Đặc điểm cổ địa lý thời kỳ miocen khu vực thái bình trên cơ sở nghiên cứu hóa thạch trùng lỗ (foraminifera) và bào tử phấn hoa

31 CHƯƠNG III: ĐẶC ĐIỂM CÁC PHỨC HỆ HÓA THẠCH TRÙNG LỖ FORAMINIFERA VÀ BÀO TỬ PHẤN HOA TRONG TRẦM TÍCH MIOCEN VÙNG NGHIÊN CỨU.. Nội dung nghiên cứu: - Nghiên cứu đặc điểm các phức hệ hó

1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

NGÔ THỊ ĐÀO

ĐẶC ĐIỂM CỔ ĐỊA LÝ THỜI KỲ MIOCEN KHU VỰC THÁI BÌNH TRÊN

CƠ SỞ NGHIÊN CỨU HÓA THẠCH TRÙNG LỖ (FORAMINIFERA)

VÀ BÀO TỬ PHẤN HOA

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

Hà Nội, 2018

2

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

NGÔ THỊ ĐÀO

ĐẶC ĐIỂM CỔ ĐỊA LÝ THỜI KỲ MIOCEN KHU VỰC THÁI BÌNH TRÊN

CƠ SỞ NGHIÊN CỨU HÓA THẠCH TRÙNG LỖ (FORAMINIFERA)

1

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 4

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VÙNG NGHIÊN CỨU 6

1.1 Vị trí vùng nghiên cứu 6

1.2 Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội 7

1.3 Đặc điểm địa tầng vùng nghiên cứu 10

1.3.1 Các thành tạo trước Kainozoi 10

1.3.2 Các thành tạo Kainozoi 10

CHƯƠNG II: CƠ SỞ TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25

2.1 Lịch sử nghiên cứu 25

2.2 Cơ sở tài liệu 25

2.3 Các phương pháp nghiên cứu 26

2.3.1 Nhóm các phương pháp nghiên cứu cổ sinh (bào tử phấn hoa, trùng lỗ) và cổ sinh thái 26

2.3.2 Nhóm các phương pháp nghiên cứu sinh địa tầng 30

2.3.3 Nhóm các phương pháp phụ trợ 31

CHƯƠNG III: ĐẶC ĐIỂM CÁC PHỨC HỆ HÓA THẠCH TRÙNG LỖ (FORAMINIFERA) VÀ BÀO TỬ PHẤN HOA TRONG TRẦM TÍCH MIOCEN VÙNG NGHIÊN CỨU 33

3.1 Tổng quan về hóa thạch trùng lỗ (Foraminifera) và bào tử phấn hoa 33

3.1.1 Trùng lỗ (Foraminifera) 33

3.1.2 Bào tử phấn hoa 40

3.2 Môi trường trầm tích Miocen trên cơ sở nghiên cứu cổ sinh 45

A Lỗ khoan 51SH 45

B Lỗ khoan 97SH 50

C Lỗ khoan 102SH 54

D Lỗ khoan 104 58

CHƯƠNG IV: CỔ ĐỊA LÝ THỜI KỲ MIOCEN VÙNG NGHIÊN CỨU 65

4.1 Cơ sở tài liệu xây dựng môi trường trầm tích thời kỳ Miocen vùng nghiên cứu……… 65

4.1.1 Cơ sở cổ sinh 65

4.1.2 Cơ sở về thạch học 66

4.1.3 Cơ sở về hóa lý 67

4.2 Đặc điểm cổ địa lý thời kỳ Miocen sớm khu vực Thái Bình 67

4.3 Đặc điểm cổ địa lý thời kỳ Miocen giữa khu vực Thái Bình 68

2

4.4 Đặc điểm cổ địa lý thời kỳ Miocen muộn khu vực Thái Bình 69

KẾT LUẬN 73

KIẾN NGHỊ 74

PHỤ LỤC CÁC ẢNH MINH HỌA 75

TÀI LIỆU THAM KHẢO 80

3

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1: Sơ đồ vị trí vùng và các lỗ khoan nghiên cứu

Hình 1.2: Cột địa tầng trước Hệ Đệ tứ vùng nghiên cứu

Hình 1.3: Cột địa tầng Hệ Đệ tứ vùng nghiên cứu

Hình 3.1: Phân loại trùng lỗ theo cách hình thành vỏ

Hình 3.2: Một số dạng vỏ chủ yếu của trùng lỗ

Hình 3.3: Phân loại trùng lỗ theo môi trường cư trú

Hình 3.4: Một số kiểu hình dáng vỏ của trùng lỗ

Hình 3.5: Một số kiểu tô điểm của vỏ trùng lỗ

Hình 3.6: Sự phát sinh các dạng trùng lỗ trôi nổi trong Kainozoi

Hình 3.7: Trùng lỗ và phân bố trong các môi trường sống

Hình 3.8: Mối quan hệ giữa phức hệ bào tử phấn và môi trường trầm tích

Hình 3.9: Sự phân bố địa tầng của một số dạng bào tử phấn hoa ở Đông Nam Á và lân cận

Hình 3.10: Đới bào tử phấn hoa thềm lục địa Việt Nam (Viện Dầu khí)

Hình 4.1: Mặt cắt môi trường trầm tích thời kỳ Miocen khu vực Thái Bình

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 3.1: Đối sánh thang địa tầng đới trùng lỗ Blow với một số tài liệu liên quan Bảng 3.2: Phân chia địa tầng lỗ khoan 51SH

Bảng 3.3: Tổng hợp kết quả phân tích mẫu cổ sinh lỗ khoan 51SH

Bảng 3.4: Phân chia địa tầng lỗ khoan 97SH

Bảng 3.5: Tổng hợp kết quả phân tích mẫu cổ sinh lỗ khoan 97SH

Bảng 3.6: Phân chia địa tầng lỗ khoan 102SH

Bảng 3.7: Tổng hợp kết quả phân tích mẫu cổ sinh lỗ khoan 102SH

Bảng 3.8: Phân chia địa tầng lỗ khoan 104

Bảng 3.9: Tổng hợp kết quả phân tích mẫu bào tử phấn hoa lỗ khoan 104

4

MỞ ĐẦU

Trầm tích Kainozoi, đặc biệt là Miocen ở khu vực đồng bằng Sông Hồng chứa nhiều khoáng sản quan trọng và cần thiết để phát triển kinh tế Trong số đó đáng kể nhất là than nâu (Vũ Nhật Thắng – chủ biên, 1995) Kết quả nghiên cứu của tập đoàn Công nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam tại vùng châu thổ Sông Hồng đã phần nào xác định được đặc điểm trầm tích, môi trường thành tạo than, trữ lượng và chất lượng than, điều kiện địa chất, địa chất thủy văn, địa chất công trình và khả năng khai thác than với trình độ và công nghệ khai thác hiện tại trên thế giới (Tập đoàn Công nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam, 2016) Tuy nhiên, vấn đề nghiên cứu địa chất, vấn đề quan trọng đầu tiên quyết định tới các hướng nghiên cứu tiếp theo, ở đây đã được đề cập song chưa được quan tâm thích đáng, làm hạn chế ý nghĩa của kết quả nghiên cứu thăm dò trong việc đánh giá tìm kiếm cho toàn vùng Nhằm góp phần làm sáng tỏ đặc điểm địa chất thời kỳ Miocen khu vực phía đông nam của vùng châu thổ sông Hồng, học viên đã dùng phương pháp phân tích cổ sinh chứa trong trầm tích Miocen ở một số

