Đặc điểm các thành tạo trầm tích hệ tầng hải hưng, thái bình khu vực quận hải an, thành phố hải phòng phục vụ định hướng quy hoạch xây dựng công trình

LỜI CẢM ƠN Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành KT Xây dựng Công trình thủy với đề tài:“ Đặc điểm các thành tạo trầm tích hệ tầng Hải Hưng, Thái Bình khu vực quận Hải An, thành phố Hải

LỜI CẢM ƠN

Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành KT Xây dựng Công trình thủy với đề

tài:“ Đặc điểm các thành tạo trầm tích hệ tầng Hải Hưng, Thái Bình khu vực quận Hải An, thành phố Hải Phòng phục vụ định hướng quy hoạch xây dựng công trình” đã được hoàn thành với sự giúp đỡ nhiệt tình của Viện Đào tạo Sau đại học,

khoa Công trình thủy, các thầy, cô giáo trường Đại học Hàng Hải, cùng các bạn bè, đồng nghiệp trong và ngoài trường Tác giả luận văn xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ quý báu đó để tác giả hoàn thành tốt nhiệm vụ nghiên cứu của mình

Tác giả luận văn xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy: PGS.TS Phạm Văn Thứ đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo tận tình và cung cấp các thông tin, tài liệu khoa học kỹ thuật cần thiết trong quá trình thực hiện luận văn này

Tuy đã có những cố gắng nhất định, nhưng do thời gian và trình độ còn nhiều hạn chế, vì vậy luận văn còn nhiều thiếu sót Tác giả kính mong Thầy giáo, Cô giáo, Bạn bè & Đồng nghiệp góp ý để tác giả có thể tiếp tục học tập và nghiên cứu hoàn thiện đề tài

Cuối cùng, Tác giả xin được bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, người thân đã quan tâm, động viên và sự khích lệ Tác giả để Luận văn sớm được hoàn thành

Hải phòng, ngày tháng …… năm 2015

Học viên

Mai Thế Ngọc

LỜI CAM ĐOAN

Tên tôi là: Mai Thế Ngọc

Học viên lớp: KT XD CTT 2013-2

Đề tài luận văn cao học:“ Đặc điểm các thành tạo trầm tích hệ tầng Hải Hưng, Thái Bình khu vực quận Hải An, thành phố Hải Phòng phục vụ định hướng quy hoạch xây dựng công trình” được trường Đại học Hàng Hải Việt Nam giao

cho học viên Mai Thế Ngọc, sự hướng dẫn của PGS.TS Phạm Văn Thứ luận văn

đã hoàn thành

Tôi xin cam đoan với Khoa Công trình thủy và Viện đào tạo Sau đại học trường Đại học Hàng Hải đề tài nghiên cứu này là công trình của cá nhân tôi./

Hải Phòng, ngày tháng năm 2015

Tác giả luận văn

Mai Thế Ngọc

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

LỜI CAM ĐOAN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU v

DANH MỤC CÁC BẢNG vi

DANH MỤC CÁC HÌNH vii

CHƯƠNG 1 SƠ LƯỢC ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÍ KINH TẾ NHÂN VĂN, LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT VÀ CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT KHU VỰC 5

1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên khu vực nghiên cứu 5

1.1.1 Vị trí địa lý 5

1.1.2 Đặc điểm địa hình 5

1.1.3 Sông ngòi 5

1.1.4 Điều kiện khí hậu 5

1.1.5 Dân cư 7

1.1.6 Kinh tế nhân văn 7

1.2 Lịch sử nghiên cứu địa chất 9

1.2.1 Giai đoạn trước năm 1954 10

1.2.2 Giai đoạn sau 1954 đến nay 10

1.3 Đặc điểm cấu trúc địa chất khu vực nghiên cứu 12

1.3.1 Địa tầng 12

1.3.2 Kiến tạo 17

1.3.3 Khoáng sản 18

2.2 Một số khái niệm, thuật ngữ và quan điểm sử dụng 22

2.2.1 Cơ sở phân loại đá trầm tích 22

2.2.2 Quá trình thành đá và các quá trình biến đổi đá trầm tích 25

2.2.3 Sự hình thành tính chất địa chất công trình của trầm tích dưới nước trong quá trình thành đá 29

2.3 Các phương pháp nghiên cứu 31

2.3.1 Nhóm phương pháp địa chất 31

2.3.2 Nhóm phương pháp phân tích 32

CHƯƠNG 3 ĐẶC ĐIỂM CÁC THÀNH TẠO TRẦM TÍCH HỆ TẦNG THÁI BÌNH, HẢI HƯNG KHU VỰC QUẬN HẢI AN 34

3.1 Một vài nét về khu vực nghiên cứu 34

3.2 Đặc điểm hệ tầng thái bình khu vực quận Hải An, các thành tạo trầm tích hệ tầng thái bình 43

3.2.1 Đặc điểm hệ tầng Thái Bình ở khu vực Hải An 43

3.2.2 Phụ hệ tầng Thái Bình dưới (Q23 tb1 ) 43

3.2.3 Phụ hệ tầngThái Bình trên (Q2 3 tb2) 51

3.3.3 Lịch sử nghiên cứu Hệ tầng Thái Bình 54

3.4 Đặc điểm các thành tạo trầm tích hệ tầng Hải Hưng (Q21-2hh) 57

3.4.1 Lịch sử nghiên cứu Hệ tầng Hải Hưng 57

3.4.2 Đặc điểm hệ tầng Hải Hưng ở khu vực Hải An (Q21-2 hh) 58

CHƯƠNG 4 MỘT SỐ KIẾN NGHỊ TRONG QUY HOẠCH XÂY DỰNG KHU VỰC NGHIÊN CỨU 69

4.1 Những tiêu chí để xây dựng sơ đồ phân vùng quy hoạch 69

4.1.1 Các chỉ tiêu về cấu trúc địa chất 70

4.1.2 Các chỉ tiêu về thạch học khoáng vật 71

4.1.3 Các chỉ tiêu phân vùng về cơ lý 71

4.2 Đề xuất quy hoạch xây dựng 72

4.2.1 Sơ đồ phân vùng quy hoạch xây dựng 72

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 77

TÀI LIỆU THAM KHẢO 80

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU

khoáng vật

71

4.4 Chỉ tiêu phân vùng theo tính chất cơ lý 71

3.1 Sơ đồ bố trí các công trình khoan khảo sát địa chất công trình

khu vực quận Hải An

3.7 Ảnh mẫu sét bột lẫn cát lấy tại thấu kinh cát trong tập 2; Phụ

hệ tầng Thái Bình 1, phóng đại 80 lần (x80), Nicon vuông góc

(nicon +)

47

3.8 Ảnh mẫu sét bột lẫn cát lấy tại thấu kinh cát trong tập 1 phụ

hệ tầng Thái Bình 1, phóng đại 80 lần (x80), Nicon vuông góc

(nicon +)

47

3.9 Ảnh mẫu sét tập 2, chụp dưới kính HVĐT quet (SEM) 48 3.10 Ảnh mẫu cát tập 3, chụp dưới kính HVĐT quet (SEM) 48 3.11 Giản đồ Ronghen mẫu QN 1; QN 2 chụp trên máy D8-

Advance tại TTPTTN Địa chất, mẫu đất sét chảy dẻo hệ tầng

Thái Bình 1 Mẫu QN 1

49

3.12 Biểu đồ phân tích nhiệt vi sai định lượng mẫu QN 1; QN 2

chụp trên máy STA-PT.1600 tại TTPTTN Địa chất, mẫu đất

sét chảy dẻo hệ tầng Thái Bình 1

50

3.13 Ảnh sét lẫn cát với độ liên kết rất yếu, các mẫu đất phụ hề

tầng Thái Bình trên: a) mẫu lấy ở độ sâu 2m; b) mẫu lấy ở độ sâu 6m, phóng đại 80X, nicon+

53

3.14 Ảnh các lát mỏng cát trong các thấu kính, phụ hệ tầng Hải

Hƣng trên, a) cát trong tập 1, b) cát trong tập 2 Phóng đại

X80, Nicon +

61

3.15 Ảnh lát mỏng a) sét cứng tập 1, b) sét pha cát chảy dẻo, tập 2

thuộc phụ hệ tầng Hải Hƣng trên, phóng đại ( 80x), Nicon (+)

63

3.16 Ảnh KHVDT quét SEM, chụp a) mẫu đất sét cứng, b) mẫu cát

trong tập 1 phụ hệ tầng Hải Hƣng trên

34

3.17 Giản đồ Ronghen mẫu QN 4; QN 5 chụp trên máy

D8-Advance tại TTPTTN Địa chất, a)mẫu đất sét cứng, b) mẫu

sét chảy dẻo, tập 1 phụ hệ tầng Hải Hƣng trên

66

3.18 Biểu đồ phân tích nhiệt vi sai định lƣợng mẫu QN 4; QN 5

chụp trên máy STA-PT.1600 tại TTPTTN Địa chất, mẫu đất

sét cứng QN 4, đất sét chảy dẻo NQ 5, phụ hệ tầng Hải Hƣng trên

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Hải Phòng là thành phố cảng công nghiệp hiện đại; là một trong những đô thị trung tâm trọng điểm quốc gia; đầu mối giao thông quan trọng và là cửa chính ra biển của các tỉnh phía Bắc; một cực tăng trưởng quan trọng của vùng kinh tế động lực phía Bắc; một trọng điểm phát triển kinh tế biển; một trong những trung tâm công nghiệp, thương mại lớn của cả nước và trung tâm dịch vụ, du lịch, thuỷ sản, giáo dục và y tế của vùng duyên hải Bắc Bộ, có tổ chức Đảng và hệ thống chính trị không ngừng lớn mạnh, đời sống nhân dân ngày một cao Hiện nay trong giai đoạn công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước nhiều khu công nghiệp, khu đô thị mới, các công trình xây dựng có quy mô khác nhau đã và đang được xây dựng Chính vì vậy vấn đề quản lý quy hoạch xây dựng trên địa bàn thành phố đang được lãnh đạo thành phố quan tâm chỉ đạo chặt chẽ

