần phải nói rằng, các nghiên cứu về đồng bằng châu thổ SCL quan tâm nhiều đến việc lập bản đồ, sơ đồ…Tuy nhiên chưa thực sự đi sâu vào việc phân loại môi trường trầm tích khác nhau một cách cụ thể, chi tiết, như đâu là tiền châu thổ (delta front), chân châu thổ (delta slope) và các môi trường trầm tích cận kề châu thổ như thềm trong (inner shelf)…

Với sự hỗ trợ của các chuyên gia Đức và các phương tiện hiện đại như đo địa chấn nông phân giải cao, đo quét sườn (side scan sonar), việc xác định các biến đổi tướng theo chiều ngang được chính xác hoá cao, giúp phân biệt được những thay đổi từ trong ra ngoài của cấu trúc châu thổ, như prodelta, front delta, inner shelf…

Hơn nữa chúng tôi đã tiếp cận được với những công nghệ xác định sự phân bố của các lòng sông cổ bằng các phần mềm chuyên dụng, với việc sử dụng tối đa các đo đạc bằng địa chấn nông phân giải cao (như phần mềm chuyên dụng 3D-stratigraphic model SimClast) Các bản đồ, sơ đồ về địa hình cổ ở ngoài vùng thềm lục địa được xác định một cách định lượng, có độ chính xác cao, thể hiện rõ vị trí các lòng sông cổ Tài liệu đo sâu quét sườn còn có thể dùng để phân tích tính toán địa hình sóng cát

ở đáy biển, từ đó xác định hướng dòng chảy đáy, môi trường thủy động lực… rất hiệu quả

Hình 1.1 Sơ đồ và tài liệu thực tế vùng nghiên cứu

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Lịch sử phát triển của đới ven biển và thềm lục địa kế cận vùng đồng bằng SCL, trong giai đoạn Holocen - hiện đại, cần phải được nghiên cứu dưới quan điểm động, với sự thay đổi không ngừng của đường bờ, các yếu tố môi trường trầm tích, động lực

và hướng dòng chảy…Điều đó sẽ giúp chúng ta hiểu được những qui luật phát triển của châu thổ trong Holocen và dự báo những biến động trong tương lai

Cho đến nay các nghiên cứu về đồng bằng SCL trong lĩnh vực địa chất, địa mạo, địa vật lý, môi trường, thủy động lực… đã có khá nhiều Tuy nhiên phần châu thổ ngập nước thì các nghiên cứu còn hạn chế và thiếu tính hệ thống

Để nghiên cứu châu thổ theo chu kỳ dài (Holocene) chúng tôi đã tiến hành các nghiên cứu về cấu trúc địa chất vùng ven bờ hiện nay và thềm kế cận, phân tích đặc điểm địa tầng thông qua các cột mẫu trầm tích, thu thập bằng các thiết bị lấy mẫu ống phóng trong lực (gravity core), thiết bị hộp (box core)… Các tài liệu thu thập được trong các đợt khảo sát đã được phân tích và xử lý chi tiết trong phòng thí nghiệm của hai phía Việt Nam và CHLB Đức Kết quả nghiên cứu đã giúp chỉ ra các quy luật phát triển, hình thể của châu thổ trong Holocen (từ 10.000 năm đến nay) trong mối quan hệ với sự dâng lên hạ xuống của mực biển và điều kiện địa động lực hiện đại

Để làm sáng tỏ các quá trình đang diễn ra hiện nay như: tương tác biển - lục địa, quá trình vận chuyển, lắng đọng phù sa và sự phát triển của châu thổ SCL về phía biển, đặc biệt khu vực bán đảo Cà Mau, chúng tôi còn tiến hành hàng loạt các đo đạc động lực dòng chảy, đo độ đục, đo kích thước hạt lơ lửng trong môi trường, đo nhiệt muối ở vùng tương tác sông biển Kết hợp với những nghiên cứu về quá trình động lực trầm tích trong thời gian gần đây, đã giúp xác định một cách định lượng và bán định lượng qui luật vận chuyển và tích tụ trầm tích của đới ven bờ biển của châu thổ hiện nay Kết hợp với các đồng nghiệp Đức, chúng tôi đã sử dụng một tổ hợp các thiết bị hiện đại, đồng bộ như: máy đo dòng chảy 3 chiều theo mặt cắt hiện đại ADCP, thiết bị đo các yếu tố nhiệt muối và độ đục (CTD), thiết bị phân tích độ hạt của vật liệu lơ lửng trong môi trường nước (LISST), các thiết bị lấy mẫu trầm tích tầng mặt mặt…đủ để thực hiện nhiệm vụ đặt ra

