Đặc điểm địa chất thủy văn trong mối liên quan với cấu trúc địa chất khu vực thị trấn đồng văn, tỉnh hà giang

MỞ ĐẦU Đặt vấn đề: Công viên địa chất Cao nguyên đá Đồng Văn được UNESCO công nhận là thành viên của mạng lưới công viên địa chất toàn cầu năm 2010 và khu vực thị trấn Đồng Văn với cản

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS TS Trần Tân Văn

Hà Nội, năm 2017

LỜI CẢM ƠN

Luận văn được hoàn thành trong chương trình thực hiện khóa cao học 2015 -

2017 của học viên tại khoa Địa chất - trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên - Đại Học Quốc Gia Hà Nội dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS Trần Tân Văn Học viên xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS Trần Tân Văn – người đã tận tình hướng dẫn, cung cấp tài liệu cho học viên được tiếp cận sâu hơn về kiến thức chuyên môn và nắm vững hơn hệ phương pháp nghiên cứu về cấu trúc - kiến tạo

Ngoài ra, học viên xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa Địa chất - trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội, các đồng nghiệp phòng Kiến tạo - Địa mạo - Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản, ThS Hồ Tiến Chung đã giúp đỡ, tư vấn về chuyên môn để học viên hoàn thành luận văn này

Do kiến thức còn hạn chế nên luận văn không tránh khỏi những sai sót, học viên rất mong nhận được những sự góp ý, sửa chữa từ thầy hướng dẫn cũng như các đồng nghiệp để có thể hoàn thiện hơn nữa kiến thức về chuyên ngành mà mình đang theo đuổi

Xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày tháng năm 2017

Học viên

Trần Điệp Anh

Bảng chú giải những chữ viết tắt sử dụng trong nội dung Báo cáo

AKT Á kinh tuyến

TB-ĐN Tây bắc-đông nam

CT-KT Cấu trúc-kiến tạo THTKT Tổ hợp thạch kiến tạo ƯSKT Ứng suất kiến tạo CNĐ Cao nguyên đá

MỤC LỤC

DANH MỤC ẢNH 3

DANH MỤC HÌNH VẼ 5

DANH MỤC BẢNG BIỂU 6

MỞ ĐẦU 7

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VÙNG NGHIÊN CỨU 9

1.1 Đặc điểm Tự nhiên Kinh tế - Xã hội 9

1.1.1 Đặc điểm tự nhiên 9

1.1.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội 10

1.2 Đặc điểm địa tầng 12

1.2.1 Paleozoi trung - Devon Hạ - Hệ tầng Mia Lé (D1 ml) 14

1.2.2 Paleozoi trung - Devon hạ - trung - Hệ tầng Nà Quản (D1-2 nq) 14

1.2.3 Paleozoi trung - Devon thượng - Hệ tầng Tốc Tát (D3 tt) 16

1.2.4 Paleozoi thượng - Carbon hạ - Turnai-Vise - Hệ tầng Lũng Nậm (C1t-v ln) 17 1.2.5 Paleozoi thượng - Carbon - Permi - Hệ tầng Bắc Sơn (C-P bs) 19

1.2.6 Mesozoi - Trias hạ - Hệ tầng Sông Hiến (T1 sh) 20

1.3 Bối cảnh kiến tạo và đặc điểm cấu trúc - kiến tạo khu vực nghiên cứu 21

1.3.1 Bối cảnh kiến tạo 21

1.3.2 Đặc điểm cấu trúc kiến tạo 22

1.3.3 Đặc điểm đứt gãy 23

1.4 Đặc điểm địa mạo 25

1.4.1 Địa hình nguồn gốc đứt gãy kiến tạo 25

1.4.2 Địa hình bóc mòn 25

1.4.3 Địa hình karst 26

1.4.4 Địa hình tích tụ 28

1.5 Đặc điểm địa chất thủy văn 28

1.5.1 Các dòng chảy mặt 28

1.5.2 Các tầng chứa nước 29

1.5.3 Hiện trạng khai thác và sử dụng nước trên khu vực nghiên cứu 32

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 35

2.1 Cách tiếp cận 35

2.1.1 Tiếp cận kế thừa 35

2.2.2 Tiếp cận hệ thống 37

2.2 Cơ sở lý luận 38

2.2.1 Đặc điểm thủy văn karst 38

2.2.2 Các chế độ ứng suất cơ bản 39

2.2.3 Nhận dạng các cấu tạo do phá hủy kiến tạo 40

2.2.4 Xác định tuổi tương đối của các đứt gãy kiến tạo 41

2.3 Các phương pháp nghiên cứu 41

2.3.1 Phương pháp kiến tạo vật lý 41

2.3.2 Phương pháp lộ trình khảo sát 42

2.3.3 Phương pháp xử lý và tổng hợp số liệu 42

2.3.4 Phương pháp mô hình hóa 43

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 45

3.1 Các yếu tố khống chế và hình thành trũng kiến tạo Đồng Văn 45

3.1.1 Đứt gãy Má Lầu -Đồng Văn-Lùng Thàng (F6) 45

3.1.2 Đứt gãy Quán Xín Ngài - Hang Hổ (F9) 47

3.2 Các tầng chứa nước trên trũng kiến tạo Đồng Văn 54

3.2.1 Tầng chứa nước trầm tích bở rời Đệ Tứ và nước mặt 54

3.2.2 Tầng chứa nước khe nứt – karst 55

3.3 Mô hình địa chất thủy văn trong mối liên quan với cấu trúc địa chất khu vực thị trấn Đồng Văn 56

3.4 Nhận định cho bài toán tính trữ lượng khai thác tiềm năng nước ngầm trên khu vực thị trấn Đồng Văn 60

3.4.1 Phương pháp tính trữ lượng khai thác tiềm năng 60

3.4.2 Các bước thực hiện tính toán trữ lượng khai thác tiềm năng 62

3.4.3 Một số nhận định về việc quản lý và khai thác nguồn nước ngầm bền vững 63 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 65

TÀI LIỆU THAM KHẢO 67

DANH MỤC ẢNH

Ảnh 1 Một góc thị trấn Đồng Văn, huyện Đồng Văn, tỉnh Hà Giang 10

Ảnh 2 Đá phiến sét màu đỏ, vàng, phong hóa trung bình hệ tầng Mia Lé (D1 ml) lộ ra dọc đường từ thị trấn Đồng Văn đi xã Ma Lé 14

Ảnh 3 Đá vôi silic màu xám đen thuộc hệ tầng Nà Quản (D1-2 nq) lộ tốt dọc theo đường mòn từ Thiên Hương đi Má Ú - Ảnh TĐA 16

Ảnh 4 Đá vôi vân đỏ lộ tốt dọc đường từ Thiên Hương đi Pố Lổ 17

Ảnh 5 Đá vôi vân đỏ bị uốn ở khu vực thôn Má Pắng 17

Ảnh 6 Đá vôi xám đen xen các lớp silic mỏng hệ tầng Lũng Nậm tại đông nam Pố Lổ 18

Ảnh 7 Đá vôi dolomit của hệ tầng Bắc Sơn nằm không chỉnh hợp trên đá silic - vôi

của hệ tầng Lũng Nậm tại đỉnh Tù Sán [4] 18

Ảnh 8 Đá vôi màu xám sáng phân lớp dày của hệ tầng Bắc Sơn (C-P bs) khu vực Quán Xín Ngài 19

Ảnh 9 Đá phiến sét xen bột kết màu nâu vàng đỏ thuộc hệ tầng Sông Hiến (T1 sh) ở phía nam TT Đồng Văn - Ảnh TĐA 21

Ảnh 10 Đứt gãy chờm nghịch kéo dài từ Sảng Ma Sao đến Đồng Văn 22

Ảnh 11 Dòng chảy mặt trong khu vực thị trấn Đồng Văn 28

Ảnh 12 Điểm xuất lộ nước thấm rỉ trong tầng chứa nước Sông Hiến (T1 sh) 30

Ảnh 13 Điểm xuất lộ trong đới dập vỡ đá vôi thuộc hệ tầng Bắc Sơn (C-P bs) ở phía tây thị trấn Đồng Văn 30

Ảnh 14 Điểm xuất lộ nước trong hệ tầng Tốc Tát (D3 tt) khu vực thôn Xì Phài 31

Ảnh 15 Điểm xuất lộ nước trong đá vôi silic thuộc hệ tầng Nà Quản (D1-2 nq) khu vực thôn Hấu Đề 32

Ảnh 16 Trạm bơm nước Làng Nghiến xây dựng năm 1997, đặt tại tổ 4 thị trấn Đồng Văn 33

Ảnh 17 Trạm cấp nước sạch TT Đồng Văn có lưu lượng bơm 300m3/ngày, đêm, vận hành từ tháng 10 năm 2014 33

Ảnh 18 Đứt gãy Lũng Táo - Tu Sản (F7) (trên) và đứt gãy Má Lầu - Đồng Văn - Lùng Thàng (F6) (dưới) nhìn từ thôn Lùng Lú 46

Ảnh 19 Đai mạch gabro diabas sáng màu (khoanh trắng) xuyên cắt theo các hệ thống khe nứt, đứt gãy rìa đứt gãy F6 trong đá phiến sét hệ tầng Sông Hiến (T1 sh) ở phía tây TT Đồng Văn 46