lỗ khoan thuộc khu vực tỉnh Thái Bình

Các nhóm cổ sinh tuy rất nhỏ nhưng lại dễ được bảo tồn trong đá với số lượng tương đối phong phú do chúng có một lớp vỏ khá bền vững Các nhóm cổ sinh khác nhau thường có những đặc điểm riêng về hình dạng, kích thước và về cấu trúc chi tiết nên có thể phân biệt được chúng thông qua các đặc điểm đó Mỗi nhóm cổ sinh lại mang những nét đặc trưng cho điều kiện môi trường khi chúng sinh trưởng và phát triển ở đó, mặt khác sự tiến hóa của các dạng cổ sinh theo thời gian cũng được ghi nhận bằng các giống, loài đặc trưng Vì vậy, phương pháp nghiên cứu cổ sinh không những xác định được tuổi địa chất của các tầng trầm tích chứa chúng mà còn là cơ sở quan trọng để khôi phục lại điều kiện cổ địa lý (môi trường trầm tích, cổ khí hậu, cổ thực vật,…) của các thời kỳ địa chất trước đây (Nguyễn Ngọc, 2004)

Với những ý nghĩa thực tiễn nêu trên, học viên chọn luận văn thạc sĩ với đề tài:

“Đặc điểm cổ địa lý thời kỳ Miocen khu vực Thái Bình trên cơ sở nghiên cứu hóa thạch trùng lỗ (foraminifera) và bào tử phấn hoa.”

Mục tiêu của đề tài:

- Chính xác hóa địa tầng và môi trường trầm tích Miocen

- Khôi phục đặc điểm cổ địa lý thời kỳ Miocen

Nội dung nghiên cứu:

- Nghiên cứu đặc điểm các phức hệ hóa thạch trùng lỗ (Foraminifera) và bào tử phấn hoa trong trầm tích Miocen

- Nghiên cứu xây dựng thang địa tầng Miocen

5

- Nghiên cứu đặc điểm cổ địa lý thời kỳ Miocen

Cấu trúc của luận văn

Mở đầu

Chương 1: Tổng quan vùng nghiên cứu

Chương 2: Cơ sở tài liệu và phương pháp nghiên cứu

Chương 3: Đặc điểm các phức hệ hóa thạch trùng lỗ (Foraminifera) và bào tử phấn hoa trong trầm tích Miocen vùng nghiên cứu

Chương 4: Cổ địa lý thời kỳ Miocen vùng nghiên cứu

Kết luận và kiến nghị

Tài liệu tham khảo

6

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VÙNG NGHIÊN CỨU

1.1 Vị trí vùng nghiên cứu

Thái Bình là tỉnh ven biển, thuộc đồng bằng châu thổ sông Hồng, nằm trong

vùng ảnh hưởng của tam giác tăng trưởng kinh tế Hà Nội - Hải Phòng - Quảng Ninh

Phía Bắc giáp với tỉnh Hưng Yên, Hải Dương và Hải Phòng; phía Tây và Tây Nam

giáp với tỉnh Nam Định và Hà Nam; phía Đông giáp với vịnh Bắc Bộ

Hình 1.1: Sơ đồ vị trí vùng và các lỗ khoan nghiên cứu

Là tỉnh đồng bằng nằm sát biển, khí hậu Thái Bình được điều hòa bởi hơi ẩm từ vịnh Bắc Bộ tràn vào Gió mùa đông bắc qua vịnh Bắc Bộ vào Thái Bình làm tăng độ

ẩm so với những nơi khác nằm xa biển Vùng áp thấp trên đồng bằng Bắc Bộ về mùa

hè hút gió biển làm bớt tính khô nóng ở Thái Bình Sự điều hòa của biển làm cho biên

độ nhiệt tuyệt đối ở Thái Bình thấp hơn ở Hà Nội 5ºC

Ngay trong phạm vi tỉnh, sự điều hòa nhiệt ẩm ở vùng ven biển Thái Thụy, Tiền Hải rõ rệt hơn những vùng xa biển Biên độ nhiệt trung bình trong năm ở Diêm Điền là 12,8ºC, còn ở thành phố Thái Bình là 13,1ºC Tuy nhiên do diện tích nhỏ, gọn và địa hình tương đối bằng phẳng nên sự phân hóa theo lãnh thổ tỉnh không rõ rệt

Tài nguyên đất

Theo số liệu của Cục Thống kê năm 2000, diện tích đất tự nhiên Thái Bình là 154,224ha, chủ yếu là đất nông nghiệp và lâm nghiệp Đất nông nghiệp của tỉnh tuy chỉ có 96,567ha, bình quân trên đầu người thấp, nhưng do có nhiều kinh nghiệm sản xuất và áp dụng khoa học - kỹ thuật tiên tiến trong nông nghiệp nên sản lượng lương thực ngày một tăng Đất lâm nghiệp toàn tỉnh chỉ có 2.560ha ở ven biển Thái Thụy, Tiền Hải Rừng trên diện tích này không nhiều, một vài nơi có sú vẹt dưới bãi triều hoặc phi lao trên bờ cao Việc bảo vệ và phát triển rừng trên diện tích này là nhiệm vụ quan trọng góp phần cố định phù sa, mở rộng diện tích tự nhiên của tỉnh

Đặc điểm địa hình

Thái Bình là một tỉnh đồng bằng có địa hình tương đối bằng phẳng với độ dốc nhỏ hơn 1%; cao trình biến thiên phổ biến từ 1-2m so với mực nước biển, thấp dần từ tây bắc xuống đông nam Nền địa hình Thái Bình là đồng bằng được hình thành cách đây không lâu Đường bờ biển hiện nay chỉ mới được bồi đắp trong vòng 100-200 năm trở lại đây Tỉnh Thái Bình nằm trong đồng bằng Bắc bộ, có đặc điểm chung của đồng bằng châu thổ, đồng thời có những nét riêng Nhìn chung đất Thái Bình được bồi đắp

từ phù sa của các dòng sông lớn Trong đó vai trò bồi đắp phù sa của hệ thống sông Hồng là chủ yếu Quá trình bồi tụ diễn ra liên tục và từ từ, trải qua thời gian dài (hàng nghìn năm), kết hợp với gió bão, sóng biển, diễn biến thủy triều của biển Đông, nên ở đây địa hình thấp, bằng phẳng Song hành với thời gian diễn ra sự bồi tụ của tự nhiên