Quận Hải An nằm ở phía Đông Nam thành phố Hải Phòng, được thành lập theo Nghị định 106/NĐ-CP ngày 20/12/2002 của Chính Phủ có 8 đơn vị hành chính trực thuộc, gồm các phường: Cát Bi; Đông Hải 1; Đông Hải 2; Đằng Hải; Đằng Lâm; Nam Hải; Thành Tô; Tràng Cát Tổng diện tích là là 88,4 km2, dân số khoảng 77.600 người, điều kiện kinh tế - xã hội của quận rất phức tạp, đặc biệt là kém phát triển so với các quận khác Nhưng với ưu thế là quận mới có quỹ đất nông nghiệp dồi dào, quận Hải An có nhiều thuận lợi trong việc quy hoạch, xây dựng quận theo hướng hiện đại phù hợp với xu hướng phát triển chung và mở rộng của Thành phố

Phía Bắc giáp quận Ngô Quyền và huyện Thuỷ Nguyên, phía Nam giáp sông Lạch Tray và huyện Kiến Thuỵ, phía Đông giáp Sông Cấm có cửa Nam Triệu đổ

ra vịnh Bắc Bộ và huyện Cát Hải, phía Tây giáp quận Ngô Quyền và sông Lạch Tray Với vị trí đó, thì Hải An là quận có các đầu mối giao thông quan trọng của thành phố Hải Phòng, bao gồm các tuyến đường bộ, đường thuỷ (cả đường sông và đường biển), đường sắt và đường hàng không

Mặc dù quận Hải An có vị trí quan trong như vậy, nhưng toàn bộ diện tích của quận là 88,4km2

lại nằm trên vùng đất yếu của hai sông lớn: Sông Lạch Tray

và Sông Cấm Chính vì vậy nghiên cứu các thành tạo địa chất trên diện tích của quận Hải An, từ đó đưa ra các kiến nghị cho việc quy hoạch xây dựng trên địa bàn quận là việc làm cần thiết đáp ứng được nhu cầu phát triển bền vững của quận Hai

An nói riêng và Thành phố Hải Phòng nói chung đang là nhiệm vụ vừa có tính khoa học và ý nghĩa thực tiễn cao hiện nay Để giải quyết vấn đề này Học viên đã

trực tiếp nghiên cứu và chọn đề tài “Đặc điểm các thành tạo trầm tích hệ tầng Hải Hưng, Thái Bình khu vực quận Hải An, thành phố Hải Phòng phục vụ định hướng quy hoạch xây dựng công trình”

2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu là các thành tạo trầm tích bở rời của hệ tầng Hải Hưng

và hệ tầng Thái Bình

Phạm vi nghiên cứu là khu vực quận Hải An thành phố Hải Phòng

3 Mục tiêu và nhiệm vụ của luận văn

3.1 Mục tiêu

Nghiên cứu đặc điểm địa chất, thành phần vật chất các thành tạo hệ tầng Thái Bình, hệ tầng Hải Hưng và mối quan hệ của chúng với một số đặc điểm địa chất công trình, từ đó đưa ra những kiến nghị về quy hoạch xây dựng cho khu vực quận Hải An, thành phố Hải Phòng

Với những kết quả đạt được trong quá trình nghiên cứu, có thể bổ xung và mở rộng áp dụng quy hoạch xây dựng cho thành phố Hải Phòng và các khu vực lân cận có cấu trúc địa chất, địa tầng tương tự

3.2 Nhiệm vụ

Để thực hiện tốt mục tiêu trên, cần giải quyết các nhiệm vụ sau đây:

- Thu thập các tài liệu có liên quan đến nội dung luận văn, nghiên cứu làm rõ cấu trúc địa chất khu vực nghiên cứu, những tồn tại cần được làm sáng tỏ

- Tiến hành khảo sát thông qua hệ thống các lỗ khoan, đã và đang thi công trên khu vực quận Hải An, làm rõ đặc điểm địa chất các thành tạo hệ tầng Thái Bình và hệ tầng Hải Hưng trong khu vực nghiên cứu

- Tiến hành lấy mẫu các loại, gia công phân tích các thông số kỹ thuật làm rõ thành phần vật chất của hai hệ tầng trên, về thành phần thạch học, khoáng vật, kiến trúc cấu tạo

- Tiến hành phân tích các chỉ tiêu cơ lý của các tập đất đá hai hệ tầng Thái Bình và Hải Hưng, tìm ra mối quan hệ giữa các chỉ tiêu này và thành phần vật chất

- Trên cơ sở các kết quả đạt được, tiến hành phân vùng quy hoạch và đưa ra các kiến nghị cần thiết cho công tác quy hoạch xây dựng của quận Hải An

4 Phương pháp nghiên cứu

- Sử dụng các phương pháp nghiên cứu địa chất truyền thống kết hợp các phương pháp nghiên cứu hiện đại để hoàn thành mục tiêu đề ra Đo vẽ các mặt cắt địa chất chi tiết tại khu vực nghiên cứu Khoan khảo sát lấy mẫu

- Phương pháp phân tích mẫu nhằm nghiên cứu thành thần thạch học, khoáng vật và các tính chất cơ lý đất đá

Tổng hợp, hệ thống hoá các kết quả và tài liệu thu được để phân vùng định hướng cho công tác quy hoạch xây dựng

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Nghiên cứu đặc điểm địa chất, thành phần vật chất, vi kiến trúc và cấu tạo các thành tạo trẻ tuổi Đệ Tứ, phục vụ cho quy hoạch xây dựng là việc làm hiện nay ít được nghiên cứu đầy đủ Các nhà xây dựng, hoặc địa chất công trình chỉ quan tâm đến các thông số địa chất công trình (ĐCCT), ít quan tâm đến những vấn đề thành phần vật chất, đặc điểm phân bố của chúng trong khối đất đá Những đặc điểm này

có ảnh hưởng rất nhiều tới các tính chất cơ lý trên Chính vì vậy luận văn này bước đầu đã giải quyết một phần vấn đề có tính khoa học lý thú trên

Về tính thực tiễn, hiện nay quận Hải An Thành phố Hải Phòng đang diễn ra quá trình đô thị hóa rất nhanh Các tuyến đường trung tâm thành phố chạy đến quận như: đường Lạch Tray, Lê Hồng Phong, đường ra đảo Đình Vũ,Cát Bà Có Cảng

Chùa Vẽ, Cảng Cửa Cấm, Cảng Quân sự và một số cảng chuyên dùng khác; Có tuyến đường sắt từ Ga Lạc Viên đến Cảng Chùa Vẽ; Có sân bay Cát Bi với năng lực vận chuyển 210.000 lượt hành khách và gần 2.000 tấn hàng mỗi năm Những công trình xây dựng quan trọng này và nhiều khu đô thị khác đang mọc lên

Để đảm bảo cho quá trình phát triển bền vững, nhất thiết phải có quy hoạch Tuy vậy các sơ đồ quy hoạch đang có hiện nay, chủ yếu dựa trên vị trí địa lý, tính thuận tiện và tạo cảnh quan môi trường mà ít chú ý đến vấn đề nền móng công trình Chính vì vậy một số công trình thi công rất tốn kém trong xử lý móng, đã làm cho giá thành xây dựng rất cao Một số công trình xuống cấp nhanh khi đưa vào sử dụng, do lún, biến dạng Vì vậy kết quả của luận văn sẽ góp phần vào giải quyết các vấn đề có tính thực tiễn trên

du lịch

1.1.4 Điều kiện khí hậu

Nằm trong vành đai nhiệt đới gió mùa nóng ẩm của khu vực ven biển; nên khu vực nghiên cứu chịu ảnh hưởng của gió mùa

Mùa đông lạnh và khô kéo dài từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau

Mùa hè mát mẻ, nhiều mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10 Lượng mưa trung bình hàng năm từ 1.794,7- 1.600mm Tổng số ngày mưa trong năm 115 ngày, Bão th-ường xảy ra từ tháng 6 đến tháng 9

Khí hậu của quận có 2 mùa rõ rệt, mùa mưa và mùa khô, mùa mưa từ tháng 4 đến tháng 9, mùa khô từ tháng 10 đến tháng 3 Xen giữa hai mùa là hai thời kỳ chuyển tiếp

Mùa mưa có lượng mưa nhiều, nắng nhiều Chỉ trong 6 tháng tập trung tới 85% lượng mưa toàn năm Mùa hạ gió bão, mưa nhiều gây úng lụt Mùa mưa lớn tập trung từ tháng 5 đến tháng 9

Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 3, khí hậu khô hanh, xen kẽ những đợt gió mùa Đông Bắc gây mưa phùn và trời trở lạnh Khí hậu tương đối ôn hoà Do nằm sát biển, về mùa đông, Hải An ấm hơn 50C và mùa hè mát hơn 50C so với Hà Nội Nhiệt độ trung bình hàng tháng từ 200C đến 250C, cao nhất có khi lên đến 380

C thấp nhất ít khi dưới 150

C

1.1.5 Dân cư

Với dân số trung bình 106.803 người, quận Hải An có một nguồn nhân lực

lao động rất dồi dào Trong đó số dân trong độ tuổi lao động trẻ chiếm tỷ lệ khá cao

Trục đường giao thông liên tỉnh quan trọng nhất chạy qua địa bàn quận là Quốc lộ 5 nối liền Hà Nội - Hải Phòng, các tuyến đường trung tâm thành phố chạy tới quận như: đường Trần Hưng Đạo, Lê Hồng Phong, đường ra đảo Đình Vũ, Cát Bà; có cảng Chùa Vẽ, cảng Cấm, cảng quân sự và một số cảng chuyên dùng khác;

có tuyến đường sắt từ ga Lạc Viên đến cảng Chùa Vẽ; có sân bay Cát Bi với năng lực vận chuyển 210.000 lượt hành khách và gần 2.000 tấn hàng mỗi năm Sân bay Cát Bi đang là sân bay nội địa hiện đảm nhận vai trò dự bị cho sân bay Nội Bài và

hướng tới xây dựng Cát Bi thành sân bay quốc tế Đây cũng là một trong những điểm lợi thế cần được chú ý khai thác phục vụ phát triển kinh tế - xã hội của quận

