Nghiên cứu đặc điểm tướng trầm tích Holocen khu vực từ cửa Ba Lai đến cửa Hàm Luông

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --- Nguyễn Thị Mịn NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM TƯỚNG TRẦM TÍCH HOLOCEN KHU VỰC TỪ CỬA BA LAI ĐẾN CỬA HÀM LUÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

Nguyễn Thị Mịn

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM TƯỚNG TRẦM TÍCH HOLOCEN KHU VỰC TỪ CỬA BA LAI ĐẾN CỬA HÀM LUÔNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2016

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

Nguyễn Thị Mịn

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM TƯỚNG TRẦM TÍCH HOLOCEN KHU VỰC TỪ CỬA BA LAI ĐẾN CỬA HÀM LUÔNG

Chuyên ngành: Địa chất học

Mã số: 60440201

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Người hướng dẫn khoa học:

TS ĐINH XUÂN THÀNH

XÁC NHẬN HỌC VIÊN ĐÃ CHỈNH SỬA THEO GÓP Ý CỦA HỘI ĐỒNG

Giáo viên hướng dẫn Chủ tịch hội đồng chấm luận văn

thạc sĩ khoa học

TS Đinh Xuân Thành GS.TS Trần Nghi

Hà Nội - 2016

LỜI CẢM ƠN

Luận văn được hoàn thành trong sự cố gắng hết mình của bản thân học viên

dưới sự hướng dẫn và chỉ bảo tận tình của TS Đinh Xuân Thành - Khoa Địa chất,

Trường Địa học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN Nhân dịp này, học viên xin bày tỏ

lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy hướng dẫn

Trong quá trình nghiên cứu, học viên luôn nhận được sự hỗ trợ về cơ sở tài liệu, số liệu của đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ phục vụ quản lý và phát triển kinh tế biển, mã số KC.09.13/11-15

Học viên cũng nhận được sự quan tâm của các thầy, cô Khoa Địa chất - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên và các đồng nghiệp cũng như tập thể các nhà khoa học của Viện Địa chất - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Học viên xin chân thành cảm ơn mọi sự giúp đỡ quý báu trên!

Học viên

Nguyễn Thị Mịn

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 3

1.1 Vị trí vùng nghiên cứu 3

1.2 Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội 4

1.2.1 Đặc điểm khí hậu, khí tượng 4

1.2.2 Đặc điểm địa hình, thổ nhưỡng 4

1.2.3 Chế độ thủy văn 7

1.2.4 Đặc điểm địa chất 9

1.2.5 Đặc điểm kinh tế - xã hội 9

1.3 Lịch sử nghiên cứu 10

Chương 2 CƠ SỞ TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14

2.1 Cơ sở tài liệu 14

2.1.1 Tài liệu địa chất 14

2.1.2 Tài liệu địa chấn nông phân giải cao 15

2.2 Phương pháp nghiên cứu 15

2.2.1 Nhóm phương pháp nghiên cứu trầm tích 15

2.2.2 Phương pháp phân tích tướng trầm tích 21

2.2.3 Phương pháp địa chấn - địa tầng 21

2.2.4 Phương pháp địa tầng phân tập 24

Chương 3 ĐẶC ĐIỂM TƯỚNG TRẦM TÍCH HOLOCEN

VÙNG NGHIÊN CỨU 31

3.1 Những khái niệm cơ bản 31

3.1.1 Định nghĩa về tướng trầm tích 31

3.1.2 Các yếu tố xác định tướng trầm tích 31

3.1.3 Tổ hợp cộng sinh tướng trầm tích 32

3.1.4 Định luật Walther 33

3.2 Đặc điểm tướng trầm tích 35

3.2.1 Đặc điểm tướng trầm tích trong Holocen sớm - giữa 35

3.2.2 Đặc điểm tướng trầm tích trong Holocen giữa - muộn 41

Chương 4 ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP VÀ LỊCH SỬ TIẾN HÓA TRẦM TÍCH