8

còn phải kể đến trí tuệ và sức lao động của con người sống trên mảnh đất này Hiện nay, Thái Bình trở thành một trọng điểm lúa nước nằm trong vựa lúa của đồng bằng Bắc Bộ và cả nước

Đặc điểm thủy văn

Tỉnh Thái Bình nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, nên hàng năm đón nhận một lượng mưa lớn (1.700-2.200mm), lại là vùng bị chia cắt bởi các con sông lớn, đó là các chỉ lưu của sông Hồng, trước khi chạy ra biển Mặt khác, do quá trình sản xuất nông nghiệp, trải qua nhiều thế hệ, người ta đã tạo ra hệ thống sông ngòi dày đặc Tổng chiều dài các con sông, ngòi của Thái Bình lên tới 8492km, mật độ bình quân từ 5-6km/km2 Hướng dòng chảy của các con sông đa số theo hướng tây bắc xuống đông nam Phía bắc, đông bắc Thái Bình còn chịu ảnh hưởng của sông Thái Bình

Kinh tế

a Sản xuất nông – lâm – thủy sản

Trong những năm gần đây, tuy gặp nhiều khó khăn do môi trường diễn biến phức tạp, dịch bệnh xảy ra trên cây trồng, vật nuôi,… nhưng nhờ đẩy mạnh công tác khuyến nông, khuyến ngư, ứng dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật vào sản xuất, chủ động kiểm soát, phòng trừ dịch bệnh, nên giá trị sản xuất của ngành nông, lâm, thủy sản vẫn giữ mức tương đối ổn định Theo số liệu năm 2016:

Trồng trọt: Tuy bị thiệt hại nặng nề do cơn bão số 1 gây ra nhưng giá trị sản xuất vẫn tăng 1,89% so với năm trước Tổng diện tích gieo trồng đạt 225.148 ha, bằng 99,58% so với năm 2015 (chủ yếu do chuyển sang sản xuất công nghiệp, đất ở và xây dựng các công trình giao thông), trong đó diện tích lúa đạt 160,061 ha, bằng 99,5% Chăn nuôi, thủy sản phát triển ổn định, không có dịch bệnh lớn xảy ra Chăn nuôi trang trại, gia trại tiếp tục phát triển, toàn tỉnh hiện có 744 trang trại chăn nuôi Công tác thú y được chú trọng, triển khai thực hiện tốt kế hoạch tiêm phòng, vệ sinh tiêu độc khử trùng cho đàn gia súc, gia cầm Tổng diện tích nuôi trồng thủy sản đạt 14.662ha, sản lượng ước đạt 198.737 tấn Khai thác thủy sản tiếp tục phát triển theo hướng đẩy mạnh khai thác xa bờ, sản lượng ước đạt 70.240 tấn

b Sản xuất công nghiệp

Sản xuất công nghiệp trong tỉnh tuy còn nhiều khó khăn, nhưng đã đạt được kết quả rất đáng khích lệ, giá trị sản xuất ước đạt 40.911 tỷ đồng Hoạt động của doanh nghiệp trong các khu, cụm công nghiệp ổn định và có mức tăng trưởng khá Nghề và làng nghề tiếp tục được duy trì và phát triển với tổng số 247 làng nghề được công nhận

c Thương mại – dịch vụ và tài chính ngân sách

9

Công tác khuyến thương, xúc tiến thương mại và quản lý thị trường được quan tâm chỉ đạo thực hiện tốt Thực hiện hiệu quả chương trình xúc tiến thương mại, hội chợ Nông nghiệp quốc tế đồng bằng Bắc Bộ, chương trình đưa hàng Việt về nông thôn, tăng cường các biện pháp đấu tranh chống gian lận thương mại, sản xuất kinh doanh trái phép,… Các ngành thương mại, dịch vụ phát triển ổn định Giá trị sản xuất toàn ngành ước đạt 23.500 tỷ đồng, tổng mức bán lẻ hàng hóa và doanh thu dịch vụ ước đạt 32.815 tỷ đồng; kim ngạch xuất khẩu ước đạt 1.400 triệu USD; kim ngạch nhập khẩu ước đạt 1.21 triệu USD Dịch vụ vận tải, bưu chính, viễn thông trên địa bàn

cơ bản đáp ứng yêu cầu phục vụ sản xuất và sinh hoạt của người dân

Tín dụng ngân hàng tăng trưởng khá Các tổ chức tín dụng trên địa bàn thực hiện tốt việc quản lý tiền tệ, ngân hàng; đẩy mạnh cơ cấu lại hệ thống các tổ chức tín dụng,

xử lý nợ xấu Công tác quản lý điều hành tài chính – ngân sách được chỉ đạo quyết liệt, đạt hiệu quả cao; thực hiện đồng bộ nhiều biện pháp tăng cường quản lý nguồn thu, chống thất thu ngân sách

Xã hội

a Dân số, dân tộc

Dân số trung bình của tỉnh Thái Bình là 1.786 nghìn người, chiếm 0,5% về diện tích, chiếm 9,85% dân số vùng đồng bằng sông Hồng và khoảng 2,23% của cả nước Mật độ dân số trung bình là 1.196,7 người/km2 Dân cư trong tỉnh chủ yếu là dân tộc Kinh Những năm đầu khi chiến tranh mới kết thúc, dân số của vùng phát triển tương đối nhanh, về sau tốc độ tăng dân số giảm dần theo kế hoạch phát triển dân số của cả nước và của vùng Hiện nay, dân số có sự phát triển bình thường tăng theo tỷ lệ tăng tự nhiên, không chịu ảnh hưởng của tăng dân số cơ học, tức là không có sự di cư từ các miền đất khác đến đây

b Giáo dục

Sự nghiệp giáo dục của tỉnh đã và đang được quan tâm phát triển, từ giáo dục mầm non cho đến đại học Trong năm học 2012 – 2013, Thái Bình là một trong năm tỉnh, thành phố đầu tiên trong cả nước được công nhận đạt phổ cập mầm non cho trẻ 5 tuổi, học sinh tốt nghiệp trung học phổ thông đạt tỷ lệ cao, số học sinh đỗ đại học, cao đẳng xếp thứ 2 toàn quốc

c Y tế

Công tác y tế, chăm sóc sức khỏe cho người dân trong tỉnh đã và đang được chú trọng Mạng lưới chăm sóc sức khỏe cộng đồng phát triển đều khắp trên địa bàn tỉnh Hầu như không còn điểm trắng về cơ sở khám chữa bệnh ở các vùng nông thôn 100% các xã đều có trạm y tế, đội ngũ bác sỹ, y tá ngày càng được bổ sung Tuy vậy, sự phát