Ảnh 20 Hệ thống đứt gãy F9 nhìn từ phía nam thị trấn Đồng Văn 47Ảnh 21 Mặt trượt 20585 có góc pitch = 150, vết xước để lại cho phép xác định đứt gãy trượt bằng trái có yếu tố thuận 48Ảnh 22 Mặt trượt 21085 có góc pitch = 200, vết xước để lại cho phép xác định đứt gãy trượt bằng phải có yếu tố nghịch 49Ảnh 23 Mặt trượt đứt gãy có phương 1150 tại khu vực gần trạm bơm Làng Nghiến, thị trấn Đồng Văn 49Ảnh 24 Điểm xuất lộ nước trong đới dập vỡ đá vôi tại điểm DV3 51

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1 Sơ đồ vị trí vùng nghiên cứu 9

Hình 2 Sơ đồ địa chất tỷ lệ 1:50.000 khu vực nghiên cứu [4,14,19] 13

Hình 3 Cột địa tầng hệ tầng Mia Lé (D1 ml) (Mặt cắt km8 đến đồn biên phòng Lũng Cú) [4] 14

Hình 4 Cột địa tầng mặt cắt hệ tầng Lũng Nậm tại núi Tù Sán [4] 18

Hình 5 Vùng nghiên cứu trong bình đồ cấu trúc - kiến tạo khu vực [4,14,15] 24

Hình 6 Sơ đồ địa mạo khu vực nghiên cứu (theo Phạm Khả Tùy và nnk, 2008 [10]) 27

Hình 7 Sơ đồ vị trí các lỗ khoan nước trên khu vực thị trấn Đồng Văn 34

Hình 8 Mô hình địa chất thủy văn karst [36] 39

Hình 9 Các chế độ kiến tạo cơ bản và các mô hình trạng thái ứng suất liên quan 40

Hình 10 Lưới chiếu Wulff 43

Hình 11 Mô hình sử dụng bán cầu chiếu dưới của lưới chiếu lập thể để thể hiện mặt trượt đứt gãy 44

Hình 12 TƯSKT có trục nén ép theo phương ĐĐB tương ứng với pha Eocen-Miocen trong Kainozoi 48

Hình 13 TƯSKT có trục nén ép theo phương TTB tương ứng với pha Pliocen-Đệ tứ trong Kainozoi 49

Hình 14 TƯSKT có trục nén ép theo phương Đ ĐB tương ứng với pha Eocen-Miocen trong Kainozoi 49

Hình 15 Số liệu đo, thống kê khe nứt tại DV3 được thể hiện trên biểu đồ hoa hồng cho thấy phương phát triển chủ đạo là TB-ĐN và ĐB-TN 51

Hình 16 Các bước phân tích phương các lối thông trong hang Hổ để thu được thông tin về phương nén ép ngang cực đại (SH max) 52

Hình 17 Sơ đồ đứt gãy khống chế và hình thành trũng kiến tạo Đồng Văn 53

Hình 18 Đặc điểm phát triển hang động ở Đồng Văn qua mặt cắt [28, 30] 56

Hình 19 Sơ đồ địa chất thủy văn sơ bộ khu vực nghiên cứu 57

Hình 20 Mặt cắt cấu trúc địa chất theo đường AB 58

Hình 21 Cột địa tầng địa chất thủy văn khu vực nghiên cứu 58

Hình 22 Mặt cắt địa chất thủy văn theo đường AB 59

Hình 23 Sơ đồ khoanh định lưu vực thu nước và diện tích phân bố tầng chứa nước trong đới đá vôi dập vỡ, nứt nẻ khu vực thị trấn Đồng Văn 60

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1 Thống kê tổng số dân khu vực thị trấn Đồng Văn từ năm 2012 đến 2016 [2] 10Bảng 2 Số liệu động học của các mặt trượt đứt gãy thu thập tại điểm DV1, DV2 47Bảng 3 Số liệu thống kê, đo đạc khe nứt tại điểm DV3 50Bảng 4 Đặc tính vật lý nước ngầm tại các giếng khoan trong tầng chứa nước đá vôi nứt nẻ, dập vỡ thuộc hệ tầng Bắc Sơn (C-P bs) khu vực TT Đồng Văn 56Bảng 5 So sánh kết quả tính toán trữ lượng khai thác tiềm năng nước ngầm khu vực thị trấn Đồng Văn 64

MỞ ĐẦU

Đặt vấn đề:

Công viên địa chất Cao nguyên đá Đồng Văn được UNESCO công nhận là thành viên của mạng lưới công viên địa chất toàn cầu năm 2010 và khu vực thị trấn Đồng Văn với cảnh quan hùng vĩ, đan xen những nét văn hóa truyền thống độc đáo của các dân tộc vùng cao là một trong những vùng lõi của Công viên Địa chất Trong những năm gần đây, Đồng Văn chiếm một vị trí quan trọng trong chính sách phát triển kinh tế - xã hội khu vực vùng núi phía bắc Việt Nam và là điểm đến lý tưởng của rất nhiều du khách trong và ngoài nước

Để đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế và xã hội trong vùng, quá trình khai thác

và sử dụng nước ngày càng tăng dẫn đến tình trạng ngày càng cạn kiệt nguồn tài nguyên nước và có nguy cơ kéo theo các hiện tượng tai biến địa chất như sập sụt, ô nhiễm nguồn nước

Trên vùng karst, nước mặt khan hiếm, nước ngầm vận động theo định hướng của các đới nứt nẻ, đập vỡ, hang động vì vậy việc khoanh định lưu vực và tính toán khả năng cung cấp nước ngầm cho khu vực thị trấn Đồng Văn nói riêng và trong vùng karst nói chung gặp rất nhiều khó khăn

Do vậy, nghiên cứu cấu trúc kiến tạo cùng với việc lý giải cơ chế hình thành trũng Đồng Văn và làm sáng tỏ bối cảnh địa động lực trong quá khứ cũng như dự báo trong tương lai qua đó tạo tiền đề cho việc xác định đặc điểm khống chế và phân bố nước ngầm là một vấn đề có ý nghĩa nhất định cả về khoa học và thực tiễn

Mục tiêu:

Nghiên cứu đặc điểm địa chất thủy văn trong mối liên quan với cấu trúc địa chất khu vực thị trấn Đồng Văn

Nhiệm vụ:

- Xác định các yếu tố khống chế và cơ chế hình thành trũng kiến tạo Đồng Văn;

- Xác định các cấu trúc chứa nước chính trong vùng;

- Nghiên cứu mối quan hệ giữa cấu trúc địa chất với đặc điểm khống chế và phân bố nước ngầm;

Đối tượng nghiên cứu:

- Các cấu trúc địa chất, đứt gãy, nếp uốn và các đới dập vỡ phá hủy kiến tạo;

- Đặc điểm địa chất thủy văn;

Phạm vi nghiên cứu:

Toàn bộ thị trấn Đồng Văn và các thôn Sáng Ma Sao, Chúng Mung, Đậu Chúa (xã Thài Phìn Tủng)

Ý nghĩa khoa học thực tiễn của luận văn:

Nghiên cứu cấu trúc địa chất, lý giải cơ chế, bối cảnh hình thành trũng kiến tạo làm tiền đề xác định đặc điểm địa chất thủy văn, từ đó đánh giá tiềm năng nước ngầm trong vùng

Cấu trúc của luận văn:

Luận văn được trình bày theo cấu trúc sau:

Mở đầu

Chương 1: Tổng quan vùng nghiên cứu

Chương này đề cập chủ yếu đến các đặc điểm tự nhiên bên cạnh đó phân tích những khó khăn và thuận lợi của vùng trong việc phát triển kinh tế - xã hội Trong chương này có tổng hợp, phân tích số liệu thống kê về dân số, lượng khách du lịch trong vòng 5 năm trở lại đây làm cơ sở để đánh giá mức độ phát triển của vùng và tính toán nhu cầu sử dụng nước trên vùng nghiên cứu

Ngoài ra, cũng đề cập đến đặc điểm địa tầng; Bối cảnh kiến tạo và đặc điểm cấu trúc - kiến tạo; Đặc điểm địa mạo và đặc điểm địa chất thủy văn vùng nghiên cứu

Chương 2: Cơ sở lý luận và phương pháp nghiên cứu

Nội dung chương này tập trung vào việc phân tích, đánh giá những tài liệu đã

có trên vùng nghiên cứu, đưa ra kết quả về: Lịch sử nghiên cứu địa chất trong vùng

Đưa ra cơ sở phương pháp luận, các cách tiếp cận vấn đề nghiên cứu qua đó đưa ra hệ thống các phương pháp nghiên cứu hợp lý, logic

Chương 3: Kết quả nghiên cứu

Trình bày các kết quả nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc địa chất của vùng, các giai đoạn hình thành và phát triển trũng kiến tạo Đồng Văn; đặc điểm địa chất thủy văn trong mối liên quan với đặc điểm cấu trúc địa chất vùng nghiên cứu

Kết luận và kiến nghị

Phần tiếp theo trình bày nội dung chi tiết của Luận văn

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VÙNG NGHIÊN CỨU 1.1 Đặc điểm Tự nhiên Kinh tế - Xã hội