Chúng tôi đã áp dụng một tổ hợp tối ưu các phương pháp nghiên cứu phục vụ cho mục tiêu mà đề tài đề ra Các phương pháp nghiên cứu đảm bảo tính hiện đại, hiệu quả và bao gồm cả các phương pháp định tính và định lượng

Các phương pháp nghiên cứu được sử dụng có thể chia thành các nhóm sau:

2.1.Nhóm phương pháp địa mạo-cổ địa lý, viễn thám

Các phương pháp địa mạo được sử dụng để hỗ trợ cho việc nghiên cứu các hoạt động kiến tạo tương đối trẻ và góp phần định hình bức tranh địa động lực khu vực Các

phương pháp được sử dụng bao gồm các phân tích đặc điểm địa hình bằng các tài liệu bản đồ; phân tích hình thái các bề mặt san bằng; các bậc thềm sông, thềm biển, bãi bồi; phân tích hình thái mạng lưới dòng chảy

Việc xây dựng các bản đồ mô hình số địa hình DEM (Digital Elevation Model) cũng cho những kết quả rất hữu hiệu, nhất là để phân tích tính hoạt động, cường độ hoạt động của các đứt gãy trong giai đoạn Đệ Tứ - Hiện đại

Phương pháp viễn thám, phân tích các lineaments theo tài liệu ảnh được áp dụng nhằm bước đầu xác định sơ đồ cơ bản của các cấu trúc địa chất và đứt gãy gãy kiến tạo, trong đó nhấn mạnh việc xác định sơ đồ lineament (các kiến trúc dạng tuyến tính), kết hợp với việc phân tích bản đồ địa hình tỉ lệ lớn và trung bình Đây là một phương pháp đã được áp dụng có hiệu quả tại nhiều khu vực trên thế giới

Phương pháp xử lý ảnh số

Các bước xử lý ảnh số như hiệu chỉnh hình học để nắn méo hình học ảnh và chuyển từ toạ độ ảnh về toạ độ địa lý, tăng cường ảnh và tổ hợp các băng phổ để thể hiện các yếu tố rõ nhất

• Hiệu chỉnh hình học:

Độ chính xác về không gian của các kết quả xử lý phụ thuộc vào kết quả của hiệu chỉnh hình học Hiệu chỉnh hình học là quá trình gán toạ độ của bản đồ vào toạ độ ảnh sau đó lấy mẫu lại các phần tử ảnh theo toạ độ bản đồ với một lưới chiếu ô vuông của bản đồ Hiệu chỉnh hình học cũng nắn chỉnh những méo bên trong ảnh do các yếu tố nêu trên

Hiệu chỉnh hình học được thực hiện bằng cách xác định các điểm khống chế trên ảnh gốc và trên các bản đồ tham khảo, ví như bản đồ địa hình Độ chính xác của các điểm khống chế được thể hiện bởi sự tính toán trung bình căn bậc hai của độ sai lệch (RMS-error) Thông thường, ảnh hiệu chỉnh có độ chính xác cao khi RMS-error nhỏ hơn 1 với sự phân bố đồng đều của các điểm khống chế RMS-error được tính toán

dựa trên phương trình dưới đây (Jenson, 1996):

√(x’-x 2 2

Trong đó g[x,y] thể hiện phần tử ảnh trên ảnh sau nắn chỉnh có toạ độ (x,y), và f[x’,y’] là phần tử ảnh trên ảnh trước nắn chỉnh mà dùng để lấy phần tử ảnh ra g[x,y] Các hàm a(x,y) và b(x,y) là đa thức của x và y bậc N, hệ số được thể hiện bởi P và Q chỉ ra sự biến đổi không gian

N N x’ = a(x,y) = Σ Σ Pi,j xj yi

i=0 j=0

N N x’ = a(x,y) = Σ Σ Qi,j xj yi

ƒ Phương pháp giải đoán đường bờ cổ trên ảnh vệ tinh

Phương pháp giải đoán đường bờ cổ trên ảnh vệ tinh được thực hiện bởi tổ hợp các tài liệu ảnh vệ tinh theo thời gian, bản chất cấu tạo và phân bố bãi cát cổ

ƒ Khóa giải đoán

Các đường bờ cổ được xác định dựa trên việc xử lý ảnh vệ tinh Landsat TM, kết hợp với tài liệu tham khảo

Đường bờ cổ định hình theo dải và kéo dài theo những hướng nhất định

Trên đường bờ cổ thường phát triển chủ yếu các loại cây bụi, đê cát tự nhiên

ƒ Giải đoán tự động

+ Chọn vùng mẫu:

Việc chọn các vùng mẫu rất quan trọng trong xử lý ảnh số, đặc biệt là trong việc phân loại có kiểm định Các vùng mẫu được chọn dựa vào các đặc điểm ảnh như màu,

bố cục, mẫu hình và các số liệu khảo sát thực tế

+ Phân loại có giám sát (Supervised classification):

Phương pháp phân loại giá trị đồng nhất tối đa (Maximum likelihood) được dùng

để phân loại cho tổ hợp tất cả các băng của các ảnh đưa vào xử lý

+ Đánh giá độ chính xác của phân loại ảnh

Độ chính xác của ảnh phân loại được tính toán bởi máy tính dùng hệ số Kapa Hàm của hệ số Kapa được thể hiện dưới đây

- Tạo ra ma trận so sánh giữa ảnh được phân loại (hàng) và vùng mẫu (cột)

(N - q)

Trong đó: q là số trường hợp trên các ô đường chéo theo các trường hợp

n (hàng) là tổng số hàng cho mỗi lớp

n (cột) là tổng số cột cho mỗi lớp

N là tổng số hàng hay cột mà nó nên bằng nhau

d là đường chéo tổng của các ô

+ Xử lý sau phân loại:

Ảnh sau phân loại thường có các sai lệch Ví dụ vùng đất sau đê biển có thể bị phân loại thành bãi triều hay ngược lại Trong trường hợp này cần phải làm cho nhẵn ảnh sau phân loại để chỉ cho thấy các lớp trội hơn

Thực tế có các đối tượng khác nhau về mặt phản xạ phổ nhưng cùng một đối tượng mặt đất Khi chọn vùng mẫu, các đối tượng này phải được chọn ra các lớp khác nhau Các đối tượng không thể tách ra được trong xử lý ảnh số nên sau khi phân loại, các lớp được hiệu chỉnh các sai sót mà phân loại tự động ảnh số không thể tách được

ƒ Phương pháp giải đoán bằng mắt

Giải đoán bằng mắt dựa trên đặc điểm màu, cấu trúc ảnh, cấp độ xám, hoa văn, hình dạng, kích thước, vị trí phân bố và quan hệ với các đối tượng khác để nhận biết đối tượng

Trong quá trình giải đoán, ngoài việc phân tích các yếu tố riêng lẻ, còn xem xét đến sự tập hợp của từng nhóm yếu tố Sự tập hợp đó có thể tạo nên một kiểu địa hình,

Các mẫu được lấy bằng ống phóng trọng lực cho phép ta thu được các lõi mẫu trầm tích sâu khoảng từ 3-8 m, nhưng lớp mẫu trên lớp mặt khoảng chừng 50 cm không được bảo tồn tốt bởi thiết bị lấy mẫu này Thiết bị lấy mẫu hộp (box core) cho phép lấy các lớp mẫu trên bề mặt khoảng từ 0-70 cm ổn định không bị xáo trộn Thiết

bị như cuốc đại dương thường được sử dụng tại các vùng biển nông ven bờ

Các mẫu sau khi được lấy lên tàu được xử lý sơ bộ (cưa, cắt, mô tả sơ bộ, chụp ảnh, chia mẫu và đóng gói)

Việc phân tích độ hạt các mẫu trầm tích được thực hiện tại một số phòng phân tích của Việt Nam và CHLB Đức Các công cụ để phân tích độ hạt bao gồm hệ rây và máy phân tích độ hạt hiện đại Mastersizer 2000 áp dụng nguyên lý lazer

Phân cấp hạt bằng rây

Các rây được sử dụng gồm rây 63µm, 125µm , 250µm , 500µm , 1000µm , 2000µm Với hệ rây có các kích thước như vậy ta sẽ phân ra được các cấp hạt như sau : < 63µm, 63µm-125µm, 125µm-250µm, 250µm-500µm, 500µm-1000µm, 1000µm-2000µm, và 2000µm-4000µm

Phương pháp lazer

Máy phân tích độ hạt Mastersizer 2000 (hình 2.1) tại Viện Địa Lý thuộc Đại học Tổng hợp Kiel, áp dụng nguyên lý tán xạ ánh sáng được sử dụng cho việc phân tích độ hạt các mẫu trầm tích Thiết bị này cho phép phân tích kích thước hạt trầm tích trong khoảng 0.02-2000 µm một cách hiệu quả bằng việc sử dụng nguồn khí phát lazer He-

Ne tạo ra dòng ánh sáng liên tục với chiều dài bước sóng cố định (λ=0.63 µm) Hệ thống đầu dò trong bộ phận quang học bao gồm nhiều đầu dò độc lập