1.3.2 Các thành tạo Kainozoi

Trong các nghiên cứu gần đây, phần lớn các tác giả đều thống nhất trầm tích Kainozoi ở đồng bằng Sông Hồng có tuổi từ Eocen đến Holocen muộn thuộc các hệ tầng mô tả thạch học theo mặt cắt chuẩn và theo thứ tự từ già đến trẻ như sau:

GIỚI KAINOZOI

Hệ Paleogen Thống Eocen

Hệ tầng Phù Tiên (E2 pt)

Hệ tầng Phù Tiên được Lê Văn Cự và nhiều tác giả xác lập năm 1985 dựa trên cơ

sở các tài liệu thu thập ở lỗ khoan LK104 xã Đình Cao, huyện Phù Tiên, tỉnh Hải Hưng

Trầm tích của hệ tầng Phù Tiên phân bố theo dạng tuyến kẹp giữa đứt gãy sông

Lô và đứt gãy sông Chảy Mặt cắt của hệ tầng Phù Tiên được đặc trưng bởi các trầm tích lục địa Trên cơ sở đặc điểm thạch học có thể phân ra hai phần sau:

Phần thấp của mặt cắt gồm: sét kết màu xám đen, bột kết màu xám đen tướng hồ

giữa núi, xen các thấu kính nhỏ cuội kết, sỏi kết thuộc tướng lòng sông, tướng sườn Sét kết ở đây bị nén ép mạnh tạo thành đá argilit rắn chắc Trong đá còn quan sát thấy nhiều mạch thạch anh nhiệt dịch xuyên cắt làm cho đá bị biến đổi mạnh

Phần cao của mặt cắt gồm: cuội kết, sỏi kết, cát kết đa khoáng Đá có màu tím,

tím đỏ Cuội sỏi có thành phần phong phú: thạch anh, canxit, ryolit, quarzit, đá phiến,

Bề dày của hệ tầng 413m

Ngoài bào tử phấn hoa chưa gặp một dạng hóa thạch nào khác Bào tử phấn hoa gặp chủ yếu trong các lớp sét kết màu đen, đôi khi gặp cả trong các lớp cát kết hạt mịn

màu xám đen; thành phần giống loài thường gặp là Leotriletes sp., Cyathedies sp.,

Diporiter sp Phấn hoa hạt trần của phức hệ này nghèo (10-25%), trong khi đó thành

phần giống loài của thực vật hạt kín khá phong phú với các dạng chiếm ưu thế là

Striatricolpollenites sp., Subriporopollenites sp., Esiratriporopollenites sp Các bào tử

phấn hoa kể trên được coi là thuộc phức hệ Verrucatosporites foramea đặc trưng cho

Eocen giữa đến muộn Tuy nhiên tuổi chung của hệ tầng hiện nay đã được xác định là Eocen không phân chia

Dựa vào đặc điểm của trầm tích và màu sắc của đá cho thấy khí hậu trong thời kỳ này là khô nóng, xen các chu kỳ ẩm

Về quan hệ địa tầng, theo tài liệu lỗ khoan ở vùng trũng Hà Nội, hệ tầng Phù Tiên phủ không chỉnh hợp trên ryolit Tam Đảo tuổi Trias giữa và trên đá vôi Carbon – Permi Quan hệ trên, chúng bị hệ tầng Đình Cao phủ không chỉnh hợp lên trên

Hệ Paleogen Thống Oligocen

Hệ tầng Đình Cao (E3 dc)

Hệ tầng Đình Cao cũng được Lê Văn Cự và các đồng nghiệp xác lập năm 1985 trên cơ sở tài liệu thu thập được ở lỗ khoan LK104 và lỗ khoan 81 tại huyện Thái Thụy – Thái Bình Nó gần tương đương với khối lượng của “điệp Đình Cao” do Phạm Hồng Quế mô tả trước đó

Trầm tích thuộc hệ tầng Đình Cao bao gồm sét kết, bột kết màu tím đen, cát kết màu tím phớt nâu, đôi chỗ xen các lớp mỏng cuội kết đa khoáng ở phần thấp, ở phần cao chủ yếu là cát kết đa khoáng hạt trung đến thô, gặp ít dạng cát kết arko, một ít cát kết dạng grauvac Hạt vụn có độ mài tròn và chọn lọc kém Xi măng gắn kết chủ yếu

là canxit và sét (Vũ Nhật Thắng, 1995)

12

Cuội kết có thành phần đa khoáng, độ mài tròn tốt, nhưng độ chọn lọc kém Sét kết có thành phần chủ yếu là sericit, nhiễm khá nhiều sắt (oxyt sắt) Quan sát trên lát mỏng thấy các mảnh sericit sắp xếp định hướng

Các đá kể trên của hệ tầng thường phân lớp dày và ít nén ép, gắn kết chặt Trong các lớp bột kết và sét kết quan sát thấy các vi uốn nếp và những vết trượt bóng

Mức độ biến đổi của đá xếp vào giai đoạn Katagenez muộn

Ngoài bào tử phấn hoa đến nay chưa gặp các dạng hóa thạch nào khác Phức hệ bào tử phấn hoa của hệ tầng này chỉ khác đôi chút so với hệ tầng Phù Tiên Tỷ lệ bào

tử chiếm khoảng 20 – 30%, được đặc trưng bởi các dạng: Verrucatos porites sp.,

Diporites sp., Cyatheadites sp Phấn hoa thực vật hạt trần chiếm tỷ lệ không đáng kể

(10 – 15%) với các dạng thường gặp như Pinus sp., Podocarpus sp., Taxodium sp

Phấn hoa của thực vật hạt kín chiếm tỷ lệ khá cao (65 – 75%) với các dạng chủ yếu là

Lycopodiumsporites neogenicus, Gothanipollis bassensis, Tricolpoporopollenites sp., Platycaryapollenites sp.,…

Tuổi của phức hệ bào tử phấn hoa này là Oligocen

Dựa vào đặc điểm của trầm tích, phức hệ bào tử phấn hoa và màu sắc của đá cho thấy đây là các thành tạo lục địa trong điều kiện khí hậu khô và nóng

Quan hệ địa tầng: theo tài liệu 2 lỗ khoan vùng trũng Hà Nội, hệ tầng Đình Cao phủ không chỉnh hợp lên hệ tầng Phù Tiên và bị hệ tầng Phong Châu phủ không chỉnh hợp lên trên

Hệ Neogen Thống Miocen Phụ thống Miocen hạ (N 1 1 )

Hệ tầng Phong Châu (N11 phc)

Hệ tầng Phong Châu do Polusstovic B và Nguyễn Ngọc Cừ xác lập năm 1972, theo tài liệu thu thập được ở lỗ khoan LK100 tại xã Phong Châu, Đông Hưng, Thái Bình