1.1.1 Đặc điểm tự nhiên

Khu vực nghiên cứu bao gồm toàn bộ thị trấn Đồng Văn và một số thôn lân cận thuộc xã Thài Phìn Tủng và xã Pải Lủng (huyện Mèo Vạc), nằm ở vị trí địa lý:

23015’20” đến 23018’51” vĩ độ Bắc;

105018’12” đến 105024’19” kinh độ Đông

Phía Đông giáp xã Pải Lủng, Thượng Phùng (huyện Mèo Vạc), phía Tây giáp xã Thài Phìn Tủng (huyện Đồng Văn), phía Nam giáp các xã Thài Phìn Tủng, Tả Phìn, Tả Lủng (huyện Đồng Văn) và xã Pải Lủng (huyện Mèo Vạc), phía Bắc giáp xã Ma Lé (huyện Đồng Văn)

Hình 3 Sơ đồ vị trí vùng nghiên cứu

Diện tích đất tự nhiên của khu vực nghiên cứu là 4123 ha Trong đó đất nông nghiệp 445,5 ha, đất lâm nghiệp 1051 ha, còn lại đất chưa sử dụng núi đá 2111,5 ha [22]

Địa hình khu vực nghiên cứu bị chia cắt mạnh, chủ yếu là đồi, núi đá cao, độ dốc lớn chạy theo phương TB-ĐN Độ cao trung bình là 1.200m so với mực nước biển

Vùng nghiên cứu nằm trong khu vực khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa Mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 9 Mùa đông kéo dài từ tháng 10 năm trước đến tháng 4

năm sau Mùa đông khô hạn gây nên tình trạng thiếu nước phục vụ cho sinh hoạt, sản xuất Hàng năm, nhiệt độ trung bình đạt từ 20-23 độ C Nhìn chung, điều kiện tự nhiên của vùng nghiên cứu tương đối khắc nghiệt, gây ra không ít khó khăn cho việc phát triển kinh tế - xã hội

Ảnh 1 Một góc thị trấn Đồng Văn, huyện Đồng Văn, tỉnh Hà Giang

1.1.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội

1.1.2.1 Đặc điểm dân số

Theo số liệu thống kê đến năm 2016 toàn bộ khu vực nghiên cứu có 20 thôn và 7

tổ dân phố với dân số là 6.860 người bao gồm 17 dân tộc anh em, trong đó dân tộc mông chiếm 45% dân số [3]

Số liệu thống kê cũng cho thấy từ năm 2012 đến năm 2016 dân số khu vực thị trấn Đồng Văn có dấu hiệu tăng nhẹ (Bảng 1), đây là dấu hiệu cho thấy sự khởi sắc trên vùng đất rất khó khăn nơi địa đầu tổ quốc

Bảng 1 Thống kê tổng số dân khu vực thị trấn Đồng Văn từ năm 2012 đến 2016 [2]

lở đường và ảnh hưởng không nhỏ đến đời sống sinh hoạt và sản xuất của nhân dân [22]

1.1.2.3 Văn hóa - xã hội

Thị trấn Đồng Văn là địa bàn chứa đựng nhiều giá trị văn hoá truyền thống đậm

đà bản sắc của đồng bào các dân tộc như: H’Mông, Dao, Cờ Lao, Tày, Giấy, Lô Lô, Kinh, v.v Đặc biệt, dân tộc H’Mông với phong tục thờ cúng ông bà, tổ tiên cùng với khèn - một loại nhạc cụ truyền thống độc đáo và những điệu nhảy độc đáo đã thu hút được sự quan tâm của nhiều du khách khi đặt chân đến đây Những phiên chợ Đồng Văn cùng với các phong tục tập quán, các lễ hội đặc sắc và sự thân thiện và hiếu khách của đồng bào dân tộc đã làm bao du khách say đắm khi đến với nơi đây

Văn hóa - xã hội trên khu vực nghiên cứu có nhiều chuyển biến rõ rệt trong những năm gần đây, phong trào toàn dân đoàn kết xây dựng đời sống văn hóa ở khu dân cư được thực hiện và đạt kết quả tích cực Nếp sống văn hóa mới ngày càng xây dựng vững chắc, tỷ lệ huy động học sinh đến trường hàng năm đạt trên 98%, tỷ lệ học sinh khá, giỏi ngày càng nâng cao Công tác chăm sóc sức khỏe cho nhân dân không ngừng được cải thiện Đến năm 2016, 100% các thôn, bản đều được xem truyền hình

và được phủ sóng dịch vụ viễn thông, trên 70% hộ có ti vi, 80% số hộ có máy điện thoại di động, 30% số hộ sử dụng dịch vụ Internet [22]

1.1.2.4 Thương mại - dịch vụ

Hiện tại, trên địa bàn thị trấn có 1 Hợp tác xã khai thác đá làm đồ mỹ nghệ với nhiều sản phẩn được du khách ưa thích, 4 cơ sở sản xuất gạch bê tông và vật liệu xây dựng, 2 xưởng sửa chữa ô tô, 7 cửa hàng sửa chữa xe máy; 6 cơ sở hàn xì, 35 công ty, Hợp tác xã dịch vụ thương mại, 150 hộ kinh doanh buôn bán, 35 khách sạn nhà nghỉ, nhà trọ với trên 180 phòng trọ, 45 nhà hàng ăn uống giải khát [22]

Về du lịch, thị trấn Đồng Văn có nhiều điểm di tích văn hóa du lịch nổi tiếng như: Phố cổ Đồng Văn, Đồn Cao, các làng văn hoá, các miếu thờ đầu nguồn nước, đền thờ Quán Xín Ngài,v.v , hàng năm, các điểm di tích văn hóa du lịch đã thu hút hàng chục ngàn du khách thập phương ở trong và ngoài nước đến tham quan, du lịch

Với những tiềm năng du lịch như vậy, từ khi Công viên Địa chất CNĐ Đồng Văn được công nhận là Công viên Địa chất Toàn cầu vào năm 2010 thì lượng khách

du lịch đến đây đã tăng mạnh đặc biệt là bước nhảy vọt trong năm 2015 với tổng số lượt khách du lịch trong và người nước đã đến đây là 209.642 lượt người Đến năm

2017, Hà Giang đón được hơn 1 triệu lượt khách du lịch, tăng 20% so với năm 2016, khách nội địa đạt 853.964 lượt, khách quốc tế đạt gần 170.000 lượt, trong đó 80% lượng khách du lịch đến với khu vực Công viên Địa chất Toàn cầu Cao nguyên Đá

đột phá của ngành du lịch trong huyện Đồng Văn nói chung và thị trấn Đồng Văn nói riêng, tuy nhiên điều này đem đến những thách thức không nhỏ cho địa phương về việc xây dựng cơ sở hạ tầng để có thể đáp ứng được lượng khách du lịch đến đây

Tóm lại, với đặc điểm về điều kiện tự nhiên - kinh tế - xã hội hiện tại có thể

thấy khu vực thị trấn Đồng Văn là một vùng đất khó khăn nơi địa đầu Tổ quốc, nơi sinh sống của nhiều dân tốc thiểu số với trình độ theo mặt bằng chung còn hạn chế Vì vậy khu vực này đang nhận được sự quan tâm rất lớn của Chính phủ cũng như các Bộ, Ngành liên quan để từng bước nâng cao đời sống của người dân, ổn định chính trị, xã hội vùng biên giới

Khu vực thị trấn Đồng Văn có rất nhiều tiềm năng để phát triển du lịch, trong những năm gần đây ngành du lịch, dịch vụ đang từng bước khẳng định được sự phát triển tương xứng thế mạnh của vùng, thu hút được khách du lịch từ khắp nơi trên thế giới Để đáp ứng nhu cầu phát triển về du lịch, quá trình khai thác và sử dụng nước ngày càng tăng dẫn đến tình trạng ngày càng cạn kiệt nguồn tài nguyên nước và có nguy cơ kéo theo các hiện tượng tai biến địa chất như sập sụt, ô nhiễm nguồn nước Đây là vấn đề cần được quan tâm và giải quyết sớm trên vùng nghiên cứu nhằm tạo được sự phát triển bền vững

1.2 Đặc điểm địa tầng

Dựa trên tài liệu “Bản đồ địa chất nhóm tờ Bảo Lạc” do Hoàng Xuân Tình chủ biên và nnk, 1976; giáo trình “Các phân vị địa tầng Việt Nam” do Tống Duy Thanh và

Vũ Khúc chủ biên; báo cáo kết quả Đề tài “Địa tầng các trầm tích Phanerozoi ở Đông

Bắc Bộ” do Đặng Trần Huyên chủ biên và nnk, 2007; kết quả công tác điều tra, đo vẽ

bản đồ địa chất tỷ lệ 1:50.000 khu vực CNĐ Đồng Văn của Dự án “Kawatech” do Trần

Tân Văn làm chủ nhiệm và kết quả khảo sát thực địa của học viên đã xây dựng được sơ

đồ địa chất khu vực thị trấn Đồng Văn và lân cận tỷ lệ 1:50.000 (Hình 2)