1.1.6.2 Kinh tế

Điều kiện kinh tế - xã hội của quận rất phức tạp, đặc biệt là kém phát triển so

với các quận khác, vẫn có một phần lớn là diện tích đất nông nghiệp và đất hoang

hoá, phần còn lại là đất công nghiệp của các khu công nghiệp Đình Vũ và Vũ Yên Nền kinh tế nông công nghiệp xen kẽ, kinh tế dịch vụ chưa phát triển Hiện nay, công nghiệp xây dựng chưa thật tương xứng với tiềm năng, dịch vụ vẫn còn nhỏ lẻ, mang tính nội vùng; nông nghiệp vẫn còn chiếm tỷ trọng lớn trong cơ cấu kinh tế Những lợi thế về du lịch, về nông nghiệp sinh thái, về thuỷ sản có nhiều nhưng ch-

ưa được khai thác Các khu công nghiệp Đông Hải, Đình Vũ phát triển, nhất là khi cảng nước sâu (nếu điều kiện kỹ thuật cho phép) được xây dựng, đi vào hoạt động thì cơ cấu kinh tế Hải An có những thay đổi đáng kể theo đúng xu hướng tích cực với sự đa dạng của các dịch vụ cảng, kho tàng, bến bãi, vận tải và luân chuyển hàng hoá Với những biến đổi đó, sự phát triển, cơ cấu kinh tế của Hải An không chỉ góp phần vào việc hoàn thành được chức năng chung của Thành phố Hải

Phòng là thành phố Cảng

1.1.6.3 Văn hoá

Đời sống văn hóa trên địa bàn quận ngày càng được nâng cao có tổ chức Đảng và hệ thống chính trị không ngừng lớn mạnh Trên địa bàn quận có các bệnh viện, xí nghiệp, đài truyền thanh, bưu điện Có các trường học phổ thông các cấp, trường trung cấp, cao đẳng Trong công cuộc phát triển trong thời đại mới, các khu công nghiệp, các công trình xây dựng ở các quy mô khác nhau đang được xây dựng hàng loạt và ngày càng nhiều Trên địa bàn quận có 56 di tích (đình, chùa, đền, miếu, nhà thờ, từ đường, ) trong đó có 20 di tích lịch sử văn hoá được nhà nước xếp hạng (13 cấp quốc gia, 7 cấp thành phố), nhiều di tích có giá trị về lịch sử văn hoá lớn như: đền Từ Lương Xâm, đền Phú Xá, Phủ Thượng Đoạn được nhân dân suy tôn là 3 trong 4 Tứ linh Từ của huyện An Hải (cũ), ngoài ra còn nhiều kiến trúc đẹp thường thu hút đông đảo nhân dân trong và ngoài quận đến sinh hoạt lễ

hội văn hoá tâm linh như: chùa Vẽ, miếu-chùa Trung Hành, Hạ Đoạn Căn cứ vào

vị trí địa lý, tổ chức hành chính và cơ cấu kinh tế - xã hội, Hải An có cơ cấu kinh tế khá hợp lý theo đặc trưng của một quận nội thành: Công nghiệp - Dịch vụ - Nông nghiệp Hiện nay, công nghiệp xây dựng chưa thật tương xứng với tiềm năng, dịch

vụ vẫn còn nhỏ lẻ, mang tính nội vùng; nông nghiệp vẫn còn chiếm tỷ trọng lớn trong cơ cấu kinh tế Những lợi thế về du lịch, nông nghiệp sinh thái, về thuỷ sản

có nhiều nhưng chưa được khai thác Các khu công nghiệp Đông Hải, Đình Vũ phát triển, nhất là khi cảng nước sâu (nếu điều kiện kỹ thuật cho phép) được xây dựng, đi vào hoạt động thì cơ cấu kinh tế Hải An có những thay đổi đáng kể theo đúng xu hướng tích cực với sự đa dạng của các dịch vụ cảng, kho tàng, bến bãi, vận tải và lưu chuyển hàng hoá Với những biến đổi đó, sự phát triển, cơ cấu kinh

tế của Hải An không chỉ góp phần vào việc hoàn thành được chức năng chung của Thành phố Hải Phòng là thành phố Cảng, Trung tâm công nghiệp và thương mại lớn của cả nước có sức lan toả, tạo động lực phát triển cho các tỉnh duyên hải phía Bắc, mà còn giảm bớt đáng kể mật độ tập trung quá đông các giao dịch vụ vào các quận nội thành cũ và khu trung tâm thành phố Ngoài ra, Hải An phải thực hiện cả việc xây dựng kết cấu hạ tầng cho khu vực nông nghiệp để thực hiện sự chuyển đổi sang nông nghiệp đô thị, sinh thái bền vững ở trình độ kỹ thuật cao, hiện đại Xây dựng quận Hải An cơ bản trở thành đô thị mới, có hạ tầng kỹ thuật văn minh, hiện đại; là đầu mối giao thông đối ngoại của Hải Phòng và các tỉnh phía Bắc; là trung tâm công nghiệp, dịch vụ; có kinh tế, văn hoá, giáo dục, y tế phát triển; là vành đai phòng thủ trọng yếu phía Đông -Nam thành phố, an ninh chính trị

- Trật tự an toàn xã hội được giữ vững, có hệ thống chính trị vững mạnh, đời sống vật chất, tinh thần của nhân dân ngày càng được cải thiện

1.2 Lịch sử nghiên cứu địa chất

Khu vực nghiên cứu nằm trong cấu trúc của vùng Đông Bắc nên có lịch sử nghiên cứu địa chất và khoáng sản của vùng Đông Bắc Nhìn chung lịch sử nghiên cứu địa chất của vùng có thể chia thành các giai đoạn:

1.2.1 Giai đoạn trước năm 1954

Trong phạm vi thành phố Hải Phòng đã có một số công trình nghiên cứu của người Pháp như C.Fuchs (1882) thành lập bản đồ địa chất Đông Dương tỉ lệ 1:4.000.000, trên bản đồ này phần lớn diện tích của thành phố Hải Phòng được vẽ rất sơ sài, chỉ có các thành tạo Cacbon - Permi và hệ Đệ tứ E.Patte (1927) thành lập bản đồ đông bắc Bắc Bộ tỉ lệ 1:200.000 kèm theo chuyên khảo địa tầng Đây là tài liệu có tính hệ thống, tuy nhiên trên diện tích thành phố Hải Phòng tác giả cũng chỉ đề cập đến địa tầng Paleozoi giữa - muộn (D - C) không phân chia, năm 1937, C.Jacob và E.Patte cho xuất bản tờ bản đồ địa chất Hà Nội tỉ lệ 1:500.000, trên vùng Hải Phòng, thực chất các tác giả cũng chỉ dẫn lại tài liệu của E.Patte (1927) Năm 1941 đến 1952, J Fromaget đã cho xuất bản các công trình nghiên cứu địa tầng và cấu trúc địa chất Đông Dương trong đó liên quan đến vùng Hải Phòng

Kế thừa tài liệu của các tác giả trước như E.Patte và R.Jeil, kết hợp với nguồn tài liệu của mình tác giả đã thể hiện được cấu trúc địa chất ở vùng Hải Phòng và mô tả các địa tầng Paleozoi một cách tỉ mỉ hơn

1.2.2 Giai đoạn sau 1954 đến nay

Từ năm 1954 đến nay, mở đầu là nghiên cứu về tiềm năng dầu khí của vùng trũng đồng bằng sông Hồng do S.Ki - tovani (1960) và Đoàn địa chất 36 (1961) tiến hành Từ 1961 đến 1963, các tờ bản đồ trọng lực từ hàng không tỉ lệ 1:5000.000 và 1:200.000 lần lượt được thành lập, là cơ sở đầu tiên để nghiên cứu cấu trúc sau ở khu vực Hải Phòng B.K Golovenoc và Lê Văn Chân (1965) đã phân chia các trầm tích Neogen ở vùng Hải Phòng - Hải Dương thành 2 tầng Trầm tích Đệ tứ gồm tầng Hải Dương chủ yếu là cuội, sỏi nguồn gốc sông, tầng Kiến X-ương hạt mịn có nguồn gốc hỗn hợp sông biển Cơ sở phân chia này chủ yếu dựa vào tài liệu thạch học, hầu như thiếu tài liệu cổ sinh nên chưa có tính thuyết phục cao Tuy vậy, đây là tài liệu đầu tiên phân chia các trầm tích hệ Đệ tứ ở miền Bắc Việt Nam một cách có hệ thống

Bản đồ địa chất và khoáng sản tờ Hải Phòng - Nam Định tỉ lệ 1:200.000 của Hàng Ngọc Kỷ (1978) có nhiều tài liệu thực tế, các tác giả đã phân chia chi tiết các

địa tầng Paleozoi và đặc biệt là với nguồn tài liệu khoan máy, các tác giả đã mô tả các trầm tích Nêogen và hệ Đệ tứ bao gồm 6 phân vị địa tầng và cổ sinh

Bản đồ địa chất Việt Nam tỉ lệ 1:500.000 do Nguyễn Xuân Bao và Trần Đức Lương chủ biên (1982), bản đồ khoáng sản Việt Nam cùng tỉ lệ do Lê Văn Trác và Trần Phú Thành chủ biên (1983) Trên diện tích thành phố Hải Phòng, các công trình trên cũng chủ yếu là hiệu đính tài liệu địa chất và khoáng sản của các công trình có trước mà cơ sở là nguồn tài liệu của Hoàng Ngọc Kỷ và nnk (1978)

Nguyễn Địch Dỹ và nnk (1985) đã thành lập bản đồ hệ Đệ tứ lưu vực sông Hồng và sông Thái Bình trong đó các trầm tích hệ Đệ tứ ở vùng Hải Phòng cũng được phân chia khá chi tiết theo các nguồn gốc Năm 1995, Nguyễn Đức Đại trong công tác đo vẽ bản đồ địa chất và tìm kiếm khoáng sản cho Thành phố Hải Phòng

đã thành lập Bản đồ địa chất 1: 50.000, đây là tài liệu nghiên cứu có hệ thống và chi tiết nhất về các thành tạo Đệ tứ ở khu vực này Các tài liệu lưu trữ nói trên có ý nghĩa quan trọng trong tìm hiểu cấu trúc vùng nghiên cứu