Các hạt có kích thước khác nhau có thể được xác định bởi các dạng tán xạ khác nhau Các hạt có kích thước lớn hơn sẽ tán xạ mạnh hơn và sinh ra các góc nhỏ hơn từ nguồn tia tới so với các hạt nhỏ hơn Những phân tích về cường độ tán xạ dựa trên góc được quan sát giúp chúng ta có thể xác định sự phân bố kích thước hạt Sự phân bố kích thước hạt được tính toán bằng việc so sánh một dạng tán xạ của mẫu với một mô hình quang học thích hợp Có hai dạng mô hình quang học thường được sử dụng là mô hình của Frauhofer và của Mie

Mô hình Fraunhofer được ứng dụng trong các thiết bị nhiễu xạ đầu tiên với giả thiết rằng các hạt được đo là đục và tán xạ ánh sáng tại các góc nhỏ Kết quả là nó chỉ được áp dụng cho các hạt lớn và sẽ cho một đánh giá không đúng cho trường hợp của các hạt mịn Mô hình của Mie cung cấp một giải pháp tốt hơn cho việc tính toán các phân bố kích thước hạt từ số liệu tán xạ ánh sáng Mô hình này dự đoán các cường độ tán xạ cho tất cả các hạt nhỏ hay to, trong suốt hay đục mờ Lý thuyết của Mie cho phép tán xạ chính từ bề mặt của hạt, có cường độ được dự đoán bởi sự khác biệt chỉ số khúc xạ giữa hạt và môi trường phân tỏa Lý thuyết này cũng dự đoán tán xạ thứ sinh

gây ra bởi khúc xạ ánh sáng trong hạt Điều này đặc biệt quan trọng cho các hạt có đường kính nhỏ hơn 50 µm, như được tuyên bố trong chuẩn quốc tế cho các thiết bị nhiễu xạ laze [ISO13320-1 (1999)]

Các hạt đi qua chùm lazer như dòng hạt đồng nhất trong một trạng thái phân tỏa được xác định dưới sự điều khiển của thiết bị thủy lực Hydro 2000G (hình 2.3) Các mẫu phân tích ở trong trạng thái tự nhiên không trải qua bất cứ bước xử lý hóa học nào Tất cả các mẫu được đo tại tốc độ khuấy 850 RPM và tốc độ bơm 1775 RPM Hai tính chất quang học của máy phân tích Mastersizer là hệ số phản xạ và hấp phụ Hệ số phản xạ được lựa chọn là 1.544 (hệ số phản xạ silica) và hệ số hấp thụ là 0.1

2.c.Phân tích hàm lượng cacbon hữu cơ, tổng cacbon, tổng nitrogen và

cacbonat

Một số mẫu trầm tích trong khu vực nghiên cứu được lựa chọn để phân tích các chỉ tiêu về địa hóa như hàm lượng cacbon hữu cơ (TOC), tổng cacbon (TC), tổng nitrogen và cacbonat bằng thiết bị phân tích CHN-O Element Analyzer Các chỉ tiêu

về địa hóa này giúp chúng ta đánh giá ảnh hưởng trầm tích lục nguyên hiện đại từ Sông Cửu Long đến vùng biển thuộc khu vực nghiên cứu Thông thường ảnh hưởng mạnh của trầm tích lục nguyên sẽ làm giảm hàm lượng cacbonat trong trầm tích và làm tăng hàm lượng vật chất hữu cơ Tuy nhiên, hàm lượng chất hữu cơ không chỉ phụ thuộc vào một mình nhân tố này Các bước phân tích mẫu được tiến hành như sau:

Thứ nhất, các mẫu được nghiền trong cối thạch anh cho đến khi đạt được độ

đồng nhất Sau đó lấy một lượng mẫu khoảng 10-20 mg đưa vào trong các hộp thiếc nhỏ, rồi thêm dung dịch axit HCl 10% vào đó để hòa tan cacbonat Tiếp đến, đưa mẫu này vào lò nung tại nhiệt độ 10210 C, sinh ra khí CO2 Lượng khí CO2 được xác định bằng một bộ cảm biến nhiệt rồi quy đổi thành hàm lượng các bon hữu cơ (TOC)

Thứ hai, tổng cacbon và hàm lượng tổng nitrogen của mẫu (không cho dung dịch

HCl vào) được xác định Hàm lượng cacbonat sau đó có thể được tính với giải thuyết rằng tất cả cacbonat tồn tại dưới dạng caxit hay aragonit:

CaCO3 = (TC-TOC) × 8.33

được xác định ở phổ 662 KeV trên hệ đo buồng chì phông thấp, thời gian đo mỗi mẫu

là 24 giờ để đạt được sai số cỡ 10% Phương pháp xác định 210Pb qua phổ kế gamma

có nhược điểm là sai số cao do ở vùng năng lượng gamma mềm (46.5 KeV) chịu ảnh hưởng của hiệu ứng tự hấp thụ của bản thân mẫu vật

Tốc độ tích tụ trầm tích tuyến tính được xác định theo sự suy giảm hàm lượng chì

dư tích cực 210Pb (excess activities) theo hàm số mũ khi độ sâu trầm tích tăng lên kể từ

bề mặt với giả thiết một sự tập trung khởi đầu ổn định của đồng vị (mặc dù các tốc độ tích tụ trầm tích thay đổi) Từ phương trình (Robbins and Edgington 1975; Mckee et

al 1983) ta xác lập được công thức tính toán tốc độ tích tụ tuyến tính dưới đây

SAR= λ × z × [ln(A0/AZ)]-1Trong đó z là độ sâu trong lõi mẫu (cm), A0 là lượng đồng vị 210Pb dư tích cực tại

bề mặt tham khảo (dpm/g), và AZ là lượng 210Pb dư tích cực tại độ sâu z bên dưới bề

mặt tham khảo (dpm/g), λ là hệ số bán hủy 0.0311/năm

Sau khi tốc độ tích tụ tuyến tính được xác định, tốc độ tích tụ khối (MAR) được tính toán theo công thức sau:

và logarit của phương pháp moment và phương pháp của Folk và Ward (bảng 2.1) Các thông số thống kê được tính toán bao gồm kích thước hạt trung bình, độ chọn lọc (sorting), độ bất đối xứng (skewness) và độ nhọn (kurtosis) Một số thông số khác cũng được tính toán như kích thước điểm giữa d50 , mốt, d10, d90 (các kích thước hạt được tính tại 10% và 90% trên biểu đồ đường cong tích lũy), d90/d10, d90-d10, d75/d25

và d75-d25 sử dụng cho các mục tiêu nghiên cứu khác nhau Ví dụ , các chuyên gia nghiên cứu đường bờ hay sử dụng kích thước hạt d50 cho những tính toán về động lực

trầm tích; còn trong mô hình end-member các giá trị mốt được sử dụng cho việc xác

định xu hướng vận chuyển trầm tích và giúp chỉ ra nguồn của trầm tích và phương thức vận chuyển trầm tích…Chương trình này cũng tính toán tỷ lệ phần trăm của mỗi khoảng kích thước hạt theo phân loại đã được bổ sung bởi Udden (1914) và Wentworth (1922) (xem bảng 2.2) Biểu đồ tam giác được sử dụng để phân loại các

nhóm trầm tích khác nhau như cát bùn hay bùn cát…(hình 2.4)

Bảng 2.1: Công thức thống kê được sử dụng trong tính toán thông số độ hạt

a

a m

m f

) (

a

a m

m f

100 2 ) ln (ln

g x m m f

3

3

ln 100

) ln (lnσ

4

4

ln 100

) (ln

g

g m

m f

) (

Φ

Φ Φ

σ

x m

4

4

100

) (

Φ

Φ Φ

σ

x m f

16 + Φ + Φ

Φ

σi =

6 6 4

5 95 16

84 − Φ −Φ − Φ

+ Φ

− Φ +

K G = 5

95 − Φ Φ

KÝch th−íc trung b×nh §é chän läc

χG = exp

3

ln ln

ln ln 4

) 50 (ln 2 95 ln 5 ln ) 16 ln 84 (ln

44

.

2

) 50 (ln 2 84 ln

16

ln

P P

P P

P P

P

P P

P

−

− + +

−

− +

K G =

) ln (ln

44 2

ln ln

75 25

95 5

P P

P P

Bảng 2.2: Kích thước phân loại hạt được áp dụng trong phần mềm GRADISTAT, đã

bổ sung bởi Udden (1914) và Wentword (1922)

KÝch th−íc h¹t Phi mm

M« t¶

-10 1024 Lín -9 512

-8 256 Nhá -7 128

-4 16

-3 8 MÞn -2 4

6 16

7 8 MÞn

8 4

9 2

Bét

Lập các biểu đồ khối hộp (box plot)