Theo đó các thành tạo địa chất trên khu vực nghiên cứu được chia thành 5 phân

vị địa tầng (hệ tầng) có tuổi từ Paleozoi đến Mesozoi Ngoài ra có sự xuất hiện của các khối gabro diabas chưa rõ tuổi dọc theo các đứt gãy sâu Chi tiết các phân vị địa tầng

sẽ được mô tả ở phần sau của Luận văn

Hình 4 Sơ đồ địa chất tỷ lệ 1:50.000 khu vực nghiên cứu [4,14,19]

1.2.1 Paleozoi trung - Devon Hạ - Hệ tầng Mia Lé (D 1 ml)

Hệ tầng Mia Lé được J Depart thành lập vào năm 1915 với tên gọi Série de

Mié-lé, sau đó còn có rất nhiều các công trình khác nghiên cứu và thống nhất với tên

gọi “Hệ tầng Mia Lé”

Mặt cắt chuẩn (Holostratotyp): Mặt cắt Lũng Cú - Ma Lé, đoạn từ km8 đến

đồn Biên Phòng Lũng Cú, vùng Đồng Văn, Hà Giang (X = 23019’15”; Y =

105017’26”) Hệ tầng Mia Lé được coi tương ứng với khối lượng của “Série de Mia

Lé” Theo mô tả ban đầu, loạt Mia Lé của J Deprat (1915) gồm 3 phần, theo thứ tự từ

dưới lên được mô tả như sau:

1 Phần dưới gồm đá phiến và cát kết mica, không chứa hoá thạch, dày 250m

2 Phần giữa là đá phiến sét màu đỏ, vàng; chứa phong phú hoá thạch Tay cuộn;

Bọ ba thuỳ; Hai mảnh vỏ và Rêu động vật, dày 250m

3 Phần trên gồm đá vôi sét xen đá phiến dày 30m Bề dày chung 530m

Ảnh 2 Đá phiến sét màu đỏ, vàng, phong hóa trung

bình thuộc hệ tầng Mia Lé (D 1 ml) lộ ra dọc đường từ

thị trấn Đồng Văn đi xã Ma Lé

Hình 5 Cột địa tầng hệ tầng Mia Lé (D 1 ml) (Mặt cắt km8 đến đồn biên phòng Lũng Cú)

[4]

Trong khu vực nghiên cứu, các trầm tích của hệ tầng Mia Lé lộ tốt theo đường liên thôn từ thị trấn Đồng Văn đi thôn Khai Hoang 2 gần khu vực sông Nho Quế

1.2.2 Paleozoi trung - Devon hạ - trung - Hệ tầng Nà Quản (D 1-2 nq)

Hệ tầng Nà Quản lần đầu tiên được Dương Xuân Hảo, Rzonsnickaja M.A xác lập năm 1968 có tuổi Devon giữa Năm 1975, Phạm Đình Long xác định lại có tuổi Devon sớm giữa

Mặt cắt chuẩn (Holostratotyp): Mặt cắt Nà Quản - Bằng Ca, huyện Hạ Lang,

tỉnh Cao Bằng; X = 22048'01'', Y = 106043'38''

Hệ tầng Nà Quản được sử dụng ở đây với nội dung, hệ tầng gồm toàn bộ khối lượng đá vôi lộ đơn nghiêng theo mặt cắt từ bản Nà Quản (xã Minh Long) đến gần thị tứ Bằng Ca (xã Lý Quốc) Hệ tầng cũng bao gồm khối lượng chủ yếu của các trầm tích Eifel - Givet ở Đới Hạ Lang trong mô tả của E.D Vasilevskaia (1965); các tầng Nà

Quản và đá vôi Givet chứa Tay cuộn Stringocephalus burtini của Dương Xuân Hảo

(1968); điệp Nà Quản và một phần (phần đá vôi đen chứa hoá thạch San hô, Lỗ tầng và Tay cuộn cho tuổi Givet) của điệp Bằng Ca của Phạm Đình Long (1973,1974); đá vôi

Nà Quản, điệp Nà Quản của Dương Xuân Hảo (1975, 1980) và hệ tầng Bản Páp (một phần) trong mô tả của Tống Duy Thanh và Tạ Hoà Phương (2005)

Đặng Trần Huyên và nnk (2010) [4] đã tiến hành đo vẽ lại mặt cắt Nà Quản - Bằng Ca và mặt cắt dọc theo đường mòn song song với sông Quế Sơn, từ bản Đa Nưa qua bản Đa Dưới 2km Trình tự mặt cắt của hệ tầng được mô tả theo thứ tự từ dưới lên như sau:

1 Đá vôi màu xám đen, tái kết tinh yếu, phân lớp trung bình chứa phong phú

hoá thạch Amphipora sp (A cf raritalis), loại kích thước nhỏ, đường kính từ

1,5-2,0mm và San hô vách đáy Bề dày 150m

2 Đá vôi màu xám sẫm , phân lớp từ 10-20cm xen các lớp mỏng sét silic chứa

phong phú Tentaculita Nowakia sp., Viriatellina sp., Styliolina sp Bề dày 60m

3 Đá vôi màu xám sáng, phân lớp dày chứa Amphipora sp., Coenites sp., Alveolites sp Bề dày 60m

4 Đá vôi màu xám sáng, phân dải mỏng Bề dày 100m

5 Đá vôi màu xám sáng, phân lớp dày từ 0,5-1m xen kẹp các lớp mỏng sét vôi

chứa Tảo Bề dày 70m

6 Đá vôi, đá vôi silic, phân lớp dạng tấm, từ 3-5 cm, màu xám sẫm chứa Amphipora ramosa Bề dày 120m

7 Đá vôi màu xám đen, phân lớp từ 20-30 cm, chứa phong phú hoá thạch Lỗ

tầng; San hô vách đáy; San hô bốn tia; Tay cuộn Bề dày 150m

Trong khu vực nghiên cứu, hệ tầng Nà Quản (D1-2 nq) lộ tốt dọc theo đường

mòn từ Thiên Hương đi Má Ú với thành phần chủ yếu là đá vôi silic màu xám sẫm đến xám đen, phân lớp trung bình, dập vỡ nứt nẻ tương đối mạnh

Ảnh 3 Đá vôi silic màu xám đen thuộc hệ tầng Nà Quản (D 1-2 nq) lộ tốt dọc theo

đường mòn từ Thiên Hương đi Má Ú - Ảnh TĐA

1.2.3 Paleozoi trung - Devon thượng - Hệ tầng Tốc Tát (D 3 tt)

Hệ tầng Tốc Tát được Phạm Đình Long xác lập năm 1973

Mặt cắt chuẩn Bản Ngắn - Mỏ Tốc Tát (Holostratotyp) (X = 22o49'30", Y =

106o23') được mô tả theo thứ tự từ dưới lên trên như sau:

1 Đá vôi dạng dải có màu sắc sặc sỡ, tím đỏ, xám lục xen nhiều lớp sét silic,

dày 50m

2 Đá vôi dạng dải xen các lớp mỏng đá sét vôi có silic, đá tươi có màu xám

phớt xanh, dày 80m

3 Đá vôi màu xám nhạt, phân lớp trung bình đến dày, xen kẽ thưa thớt các lớp

mỏng đá vôi sét màu xám, dày 80m

4 Vỉa quặng mangan dày trung bình từ 0,6-0,8m và được duy trì tương đối liên

tục theo đường phương Chuyển dần lên trên là đá vôi xám nhạt, phớt hồng, hơi bị tái kết tinh, phân lớp dày, thỉnh thoảng xen kẽ lớp mỏng đá vôi màu xám hơn Tập dày 70m Bề dày chung 280m

Các trầm tích thuộc hệ tầng Tốc Tát ở vùng nghiên cứu lộ ra tương đối liên tục

ở núi Tù Sán và Pố Lổ Chúng phân thành dải chạy dài theo hướng TB-ĐN, kéo về phía đèo Mã Pì Lèng

Trong khu vực nghiên cứu, mặt cắt hệ tầng Tốc Tát được quan sát từ bể nước gần đỉnh đèo Si Phai, hướng 270o lên bản Lùng Lú, gần đỉnh của núi Pố Lổ được mô tả theo thứ tự từ dưới lên bao gồm [4]:

1 Đá vôi màu xám đen, phân lớp trung bình xen các lớp sét - silic Dày 24m

2 Đá vôi sáng màu, phân lớp dày 1m, có xen các lớp mỏng sét silic Dày 21m

3 Đá vôi vân đỏ màu sặc sỡ gồm các lớp vôi nhiễm oxit sắt màu đỏ hồng, dày từ

0,8-1cm xen kẽ luân phiên với các lớp vôi màu xám trắng, màu xanh lam Dày 40m

4 Đá vôi có cấu tạo dạng kết hạch, dạng mấu trông giống như "cuội kết", trong

đó các hạt cuội là đá vôi dạng hình hạt đậu, đường kính từ 2-3cm xếp xít nhau Xi măng gắn kết là vôi sét nhiễm oxit sắt màu nâu nhạt Dày 50m

5 Đá vôi phân dải với các dải màu sáng và tối luân phiên Dày 90m

Bề dày chung của hệ tầng Tốc Tát ở mặt cắt này là 225m

Ở mặt cắt sườn phía tây Tù Sán cũng lộ ra các đá tương tự của hệ tầng Tốc Tát nhưng ranh giới trên của hệ tầng là không rõ ràng