HOLOCEN VÙNG NGHIÊN CỨU 50

4.1 Đặc điểm địa tầng phân tập 50

4.1.1 Miền hệ thống biển thấp (LST) 50

4.1.2 Miền hệ thống biển tiến (TST) 52

4.1.3 Miền hệ thống biển cao (HST) 53

4.2 Lịch sử tiến hóa trầm tích Holocen 53

4.2.1 Giai đoạn biển tiến cuối Pleistocen muộn và Holocen sớm - giữa 54

4.2.2 Giai đoạn biển thoái cao trong Holocen giữa - muộn 56

KẾT LUẬN 58

TÀI LIỆU THAM KHẢO 59

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Vị trí vùng nghiên cứu 3

Hình 1.2 Sơ đồ thể hiện vị trí lỗ khoan và mặt cắt địa chấn nông phân giải cao thuộc vùng nghiên cứu 15

Hình 2.1 Đường cong tích lũy độ hạt 16

Hình 2.2 Biểu đồ phân loại trầm tích Folk, 1954 18

Hình 2.3 Các dạng kết thúc phản xạ (theo Myers, 1996 và Catuneanu, 2006)[9] 23

Hình 2.4 Thay đổi mực nước biển hình thành các đơn vị địa tầng phân tập

(theo Nichols Gary, 2009) 25

Hình 3.1 Sơ đồ thể hiện vị trí lỗ khoan và mặt cắt địa chấn nông phân giải cao thuộc vùng nghiên cứu 33

Hình 3.2 Sơ đồ liên kết các cột địa tầng lỗ khoan khu vực nghiên cứu 34

Hình 3.3 Trầm tích cát sạn sỏi lòng sông trong lỗ khoan LKBT2 Bên phải là mẫu lát mỏng thạch học Q - thạch anh, Qz - mảnh đá quazit [8] 35

Hình 3.4 Trầm tích cát bột đê tự nhiên trong lỗ khoan LKBT2 36

Hình 3.5 Trầm tích bột sét tướng đồng bằng ngập lụt, ảnh lát mỏng thạch học,

N+, 10x 37

Hình 3.6 Mặt cắt địa chấn tuyến MK07 vuông góc với bờ vùng biển cửa Ba Lai 37

Hình 3.7 Trầm tích sét bột chứa mùn thực vật đầm lầy ven biển trong lỗ khoan

KC 13-04 38

Hình 3.8 Trầm tích cát bột cấu tạo phân lớp lượn sóng và thấu kính tướng estuary, lỗ khoan KC13-04 39

Hình 3.9 Trầm tích cát bột lạch triều tại lỗ khoan LKBT3[8] 40

Hình 3.10 Trầm tích bột sét đới trên triều trong lỗ khoan LKBT2 41

Hình 3.11 Trầm tích cát bột sét bãi triều trong lỗ khoan LKBT2 42

Hình 3.12 Trầm tích bùn xám xanh đồng nhất tướng vũng vịnh mở chứa ít

mảnh vỏ sò, lỗ khoan LKKC 13-04 43

Hình 3.13 Trầm tích cát bột cửa phân lưu tại lỗ khoan KC13 - 04 44

Hình 3.14 Ảnh lát mỏng trầm tích cát bột cửa phân lưu tại lỗ khoan

KC13-04 N+ (10x) 44

Hình 3.15 Trầm tích cát bột lòng phân lưu tại lỗ khoan LKBT1 45

Hình 3.16 Trầm tích cát bột lòng sông chọn lọc trung bình gặp trong lỗ khoan

LKBT1 tại độ sâu 11 m Ảnh lát mỏng, N+ (10x) 45

Hình 3.17 Trầm tích bột sét vụng gian lưu trong lỗ khoan KC 13 - 04 46

Hình 3.18 Trầm tích cát bột sét đới gian triều trong lỗ khoan KC13-04 47

Hình 3.19 Trầm tích bột sét đới trên triều trong lỗ khoan KC13-04 48

Hình 3.20 Trầm tích cồn cát ven biển, lỗ khoan KC13-4 tại độ sâu 3 - 3,2m 49

Hình 3.21 Trầm tích cồn cát chọn lọc tốt gặp trong lỗ khoan KC13-4 tại độ sâu 3,0m Ảnh lát mỏng, N+ (10x) 49