Ngoài những tài liệu có tính chất điều tra tổng hợp về địa chất và khoáng sản của toàn vùng nói trên, còn có hàng loạt các tài liệu nghiên cứu chuyên đề khác như: bài báo “Tam giác châu thổ Sông Hồng và đồng bằng hạ lưu sông Hồng” của Huỳnh Ngọc Hương và Nguyễn Đức Chính (1960) Một loạt bài báo của Nguyễn Đức Tâm như “Bàn về đồng bằng Bắc Bộ” (1968), “Bàn về đồng bằng Việt Nam” (1970), “Bàn về thành tạo đồng bằng Bắc Bộ” của Tô Văn Nhụ (1970), Lê Huy Hoàng (1972), “Động lực châu thổ sông Hông liên quan đến công trình thuỷ điện đầu mối trên sông Đà của R.U.Khaidumov (1976) Nhìn chung, các tài liệu nêu trên đều có đề cập đến địa chất và địa mạo thành phố Hải Phòng nhưng còn khái lược

Về địa mạo - tân kiến tạo: Khu vực Hải Phòng từ trước chưa được nghiên cứu một cách có hệ thống mà chỉ nghiên cứu rời rạc Trước đây đã có công trình nổi tiếng của P.Gourou (1936) với tiêu đề :”Người nông dân đồng bằng Bắc bộ” Từ

1960 - 1970, về địa mạo ở khu vực Hải Phòng đã có nhiều người và cơ quan tâm nghiên cứu như Reganop I.A.(1965), Nguyễn Đức Tâm, Hoàng Ngọc Kỷ, Nguyễn

Ngọc Minh (1978), gần đây nhất là trong atlat của Đào Đình Bắc và Nguyễn Địch

Dỹ (1983-1985) Các tác giả trên dù còn có quan điểm khác nhau, nhưng đã vẽ nên được bức tranh về địa mạo vùng đồng bằng Bắc Bộ nói chung và cùng Hải Phòng nói riêng, đã nêu lên mối liên quan giữa địa hình với hoạt động tân Kiến tạo và các trầm tích Kainozoi

Công tác nghiên cứu địa vật lý ở vùng Hải Phòng cũng được chú ý trong những năm gần đây Từ năm 1960 trên diện tích thành phố Hải Phòng đã tiến hành

đo từ ở tỉ lệ 1:200.000 (vùng phủ) sau đó Đoàn 36, Đoàn 209 đã tiến hành công tác

đo trọng lực và đo sau diện Công tác đo carota lỗ khoan được tiến hành ở một số

lỗ khoan của đoàn 36K, Đoàn 37, Đoàn 58 Đo xạ đường bộ được Đoàn 204 tiến hành ở tỉ lệ 1:200.000 Công tác đo xạ cho thấy cường độ phóng xạ ở vùng đá gốc thuộc khu vực thành phố Hải Phòng biến đổi không lớn và không có dị thường nào Riêng vùng ven biển có chứa sa khoáng inmenit thì cường độ thể hiện khá rõ Các kết quả nghiên cứu về từ đã được trình bày trong báo cáo từ hàng không (J.U.Jvarikov, 1962), do địa vật lý vùng trũng Hà Nội (Hồ Đắc Hoài, Đỗ Văn Lu),

đo tham số địa vật lý vùng thành phố Hải Phòng được Nguyễn Kim Bôi (1978) thực hiện

Nhìn chung, tài liệu các loại đề cập đến việc nghiên cứu điều tra địa chất vùng Hải Phòng dù ở mức độ nào cũng giúp ích, định hướng cho chúng tôi nghiên cứu đúng đắn về địa chất, địa chất công trình trên khu vực địa bàn thành phố Hải Phòng nói chung và tại quận Hải An nói riêng

1.3 Đặc điểm cấu trúc địa chất khu vực nghiên cứu

Để viết phần địa chất khu vực chúng tôi dựa trên tài liệu bản đồ địa chất Thành phố Hải Phòng tỷ lệ 1: 50.000, do Nguyễn Đức Đại làm chủ biên, thành lập năm 1995, [8] có bổ xung các tài liệu nghiên cứu địa chất Đệ Tứ mới nhất của thông qua các kết quả khoan nghiên cứu địa chất công trình vùng nghiên cứu

1.3.1 Địa tầng

Nhìn chung khu vực nghiên cứu bị phủ bởi các thành tạo Đệ Tứ Việc mô tả

các phân vị địa tầng vùng nghiên cứu được thực hiện thông qua các tài liệu lỗ

khoan và các tài liệu quan sát trên mặt, có đặc điểm như sau:

GIỚI KAINOZOI (KZ)

HỆ NEOGEN, THỐNG PLIOXEN

HỆ TẦNG VĨNH BẢO (N22 vb) Các thành tạo của hệ tầng không lộ trên mặt địa hình, địa tầng được quan sát tại lỗ khoan LK 6 HP Thành phần thạch học của hệ tầng từ dưới lên trên gồm các

đá sau: Bột kết, cát kết, sạn kết màu xám, xám xi măng, có xen các thấu kính than nâu dày 0,3 - 0,5 m Tập hợp bào tử phấn hoa thường gặp là Dodorapus; Myrca; Taxus, Beltula , Hóa đá vi cổ sinh động vật thường gặp: Quiqueloculima sp; Ammoniobeccarii Chiều dày của hệ tầng gặp nước > 15m

HỆ ĐỆ TỨ, THỐNG PLEISTOXEN , PHỤ THỐNG DƯỚI

HỆ TẦNG LỆ CHI (am Q1 lc)

Các thành tạo hệ tầng Lệ Chi (am Q1 lc) không lộ trên mặt địa hình, chỉ gặp

ở LK 2, LK 6 Thành phần thạch học từ dưới lên trên bao gồm cát bột lẫn sạn sỏi, cuội nhỏ màu xám xi măng, màu xám, ở phần cao khá giàu mụn thực vật, có chứa

các thấu kính than bùn Các thành tạo của hệ tầng thuộc tướng sông, biển Chiều

dày của hệ tầng trong các lỗ khoan thay đổi từ 13-69m

cứ vào thành phần thạch học và trầm tích có thể chia hệ tầng Hà Nội thành hai phụ

hệ tầng: phụ hệ tầng Hà Nội dưới (a Q 2 1 hn 1 ) và phụ hệ tầng Hà Nội trên (am Q 2 1

hn 2 )

Phân hệ tầng Hà Nội dưới (a Q 2

1

hn 1 ) Thành phần thạch học của phân hệ tầng Hà Nội dưới bao gồm: Cát, cuội, sạn

hạt nhỏ màu xám xi măng Thành phần cuội chủ yếu là thạch anh và trầm tích silit

Kích thước cuội sạn từ 2-5mm, độ mài tròn chọn lọc kém Chiều dày của phụ hệ tầng dưới mỏng từ 5 - 64 m Trong các đá của phân hệ tầng có chứa tập hợp bào tử

phấn hoa Polypodim, Pterit, Lyatheo Các thành tạo trên đặc trưng cho tướng sông

(a)

Phân hệ tầng Hà Nội trên (am Q 2

1

hn 2 ) Các thành tạo phân hệ tầng Hà Nội trên có thành phần thạch học chủ yếu

bao gồm bột cát, cát sét màu xám sáng lẫn ít mùn thực vật và các vẩy mica Trong các thành tạo này không phát hiện các hóa đá động vật Tập hợp bào tử phấn hoa

thường gặp là Dicksonia, Taxodium, Sequoia Các thành tạo trên đặc trng cho

tướng sông (a) biểm (m) Chiều dày của phân hệ tầng Hà Nội trên giao động từ 4 đến 27m

vp) do Hoàng Ngọc Kỷ và Nguyễn Đức Tâm

xác lập năm 1973, khi nghiên cứu các tích tụ này ở vùng Vĩnh Yên- Phúc Yên Theo các tác giả trên tầng Vĩnh Phúc có hai phần khá rõ Phần dưới có nguồn gốc sông biển (am Q22

rất nghèo, đôi khi gặp Bolivina sp, Quinqueloculina sp, Pseudorotalia sp Bào tử phấn hóa gặp Pterix, Larix, Comparitac Các thành tạo trên đặc trưng cho tướng

sông - biển Chiều dày của phân hệ tầng dưới là 4-48m

Phân hệ tầng trên (ma Q 2 2 vp 2 )

Các thành tạo hệ tầng Vĩnh Phúc trên thuộc tương trầm tích biển - sông, bao gồm sét bột, cát hạt nhỏ - hạt vừa, màu xám sáng, xám vàng Ở vùng bắc Thủy Nguyên (ngoài vùng nghiên cứu), thung lũng Gia Luân phần trên mặt bị phong hóa

có màu sắc loang lổ Hóa đá động vật nghèo nàn, chỉ gặp Cibicides sp,

Quinqueloculina sp, Ammonia sp Chiều dày của phân hệ tầng trên là 3-12m Tổng

chiều dày của hệ tầng Vĩnh Phúc là 61,2m

HỆ ĐỆ TỨ, THỐNG HOLOXEN, PHỤ THỐNG DƯỚI - GIỮA

Holoxen sớm giữa (Q21-2hh) Nguồn gốc thành tạo của tầng Hải Hưng được xác

định là trầm tích đầm lầy hồ, ở giai đoạn muộn hơn là tích tụ biển, hồ lục địa

Trong phạm vi thành phố Hải Phòng, khối lượng của hệ tầng Hải Hưng bao gồm tích tụ biển (m Q2

Bề dày của trầm tích biến đổi từ 10-29,5m Hệ tầng bao gồm 2 phụ hệ tầng:

1-2

hh 1 )

Trầm tích biển- đầm lầy (mb Q 2 1-2 hh 1 ): Bao gồm 2 tập:

- Tập 1: Bột cát hạt mịn, màu xám sẫm, xám đen có chứa lẫn tàn tích thực vật, dày 3,5m

- Tập 2: Bột sét, sét bột màu xám đen dày 19,5m

Theo các tài liệu cho thấy đây là trần tích tướng vũng vịnh ven biển bị đầm lầy hoá, có chứa các di tích cổ sinh như: Pseudorotalia Schroenteriana; Lagena.sp

và di tích tảo ngọt - lợ thường gặp trong trầm tích biển tuổi Holocen sớm - giữa Trong các lỗ khoan của phụ tầng Hải Hưng dưới thường nằm bất chỉnh hợp

lên bề mặt phong hoá của hệ tầng Vĩnh Phúc (maQvp)