Ảnh 4 Đá vôi vân đỏ lộ tốt dọc đường từ

Thiên Hương đi Pố Lổ

Ảnh 5 Đá vôi vân đỏ bị uốn ở khu vực

thôn Má Pắng

1.2.4 Paleozoi thượng - Carbon hạ - Turnai-Vise - Hệ tầng Lũng Nậm (C1t-v ln)

Hệ tvg Nậm n hạhượị uốn ở khu vực thôn Má Pắng Duy Thanh chủ biên) thành lập năm 1995 đuy Thanh chủ biên) Sau này có các nghiên chủ biênĐoàn Nhiên chủ biên) thành lập năm 1995á Pắng.ốoàn Nhiên chủ biên) Đàn Nhiên chủ biêurnai-Vise); Đoàn Nhiên chủ biên) thành lập năm 1995á Pắng.à nnk., 2005)

Mặt cắt chuẩn - Holostratotyp: Mặt cắt Tốc Tát, đoạn tiếp bên trên hệ tầng Tốc

Tát của mặt cắt Bùng Ổ - Đỉnh 100 Toạ độ X = 22o50', Y = 106o54’5’’

Hệ tầng Lũng Nậm được đặc trưng bằng hệ xen kẽ của các đá phiến silic, silic

và đá vôi Crinoidea ở bên dưới và đá vôi xám tối ở bên trên, phân bố ở Cao Bằng, Hà Giang Về mặt thạch địa tầng, các đá phiến silic xen đá vôi Crinoidea màu xám tối hoàn toàn phân biệt với đá vôi dạng dải của hệ tầng Tốc Tát và đá vôi màu xám trắng của hệ tầng Bắc Sơn

Diện lộ hệ tầng Lũng Nậm luôn gắn liền với diện lộ hệ tầng Tốc Tát Tại Đồng Văn (Hà Giang) hệ tầng Lũng Nậm lộ ra ở đỉnh Tù Sán Trật tự địa tầng của hệ tầng Lũng Nậm ở mặt cắt này được mô tả theo thứ tự từ dưới lên như sau:

1 Tập silic, phiến silic, dày 5m

2 Nằm trên các lớp đá vôi vân đỏ của hệ tầng Tốc Tát với quan hệ kiến tạo là

đá vôi màu đen hạt mịn, phân lớp 10-15cm, xen các lớp silic mỏng (1-3cm) Bề dày lộ

ra 20-25m

3 Silic, phiến silic, silic vôi, phân lớp mỏng, đôi khi xen kẹp các lớp vôi xám

tối hạt mịn Các lớp đá silic vôi chứa phong phú hoá thạch gồm đốt thân Crinoidea,

Brachiopoda Hoá thạch Brachiopoda tìm được gồm: Cyrtospisirifer cf chaoi

(Grabau) đặc trưng cho Carbon sớm Bề dày khoảng 40m

Ảnh 6 Đá vôi xám đen xen các lớp silic

mỏng hệ tầng Lũng Nậm tại đông nam Pố Lổ

Ảnh 7 Đá vôi dolomit của hệ tầng Bắc Sơn

nằm không chỉnh hợp trên đá silic - vôi

của hệ tầng Lũng Nậm tại đỉnh Tù Sán [4]

Hình 6 Cột địa tầng mặt cắt hệ tầng Lũng Nậm tại núi Tù Sán [4]

Tột địa tầng mặt cắt hệ tầng Lũng Nậm tại núi Tù Shột địa tầng mặt cắt hệ tầng Lũng Nậm tại núi Tù Sán [4]xen kẹp các lớp vôi xám tối hạt mịn (t địa) [4] Ngoài ra, trong khu vhệ tầng Lũng Nậm tại núi Tù Sán còn lộ ra ở sườn đông nam núi Pố Lổ

1.2.5 Paleozoi thượng - Carbon - Permi - Hệ tầng Bắc Sơn (C-P bs)

Hệ tầng Bắc Sơn do Nguyễn Văn Liêm, thành lập năm 1978, đặt theo tên khối đá vôi Bắc Sơn ở Đông Bắc Bộ

Trong mô tả đầu tiên (Nguyễn Văn Liêm, 1974), Bắc Sơn là tên của phân vị địa tầng cấp loạt, bao gồm các trầm tích chủ yếu là carbonat, phân bố ở Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ Loạt bao gồm cả các hệ tầng Đồng Đăng, Bãi Cháy, Yên Duyệt,…

Năm 1989, Lê Hùng (trong Vũ Khúc, Bùi Phú Mỹ chủ biên, 1989) sử dụng

hệ tầng Bắc Sơn với khối lượng không bao gồm hệ tầng Đồng Đăng, Bãi Cháy, Yên Duyệt,… và phân bố chỉ ở phạm vi Bắc Bắc Bộ và một phần hạn chế ở phức nếp lồi Sụng Mó

Năm 1995, Đoàn Nhật Trưởng (trong Tống Duy Thanh chủ biên) sử dụng hệ tầng Bắc Sơn với khối lượng như khối lượng hệ tầng Bắc Sơn của Lê Hùng (trong

Vũ Khúc, Bùi Phú Mỹ chủ biên, 1989) nhưng diện phân bố mở rộng ra toàn bộ khu vực Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ [4]

Mặt cắt chuẩn (Holostratotyp): do khối lượng lớn, chưa tìm được mặt cắt

nào có đầy đủ khối lượng của hệ tầng

Thành phần thạch học của hệ tầng gồm đá vôi, đá vôi dolomit hóa, đá vôi sinh vật, thường có màu xám, xám sáng, phân lớp chủ yếu dày và khối

Ảnh 8 Đá vôi màu xám sáng phân lớp dày của hệ tầng Bắc Sơn (C-P bs) khu vực

Quán Xín Ngài

Trong khu vực nghiên cứu, mặt cắt núi Đá Pháp lộ ra ở phía bắc thị trấn

Đồng Văn theo hướng đông - tây, bắt đầu từ điểm nằm ở đông nam đỉnh Pố Lổ khoảng 700m [4], theo thứ tự từ dưới lên lộ ra như sau:

1 Nằm trên đá vôi đá vôi xám đen, hạt mịn, phân lớp từ 10-15cm, xen các

lớp silic mỏng (1cm) của hệ tầng Lũng Nậm là đá vôi dolomit màu xám trắng, trắng đục, bên dưới phân lớp dày, bên trên chuyển thành dạng khối Bề dày lộ ra khoảng 300m

2 Đá vôi sinh vật màu ghi xám, hạt thô, phân lớp dày và khối, chuyển lên

trên có màu xám sáng, đôi khi có màu phớt hồng Bề dày lộ ra khoảng 400m

Phần tiếp theo của mặt cắt không lộ

Ngoài ra, còn bắt gặp một khối sót đá vôi của hệ tầng Bắc Sơn trên đỉnh Tù Sán, nằm chỉnh hợp trên đá vôi sét thuộc hệ tầng Tốc Tát (D3 tt) tuy nhiên không

xác định được ranh giới chính xác

1.2.6 Mesozoi - Trias hạ - Hệ tầng Sông Hiến (T 1 sh)

Hệ tầng được chuyển từ “điệp” cùng tên do Vaxilevskaja A.D đề nghị trên

cơ sở “Đá phiến Sông Hiến” được Bourret R (1922) mô tả Tên hệ tầng Sông Hiến được đặt theo tên địa danh sông Hiến ở tỉnh Cao Bằng, là nơi mặt cắt chuẩn có đoạn khảo sát theo sông

Hệ tầng Sông Hiến phân biệt với các đá cổ hơn - đó là các lớp đá vôi của hệ tầng Bắc Sơn (C-Pbs) mà hệ tầng Sông Hiến phủ bất chỉnh hợp trên Hệ tầng Sông

Hiến chỉ phát triển trong phạm vi của đới tướng - cấu trúc Sông Hiến, phát triển khá rộng rãi ở các vùng Đồng Văn, Yên Minh, Cao Bằng, Tĩnh Túc, Nguyên Bình và kéo xuống phía nam tới Bình Gia

Mặt cắt chuẩn (Holostratotyp): Từ Pắc Giài đến Mã Phục (X = 22o35'; Y =

106o14') được Phạm Đình Long và đồng nghiệp, 1976 đo vẽ lại trong quá trình lập bản đồ địa chất tờ Long Tân - Chinh Si tỷ lệ 1/200.000 và nó được Nguyễn Kinh Quốc hiệu chỉnh lại trong công trình "Địa chất Việt Nam, T.1, Địa tầng" (Vũ Khúc, Bùi Phú Mỹ chủ biên, 1989) Toàn bộ mặt cắt theo trật tự địa tầng được mô tả từ dưới lên trên như sau:

1 Các đá núi lửa thành phần phức tạp gồm ryolit porphyr, felsit, variolit,

spilit hạnh nhân xen các lớp cát kết, phủ bất chỉnh hợp trên đá vôi Carbon - Permi của hệ tầng Bắc Sơn Bề dày 100-250m