Hệ tầng bao gồm cát kết hạt mịn đến trung, màu trắng, màu xám, sét bột kết màu xám đen Trong cát kết chứa nhiều khoáng vật đồng sinh glauconit và các kết hạch siderit đặc trưng cho môi trường trầm tích biển, tướng vũng vịnh, ven bờ Đôi chỗ quan sát thấy sự xen kẽ các lớp cát kết hạt thô, hoặc sạn kết, cuội kết có thành phần gần như đơn khoáng Cát kết ở đây chủ yếu là cát kết đa khoáng, thành phần hạt vụn gồm thạch anh, canxit, các mảnh vụn đá magma từ đá xâm nhập đến đá phun trào, độ chọn lọc và mài tròn từ trung bình đến tốt Các lớp sạn kết và cuội kết có thành phần

đa khoáng, độ mài tròn và chọn lọc trung bình (Vũ Nhật Thắng, 1995)

13

Các lớp sét kết, bột kết phân lớp dày dạng khối, có khi tới vài chục mét Thành phần khoáng vật sét của đá chủ yếu là hydromica, kaolinit Ngoài ra còn xen các tập carbonat rất mỏng tạo nên dạng vân của đá Riêng ở khu vực Đông Quan (huyện Đông Hưng) các lớp sét, bột kết có màu đen, đôi chỗ phớt tím, chúng bị vò nhàu uốn nếp và biến đổi mạnh

Nét đặc trưng của trầm tích hệ tầng Phong Châu là sự xen kẽ giữa các lớp cát kết

có chứa các ổ pyrit và glauconit màu xanh lục với các lớp cát kết hạt mịn, các lớp bột kết thành những dải dọc

Về mức độ biến đổi của đá, đã quan sát thấy hiện tượng tái kết tinh của canxit trong xi măng tạo nên kiến trúc dạng khảm Xi măng silic tái sinh khá phổ biến, mặt khác thì sét ở đây hầu hết là hydromica Do vậy, đá của hệ tầng Phong Châu được xếp vào giai đoạn Katagenez sớm

Các thành tạo của hệ tầng Phong Châu trong vùng nghiên cứu được bắt gặp ở lỗ khoan 104 từ độ sâu 1665m đến 2480m Trong trầm tích của hệ tầng chứa phức hệ hóa thạch bào tử phấn hoa với những đặc điểm: bào tử Dương xỉ chiếm tỷ lệ thấp, chỉ từ 10

– 12% với các dạng điển hình như Triletes sp., Acrostichum sp., Polypodiacea gen

indet., phấn hoa thực vật hạt trần cũng chiếm tỷ lệ rất thấp từ 7 – 10% với dạng đặc

trưng thường gặp là Pinuspollenites sp., phấn hoa thực vật hạt kín chiếm đa số với tỷ

lệ từ 70 – 80% với các dạng thường gặp như Triporopollenites sp., Quercoidites sp.,

Castanopsispollenites sp., Mcheliapollenites sp., Caryapollenites sp., Myricapollenites

sp., Florchuetzia trilobata, Zonocostites sp., Acrostichum sp, Florchuetzia

Hệ tầng Phủ Cừ (N12 pc)

Hệ tầng Phủ Cừ do Golovenoc V.K và Lê Văn Chân xác lập năm 1970 dựa trên

cơ sở tài liệu lỗ khoan LK2 thị trấn Phủ Cừ, Hải Hưng

Nhìn chung hệ tầng Phủ Cừ được thành tạo bởi các trầm tích có độ hạt mịn hơn

so với hệ tầng Phong Châu Thành phần chủ yếu bao gồm cát kết hạt mịn đến trung màu xám sáng, cát bột kết xen kẽ nhau tạo thành các lớp mỏng, đôi khi phân lớp dạng

14

gợn sóng, uốn lượn hoặc dạng thấu kính, sét bột kết màu xám đen, cấu tạo khối (phân lớp dày) chứa nhiều hóa thạch thực vật Trong hệ tầng Phủ Cừ có chứa nhiều vỉa than nâu và có biểu hiện của dầu Đá của hệ tầng hầu như được gắn kết hoàn toàn, chúng bị biến đổi ở giai đoạn Katagenez sớm đến muộn (Vũ Nhật Thắng, 1995)

Dựa trên thành phần thạch học, hóa thạch động thực vật,…hệ tầng Phủ Cừ được chia thành 3 phụ hệ tầng gồm phụ hệ tầng Phủ Cừ dưới, phụ hệ tầng Phủ Cừ giữa và phụ hệ tầng Phủ Cừ trên

Phụ hệ tầng Phủ Cừ dưới (N 1 2 pc 1): các thành tạo của phụ hệ tầng Phủ Cừ dưới

trong vùng nghiên cứu được bắt gặp ở lỗ khoan 104 từ độ sâu 1325m đến 1665m Thành phần chủ yếu của phụ hệ tầng này bao gồm: cát kết hạt trung màu xám sáng, thường có cấu tạo phân lớp mỏng Các lớp bột kết và sét kết có cấu tạo phân lớp dày, xen kẹp với các lớp đá trầm tích là các vỉa than có độ dày, mỏng khác nhau

Trong trầm tích của phụ hệ tầng này ở lỗ khoan 104 chứa phức hệ bào tử phấn hoa với đặc điểm: bào tử Dương xỉ chiếm tỷ lệ khoảng 28 – 30% với các dạng thường

gặp như Stenochleana sp., Polypodiaceae sp., Crassoretitriletes sp., Pteris sp Phấn

hoa thực vật hạt trần rất hiếm gặp, phấn hoa hạt kín chiếm ưu thế với tỷ lệ 70 – 75%

với các dạng thường gặp là Florchuetzia meridionalis, Zonocostites sp., Quercoidites sp., Triporopollenites sp., Myrica sp.,… Thực vật ngập mặn chiếm tỷ lệ tương đối cao với các dạng điển hình như Zonocostites sp., Florchuetzia meridionalis, Florchuetzia

trilobata, đặc biệt là sự có mặt của thực vật vùng đầm lầy Stenochleana sp Phức hệ

hóa thạch này đặc trưng cho môi trường trầm tích đầm lầy ven biển

Phụ hệ tầng Phủ Cừ giữa (N 1 2 pc 2): các thành tạo của phụ hệ tầng Phủ Cừ giữa

trong vùng nghiên cứu được bắt gặp ở lỗ khoan 104 từ độ sâu 998m đến độ sâu 1325m

Thành phần chủ yếu bao gồm: bột kết, sét kết màu xám đen, xám nhạt cấu tạo khối (phân lớp dày) xen các lớp bột kết cấu tạo phân lớp mỏng, các tập cát kết thạch anh hạt trung, màu xám, xám trắng gắn kết tốt, xi măng là sét và canxi kiểu lấp đầy Nhìn chung đá có cấu tạo phân nhịp, mỗi nhịp từ 5 – 10m, có nhịp dày hàng chục mét, chứa than hoặc không chứa than Các nhịp đối xứng khá hoàn chỉnh, đặc trưng cho kiểu trầm tích chứa than đầm lầy, bãi triều ven biển