Hình 4.1 Mặt cắt địa chấn địa tầng tuyến MK07 vuông góc với bờ vùng biển đông nam Cửa Đại 50

Hình 4.2 Mặt cắt tuyến MK102A song song với bờ vùng biển cửa Ba Lai -

Cửa Đại 51

Hình 4.3 Mặt cắt địa chấn tuyến MK09 53

Hình 4.4 Sơ đồ liên kết lỗ khoan và mặt cắt địa chấn nông phân giải cao

từ đất liền ra biển 55

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Tọa độ giới hạn vị trí vùng nghiên cứu 3

Bảng 1.2 Đặc điểm phân bố và kích thước các giồng vùng đồng bằng ven biển

khu vực nghiên cứu 5

Bảng 2.1 Chỉ tiêu địa hóa đặc trưng cho các môi trường trầm tích khác nhau 19

Bảng 2.2 Các dạng vật liệu có thể xác định tuổi theo phương pháp 14C 20

Bảng 3.1 Kết quả tuổi tuyệt đối C14 tại 3 lỗ khoan vùng biển ven bờ sông châu thổ sông Cửu Long 34

1

MỞ ĐẦU

Châu thổ sông Cửu Long là một trong hai chẩu thổ lớn nhất, có một vai trò đặc biệt quan trọng trong phát triển kinh tế - xã hội của Việt Nam Vùng ven bờ và các cửa sông của châu thổ sông Cửu Long có một vị trí hết sức quan trọng đối với phát triển kinh tế - xã hội và an ninh quốc phòng

Vùng đồng bằng ven biển và các cửa sông châu thổ sông Cửu Long đang có những biến đổi mạnh về địa hình và địa mạo của đới bờ và sự thay đổi đường bờ Khu vực cửa sông Ba Lai, cửa Hàm Luông thuộc châu thổ sông Cửu Long cũng đang có những biến đổi mạnh mẽ do sự dâng cao mực nước biển toàn cầu và thiếu hụt phù sa bồi đắp cho đồng bằng châu thổ

Quá trình phát triển trầm tích trong vùng cửa sông từ cửa Ba Lai đến cửa Hàm Luông đã tạo nên các địa hệ và cảnh quan tiêu biểu của một châu thổ bồi tụ mang nhiều ý nghĩa trong việc phát triển kinh tế - xã hội, góp phần phát triển bền vững khu vực, cần thiết phải khôi phục lại lịch sử phát triển trầm tích khu vực cửa sông từ cửa

Ba Lai đến cửa Hàm Luông giai đoạn địa chất gần đây nhất (Holocen) Với ý nghĩa

thực tiễn nêu trên học viên đã chọn luận văn thạc sĩ với đề tài: “Nghiên cứu đặc điểm

tướng trầm tích holocen khu vực từ cửa Ba Lai đến cửa Hàm Luông” Luận văn sẽ

nghiên cứu đặc điểm tướng trầm tích và lịch sử tiến hóa trầm tích trong giai đoạn

Holocen vùng nghiên cứu

Mục tiêu:

+ Xác định đặc điểm tướng trầm tích Holocen khu vực cửa sông Ba Lai -

Hàm Luông, tỉnh Bến Tre

+ Làm sáng tỏ lịch sử tiến hóa trầm tích Holocen khu vực cửa sông Ba Lai - Hàm Luông, tỉnh Bến Tre

Nhiệm vụ nghiên cứu:

- Nghiên cứu đặc điểm cấp hạt, đặc điểm cổ sinh, đặc điểm hóa lý trầm tích, đặc điểm thạch học trầm tích