2 Cát kết tuf xen kẽ đá phiến sét, bột kết màu xám đen Bề dày 300m

3 Bột kết xen kẽ đá phiến sét màu xám vàng Bề dày 100m

4 Tuf ryolit, cát kết tuf xen kẹp lớp mỏng đá phiến sét màu xám lục Dày 125m

5 Bột kết xen kẽ đá phiến sét phân lớp mỏng màu xám, phong hóa loang lổ

Bề dày 75m

6 Cát kết, bột kết xen ít lớp kẹp cuội kết (1-2m) Thành phần hạt cuội là cát

kết, đá phiến sét, silic và đá phun trào Bề dày 150m

7 Đá phiến sét, bột kết, cát kết, thấu kính cuội kết, cát kết chứa cuội Dày

120m

8 Sỏi kết, cát kết, tuf xen kẽ ít bột kết, đá phiến sét Đá có màu xám, xám

vàng, thường có dạng dải Bề dày 190m

9 Đá phiến sét, bột kết màu xám, vàng lục xen kẽ cát kết hạt nhỏ Dày

110m

10 Cát kết, cát kết tuf xen kẽ bột kết, đá phiến sét và thấu kính cuội kết Đá

có màu xám, phân lớp mỏng đến trung bình Bề dày 180m

Bề dày chung của mặt cắt xấp xỉ 1600m

Trong khu vực nghiên cứu, hệ tầng Sông Hiến xuất hiện ở phía nam thị trấn Đồng Văn, chạy dài theo phương TB-ĐN và phủ bất chỉnh hợp trên hệ tầng Bắc Sơn

Ảnh 9 Đá phiến sét xen bột kết màu nâu vàng đỏ thuộc hệ tầng Sông Hiến (T 1 sh) ở

phía nam TT Đồng Văn - Ảnh TĐA

1.3 Bối cảnh kiến tạo và đặc điểm cấu trúc - kiến tạo khu vực nghiên cứu

1.3.1 Bối cảnh kiến tạo

Trên cơ sở phân vùng kiến tạo do A.E.Dovjikop và nnk (1965) [24], Trần Văn Trị và nnk (1977, 1986, 2014) [15], v.v CNĐ Đồng Văn nằm về phía đông nam lục địa Bắc Việt Nam – Nam Trung Hoa, đã được cố kết hóa vào Caledoni muộn và bị rift hóa tạo trũng Sông Hiến vào đầu Mesozoi và được nâng lên tạo núi vào Trias muộn [10] Khu vực CNĐ Đồng Văn đã trải qua lịch sử phát triển kiến tạo

đa kỳ từ giữa Paleozoi đến Kainozoi với 3 pha kiến tạo ghi nhận được rõ nét, tuy nhiên trong phạm vi khu vực nghiên cứu chỉ ghi nhận được 2 pha kiến tạo từ Mesozoi đến Kanozoi

Trong Mesozoi xảy ra pha biến dạng dẻo đến dòn-dẻo kịch phát cuối Trias

do va chạm lục địa, được biết đến dưới tên gọi pha kiến tạo Indosini với phổ biển các hiện tượng uốn nếp và đứt gãy chờm nghịch quy mô lớn [15, 27] Các chuyển động chờm nghịch về phía ĐB xảy ra rất mạnh đã làm cho các tầng đá vôi chờm về hướng này tạo nên dãy địa hình cuesta khổng lồ kéo dài 14km từ Sảng Ma Sao đến Đồng Văn (Phạm Khả Tùy, 2008 trong [18]) (Ảnh 8)

Ảnh 10 Đứt gãy chờm nghịch kéo dài từ Sảng Ma Sao đến Đồng Văn - Ảnh TĐA

Trong Kainozoi, xảy ra pha biến dạng dòn với biểu hiện hoạt động đứt gãy

cơ chế thuận và trượt bằng tái hoạt động trên các đứt gãy hình thành trước đó [27] Pha biến dạng này được cho là hệ quả của quá trình xô húc Ấn Độ - Âu Á khởi phát vào đầu Kainozoi khiến khối Đông Dương (Indochina) trôi trượt về khía đông nam

và biến dạng được tiêu tán thông qua hoạt động trượt bằng trái quy mô lớn khởi phát vào Eocen, phát triển mạnh mẽ trong Miocen dọc đứt gãy Sông Hồng [34,15]

Từ Pliocen đến ngày nay, tính chất dịch trượt của đứt gãy Sông Hồng chuyển từ trượt bằng trái sang trượt bằng phải [32] Trên khu vực nghiên cứu, dấu hiệu để lại

trên các mặt trượt đứt gãy cắt qua đá vôi Bắc Sơn (C-P bs) đo vẽ được ở khu vực

phía tây bắc thị trấn Đồng Văn thể hiện rất rõ hai pha biến dạng này

1.3.2 Đặc điểm cấu trúc kiến tạo

Nhìn theo hướng TN-ĐB CNĐ Đồng Văn lần lượt thuộc 3 đới cấu trúc kiến tạo bao gồm: Đới Sông Gâm, đới Sông Hiến; và đới Lũng Cú, phân cách với nhau bởi các đứt gãy sâu Sông Gâm (ở phía TN, còn gọi là đứt gãy Thái Nguyên-Chợ Mới-Kim Hỷ - F1) và Má Lầu-Đồng Văn-Lùng Thàng (F6) ở phía ĐB Chúng cùng nhau tạo nên một cấu trúc lớn dạng phức nếp lõm kéo dài theo phương TB-ĐN, với

các cánh lần lượt là đới Sông Gâm và Lũng Cú và phần trung tâm là đới Sông Hiến

[18] Khu vực nghiên cứu thuộc hai đới cấu trúc Sông Hiến và Lũng Cú (hình 5)

bao gồm các tổ hợp thạch kiến tạo (THTKT) sau [14,15]:

- THTKT thềm và sườn lục địa Devon - Carbon hạ (D-C1), gồm thành hệ lục

nguyên dạng molat tuổi Devon sớm gồm hệ tầng Mia Lé (D1 ml) và thành hệ lục

nguyên - carbonat - silic tuổi Devon muộn – Carbon sớm gồm hệ tầng Tốc Tát (D3

tt), hệ tầng Lũng Nậm (C1t-v ln) Trên khu vực nghiên cứu, chúng phân bố chủ yếu

ở tây nam đới Lũng Cú (dọc suối Xéo Hồ, thôn Hấu Đề kéo dài đến bản Mồ, núi Tù

Sán) và ở đới Sông Hiến

- THTKT thềm lục địa Carbon - Permi gồm carbonat hệ tầng Bắc Sơn (C-P

bs) phân bố chủ yếu ở trung tâm, bắc đới Sông Hiến và tây nam đới Lũng Cú

- THTKT rift nội lục Mesozoi, gồm thành hệ lục nguyên - phun trào axit hệ

tầng Sông Hiến (T1 sh) chủ yếu phân bố ở đới Sông Hiến Trên vùng nghiên cứu

THTKT này phân bố thành dải kéo dài theo phương TB-ĐN bên cánh phải trũng

Đồng Văn theo chiều từ tây sang đông

1.3.3 Đặc điểm đứt gãy

Hoạt động đứt gãy ở khu vực nghiên cứu rất mạnh mẽ gồm nhiều hệ đứt gãy

có phương khác nhau, nhưng đóng vai trò chính ảnh hưởng đến quá trình phát triển

cấu trúc địa chất và đặc điểm địa hình, địa mạo vùng nghiên cứu là hệ đứt gãy

phương TB-ĐN Cụ thể trong khu vực nghiên cứu tồn tại hai đứt gãy lớn, hoạt động

qua nhiều thời kỳ, bao gồm:

- Đứt gãy Lũng Táo-Tu Sản (F7) phương 100-110o được hình thành cùng thời

gian vào cuối Permi liên quan phá vỡ vỏ lục địa Paleozoi tạo địa hào Sông Hiến

Trong giai đoạn Permi muộn-Trias trung (P3-T2) là đứt gãy thuận, cắm dốc về B-ĐB

Vào cuối T3 liên quan đến pha ép nén khép kín địa hào Sông Hiến là đứt gãy

nghịch-trượt bằng [14,15]

- Đứt gãy Má Lầu-Đồng Văn-Lùng Thàng (F6) phương TB-ĐN từ 100-130o

kéo dài từ khu vực thôn Má Lầu qua thị trấn Đồng Văn cắt qua bờ trái sông Nho

Quế đến Lùng Thàng Đứt gãy xuất hiện vào cuối Permi liên quan đến việc thành

tạo địa hào chứa các trầm tích lục nguyên của đới Sông Hiến Dọc theo đứt gãy có

sự xuyên lên của khối gabro diabas [14,15]

Các hệ thống đứt gãy trẻ phương ĐB-TN, á kinh tuyến chủ yếu là các đứt

gãy nhỏ cộng sinh với hệ đứt gãy phương TB-ĐN Tuy nhiên, hệ thống đứt gãy này

có độ mở lớn và là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến quá trình hình thành và

phát triển cấu trúc vùng nghiên cứu trong giai đoạn Tân kiến tạo

Hình 7 Vùng nghiên cứu trong bình đồ cấu trúc - kiến tạo khu vực [4,14,15]