Trong trầm tích của phụ hệ tầng này tại lỗ khoan 104 chứa phức hệ bào tử phấn hoa với đặc điểm: Bào tử Dương xỉ chiếm tỷ lệ trung bình khoảng 20 – 23% với các

dạng thường gặp như Stenochleana sp., Triletes sp., Polypodiaceae gen indet,

Gleichenia sp Phấn hoa hạt kín vẫn chiếm đa số từ 75 – 78% với các dạng thường

gặp như Sonneratia sp., Triporopollenites sp., Magnoliapollenites sp., Quercoidites

15

microhenrici, Florchuetzia meridionalis, Phức hệ hóa thạch này đặc trưng cho môi

trường trầm tích bãi triều, đầm lầy ven biển

Trong công tác thăm dò dầu khí đã phát hiện được nhiều vỉa than trong phụ hệ tầng này

Phụ hệ tầng Phủ Cừ trên (N 1 2 pc 3): các trầm tích của phụ hệ tầng Phủ Cừ trên

trong vùng nghiên cứu được gặp ở lỗ khoan 104 từ độ sâu 756m đến 998m Thành phần đặc trưng của phụ hệ tầng này là cát kết hạt trung bình màu xám trắng, gắn kết từ trung bình đến chắc, xen cá lớp bột kết, sét kết màu xám, xám đen, cấu tạo phân lớp song song, hoặc một vài lớp bột kết cấu tạo phân lớp dày Một trong những đặc điểm của phụ hệ tầng này là tính phân nhịp rõ ràng

Trong trầm tích của phụ hệ tầng này tại lỗ khoan 104 chứa phức hệ hóa thạch bào

tử phấn hoa với các đặc điểm: bào tử Dương xỉ chiếm tỷ lệ tương đối cao từ 25 – 28%

với các dạng đặc trưng như Gleichenia sp., Triletes sp., Polypodiaceae sp., Pteris sp

Phấn hoa của thực vật hạt trần rất hiếm gặp Phấn hoa thực vật hạt kín vẫn chiếm ưu

thế, 70 – 73% với các dạng thường gặp Cordosphaeridium sp., Sonneratia sp.,

Quercoidites sp., Polypodites sp., Florchuetzia meridionalis, Platycaryapollenites sp., Florchuetzia trilobata, Zonocostites sp., Triporopollenites sp.,… Phức hệ này đặc

trưng cho môi trường trầm tích bãi triều ven biển

Dựa vào các tập hợp hóa thạch bào tử phấn hoa chứa trong trầm tích của ba phụ

hệ tầng kể trên, đồng thời dựa theo trật tự địa tầng tuổi của hệ tầng Phủ Cừ được xác định là Miocen giữa

Về quan hệ địa tầng, hệ tầng Phủ Cừ phủ không chỉnh hợp lên trên hệ tầng Phong Châu và chuyển tiếp từ từ lên trên hệ tầng Tiên Hưng

Hệ Neogen Thống Miocen Phụ thống Miocen thượng (N 1 3 )

Hệ tầng Tiên Hưng (N13 th)

Hệ tầng Tiên Hưng do Golovenoc V.K và Lê Văn Chân thành lập năm 1970 trên

cơ sở tài liệu thu thập lỗ khoan LK4 đặt tại thị trấn Tiên Hưng, Thái Bình

Thành tạo của hệ tầng này phân bố khá rộng, trải từ đứt gãy Sông Lô sang đến đứt gãy Nam Định và thêm một phần còn lại của cấu trúc sụt lún Trực Ninh Trong vùng nghiên cứu, hệ tầng Tiên Hưng được bắt gặp ở lỗ khoan 104, 51SH, 97SH và 102SH

Hệ tầng Tiên Hưng bao gồm sạn kết, bột kết, sét kết, sét than và than nâu Cát kết hạt thô đến mịn chiếm tỷ lệ lớn trong mặt cắt Thành phần hạt vụn chủ yếu là thạch

16

anh, ngoài ra còn gặp felspat, đá phiến gneis, xi măng gắn kết là hỗn hợp canxit, oxyt sắt và sét Chúng có tính phân nhịp rõ ràng và sự lặp lại nhiều lần của các tập hạt thô – hạt mịn

Đá nói chung được gắn kết yếu Kết quả nghiên cứu mức độ biến đổi thứ sinh, các trầm tích của hệ tầng được xếp vào giai đoạn Diagenez, chúng được biểu hiện ở sự thay đổi yếu của vật chất sét cả của các mảnh vụn biotit bị thủy hóa hoặc kaolinit hóa yếu (Vũ Nhật Thắng, 1995)

Dựa trên kết quả nghiên cứu cổ sinh (bào tử phấn hoa, trùng lỗ) các thành tạo của

hệ tầng Tiên Hưng được chia ra làm 3 phụ hệ tầng: phụ hệ tầng Tiên Hưng dưới, phụ

hệ tầng Tiên Hưng giữa và phụ hệ tầng Tiên Hưng trên

Phụ hệ tầng Tiên Hưng dưới (N 1 3 th 1): trong vùng nghiên cứu, phụ hệ tầng Tiên

Hưng dưới được bắt gặp ở lỗ khoan 104 ở độ sâu 560m đến 756m và phần đáy của lỗ khoan 51SH

Thành phần chủ yếu của phụ hệ tầng này bao gồm bột kết, sét kết màu xám, xám đen, cát kết hạt mịn đến thô lẫn ít thấu kính sỏi, sạn, có nhiều vỉa than nâu

Nhìn chung đá có cấu tạo phân lớp dày và lặp lại tạo thành nhịp dày tới hàng chục mét, vài nơi phân lớp mỏng song song, lượn sóng Cát kết chủ yếu là loại ít khoáng như thạch anh ackor, thạch anh – grauvac Hàm lượng cát trung bình trong hệ tầng là 37%

Trong trầm tích của phụ hệ tầng này tại lỗ khoan 104 chứa phức hệ hóa thạch bào

tử phấn hoa với các đặc điểm: bào tử Dương xỉ chiếm tỷ lệ khoảng 17 – 21% với các

dạng đặc trưng như Acrostichum sp., Triletes sp., Polypodiaceae gen indet Phấn hoa

hạt trần rất hiếm gặp Phấn hoa hạt kín chiếm ưu thế 70 – 75% với các dạng thường

gặp như Quercoidites sp., Triporopollenites sp., Zonocostites sp., Florchuetzia

meridionalis, Poaceae gen indet,…Thực vật ngập chiếm tỷ trung bình khoảng 16 –

18% với các dạng đặc trưng như Acrostichum sp., Florchuetzia sp., Stenochleana sp