Trầm tích biển (m Q 2 1-2 hh 1 )

Mặt cắt của hệ tầng được mô tả tại Đại Hà - Kiến Thuỵ - Hải Phòng, thành phần là cát hạt nhỏ, cát hạt mịn lẫn vẩy mica, có ít tàn tích thực vật có màu sáng, xám sẫm chứa Lagena.sp,bào tử phấn Osmunda

Đường kính hạt trung bình: Md = 0,125- 0,15 Độ chọn lọc trung bình đến

Theo kết quả phân tích độ hạt, thành phần sét chiếm 40- 60%, bột 30- 38%, còn lại là cát

Đường kính trung bình: Md = 0,012; Độ chọn lọc kém So = 2,8 -3; Độ pH = 6,91- 7

Bề dày của phụ tầng 6,5m ở các độ sâu 9m và 11m gặp các di tích cổ sinh vật: Spiroloculina.sp

Theo xác định của Đỗ Văn Long, trầm tích tương ứng với môi trường biển ven bờ, khoảng tuổi Holocen sớm- giữa

Ở vùng An Hải lộ ra trầm tích sét lẫn cát xen thấu kính sét màu xám, xám xanh, xám vàng bị phong hoá nhẹ, sét có màu sắc hơi loang lổ

Trong khu vực nghiên cứu các thành tạo hệ tầng Thái Bình lộ rộng rãi trên mắt địa hình Các thành tạo này được thành tạo ở tường sông, sông hồ và chia thành hai phân hệ tầng

Phân hệ tầng dưới hệ tầng Thái Bình (m.am Q2

3

tb) Các thành tạo phân hệ tầng dưới hệ tầng Thái bình phân bố rộng rãi bao gồm

các các tướng: tướng trầm tích biển, cát, cát lẫn vẩy mica màu nâu, nâu xám Trầm tích sông biển bột sét, bột cát màu nâu, nâu xám Chiều dày phân hệ tầng dưới là 1-16m

Phân hệ tầng Thái Bình trên (ma,ab,m Q 2 3 tb 2 )

Các thành tạo phân hệ tầng Thái Bình trên phân bố hẹp mang tính cục bộ tại

những khu vực có địa hình thấp Thành phần thạch học phức tạp, phụ thuộc vào môi trường lắng đọng Tướng trầm tích biển gồm cát, bột màu xám có lẫn vẩy mica Tướng biển sông gồm cát bột màu nâu xám Tướng trầm tích sông đầm lầy

có bột cát hạt mịn, sét chứa mùn tực vật Tướng trầm tích sông có bột sét cát màu nâu xám Trầm tích tướng biển gió có cát hạt mịn màu xám độ chọn lọc tốt Nhìn chung các thành tạo này có tinh phân di rất rõ trong không gian Chiều dày của phụ

hệ tầng từ 0-12,8m

Trong luận văn này đối tượng nghiên cứu chính là các thành tạo của hai hệ tầng: Hệ tầng Hải Hưng và hệ tầng Thái Bình, các thành tạo này sẽ được trình bày chi tiết tại khu vực Quận Hải An, thành phố Hải Phòng ở chương III

1.3.2 Kiến tạo

Trong diện tích nghiên cứu không lớn bao quanh khu vực Quận Hải An và một số quận huyện lân cận của Thành phố Hải Phòng, với diện tích khoảng 380km2 Vì vậy các vấn đề nghiên cứu về kiến tạo gặp nhiều khó khăn Với mục tiêu nghiên cứu các thành tạo trầm tích Đệ Tứ phục vụ cho quy hoạch xây dựng, trong luận văn này về kiến tạo học viên chỉ phân chia các tầng kiến trúc, căn cứ vào đặc điểm cấu trúc của vùng Vùng nghiên cứu chỉ có một tầng kiến trúc Kainozoi, được chia thành 2 phụ tầng kiến trúc: Phụ tầng kiến trúc dưới và phụ tầng kiến trúc trên

1.3.2.1 Phụ tầng kiến trúc dưới

Tầng kiến trúc này trong vùng chỉ gặp các thành tạo của hệ tầng Vĩnh Bảo

Những khu vực khác ở đồng bằng Bắc Bộ có cả hệ tầng Phan Lương Các lỗ khoan sâu cho thấy tầng cấu trúc này có bề dày từ 250-1000m (theo tài kiệu vật lý) Tầng cấu trúc này bị phủ kín Trong khu vực nghiên cứu chỉ gặp ở một vài lỗ khoan ở độ

sâu 63-65m

Cấu thành tầng cấu trúc này bao gồm các trầm tích tướng lục địa, bao gồm trầm tích trong các thung lũng và vùng vịnh Các đá của tầng trầm tích này bị biến đổi mạnh ở giai đoạn hậu sinh, thế nằm thoải 15o

, tại những nơi chịu ảnh hưởng của đứt gẫy dưới móng, thế nằm của đá thay đổi từ 25-30o Phụ tầng cấu trúc dưới được thành tạo trong giai đoạn biển tiến vào lục địa

1.3.2.2 Phụ tầng kiến trúc trên

Phụ tầng kiến trúc trên bao gồm các trầm tích có tuổi từ Pleistoxen sớm cho đến ngày nay Bao gồm các trầm tích của hệ tầng Lệ Chi, Hà Nội, Vĩnh Phúc, Hải Hưng và Thái Bình Bao gồm các trầm tích thành phần phức tạp xen lẫn trầm tích sông, biển, hồ và đầm lầy, liên quan với các quá trình biển tiến và biển thoái trong

Kỷ Đệ Tứ Phần lớn các thành tạo này ở trạng thái bở rời hoặc đang trong quá trình thành đá Mức độ thành đá tăng dần từ hệ tầng Thái Bình đến hệ tầng Lệ Chi Chiều dày của phụ tầng cấu trúc có nơi đạt trên 100m

Trong quá trình đô thị hóa và phát triển kinh tế, hầu hết các hoạt động đều diễn ra trên bề mặt của phụ tầng cấu trúc trên Chính vì vậy nghiên cứu chi tiết các thành tạo này là nhiệm vụ đặt ra cho nội dung luận văn

1.3.3 Khoáng sản

Trong khu vực nghiên cứu có diện tích hẹp, nằm ở vùng ven rìa đồng bằng Bắc Bộ, có địa hình thấp, không lộ đá móng, do vậy rất nghèo khoáng sản Theo kết quả tìm kiếm trong đo vẽ bản đồ địa chất tỷ lệ 1:50.000 thành phố Hải Phòng Các tác giả đã xác định được 3 mỏ sét gồm sét gạch ngói và sét xi măng, các mỏ có đặc điểm sau:

1.3.3.1 Mỏ sét gạch ngói Cát Bi

Mỏ có diện tích 3,5 km2, Nằm trong khu vực Tràng Cát, quận Hải An, Thành phố Hải phòng Tọa độ 20o

49' 45'' vĩ độ bắc và 106o 43' 45'' kinh độ đông Năm 1990 đoàn địa chất Hà Nội đã tiến hành tìm kiếm cho thấy sét nằm trong các thành tạo hệ tầng Thái Bình Trữ lượng cấp P2 là 3.969.000m3 Từ năm

1991 sét gạch ngói ở đây đã khai thác làm gạch ngói xây dựng

1.3.3.2 Mỏ sét xi măng sông

Mỏ sét nằm ở xã Dương Quan huyện Thủy Nguyên Hải phòng, cách trung

tâm thành phố 3 km về phía đông Tọa độ địa lý khu mỏ 20o 31' 08'' đến 20o 53' 38''

vĩ độ bắc, kinh độ 106o

40' 30'' đến 106o 45' 00'' kinh độ đông Mỏ được phát hiện năm 1986 với diện tích 4,3km2 Năm 1990 đoàn địa chất Hà Nội tìm kiếm cho thấy: khu vực mỏ có cấu trúc địa chất đơn giản, phát triển trên hệ tầng Thái Bình Sét có chất lượng tốt, đáp ứng được yêu cầu làm nguyên liệu sản xuất xi măng Trữ lượng P2 27.853.800 tấn

Tóm lại khu vực quận Hải An là vùng đồng bằng Khu vực này đang trong quá trình đô thị hóa nhanh, là đầu mối giao thông của thành phố Hải Phòng cả đ-ường thủy, đường không và đường bộ Khu vực nghiên cứu có cấu trúc địa chất đơn giản, chủ yếu lộ trên mặt là các thành tạo hệ tầng Thái Bình Quá trình đô thị hóa diễn ra trên diện phân bố của hệ tầng này Chính vì vậy nghiên cứu làm rõ cấu trúc địa chất, thành phần vật chất của các thành tạo hệ tầng Thái Bình và phía dưới sát chúng là hệ tầng Hải Hưng sẽ góp phần định hướng cho quy hoạch xây dựng cho khu vực nói trên

cát giàu sa khoáng Inmenit, Ziriacon

ximăng, sét gạch ngói

Các thông số địa vật lý đặc tr-ng cho tầng : Điện trở dọc òt(Om) = 17.9, C-ờng độ phóng xạ tự nhiên (x/p) = 47.3, c-ờng độ phóng xạ nhân tạo (xg/p) = 108.3

Lỗ khoan sâu ; có gặp các dạng vi sinh sau : Lagena cf.Striaat arb.Trilaculinatricarina Orb , Lagena sp , Bulimina sp , Nonionclla sp , tập hợp bào tử phấn : Cyathea, Taxus , Manus , Hibiseus , Sannerlia , Taxodium.

gặp các dạng: Microfauna; sau Elphidium hispidulum, Nonion sp, Lagena sp, Amômniabeccarii.