1.4 Đặc điểm địa mạo

Với vị trí bối cảnh kiến tạo, cấu trúc địa chất và đặc điểm sơn văn cũng như điều kiện khí hậu độc đáo v.v mà trên khu vực nghiên cứu đã hình thành những cảnh quan địa mạo độc đáo, đặc biệt là cảnh quan karst Đó là các bề mặt san bằng

ở các độ cao khác nhau, các kiểu và dạng địa hình thành tạo do đứt gãy, do bóc mòn, xâm thực-bóc mòn, trọng lực, các dạng đơn nghiêng, các hẻm vực karst, cánh đồng karst, các hố sụt, phễu karst, các tầng hang động, các dạng tích tụ do các quá trình dòng chảy, trọng lực v.v (Phạm Khả Tùy và nnk, 2008 trong [18]) Dưới đây giới thiệu khái quát một số kiểu dạng địa hình tiêu biểu của vùng nghiên cứu

1.4.1 Địa hình nguồn gốc đứt gãy kiến tạo

Sườn và vách do phá hủy đứt gãy kiến tạo Các sườn và vách do phá hủy đứt

gãy kiến tạo có mặt khá phổ biến ở khu vực phía đông vùng nghiên cứu Với độ dốc lớn thậm chí dựng đứng chúng phân bố dọc các đứt gãy, đặc biệt các đứt gãy phương TB-ĐN, phát triển cả trên địa hình đá vôi lẫn các đá khác

Các thung lũng hình thành theo đứt gãy Đới cà nát, dập vỡ kéo dài dọc theo

các đứt gãy là điều kiện để hình thành các đoạn sông, suối đặt lòng theo đó, hoặc tạo nên các thung lũng rộng kéo dài và các thung lũng karst có nhiều hố sụt sắp xếp dạng tuyến Các thung lũng như vậy rất phổ biến trong vùng như thung lũng suối Séo Hồ, đặc biệt là thung lũng Đồng Văn, khu vực nghiên cứu chính

Các bậc địa hình thành tạo do đứt gãy Dọc theo các đứt gãy thường là các

đới dập vỡ kéo dài trên sườn thuận lợi cho các quá trình bóc mòn, rửa xói, phong hóa mạnh trong điều kiện nâng phân dị sẽ tạo thành ranh giới của các bậc địa hình Kiểu ranh giới này gặp ở khu vực tây bắc thị trấn Đồng Văn, khu vực Sảng Ma Sao, Má Ú

1.4.2 Địa hình bóc mòn

Các sườn xâm thực-bóc mòn Các sườn này thường hình thành trên các các

trầm tích lục nguyên thuộc các hệ tầng Mia Lé (D1ml), Tốc Tát (D3 tt), Sông Hiến

(T1 sh) Các dải núi này có độ cao từ 400m đến trên 1500m Đường chia nước của

chúng thoải, hẹp, uốn lượn, bề mặt sườn không phẳng Trên bề mặt sườn phát triển mạnh mương xói hiện đại Độ dốc sườn 20-40o Độ phân cắt ngang đạt 2-3km/km2 Mạng lưới sông suối thường có dạng cành cây, tỏa tia, cong queo, vòng vèo Dạng địa hình này xuất hiện khá phổ biến trên vùng nghiên cứu

Các bề mặt san bằng Các bề mặt san bằng biểu hiện dưới dạng các bề mặt

có độ cao tương đương ở vùng phân thủy, các bề mặt bằng phẳng trên đường sống núi, trên vai núi và các bậc vai sườn trong thung lũng Trong vùng nghiên cứu

chúng tồn tại cả trên vùng karst, cả trên vùng phi karst với các độ cao sau:

- Bề mặt san bằng 1500-1700m Phân bố ở khu vực Pố Lổ kéo dài theo sườn

karst xâm thực phía bắc thị trấn Đồng Văn Tuổi của bề mặt này được giả định là Miocen sớm-giữa (24-11 triệu năm cách ngày nay)

- Bề mặt 1000-1300m phân bố rất rộng chủ yếu ở khu vực đỉnh Tù Sán, và

trên dải đồi lục nguyên phía tây thị trấn Đồng Văn Bề mặt này có tuổi Miocen muộn cách ngày nay khoảng 11 triệu năm

- Bề mặt san bằng 750-950m phân bố trên những diện tích hẹp, chủ yếu có

dạng bậc vai sườn ở vùng đá vôi và phần phân thủy của vùng đá lục nguyên, phân

bố ở khu vực tây bắc vùng nghiên cứu (thôn Hấu Đề, Khai Hoang) Tuổi của bề mặt này là Pliocen sớm-giữa (cách ngày nay 5 triệu năm)

xẻ qua tạo hẻm vực, tách ra 3 khối: khối Đồng Văn, khối Sảng Ma Sao và khối Má

Ú Dạng địa hình đơn nghiêng này có sườn thoải phía TN ở độ cao 1200m (Sảng

Ma Sao), 1100m (Đồng Văn), và các đỉnh rìa sườn dốc phía ĐB tương ứng ở các độ cao 1450m, 1500m, 1450m, 1500m Trên các sườn thoải cũng phát triển hiện tượng xâm thực giật lùi tạo các rãnh xói khổng lồ

Hẻm vực Khi Lía, Sảng Ma Sao Các hẻm vực này đều hình thành theo các

đứt gãy ĐB-TN cắt chéo qua dải cuesta khổng lồ tây Đồng Văn Điển hình là hẻm Khi Lía dài 2km gồm hai bộ phận: cao và thấp Bộ phận cao có dạng chữ V với các sườn dốc 40-45° có vách từ đỉnh kéo xuống (từ độ cao 1400m xuống 1000m) Bộ phận thấp có dạng khe hẻm từ độ cao 1000m xuống đáy khe ở độ cao 700m Các hẻm vực này đã bắt đầu được hình thành ngay từ khi bề mặt san bằng 1500-1700m được thành tạo (cách ngày nay khoảng 50-60 triệu năm) hiện vẫn chưa kết thúc quá trình đào sâu xuống của mình

Cánh đồng karst Đồng Văn Đây là dạng địa hình karst quan trọng, là trung

tâm của khu vực nghiên cứu Về mặt hình thái, nó có đáy hơi mấp mô, hơi nghiêng

về phía dòng chảy, rộng từ 100 đến 800m, kéo dài theo phương TB-ĐN, hình thành

trên đá vôi Bắc Sơn (C-P bs) Bề mặt này có cấu tạo gồm cuội có đội mài tròn kém,

tảng, dăm sạn lẫn bột sét

Hình 8 Sơ đồ địa mạo khu vực nghiên cứu (theo Phạm Khả Tùy và nnk, 2008 [10])

1.4.4 Địa hình tích tụ

Bề mặt tích tụ deluvi-proluvi cổ Trên rìa nam thung lũng Đồng Văn, tại

Xóm Mới tồn tại một mảng nghiêng ở chân sườn rộng 500m, dài khoảng 1,5km lên cao 80m so với mặt đáy thung lũng, cấu tạo hỗn độn tảng, cuội, dăm sạn có độ mài tròn trung bình đến kém trong sét nâu vàng Trong tầng này còn thấy rất rõ các mảnh đá phiến sét màu tím hồng sắc cạnh, rất tươi, khá sắc cạnh, độ gắn kết tốt, bị phong hóa mạnh, xen giữa các mạch ngang (dày 0.5cm) bị laterit hóa dạng mảnh sành màu nâu và các ổ sạn dăm màu nâu Rất có thể các trầm tích này có tuổi Pliocen muộn

Có thể nhận thấy, nghiên cứu về địa mạo của Phạm Khả Tùy, 2010 đã làm nổi bật những nét đặc trưng của các dạng địa hình trên khu vực nghiên cứu Dựa vào quy luật phân bố, sự biến dạng của các yếu tố địa mạo này (biến dạng các yếu tố địa hình, mạng sông suối, các quá trình sườn, các dạng địa hình tích tụ, v.v.) kết hợp với nghiên cứu sự biến dạng về cấu trúc, địa tầng, thạch học, cho phép xác định các quy

luật phát triển của các quá trình nội sinh như đứt gãy, uốn nếp, v.v trong vùng

1.5 Đặc điểm địa chất thủy văn

Dựa trên số liệu khảo sát thực địa của học viên và số liệu thu thập tự báo cáo

“Lập quy hoạch phân bổ tài nguyên nước tỉnh Hà Giang đến năm 2020” do Liên

đoàn Quy hoạch và Điều tra tài nguyên nước miền Bắc thực hiện năm 2011, các tầng chứa nước trong khu vực nghiên cứu đã được khảo sát và mô tả chi tiết Cụ thể về đặc điểm của các tầng chứa nước sẽ được trình bày ở các phần tiếp theo của Luận văn

1.5.1 Các dòng chảy mặt

Trong khu vực nghiên cứu, dòng chảy mặt xuất hiện khá thưa thớt, đa số tập trung ở phần phía bắc Trung tâm khu vực nghiên cứu chỉ duy nhất xuất hiện một dòng suối nhỏ chảy dọc theo thung lũng Đồng Văn, dòng suối này thoắt ẩn thoắt hiện trong lòng thung lũng và cuối cùng đổ vào hang Hổ ở phía đông thị trấn Đồng Văn và dòng chảy ngầm đưa nước ra sông Nho Quế ở khu vực thôn Bản Mồ