Phức hệ này đặc trưng cho môi trường trầm tích bãi triều, đầm lầy ven biển

Phụ hệ tầng Tiên Hưng giữa (N 1 3 th 2): trong vùng nghiên cứu, phụ hệ tầng Tiên

Hưng giữa được bắt gặp ở lỗ khoan 104 từ độ sâu 315m đến 560m, lỗ khoan 51SH từ

độ sâu 700m đến 1050m và phần đáy của lỗ khoan 97SH, 102SH

Thành phần đá chủ yếu gồm cát kết hạt trung đến thô màu xám sáng, xám trắng, bột kết, sét kết màu xám nâu, xám tro có chứa nhiều di tích thực vật hóa than, than nâu màu đen

17

Nhìn chung đá có cấu tạo phân lớp dày là chính, nhưng một số nơi (vùng ven biển như ở lỗ khoan 97SH, 102SH) có xen các lớp mỏng cát kết hạt mịn và bột kết có cấu tạo phân lớp Thành phần hạt vụn chủ yếu là thạch anh, felspat, và silic

Trong trầm tích của phụ hệ tầng này chứa hóa thạc bào tử phấn hoa với các dạng

thường gặp như Polypodiaceaea gen indet., Magnastriatites howardi,

Crassoretisporites sp., Stenochleana sp., Polypodites sp., Pinuspollenites sp., Cycas

sp., Quercoidites sp., Triporopollenites sp., Zonocostites sp Tricolpoporopollenites sp., Florschuetzia sp., Florschuetzi levipoli, Florschuetzia meridionalis, Zonocostites sp., Stenochleana sp., Phragmites sp Phức hệ hóa thạch này đặc trưng cho môi

trường bãi triều, đầm lầy ven biển

Phụ hệ tầng Tiên Hưng trên (N 1 3 th 3): diện phân bố của phụ hệ tầng về cơ bản

không có gì khác so với hai phụ hệ tầng dưới và giữa Trong vùng nghiên cứu, phụ hệ tầng Tiên Hưng trên được bắt gặp ở lỗ khoan 104, lỗ khoan 51SH từ độ sâu 268m đến 700m, lỗ khoan 97SH từ độ sâu 365m đến 895m, lỗ khoan 102SH từ độ sâu 370m đến 821,9m

Cát kết của phụ hệ tầng này thuộc loại thạch anh ít khoáng, thạch anh ackor, độ mài tròn chọn lọc khá tốt Bột kết, sét kết màu xám đen, xám tối cấu tạo phân lớp dày,

có chứa các vỉa than nâu và trầm tích thực vật

Trong trầm tích của phụ hệ tầng này chứa hóa thạch bào tử phấn hoa với các

dạng đặc trưng thường gặp như Polypodiaceae gen indet, Stenochleana sp., Cyathea sp., Polypodites sp., Pinuspollenites sp., Magnoliapollenites sp., Micheliapollenites sp., Platycarypollenites sp., Triporopollenites sp., Florchuetzia levipoli, Zonocostites sp., Florchuetzia meridionalis, Florchuetzia levipoli, Stenochleana sp., Phragmites sp

Ngoài ra, trong các tập cát kết hạt mịn tại độ sâu 650m, 392m của lỗ khoan 51SH còn

chứa hóa thạch động vật biển thuộc nhóm trùng lỗ như Globigerinoides ruber,

Globigerinoides trilobus, Globorotalia sp.; Elphidium sp., Bolivina sp., Ammonia beccarii, Ammonia sp., Neogloboquadrina acostaensis,… Tại độ sâu 377m của lỗ

khoan 102SH, trong trầm tích cát kết hạt mịn gặp hóa thạch trùng lỗ như Globorotalia sp., Ammonia beccarii, Ammonia sp., Cibicides sp Tại độ sâu 654m, cũng trong trầm tích cát kết hạt mịn gặp hóa thạch trùng lỗ thuộc giống Ammonia, Cibicides Đặc điểm

của phức hệ hóa thạch cổ sinh cho phép xác định môi trường trầm tích của phụ hệ tầng

là bãi triều, đầm lầy ven biển xen biển nông ven bờ

Tuổi Miocen của hệ tầng Tiên Hưng được xác định dựa vào hóa thạch trùng lỗ

của loài Neogloboquadrina acostaensis (đới N16 Blow) tương ứng với tuổi Miocen

muộn

18

Về quan hệ địa tầng, theo tài liệu trước đây cho rằng hệ tầng Tiên Hưng là hệ tầng chuyển tiếp xuống hệ tầng Phủ Cừ nằm dưới và chuyển tiếp dần lên hệ tầng Vĩnh Bảo Theo các tài liệu mới của Viện Dầu khí, chủ yếu là các tài liệu khoan sâu thì hệ tầng Tiên Hưng bị hệ tầng Vĩnh Bảo phủ không chỉnh hợp lên trên, và đáy của hệ tầng Tiên Hưng chuyển tiếp dần xuống hệ tầng Phủ Cừ ở phía dưới

Hệ Neogen Thống Pliocen (N 2 )

Trong trầm tích của hệ tầng này tại lỗ khoan 97SH và lỗ khoan 102SH chứa di

tích trùng lỗ với các dạng thường gặp như Globigerina bulloides, Globigerinoides

trilobus, Globigerinoides ruber, Ammonia sp., Ammonia beccarii, Cibicides sp Các

di tích sinh vật trên cho tuổi Pliocen

Về quan hệ địa tầng, trầm tích của hệ tầng Vĩnh Bảo bị trầm tích của hệ tầng Lệ Chi (Q11 lc) phủ không chỉnh hợp lên trên Quan hệ không chỉnh hợp này có thể quan

sát rất rõ ở LK53-NĐ và LK16-TB Việc xác định quan hệ không chỉnh hợp giữa hệ tầng Vĩnh Bảo và hệ tầng Lệ Chi còn dựa vào tài liệu carota và đặc điểm trường địa vật lý của hệ tầng Vĩnh Bảo Về quan hệ dưới của hệ tầng Vĩnh Bảo, trên cơ sở tài liệu LK19-204 và các tài liệu khoan sâu, thì quan hệ giữa hệ tầng Tiên Hưng và hệ tầng Vĩnh Bảo là không chỉnh hợp (Vũ Nhật Thắng, 1995)

Hệ Đệ Tứ Thống Pleistocen Phụ thống Pleistocen dưới

Hệ tầng Lệ Chi (Q11 lc) do Ngô Quang Toàn xác lập năm 1987 khi nghiên cứu

chi tiết mặt cắt tại lỗ khoan LK4-HN thuộc xã Lệ Chi, Gia Lâm, Hà Nội

Trầm tích hệ tầng Lệ Chi – nguồn gốc sông – biển ở diện tích Thái Bình – Nam Định không lộ ra trên mặt, chỉ gặp chúng trong các lỗ khoan sâu (LK53NĐ, LK30NĐ, LKQ109b, LK56NĐ,…) và thường nằm ở độ sâu từ 71 – 142m trở xuống