Áp dụng các biểu đồ khối hộp cho việc biểu diễn các số liệu phân bố độ hạt là rất thuận tiện trong một số nghiên cứu thuộc đề tài để so sánh sự khác biệt của các thông

số độ hạt (kích thước điểm giữa d50, kích thước trung bình, kích thước mốt…), dải

phân bố của tập hợp các kích thước hạt (mức độ chọn lọc) và độ bất đối xứng (skewness) của các mẫu trầm tích dọc theo các tuyến Các giá trị được sử dụng để xây dựng biểu đồ khối hộp là các giá trị d25, d50 và d75 Phần đuôi của biểu đồ kéo dài đến các giá trị d16 và d84 Các giá trị kích thước trung bình, mốt của tập hợp hạt cũng được

biểu diễn trên các biểu đồ khối hộp để giúp chúng ta có nhiều thông tin hơn về các phân bố hạt của các mẫu trầm tích (hình 2.5) Các giá trị d25, d50, d75, d16, và d84 được

tính toán từ đường cong tích lũy; duy nhất giá trị mốt được tính toán từ đường cong

phân bố Giá trị kích thước hạt trung bình (mean) (được tính từ phương pháp hình học của Folk và Ward (1957) (bảng 2.1)

Lập các sơ đồ chuyên đề

Một trong các công việc quan trọng là lập ra các bản đồ, sơ đồ chuyên đề như thông số độ hạt, hàm lượng các thành phần, sơ đồ độ sâu bề mặt thời kỳ biển đứng thấp (Pleistocen muộn), bề dày trầm tích sau thời kỳ băng hà cuối cùng…

Phần mềm để thực hiện các nội suy được sử dụng là MapInfor 7.5 và Sufer 8.0 với các phép nội suy Kringing tuyến tính, hay phép nội suy Natural Neighbor được sử dụng có sự kết hợp với việc chọn thông số bất đẳng hướng (anisotropy)

Phương trình toán học cơ bản dùng cho phép nội suy được lập ra bởi Sibson (1981) Phương trình cơ bản trong nội suy hai chiều (2D) được sử dụng là:

) , ( )

, (

1

i i N

y x f y

hợp này chỉ các điểm 1,4,5,6 và 9 được sử dụng Các trọng số được tính toán bằng công thức dưới đây

i i

A

A w

2.3 Nhóm phương pháp phân tích cấu trúc, kiến tạo, địa động lực

2.3.1.Phương pháp phân tích kiến tạo khu vực, xác định những qui luật phát

triển cơ bản của kiến tạo trong giai đoạn Kainozoi của vùng nghiên cứu, nghiên cứu các quan điểm về kiến tạo và địa động lực của các tác giả trong nước và trên thế giới

Từ đó rút ra những vấn đề tồn tại cần phải giải quyết và xác định được những yếu tố chính, khống chế sự tiến hoá của kiến tạo khu vực nghiên cứu

2.3.2.Phương pháp phân tích tổ hợp hình hài kiến trúc, nhằm xác định đặc

điểm địa động lực và hình động học của hệ thống đứt gãy kiến tạo: các biến dạng dòn

và dẻo trong đất đá do tác động của ngoại lực là những bằng chứng để chúng ta tìm hiểu về bản chất của các hoạt động kiến tạo Mỗi kiểu trường ứng suất để lại trên đất

đá những biến dạng đặc thù, do đó nghiên cứu tổ hợp hình hài các kiến trúc biến dạng

cả dòn và dẻo giúp ta khôi phục lại được bối cảnh động lực của các pha kiến tạo

Nhận biết đặc điểm của các tổ hợp kiến trúc trên thực địa là điều kiện tiên quyết

để xác định nhanh đặc điểm của lực kiến tạo (nén ép, trượt bằng hay tách giãn) Chẳng hạn nếu trong một đới đứt gãy nếu tồn tại loạt các khe nứt tách (thường được lấp nhét bởi các vật liệu dăm kết, mạch canxit, thạch anh…) có thế nằm dốc đứng, thì thường đó là dấu hiệu của đứt gãy thuận Ngược lại nếu các mạch nứt tách nằm thoải hoặc ngang, đó là dấu hiệu của đứt gãy nghịch, phản ánh trường ứng suất nép ép Đối với các đới trượt bằng, tổ hợp hình hài các khe nứt tách, nứt cắt, các nếp uốn

đi kèm là những dấu hiệu giúp xác định hướng dịch chuyển Các nứt tách tạo với đứt gãy trượt bằng một góc nhọn, hướng đỉnh nhọn chỉ hướng dịch chuyển của cánh đứt gãy chứa các nứt tách đó Các nứt cắt có sự bài bố ngược lại Trục các nếp uốn đi kèm

có sự bài bố tương tự như nứt cắt Ngoài ra sự tồn tại nhiều các mặt nứt cắt gần nằm ngang cũng chỉ ra sự có mặt của các hoạt động trượt bằng trong khu vực nghiên cứu