Ảnh 11 Dòng chảy mặt trong khu vực thị trấn Đồng Văn

Các dòng chảy mặt còn lại khá ngắn và dốc, xuất phát từ những nguồn lộ nước phía trên cao, chảy không liên tục theo mùa và đa phần đều đổ ra sông Nho Quế

1.5.2 Các tầng chứa nước

Trong vùng nghiên cứu, nước tồn tại và vận động trong các lỗ rỗng trầm tích

Đệ tứ chưa được gắn kết và nước trong các khe nứt của các đá lục nguyên, và đặc biệt là nước trong các khe nứt, đới dập vỡ và các hang động trong các đá karst Kết quả khảo sát thực địa cho thấy, hầu hết nước xuất lộ tại ranh giới giữa các hệ tầng, dọc theo các đứt gãy và ở khu vực thị trấn Đồng Văn, nước xuất lộ trong các đới dập vỡ đá vôi và các dòng chảy ngầm trong hang động

a Tầng chứa nước lỗ hổng các trầm tích bở rời hệ Đệ tứ (Q)

Tầng chứa nước này có diện phân bố chủ yếu dọc theo thung lũng Đồng Văn Theo kết quả khảo sát, chiều dày tầng chứa nước mỏng không liên tục, thuộc loại không áp, nguồn cung cấp chủ yếu là nước mưa, nước mặt, một lượng nhỏ từ các tầng chứa nước nằm cao hơn chảy xuống Miền thoát là các suối nhỏ, các rãnh xâm thực và ngấm xuống tầng dưới

Thành phần đất đá chứa nước gồm: sét, cát, sạn sỏi, cuội và các mảnh vụn đá…Chúng có các nguồn gốc khác nhau như bồi tích, lũ tích, tàn tích và sườn tích… Chiều dày thường thay đổi từ 1m đến 10m, được xếp vào tầng nghèo nước

Tính chất lý học của nước trong các điểm giếng, nguồn lộ: nước trong, không mùi, vị nhạt, loại hình hóa học: Bicarbonat calci

Tầng chứa nước thuộc loại không áp, nguồn cung cấp chủ yếu là nước mưa, nước mặt, một lượng nhỏ từ các tầng chứa nước nằm cao hơn chảy xuống Miền thoát là các sông, suối, các rãnh xâm thực và ngấm xuống tầng dưới

b Tầng chứa nước khe nứt trong các trầm tích lục nguyên, lục nguyên - phun trào hệ tầng sông Hiến (T 1 sh)

Các trầm tích của tầng chứa nước này có diện tích phân bố khá rộng rãi ở phía nam - tây nam khu vực nghiên cứu Thành phần đất đá chứa nước gồm: đá phiến sét, bột kết phân lớp, đá phiến sét vôi, cát kết vôi, cát kết tuf xám lục, bột kết

uf, thấu kính mỏng đá vôi, sét vôi xen kẽ, spilit, diasbas prophyr, ryolit prophyr

Tính chất lý học của nước: nước trong, không mùi, vị nhạt; loại hình hóa học: Bicarbonat calci

Dựa vào kết quả khảo sát tại các nguồn lộ, thành phần đất đá chứa nước cho thấy khả năng chứa và lưu thông nước dưới đất kém, có thể xếp tầng chứa nước vào mức độ nghèo nước hoặc tầng cách nước

Động thái nước dưới đất tầng chứa nước này thay đổi lớn theo mùa Tầng chứa nước thuộc loại không áp, nguồn cung cấp là nước mưa, nước mặt và nước từ các tầng chứa nước phía trên ngấm xuống Miền thoát là qua các rãnh xâm thực, khe nứt của đất đá ngấm xuống tầng chứa nước nằm dưới

Ảnh 12 Điểm xuất lộ nước thấm rỉ trong tầng chứa nước Sông Hiến (T 1 sh)

c Tầng chứa nước khe nứt, khe nứt - karst trong các trầm tích carbonat - hệ Carbon - Permi trên hệ tầng Bắc Sơn (C-P bs)

Dựa vào các kết quả nghiên cứu, thành phần đất đá chứa nước có mức độ phong hoá và nứt nẻ mạnh, phát triển hang hốc karst mạnh Như vậy, xếp tầng chứa nước có mức độ giàu nước và là tầng chứa nước chính trong khu vực nghiên cứu Tuy nhiên, nước trong tầng chứa nước karst khá linh động, di chuyển rất nhanh từ trên cao theo các khe nứt, đứt gãy, hang động xuống các cấu trúc chứa nước nên đây là tầng chứa nước rất dễ bị tổn thương

Ảnh 13 Điểm xuất lộ trong đới dập vỡ

đá vôi thuộc hệ tầng Bắc Sơn (C-P bs)

ở phía tây thị trấn Đồng Văn

Tính chất lý học của nước: nước trong, không mùi, vị nhạt; loại hình hóa học: Bicarbonat calci-magne

Động thái nước dưới đất tầng C-P thay đổi lớn theo mùa Tầng chứa nước thuộc loại không áp, nguồn cung cấp là nước mưa, nước mặt và nước từ các tầng chứa nước phía trên ngấm xuống Miền thoát qua các rãnh xâm thực, hang hốc karst, khe nứt của đất đá ngấm xuống tầng chứa nước nằm dưới

d Tầng chứa nước khe nứt, khe nứt - karst trong các trầm tích carbonat hệ Devon trên hệ tầng Tốc Tát (D 3 tt)

Các trầm tích của tầng chứa nước (D3 tt) phân bố thành dạng dải phát triển

theo phương TB-ĐN Thành phần đất đá chứa nước bao gồm: đá vôi vân đỏ, đá vôi dạng dải xen kẹp vôi sét phân lớp mỏng, đá vôi hoa hóa, đá vôi silic, đá phiến sét

Dựa vào thành phần đất đá chứa nước chiếm chủ yếu là sét vôi và đá vôi silic, có mức độ phong hóa nứt nẻ, khả năng chứa và lưu thông nước dưới đất kém Như vậy, có thể xếp tầng vào tầng chắn nước

Tính chất lý học của nước: nước trong, không mùi, vị nhạt; loại hình hóa học: Bicarbonat-magne calci

Ảnh 14 Điểm xuất lộ nước trong hệ tầng Tốc Tát (D 3 tt) khu vực thôn Xì Phài

Động thái nước dưới đất tầng chứa nước này thay đổi theo mùa Tầng chứa nước thuộc loại không áp, nguồn cung cấp là nước mưa, nước mặt và nước từ các tầng chứa nước phía trên chảy xuống Miền thoát là các suối nhỏ, qua các rãnh xâm thực, khe nứt của đất đá ngấm xuống tầng chứa nước nằm dưới

e Tầng chứa nước khe nứt, khe nứt - karst trong các trầm tích carbonat xen lục nguyên hệ Devon, thống dưới - giữa hệ tầng Nà Quản (D 1-2 nq)

Tầng chứa nước Nà Quản có diện phân bố ở khu vực phía bắc vùng nghiên cứu Thành phần đất đá chứa nước bao gồm: đá phiến thạch anh - sericit, cát kết, đá vôi sét, đá vôi silic, phiến sericit, đá vôi phân lớp mỏng đến dày (Ảnh 15)

Tính chất lý học của nước: nước trong, không mùi, vị nhạt; loại hình hóa học: Bicarbonat calci

Ảnh 15 Điểm xuất lộ nước trong đá vôi silic thuộc hệ tầng Nà Quản (D 1-2 nq) khu

vực thôn Hấu Đề

Động thái nước nước dưới đất tầng chứa nước Nà Quản thay đổi theo mùa Tầng chứa nước thuộc loại không áp, nguồn cung cấp là nước mưa, nước mặt và nước từ các tầng chứa nước phía trên ngấm xuống Miền thoát qua các rãnh xâm thực, hang hốc karst, khe nứt của đất đá ngấm xuống tầng chứa nước nằm dưới

f Tầng chứa nước khe nứt, khe nứt - karst trong các trầm tích carbonat xen lục nguyên hệ Devon, thống dưới hệ tầng Mia Lé (D 1 ml)

Thành phần đất đá chứa nước bao gồm: đá vôi, đá vôi hoa hóa, đá phiến sericit, đá phiến silic, cát kết, bột kết, đá phiến sét, sét vôi nên khả năng chứa nước kém, được xếp vào tầng có mức độ giàu nước kém

Tính chất lý học của nước: nước trong, không mùi, vị nhạt; loại hình hóa học: Bicarbonat calci

Động thái nước dưới đất tầng chứa nước này thay đổi theo mùa Tầng chứa nước thuộc loại không áp, nguồn cung cấp là nước mưa, nước mặt và nước từ các tầng chứa nước phía trên ngấm xuống Miền thoát qua các rãnh xâm thực, khe nứt của đất đá ngấm xuống tầng chứa nước nằm dưới

1.5.3 Hiện trạng khai thác và sử dụng nước trên khu vực nghiên cứu

Qua số liệu điều tra, khảo sát, trên khu vực nghiên cứu người dân đang sử dụng nước sinh hoạt được lấy từ 02 trạm bơm tập trung đó là trạm bơm Làng