- Nghiên cứu xác định tướng trầm tích Holocen khu vực nghiên cứu

- Nghiên cứu đặc điểm tướng trầm tích và lịch sử tiến hóa trầm tích Holocen vùng nghiên cứu

2

Bố cục luận văn

Ngoài phần mở đầu và kết luận, luận văn được trình bày trong 04 chương,

cụ thể như sau:

Chương 1 Tổng quan về khu vực nghiên cứu

Chương 2 Cơ sở tài liệu và phương pháp nghiên cứu

Chương 3 Đặc điểm tướng trầm tích Holocen khu vực nghiên cứu

Chương 4 Lịch sử tiến hóa trầm tích Holocen vùng nghiên cứu

50

Chương 4 ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP VÀ LỊCH SỬ TIẾN HÓA TRẦM TÍCH

HOLOCEN VÙNG NGHIÊN CỨU

4.1 Đặc điểm địa tầng phân tập

Đặc điểm địa tầng phân tập trong Holocen khu vực nghiên cứu được xác định dựa trên việc liên kết các tài liệu địa chấn địa tầng và các mặt cắt lỗ khoan Qua nghiên cứu đã chỉ ra được 3 miền hệ thống trầm tích có mặt trong khu vực nghiên cứu, cụ thể như sau:

4.1.1 Miền hệ thống biển thấp (LST)

Miền hệ thống biển thấp là tập hợp các thành tạo trầm tích hình thành trong giai đoạn mức nước biển hạ từ mức cực đại đến cực tiểu và dâng tương đối chậm trong khi tốc độ trầm tích lại tương đối cao Trong khu vực nghiên cứu, miền hệ thống trầm tích này gặp trong các mặt cắt địa chấn nông phân giải cao và lỗ khoan

Miền hệ thống biển thấp được giới hạn bởi hai bề mặt: i) Bề mặt bào mòn biển thấp (LES- lowstand erosion surface) hình thành do quá trình bào mòn các thành tạo trầm tích lắng đọng trong chu kỳ trước Quá trình bào mòn này tạo nên một bất chỉnh hợp, trong trường hợp này cũng được gọi là một ranh giới tập (SB), đánh dấu sự kết thúc một tập trầm tích và bắt đầu một tập trầm tích mới; ii) Bề mặt biển tiến (TS) hoặc bào mòn biển tiến (RS - ravinement surface) hình thành khi tốc

độ tạo không gian tích tụ vượt quá tốc độ cung cấp trầm tích

Hình 4.1 Mặt cắt địa chấn địa tầng tuyến MK07 vuông góc với bờ vùng biển

đông nam Cửa Đại

51

Trong các băng địa chấn nông phân giải cao, miền hệ thống biển thấp (LST) được giới hạn bởi hai ranh giới địa chấn địa tầng:

Thứ nhất là ranh giới dưới của tập (SB) - đặc điểm nổi bật của ranh giới SB trong vùng nghiên cứu thuộc tỉnh Bến Tre là một bề mặt bất chỉnh hợp địa chấn địa tầng rõ nét với đặc trưng là các bề mặt đào khoét mạnh được hình thành trong giai đoạn mực nước biển hạ thấp (Hình 4.3) Bề mặt ranh giới gồ ghề, mấp mô, biên độ phản xạ vừa đến mạnh, độ liên tục tốt phát triển trên toàn vùng nghiên cứu Bên dưới ranh giới là trường sóng hỗn đỗn, đứt đoạn, đôi chỗ quan sát thấy rõ trường sóng xiên chéo của thành tạo tập địa chấn bên dưới bị bào mòn, cắt xén Bên trên ranh giới thường được đặc trưng bởi trường sóng trắng phản xạ mạnh của tướng hoặc trường sóng phân lớp xiên chéo, liên tục tốt, phản xạ mạnh đến trung bình