2.3.3.Phương pháp kiến tạo vật lý (KTVL):

Các phương pháp kiến tạo vật lý dựa trên các qui luật cơ - lý phá huỷ đá, để thiết lập lại đặc điểm của các trường ứng suất kiến tạo, suy rộng ra là các pha hoạt động kiến tạo

Một số phương pháp KTVL thường được sử dụng ở Việt Nam là: phương pháp

hệ khe nứt cộng ứng; phương pháp phân tích mặt trượt và vết xước; phương pháp kiến tạo động lực; phương pháp phân tích dải khe nứt; phương pháp thống kê khe nứt

Phương pháp hệ khe nứt cộng ứng

Cơ sở lý thuyết của phương pháp này là: dưới tác động của ngoại lực trong vật thể sẽ xuất hiện hai đới tập trung ứng suất tiếp cực đại τ-max, tạo với phương lực tác động một góc khoảng 45 độ Các khe nứt phá huỷ (nứt cắt) xuất hiện, để giải toả ứng suất, trùng hoặc gần trùng với các mặt ứng suất tiếp cực đại và tạo thành một cặp cộng ứng, gần vuông góc với nhau Giao tuyến của cặp mặt nứt cộng ứng trùng với phương của ứng suất trung gian (δ2) Các ứng suất nén cực đại (δ1) và tách dãn cực đại (δ3) nằm trên mặt phân giác của các góc tạo bởi hai mặt cộng ứng Các δ1 nằm trong các phần tư không gian nén ép, còn δ3 lại nằm trong 2 phần tư không gian tách giãn Các trục δ1, δ2 và δ3 đặc trưng cho trạng thái ứng suất tại một điểm, bài bố gần vuông góc với nhau Trong điều kiện phá huỷ các đá cố kết rắn chắc thì góc nhọn tạo bởi hai mặt nứt cộng ứng sẽ là góc nén chứa δ1, còn góc tù sẽ chứa δ3 Trong trường hợp đá cố kết yếu thì ngược lại Phương pháp này được nhà kiến tạo vật lý Gzovski ứng dụng và hoàn thiện nó thành một phương pháp nghiên cứu trường ứng suất cơ bản

Phương pháp phân tích mặt trượt và vết xước

Trong thực tế không phải lúc nào cũng có thể xác định được các cặp cộng ứng một cách chắc chắn Việc sử dụng vết xước, gờ trượt có trên mặt đứt gãy có thể cho phép xác định chính xác trạng thái ứng suất tại điểm khảo sát Theo phương pháp này các ứng suất trung gian δ2 nằm trên mặt phẳng chứa vết xước (mặt trượt đứt gãy) và vuông góc với vết xước Biết hướng dịch chuyển của vết xước chúng ta có thể xác định được δ1 và δ3 Trường ứng suất tại điểm khảo sát sẽ được tính trung bình từ các trạng thái ứng suất đo được từ hàng loạt các mặt trượt và vết xước tại điểm khảo sát

đó Phương pháp này được các nhà khoa học V.D Parphenov và F.J Turner ứng dụng

và hoàn thiện nên thường được gọi theo tên của các ông

Phương pháp kiến tạo động lực: trong trường hợp không xác định được các cặp

nứt cộng ứng và cũng không có các vết xước, gờ trượt trên mặt nứt, thì ta có thể sử

Phương pháp phân tích dải khe nứt

Phương pháp dải khe nứt được V.N Đanhilovic đề xuất năm 1961 Cơ sở lý luận của phương pháp như sau: Khi chuyển dịch đứt gãy sẽ làm thay đổi trường ứng suất ở hai cánh của nó, dẫn đến sự xuất hiện các dải khe nứt V.N Đanhilovic nhận thấy rằng trục của các dải khe nứt vuông góc với hướng chuyển dịch trên mặt trượt của đứt gãy

Vì vậy khi nghiên cứu tập hợp khe nứt ở các cánh đứt gãy mà phát hiện được dải khe nứt thì sẽ khôi phục được hướng chuyển dịch theo gương trượt Ngoài ra, trong một số trường hợp có thể xác định mặt trượt của đứt gãy

Để có thể áp dụng các phương pháp kiến tạo vật lý nêu trên, ngay trong giai đoạn nghiên cứu, khảo sát, thu thập tài liệu ngoài trời, chúng ta đã tiến hành đo vẽ không chỉ các mặt trượt, vết xước, các cặp cộng ứng, mà còn đo khe nứt đồng loạt từ đầu đến cuối, từ dưới lên trên vết lộ, với số lượng từ 50 khe nứt trở lên