-Trầm tích biển- đầm lầy (mb IV hh 1 ) : bột sét, bột cát, cát sét lẫn mùn thực vật màu xám đen, đen Khoáng sản liên quan: than bùn Trong tầng bắt gặp các dạng hoá đá vi động vật sau: Elphidium sp, Pseudorotlla sp, Ammonia sp, Nonion sp, Gladulian laevigata Orb…Tập hợp bào tử phấn: Osmunda, Palypodium, Sequoia , toxodium, Ginkgo…Di tích tảo nghèo, bảo tồn kém, chỉ gặp vai dạng: Navicala sp, Nitoschia sp, Pinularia sp, Laloncis sp Các thông số địa vật lý đặc tr-ng cho tầng : Điện trở dọc òt(Om) = 17.9, c-ờng độ phóng xạ tự nhiên (x/p) = 135.9 , c-ờng

độ phóng xạ nhân tạo (xg/p) = 644.9.

bắc Thuỷ Nguyên, thung lũng Gia Luận phần trên mặt bị phong hoá, có màu sắc loang lổ Khoáng sản liên quan: sét gốm, sét gạch ngói Hoá đá động vật rất nghèo chỉ gặp vài dạng sau: Cibicides sp., Quinqueloculina sp; Ammonia sp;

Disicorbis sp; bào tử phần trong tầng: Sphaylum, Caanbis, Palypodium, Taxadium, Pinus, Cyathea, Sequoia…

nhỏ thạch anh silic màu xám, xám vàng Hoá đá vi cổ sinh động vật rất nghèo gặp vài dạng: Bilivina sp;

Quinqueloculina sp; Pseudorotulia sp; Sigmoilina sp; bào tử phần trong tầng: Pterix, Larix, Comporitac, Mibiscus, selaginella, chenopodium… Hầu như không gặp di tích tảo Các thông số địa vật lý đặc tr-ng cho tầng: Điện trở dọc òt(Om) = 41.9, c-ờng độ phóng xạ tự nhiên (x/p) = 121.8 ,c-ờng độ phóng xạ nhân tạo (xg/p) = 537.2

thực vật vẩy mica.

Hầu nh- không gặp hoá đá động vật Tập hợp bào tử phấn trong tầng: Dicksonia.Taxodium, Sequoia, Malvaceae, Grminoe, Quereus, Cryplomeria, Lyndsaya, Norus, Palmae…, Tảo: centraphaceae.

Thành phần : sạn, sỏi, cuội, thạch anh silic.

Hệ tầng Vĩnh Bảo:Bột kết, cát kết, sạn kết màu xám, xám xi măng ở LK6.HP có các lớp mỏng than nâu dày 0.3 - 0.5m.

Tập hợp bào tử phấn th-ờng gặp trong tầng: Dodorapus, Myrca, Taxus, Beltula, Bombax Taxodium, Ilex, Larix, Quecus, Alnus, Rhus sp, Myrtas sp, Tsuga

Hoá đá vi cổ sinh động vật th-ờng gặp các dạng sau: Quinquelucalina sp, Ammoniabeccarii (Lin) Nonion sp, Cibicides

sp, Ostracoda, Pseudorotalia sp, Asterorotalia sp, Noninella sp

Các thông số địa vật lý đặc tr-ng cho tầng: Điện trở dọc òt (Om) = 60.67, c-ờng độ phóng xạ tự nhiên (x/p)=117.9, c-ờng độ phóng xạ nhân tạo (xg/p) = 489.3

Q IVtb2 33

3

3 3 3

CHƯƠNG 2

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Phương pháp luận và cơ sở xây dựng hệ phương pháp nghiên cứu

Đề tài thực hiện dựa trên cơ sở nghiên cứu đặc điểm các thành tạo trầm tích hệ tầng Hải Hưng và hệ tầng Thái Bình để định hướng cho quy hoạch xây dựng phát triển đô thị Đối tượng nghiên cứu là các đá trầm tích trẻ, tuổi Đệ Tứ trên địa bàn quận Hải An Thành Phố Hải Phòng Các thành tạo này lộ ngay trên mặt địa hình (hệ tầng Thái Bình), hoặc phân bố ở độ sâu không lớn, ngay phía dưới các thành tạo hệ tầng Thái Bình, đó là hệ tầng Hải Hưng Vì vậy thông qua các khảo sát địa chất trên mặt và thông qua các kết quả khoan với độ sâu < 100m, chúng ta có thể tiếp cận với các đối tượng nghiên cứu Mặt khác các thành tạo Đệ Tứ như chúng ta

đã biết, đó là các trầm tích hiện đại, hầu hết các đá đều ở trạng thái bở rời, hay nói cách khác chúng đang trong giai đoạn thành đá (giai đoạn biến vật liệu trầm tích thành đá trầm tích) chính vì vậy đối với các thành tạo này cần có hệ phương pháp nghiên cứu thích hợp, đó là hệ phương pháp nghiên cứu các đá trầm tích Nghiên cứu các đá trầm tích phục vụ cho quy hoạch xây dựng có những nét khác biệt với nghiên cứu địa chất phục vụ cho công tác tìm kiếm quặng hóa Kết quả nghiên cứu trong luận văn này phải phân chia ra được trên diện tích quận Hải An những khu vực có chung những điều kiện địa chất công trình, để kiến nghị trong quy hoạch xây dựng Nghĩa là luận giải vấn đề có liên quan đến Địa chất công trình trên cơ sở nghiên cứu thành phần vật chất, kiến trúc, cấu tạo của các tầng đất đá có liên quan trực tiếp với các công trình xây dựng

Để giải quyết vấn đề trên cần nghiên cứu là làm rõ quy luật phân bố, đặc điểm thành phần thạch học, khoáng vật, kiến trúc cấu tạo và mối liên hệ giữa các đặc điểm trên với các thông số địa chất công trình, từ đó đưa ra các kiến nghị cụ thể trong quy hoạch xây dựng đô thị trên địa bàn quận Hải An

2.2 Một số khái niệm, thuật ngữ và quan điểm sử dụng

2.2.1 Cơ sở phân loại đá trầm tích

Đá trầm tích là những thể địa chất phát sinh ở bề mặt quả đất, thành tạo từ các sản phẩm phong hóa, hoặc do hoạt động của sinh vật, trải qua quá trình biến đổi lâu dài, phức tạp, chịu ảnh hưởng của các yếu tố nội và ngoại sinh

Phân loại đá trầm tích là một trong những vấn đề cơ bản nhất trong nghiên cứu đá trầm tích Mục đích của phân loại đá trầm tích là căn cứ vào các đặc điểm

tự nhiên của đá để sắp xếp phân chia một cách có hệ thống và tiện lợi nhất trong quá trình nghiên cứu và sử dụng các đá trầm tích Năm 1958; 1972 M.S Svetxop

và tập thể các tác giả nghiên cứu trầm tích đã đề xuất cách phân loại đá trầm tích thành 3 nhóm cơ bản như sau:

giác tùy theo hàm lượng tương đối của các thông số trên để chia ra các kiểu cát kết khác nhau

Hình 2.1 Biểu đồ phân loại cát kết của F.J Pettijohn, 1973

Hình 2.2: (a) Biểu đồ phân loại cát kết của Pettijhon F và nnk (1972);

(b) biểu đồ phân loại các trầm tích lục nguyên của Herron M (1988)

Ngoài việc phân loại cát theo thành phần mảnh vụn, các tác giả Pettijohn F J., Potter P E và Siever R (1972) đề nghị dùng biểu đồ có toạ độ log(Na2O/K2O) – log(SiO2/Al2O3) (Hình 2.2a) để phân loại các cát và cát kết theo thành phần hóa học Tỉ số SiO2/Al2O3 phản ánh sự phong phú của thạch anh, các khoáng vật sét

và lượng felspat; còn tỉ lệ Na2O/K2O phản ánh trong đá có mặt chủ yếu plagioclas natri hay các khoáng vật tạo đá chứa kali (felspat kali và mica) Các trầm tích càng được vận chuyển đi xa (lắng đọng xa nguồn) thì có khuynh hướng ngày càng giàu thạch anh hơn, tạo nên cát kết trưởng thành Cát kết chưa trưởng thành có tỉ lệ SiO2/Al2O3 thấp hơn so với cát kết trưởng thành Trên cơ sở tỉ lệ Na2O/K2O, cát kết chưa trưởng thành giàu kiềm được chia ra 2 nhóm: arkoz và arenit

Đối với nền móng công trình, tính cơ lý của đất cát, đá cát kết hoàn toàn phụ thuộc vào số lượng mảnh vụn, loại mảnh vụn, kích thước mảnh vun, đặc điểm phân bố mảnh vụn, hình thái mảnh vụn Phụ thuộc vào các kiểu xi măng, thành phần xi măng Phụ thuộc vào độ lỗ hổng, phụ thuộc vào vật chất hữu cơ chứa trong cát, phụ thuộc vào chiều dày của tầng cát kết

2.2.1.2 Đá trầm tích sét

Là sản phẩm của quá trình phong hoá các đá giàu khoáng vật alumosilicat và chuyển thành các khoáng vật hoàn toàn mới Trầm tích sét không phải là sản phẩm của quá trình phong hoá cơ học cũng như không được lắng đọng từ dung dịch thật,

mà chúng được lắng đọng do sự ngừng keo, hoặc thành tạo bằng con đường khác

Đá sét chứa chủ yếu là các khoáng vật sét

Các đá trầm tích sinh hóa không gặp trong các lỗ khoan của hai hệ tầng trên Trong một số lát mỏng có thể quan sát được trong xi măng cát kết có mặt của carbonat vi hạt của calcit, với số lượng không đáng kể

2.2.2 Quá trình thành đá và các quá trình biến đổi đá trầm tích

Quá trình vật liệu trầm tích sau khi lắng đọng biến đổi thành đá trầm tích gọi

là quá trình thành đá Mức độ bền vững của đá móng hoàn toàn phụ thuộc vào mức

độ thành đá Quá trình thành đá xảy ra các quá trình ép nến, tái kết tinh, hình thành khoáng vật mới, mất nước và phân bố lại thành phần vật chất Nghiên cứu các đá trầm tích hiện đại, đây là một chỉ tiêu quan trọng không những cho Địa chất công trình, mà còn cả cho nghiên cứu dầu khí và tìm kiếm khoáng sản Sự biến đổi của các vật liệu trầm tích sau khi lắng đọng là một vấn đề vô cùng phức tạp, có liên quan với tính chất của vật liệu trầm tích, điều kiện hoá lý của môi trường trầm tích

và cả với hoạt động của vi sinh vật Thời gian xảy ra quá trình thành đá thường rất dài có thể tới hàng chục vạn năm hoặc lâu hơn, nhưng có khi lại hết sức nhanh chóng trong vài ngày (R.Moberly, 1971) hoặc vài tháng (G.M.Friedman) Nghiên cứu quá trình thành đá không chỉ đơn thuần nghiên cứu các đá trầm tích trong các địa tầng cổ mà cần phải nghiên cứu cả những trầm tích hiện đại