Thứ hai là ranh giới biển tiến (TS) - đặc trưng là một ranh giới tương đối phẳng, đôi chỗ quan sát thấy hoạt động đào khoét nhẹ hoặc uốn cong theo hình thái ranh giới SB ở bên dưới (Hình 4.3) Bên dưới ranh giới thường có các tập địa chấn phản xạ ngắn, biên độ mạnh hoặc các tập địa chấn liên tục xiên chéo (Hình 4.3) Bên trên ranh giới là tập địa chấn có trường sóng liên tục tốt, á song song đến song song, biên độ phản xạ từ yếu đến mạnh (Hình 4.1, 4.2) Ranh giới này bắt gặp liên tục trên toàn vùng nghiên cứu

Hình 4.2 Mặt cắt tuyến MK102A song song với bờ vùng biển cửa Ba Lai - Cửa Đại

52

Đặc điểm trường sóng địa chấn thay đổi mạnh trong vùng nghiên cứu với các đặc trưng trường sóng: dạng phân lớp á song song đến song song, biên độ phản xạ

từ kém đến mạnh, tính liên tục kém đến trung bình, tần số phản xạ trung bình; dạng lấp đầy trũng địa hình phản xạ trung bình đến kém, song song đến á song song có tính liên tục khá; dạng phản xạ hỗn loạn, liên tục kém, biên độ phản xạ yếu đến trung bình, tần số thấp đến trung bình; dạng phân lớp xiên chéo có tính liên tục tốt đến trung bình, biên độ phản xạ từ kém đến mạnh, tần số trung bình (hình 4.1, 4.2)

Dạng trường sóng phân sớm xiên chéo phân bố rải rác ở khu vực ngoài khơi Cửa Hàm Luông, Cửa Ba Lai Đặc biệt chú ý, sự thay đổi xu thế xiên chéo của trường sóng trong khu vực giữa Cửa Đại và Cửa Ba Lai (hình 4.1, 4.2) cho thấy sự thay đổi của hoạt động lòng sông trong giai đoạn này

4.1.2 Miền hệ thống biển tiến (TST)

Miền hệ thống trầm tích biển tiến bao gồm các tướng trầm tích hình thành trong suốt giai đoạn mực nước biển tương đối dâng với tốc độ lớn hơn tốc độ cung cấp trầm tích, được giới hạn dưới bởi bề mặt biển tiến (TS -transgressive surface) hoặc bề mặt bào mòn biển tiến (RS) và giới hạn trên bởi bề mặt ngập lụt cực đại (MFS - maximum flooding surface)

Trong vùng nghiên cứu, bề mặt ngập lụt cực đại là bất chỉnh hợp phản xạ mạnh đến trung bình, liên tục trong phần bên trong của toàn bộ các mặt cắt (hình4.3) Bên trên ranh giới có trường sóng nghiêng song song với liên tục biên độ phản xạ yếu đến trung bình phủ lên Bên dưới ranh giới đặc trưng bởi trường sóng ngang song song Độ sâu của bề mặt ngập lụt cực đại trong khu vực nghiên cứu dao động từ 18 đến 28m so với mực nước biển hiện tại Bề mặt có dạng nghiêng thoải về phía biển Các đường đẳng sâu hơi lõm sâu về phía lục địa tại trước các cửa sông thuộc hệ thống sông Cửu Long cho thấy trầm tích hiện đại (Holocen muộn - Q23) có bề dày lớn hơn tại các vùng trước các cửa sông Tại độ sâu 20 - 25m nước bề mặt này gần trùng với

bề mặt đáy biển do trầm tích Holocen muộn ở đây rất mỏng Bề mặt này chìm sâu nhất tại khu vực ngoài khơi trước các cửa sông Ba Lai - Hàm Luông

Trong vùng ven biển, mặt cắt đầy đủ của miền trầm tích này chỉ có ở vùng trũng (thung lũng đào khoét), bao gồm các tướng sắp xếp từ dưới lên như sau: cửa sông  đầm lầy  bãi triều  estuary  vũng vịnh Tại các vùng nâng, mặt cắt chỉ có tướng bãi triều