Các phép xử lý loạt các phương pháp KTVL nêu trên được thực hiện bằng phần mềm STRUCTUR của viện Vỏ Trái đất, Viện Hàn lâm KH LB Nga

2.4 Nhóm phương pháp địa vật lý

Để xác định cấu trúc sâu của đồng bằng châu thổ SCL các phương pháp địa vật lý đóng một vai trò quan trọng Đặc biệt là các phương pháp trọng lực; phương pháp từ; phương pháp địa chấn

2.4.1.Phương pháp trọng lực:

Bằng việc nghiên cứu các trường từ và trọng lực, với nhiều phép biến đổi theo các thuật toán khác nhau có thể cho ta những bức tranh sinh động về cấu trúc kiến tạo, thông qua việc phân tích các dị thường

Dị thường trọng lực đo được là hiệu ứng tổng thể của các yếu tố sau: 1) Bất đồng nhất mật độ trong manti; 2) Bất đồng nhất mật độ và sự thay đổi bề dày của thạch quyển; Sự thay đổi bề dày của vỏ Trái đất (địa hình mặt Moho); Bất đồng nhất mật độ lớp cố kết và sự thay đổi địa hình ranh giới của các lớp (mặt móng kết tinh, ranh giới Conrad); Sự thay đổi cấu trúc và thành phần thạch học của tập trầm tích

Ba yếu tố đầu được coi như là nguyên nhân gây nên dị thường khu vực, còn hai yếu tố sau cũng là thành phần tham gia tạo nên dị thường địa phương Dị thường địa phương chủ yếu do các cấu trúc kiến tạo, sự thay đổi bề dày và thành phần móng kết tinh cũng như bề dày trầm tích

Office, August 1967) Các bay chụp vùng châu thổ SCL thực hiện từ độ cao 2000 m, khoảng cách giữa các đường bay giao động từ 3 đến 18 km Trên cơ sở các tài liệu đó các sơ đồ về đứt gãy, cấu trúc sâu của đồng bằng châu thổ SCL lần đầu tiên đã được thành lập

2.4.3 Phương pháp địa chấn nông phân giải cao

Địa chấn nông phân giải cao là một công cụ phổ biến được áp dụng nhiều trong những nghiên cứu địa chất vùng biển nông Các tài liệu địa chấn được ghi nhận bằng các máy thu và sau quá trình khuếch đại, lọc tần số và điều chỉnh biên độ…chúng được ghi lên băng địa chấn

Hình 2.10 và 2.11 chỉ ra một số bộ phận chính của máy đo địa chấn Boomer và nguyên lý hoạt động của thiết bị này Các thành phần của nguồn phát âm boomer bao gồm nguồn điện PULSAR 2002 và một Transducer UWAK 05 giúp truyền năng lượng phóng ra thành các xung âm điện động học Nguồn boomer sinh ra một dải tần rộng 0.3-22 kHz tạo nên một sự xuyên sâu từ khoảng 20-150 m phụ thuộc vào độ sâu đáy biển và độ kháng âm của trầm tích Thiết bị này có thể đạt được đến độ phân giải cực đại lên đến khoảng 0.2 m Trong quá trình khảo sát, bộ phận đầu phát Transducer của nguồn boomer được triển khai trong một bè nổi, kéo song song với một đầu thu hydrophone-streamer Tốc độ trung bình của tàu là 4 hải lý/giờ Nguồn boomer sinh ra đều đặn hai xung trên một giây

Hàng ngàn km tuyến địa chấn đã được đo đạc trong thềm Đông Nam Việt Nam (hình 2.12) bằng các thiết bị đo địa chấn đơn kênh Parasound và boomer trong các chuyến khảo sát SO-140 (1999), hay chuyến khảo sát SO-187-3 (2006) trên tàu SONNE, VG-5 (2004), VG-9 (2005) trên tàu NGHIÊN CỨU BIỂN của Việt Nam, và các chuyến khảo sát bằng tàu đánh cá, kích thước nhỏ, như hai chuyến khảo sát ven bờ MEKONG 2007, 2008 Số liệu sau đó được phân tích xử lý bằng các phần mềm Sent, NWC và Kingdomshet Kết quả phân tích đã cung cấp các thông tin về cấu trúc địa chất và xu thế phát triển của hệ thống trầm tích trong thềm Đông Nam Việt Nam trong

mối quan hệ với dao động mực biển

2.4.4 Phương pháp địa chấn địa tầng