2.2.2.1 Những nhân tố ảnh hưởng đến quá trình thành đá Thành phần vật liệu trầm tích

Trong số những nhân tố ảnh hưởng đến quá trình thành đá thì thành phần vật liệu trầm tích có ý nghĩa lớn nhất Vật liệu tạo thành đá trầm tích gồm 3 nhóm có

độ hạt và tính chất khác nhau nên cường độ và tính chất của quá trình thành đá cũng khác nhau Nhóm vật liệu vụn khá bền, trong quá trình thành đá bị biến đổi rất ít và chủ yếu là việc gắn kết chúng bằng xi măng Nhóm vật liệu keo rời rạc chứa nhiều nước, trong quá trình thành đá bị nén chặt, mất nước độ hổng giảm đi,

có hiện tượng sắp xếp lại các thành phần và tái kết tinh thành các hạt lớn hơn Vật liệu keo vô định hình trong quá trình thành đá sẽ kết tinh thành tinh thể, tinh thể nhỏ biến thành tinh thể lớn Các vật liệu trầm tích trong một bể trầm tích thường đ-ược mang đến từ nhiều nguồn khác nhau, nên tính chất hoá lý của chúng cũng khác

biệt nhau, ở trong bể trầm tích giữa các vật liệu, giữa vật liệu và môi trường tác dụng với nhau hình thành tổ hợp khoáng vật mới, đó là một yếu tố quan trọng của quá trình thành đá Vật liệu hữu cơ là một bộ phận của vật liệu trầm tích Vật liệu hữu cơ ngoài tác dụng tạo đá như đá vôi sinh vật, than, dầu, hoạt động của thế giới sinh vật có thể coi là nhân tố quan trọng ảnh hưởng đến tính chất hoá lý của môi trường làm thay đổi điều kiện môi trường và làm thay đổi cả tính chất của vật liệu trầm tích nữa Sự phân bố vật liệu hữu cơ trong trầm tích có quan hệ mật thiết với

độ hạt Hàm lượng vật chất hữu cơ nhiều nhất có trong sét màu đen, sau đó đến bột, cát, còn cuội thì rất nghèo, trong quá trình thành đá sinh vật có khả năng trực tiếp làm biến đổi thành phần trầm tích Hoạt động của sinh vật có tác dụng làm thay đổi rõ rệt điều kiện hoá lý của môi trường, đặc biệt là độ pH và Eh ảnh hưởng của vật liệu hữu cơ đối với các loại trầm tích khác nhau cũng rất khác nhau và ở các giai đoạn của quá trình thành đá cũng khác nhau, ở giai đoạn đầu của quá trình thành đá và ở phần trên của lát cắt trầm tích thì hoạt động của sinh vật là nhân tố chủ yếu Còn ở những giai đoạn sau và nơi sâu hơn thì hoạt động của sinh vật giảm dần hoặc không đáng kể Vai trò của vật liệu hữu cơ đối với các loại của vật liệu trầm tích cũng khác nhau ảnh hưởng của nhiệt độ và áp suất còn tuỳ thuộc vào độ hạt của vật trầm tích Quá trình nhấn chìm xuống sâu làm nhiệt độ và áp suất tăng dần, vật liệu trầm tích bị mất nước, thể tích thu lại, đá bị nén chặt hơn

2.2.2.2 Những biến đổi xảy ra trong quá trình thành đá

Các vật liệu trầm tích sau khi lắng đọng vẫn ở trạng thái rời rạc hoặc bùn nhão, quá trình làm biến đổi chúng thành đá trầm tích rắn chắc gọi là quá trình thành đá Những tác dụng chủ yếu xảy ra trong quá trình thành đá là tác dụng gắn kết, tác dụng nén chặt, tác dụng tái kết tinh

Tác dụng gắn kết: Là một quá trình quan trọng nhất đối với nhóm đá vụn Các vật liệu như cuội, cát, bột được các vật liệu khác nằm ở khoảng trống gắn kết lại, các vật liệu đó được gọi là xi măng Tác dụng gắn kết thường phụ thuộc vào thời

gian, tác dụng gắn kết có thể xảy ra ngay sau khi trầm tích (xi măng đồng sinh)

hoặc có thể muộn hơn, khi vật liệu vụn đó được lắng đọng và liên tiếp có các trầm

tích trẻ hơn (xi măng thành đá) kéo dài đến tận quá trình biến đổi sau thành đá (xi măng hậu sinh) Thời gian gắn kết dài thường tạo nên xi măng hỗn hợp cả về thành phần lẫn kiểu xi măng

Tác dụng nén chặt: Trong quá trình thành đá vật liệu trầm tích luôn bị nhấn chìm, dưới tác dụng của áp suất thuỷ tĩnh do các trầm tích trẻ hơn phủ lên và cả cột nước trong bể trầm tích, các vật liệu trầm tích, đặc biệt là vật liệu mịn bở rời gắn lại với nhau tạo thành đá rắn chắc Cường độ nén ép các vật trầm tích phụ thuộc vào bề dày lớp trầm tích phủ trên, thời gian tác dụng của áp lực và thời gian vùi lấp của các vật liệu trầm tích

Tác dụng tái kết tinh: Thành phần khoáng vật của trầm tích có thể bị hoà tan toàn phần hoặc cục bộ, sự khuếch tán của các vật liệu rắn tạo nên cơ hội sắp xếp lại các thành phần, tập trung các hạt nhỏ tạo thành tinh thể lớn hơn gọi là tái kết tinh Tác dụng tái kết tinh làm phá huỷ nghiêm trọng các cấu tạo và kiến trúc của trầm tích nguyên thủy Cường độ tái kết tinh phụ thuộc vào kích thước hạt, tính đồng nhất, thành phần, tỷ trọng của vật liệu Quá trình tăng nhiệt độ và áp suất làm đẩy nhanh tác dụng tái kết tinh Tác dụng tái kết tinh chẳng những làm cho vật liệu trầm tích từ dạng bùn nhão thành đá rắn chắc, mà còn làm thay đổi đặc điểm kiến trúc, cấu tạo của đá, vì quá trình tái kết tinh có tác dụng sắp xếp lại các vật liệu Tác dụng tái kết tinh có khả năng tập trung một số nguyên tố, đôi khi trở lên có ý nghĩa lớn trong công tác nghiên cứu thạch luận và tạo khoáng Tác dụng thành tạo khoáng vật mới: Trong quá trình thành đá cũng thành tạo một số khoáng vật mới đ-ược gọi là khoáng vật tự sinh

+ Các giai đoạn biến đổi đá trầm tích

- Giai đoạn hậu sinh

Giai đoạn hậu sinh là giai đoạn làm biến đổi đá trầm tích xảy ra trong vỏ trái đất, dưới tác dụng của nhiệt độ và áp suất tăng cao với sự tham gia của nước dưới đất và dung dịch lỗ hổng Khác với quá trình thành đá, quá trình biến đổi thứ sinh trong giai đoạn hậu sinh là những quá trình vô cơ (cơ lý và lý hoá) Các quá trình biến đổi thường xảy ra ở độ sâu từ vài trăm đến hàng ngàn mét, tương ứng với

nhiệt độ từ 30-500 0C tới 150-2000 0C và áp suất từ 100- 200at tới 1500-2000at Vì vậy tác dụng biến đổi trong giai đoạn hậu sinh chủ yếu là sự nén ép hòa tan, trao đổi thay thế, tái kết tinh, dẫn đến các khoáng vật không vững bền được thay thế bằng các khoáng vật mới, kiến trúc, cấu tạo và các tính chất khác ít nhiều cũng bị thay đổi Khoáng vật phổ biến là Sulfua sắt (Pirit), Oxyt (Chanxedoan, thạch anh), Sulfat, Cacbonat, Silicat Ngoài ra sự thay đổi các tính chất vật lý (độ hổng, độ thấm ) cũng như sự cộng sinh các khoáng vật tự sinh (khoáng vật sét, Clorit, Zeolit) và sự thay đổi các chất hữu cơ đều là những chỉ số quan trọng về sự biến đổi trong giai đoạn hậu sinh Vật chất hữu cơ bị biến đổi nhanh hơn vật chất vô cơ

- Giai đoạn biến sinh

Giai đoạn biến đổi mạnh mẽ các đá trầm tích dưới tác dụng của những yếu tố nội lực và mang nhiều tính chất của biến chất nhiệt động thấp Yếu tố quyết định chính trong giai đoạn này là nhiệt độ (Gradient địa nhiệt) và áp suất tăng cao (áp suất thuỷ tĩnh) với sự tham gia của dung dịch lỗ hổng Biến đổi trong giai đoạn biến sinh chủ yếu là tái kết tinh, trao đổi thay thế, thành tạo những khoáng vật mới thích ứng với điều kiện nhiệt động mới Trong các loại đá trầm tích cơ học nghèo

xi măng phát triển hiện tượng tái sinh, nén ép, diện tích tiếp xúc giữa các hạt tăng, ranh giới giữa các hạt không rõ ràng Trong các loại đá sét phát triển mạnh quá trình Hydromica hoá , Clorit hoá, Anbit hoá Như vậy dưới tác dụng của áp suất (định hướng) đá trầm tích bị biến đổi kiến trúc sâu sắc, từ đó xuất hiện kiến trúc và cấu tạo mới Điều này được thể hiện trong sự phân phiến - sự phân phiến thường đ-ược gọi là sự kết tinh Giai đoạn biến sinh này xuất hiện ở độ sâu 1500-5000m, trong điều kiện áp suất 2000-3000at, nhiệt độ là 200-3000C với vai trò chủ đạo là lực định hướng Các khoáng vật phổ biến nhất của giai đoạn biến sinh là thạch anh, Titanit, Hematit, Manhetit, Calcit, Dolomit, Ankerit, Hydromica, Serixit, Mutscovit, Clorit, Kaolinit, Pyrophylit, Anbit, Oligocla, Microclin, Zeolit, Prenit, Epidot Trong số chúng thì Serixit, Mutscovit, Stilominen, Clorit, Hydromica, Prenit, Pyrophilit lần đầu tiên xuất hiện

2.2.3 Sự hình thành tính chất địa chất công trình của trầm tích dưới nước trong quá trình thành đá

Sự hình thành tính chất cơ lý của đất đá phụ thuộc vào nhiều yếu tố như điều

kiện tích tụ các vật liệu trầm tích ban đầu và thành phần vật chất của chúng Trong thời kỳ các trầm tích sét trầm đọng ở các vực nước, thì nước tự do trong chúng chiếm ưu thế hơn nước liên kết do đó độ ẩm của trầm tích này thường cao Với độ

ẩm đó, các trầm tích mới lắng đọng bị hydrat hoá mạnh ở trạng thái chảy và chảy

ẩn Sự khử nước của các trầm tích sét thường bắt đầu từ lúc lắng đọng chúng, đặc trưng của quá trình này là việc giải phóng hết nước tụ do, sau đó là giải phóng n-ước liên kết vật lý; chuyển nước liên kết thành nước tự do làm cho nước chuyển động liên tục với tốc độ mỗi lúc một tăng từ miền nén chặt cao sang miền nén chặt thấp ở trên mặt Đồng thời với sự mất nước, quá trình này được tăng cường do hiện tượng co rút vì mất nước, dẫn đến sự xích lại gần nhau của các hạt dưới tác dụng của của các lực đẩy mạnh Sự khử nước này dẫn đến sự biến đổi trạng thái vật lý

và tính chất của trầm tích Bùn ở gần mặt đất nhất của đáy biển, đáy hồ, vì có độ

ẩm cao nên thường ở trạng thái chảy rõ rệt, càng xuống sâu độ ẩm càng giảm bùn trở thành chảy ẩn hoặc dẻo nhớt ẩn Trong quá trình khử nước, do mất nhiều nước

tự do nên liên kết kiến trúc của nó được củng cố, do đó có một ít độ bền và độ ổn định Tại độ sâu 8-10m (không lớn hơn 15-20m) thường quá trình hoá - lý và cơ -

lý chiếm ưu thế, còn quá trình sinh học trở thành thứ yếu

Theo N.Ya.Đenhixov, trong giai đoạn đầu của việc thành tạo trầm tích loại sét quá trình đông tụ (các hạt sét kết nối với nhau thành các hợp thể) đóng vai trò rất quan trọng Độ bền của các trầm tích loại sét không những biểu hiện ở khả năng chống nén, chống cắt mà còn biểu hiện ở khả năng chống phá huỷ Độ bền của chúng do lực phân tử tác dụng giữa các hạt - lực Vanđec-van, chính lực này làm cho các hạt dính kết với nhau Độ lớn của lực phụ thuộc vào cự ly giữa các hạt, nó tăng lên khi trầm tích sét bị nén chặt và giảm đi khi bị trơng nở Quá trình thành đá đóng vai trò quan trọng trong sự tạo thành các trầm tích đặc biệt là đá loại sét, nó

để lại những dấu ấn quan trọng trong tính chất xây dựng của đất đá như độ bền,

khả năng nén chặt dới áp lực công trình Bản chất quá trình thành đá hết sức phức tạp: sự nén chặt tự nhiên của trầm tích và đất đá là nhờ áp lực do trọng lượng của các lớp nằm trên và cũng do ảnh hưởng của các thời kỳ tạo núi, còn sự rắn chắc lại không thể là do kết quả trực tiếp của sự nén chặt trầm tích hoặc do các quá trình hoá lý xảy ra sau khi trần tích bị nén chặt lại Dưới tác dụng của quá trình tái tạo về sau, các vật lắng cát, sét đã biến thành đất tiếp tục bị các trầm tích mới phủ lên trên, chìm dần xuống ngày càng sâu trong vỏ Trái Đất, tại đây trong những điều kiện mới dưới tác dụng của quá trình tái tạo chúng tiếp tục bị biến đổi Do áp lực nén chặt ngày càng tăng theo chiều sâu cho nên độ ẩm giảm dần, hoạt động của các

vi khuẩn ngừng dần, các quá trình sinh hoá trong giai đoạn này trở nên thứ yếu Nước dưới đất cung cấp cho các hệ trầm tích và tuần hoàn trong đó là nhân tố rất đáng kể trong quá trình tái tạo, nó quyết định tính năng động, sự biến đổi thành phần và trạng thái theo độ sâu Càng xuống sâu, đặc biệt là trong tầng đất sét càng thể hiện sự thiếu hụt oxy và môi trường trở thành khử

Như vậy sau khi vật lắng biến thành đất loại sét cùng với sự chuyển dịch hơi

ẩm ra khỏi đất xảy ra gắn kết cũng như kết tinh các muối từ dung dịch nước bị ép

ra Trong quá trình nén chặt và khử nước một số thành phần thuộc pha cứng của đất sét bị kết tinh lại và thích nghi được với những điều kiện áp lực và nhiệt độ cao Do đó các liên kết kiến trúc đã phát sinh trong vật lắng sét (bùn) ngày càng đ-ược tăng cường và củng cố thêm, đất loại sét mất dần tính chảy, rồi sau đó mất tính dẻo, đạt được các tính chất của thể nửa cứng Dĩ nhiên nhứng biến đổi đó kèm theo

sự hoá bền không những toàn bộ đất nói chung mà cả các vi hợp thể và các hợp thể riêng biệt tạo thành đất Ta có thể nói rằng trong quá trình thành đá độ bền liên kết kiến trúc của trầm tích hay của đất ngày càng được tăng cường và củng cố

Mỗi một loại trầm tích có một kiểu phân bố các hạt trong không gian theo một trật tự nhất định và có mối liên kết kiểu này hay kiểu khác Đặc điểm phân bố các hạt gọi là kiến trúc Kiến trúc tự nhiên phản ánh điều kiện tự nhiên thành tạo và tồn tại đất đá Việc thay đổi vị trí tương đối giữa hạt này với hạt khác làm cho kiến trúc của đất đá bị thay đổi Biến sự nén chặt do sự di chuyển của các hạt như vật

gọi là biến dạng kiến trúc Sự biến dạng cũng có một phần là do giảm chiều dày của màng nước liên kết xung quanh các hạt dưới tác dụng của áp lực Những biến dạng liên quan đến màng nước liên kết này thường có tính chất thuận nghịch, khi xảy ra hiện tượng biến dạng thuận nghịch đó gọi là biến dạng kiến trúc hấp phụ Mối liên kết các hạt khoáng và hợp thể tạo nên kiểu kiến trúc của đất đá được gọi

là liên kết kiến trúc Đặc trưng quan trọng nhất của liên kết kiến trúc là độ bền liên kết kiến trúc

Hiện nay việc nghiên cứu đặc điểm cấu trúc hợp thể của đất loại sét và đất chứa hữu cơ còn chưa thật đầy đủ, các hợp thể này có thể chia làm 3 nhóm:

Nhóm thứ nhất, các liên kết phân tử chủ yếu là chất "dán dính " đã bị môi

trường làm cho trung hoà, tác dụng qua lại của các hạt khoáng với chất "dán dính " được thể hiện qua các lực phân tử, do đó độ bền thuộc nhóm này nhỏ

Nhóm thứ hai, có thể được tạo thành nhờ các màng trên mặt gọi là màng

bảo vệ, các màng tạo nên cầu nối tinh thể chung, có thành phần hoá học trung gian

do kết quả tác dụng qua lại về mặt hoá học của chất gắn kết với hạt khoáng Nhóm này có độ bền lớn hơn và chịu được nước tốt hơn

Nhóm thứ ba, có thể được tạo thành do gắn kết các hạt khoáng với hợp chất

mùn và hợp chất hữu cơ khác Trong trường hợp này các liên kết hoá trị và phân tử

có thể lan rộng hoặc chỉ ở mặt ngoài của các hạt khoáng (chẳng hạn tinh thể kaolimit và hydromica) hoặc các hợp chất mùn có thể thâm nhập vào không gian giữa các tập của tinh thể, làm cho các hợp thể có độ bền lớn

2.3 Các phương pháp nghiên cứu

Để giải quyết các vấn đề nêu trên, trong thực tế người ta đã tiến hành tổ hợp

các phương pháp như sau:

2.3.1 Nhóm phương pháp địa chất

- Phương pháp nghiên cứu các thành tạo trầm tích thông qua các tài liệu lưu trữ Hiện nay công tác đo vẽ bản đồ địa chất ở Việt Nam đã phổ cập ở tỷ lệ 1:500.000; 1:200.000, ở khu vực Hải Phòng có các bản đồ địa chất 1:50.000 Một

số khu mỏ sét, sa khoáng có tỷ lệ tìm kiếm 1:10.000 Đây là các tài liệu quý của

tập thể tác giả thực hiện công phu, bài bản cần được thu thập đầy đủ và nghiên cứu chi tiết Trên cơ sở các tài liệu có được có thể tiếp cận trực tiệp các vấn đề cần giải quyết

- Tiến hành khảo sát tại thực địa, đối với đối tượng là trầm tích Đệ Tứ, khảo sát địa chất gặp nhiều khó khăn, vì vậy cần tiến hành khoan có hệ thống để khống chế các tầng nghiên cứu Thông qua hệ thống các thiết độ khoan có thể vẽ được các mặt cắt địa chất, lấy các mẫu cần thiết như: Thạch học, lát mỏng, rơnghen, nhiệt, kính hiển vi điện tử, độ hạt, cơ lý Kết quả phân tích giúp cho công tác nghiên cứu

+ Phương pháp nhiễu xạ rơnghen (XRD)

Phương pháp nhiễu xạ rơnghen mục đích xác định thành phần khoáng vật trong đá Phương pháp này phân tích nhanh, có độ chính xác cao, kết quả luận giải của phương pháp này là dựa trên pic tia X phản chiếu trên những mặt mật độ cao,

có thể phát hiện được các khoáng vật có kích thước nhỏ như khoáng vật sét ơng pháp này được tiến hành tại trung tâm phân tích thí nghiệm địa chất Mẫu lấy tại các tầng sét dưới dạng bột

+ Phương pháp nhiệt vi sai

Phương pháp này thường tiến hành đồng thời với phương pháp rơnghen, nhằm xác định chính xác hàm lượng của các khoáng vật trong nhóm khoáng vật