19

Nhìn chung, trầm tích của hệ tầng Lệ Chi phân bố trong những đới sụt kiến tạo, kéo dài theo phương Tây Bắc – Đông Nam Tại mặt cắt ở lỗ khoan LK30NĐ, có thể chia hệ tầng Lệ Chi làm 3 tập từ dưới lên trên như sau:

Tập 1: (146 – 142m) gồm cát hạt thô, hạt trung màu xám, cuội nhỏ, sỏi, sạn lẫn

ít bột sét màu xám, sẫm hoặc màu xám đen do lẫn di tích thực vật Ở độ sâu 144m gặp

tập hợp bào tử phấn hoa Polypodium sp., Cadrus sp., Cyathea sp., Leiosporites sp.,

Pnius sp.,…tập hợp trên có yếu tố Pleistocen sớm

Về quan hệ địa tầng, qua các lỗ khoan thấy được trầm tích của hệ tầng Lệ Chi nằm phủ không chỉnh hợp lên trầm tích hệ tầng Vĩnh Bảo và bị trầm tích hạt thô của

hệ tầng Hà Nội phủ lên Ranh giới giữa hệ tầng Lệ Chi và hệ tầng Vĩnh Bảo cũng là ranh giới giữa trầm tích Neogen và Đệ tứ ở vùng nghiên cứu

Hệ Đệ Tứ Thống Pleistocen Phụ thống Pleistocen giữa

Hệ tầng Hà Nội (Q12 hn)

Hệ tầng Hà Nội do Hoàng Ngọc Kỷ xác lập năm 1973 Theo quan điểm của ông, khối lượng hệ tầng Hà Nội tương đương với tập hạt thô nằm ở phần trên cùng hệ tầng Hải Dương do Golovenoc V.K và Lê Văn Chân xác lập năm 1965

Trầm tích của hệ tầng Hà Nội không lộ ra trên mặt, bắt gặp trong hầu khắp các lỗ khoan ngoại trừ vùng Nga An, Kim Sơn và quanh thị trấn Vụ Bản Bề dày trầm tích biến đổi từ 10 – 63,5m Bề dày lớn nhất bắt gặp ở lỗ khoan LK109b Hải Hậu – Nam Định Trầm tích hệ tầng Hà Nội được phân ra 2 kiểu nguồn gốc khác nhau:

Trầm tích sông: phần trên gồm có cát hạt mịn – hạt nhỏ, màu xám xáng, xám sẫm, xen bột sét màu xám Phần dưới gồm cát hạt nhỏ - hạt trung màu xám sáng, trong cát lẫn ít bột sét màu xám, cuội sỏi thạch anh, silic được mài tròn tốt Di tích bào tử

phấn hoa gồm có Polypodium sp., Pteris sp., Taxus sp., Rubia sp., Quercus sp

Trầm tích nguồn gốc sông – biển: phần trên gồm có sét bột màu xám nâu, nâu gụ, xám xanh, xen kẹp lớp bột, cát hạt mịn mỏng Phần dưới gồm cát hạt nhỏ - hạt trung lẫn ít bột màu xám, xám sáng lẫn vảy nhỏ Muscovit Di tích bào tử phấn gồm có các

20

dạng Cyathea, Cycas, Sequosa, Taxus, Pinus, Compositac Ngoài ra còn có các dạng tảo mặn – ngọt như Thalasiosira, Coscinodicus, Navicula gastrum

Bề dày chung cả 2 tập trầm tích của hệ tầng là 21m

Về quan hệ trên của hệ tầng, trầm tích hệ tầng Hà Nội nằm dưới tập cát lẫn ít sạn sỏi màu xám, xám vàng của hệ tầng Vĩnh Phúc Quan hệ dưới của hệ tầng, trầm tích của hệ tầng Hà Nội nằm phủ trực tiếp trên bề mặt bào mòn của hệ tầng Lệ Chi hoặc trên trầm tích của hệ tầng Vĩnh Bảo

Hệ Đệ Tứ Thống Pleistocen Phụ thống Pleistocen trên

Hệ tầng Vĩnh Phúc (Q13 vp)

Hệ tầng Vĩnh Phúc do Hoàng Ngọc Kỷ và Nguyễn Đức Tâm xác lập năm 1973 khi nghiên cứu trầm tích sét loang lổ ở vùng Vĩnh Phúc Tổng hợp tài liệu trong những

lỗ khoan sâu, trầm tích của hệ tầng Vĩnh Phúc được chia làm 3 kiểu nguồn gốc:

Trầm tích nguồn gốc sông: gồm cát hạt nhỏ, hạt trung, sạn sỏi, cuội nhỏ màu xám, xám sáng, thành phần sạn sỏi, thạch anh, silic Trong tập trầm tích này bắt gặp

hóa thạch bào tử phấn hoa với các dạng Polypdium sp., Cyathea sp., Taxodium sp.,

Pinus sp., Podocarpur sp., Graminae sp đặc trưng cho môi trường trầm tích sông, có

tuổi là Pleistocen muộn phần muộn Ngoài ra, còn gặp một số dạng tảo nước ngọt như

Navicula sp., Eunotia sp., Epithemia sp., Pinnularia sp…

Trầm tích nguồn gốc sông - biển của hệ tầng Vĩnh Phúc có thành phần chủ yếu là sét, sét bột, cát hạt mịn, xuống dưới lượng cát tăng dần đều, màu xám tro, xám nâu, xám sẫm Trong tập trầm tích này bắt gặp phức hệ bào tử phấn hoa với các dạng

Gleichenia sp., Larix sp., Taxodium sp., Sequoia sp., Tsuga sp…đặc trưng cho môi

trường trầm tích sông và phức hệ bào tử phấn hoa Cyathea sp., Pteris sp., Acrostichum sp., Acanthus sp., Cycas sp.,…đặc trưng cho môi trường cửa sông ven biển Cả hai

phức hệ đều có tuổi Pleistocen muộn

Trầm tích nguồn gốc biển của hệ tầng Vĩnh Phúc không lộ ra trên mặt, có thành phần chủ yếu là sét, sét bột màu xám xanh, xanh xi măng, xám tro có lẫn di tích thực vật màu đen, bề mặt bị phong hóa nên có màu sắc sặc sỡ, loang lổ Trong tập trầm tích này có bắt gặp hóa thạch tảo Cara và phức hệ hóa thạch Trùng lỗ với các dạng đặc

trưng cho môi trường biển nông ven bờ như Discorbis sp., Elphidium sp., Ammonia sp., Ammonia beccarii, Bolivina sp…

Về quan hệ dưới của hệ tầng Vĩnh Phúc, trầm tích nguồn gốc sông và nguồn gốc sông – biển của hệ tầng phủ không chỉnh hợp lên trầm tích hạt mịn nguồn gốc sông

21

biển của hệ tầng Hà Nội hoặc phủ trực tiếp lên bề mặt laterit hóa của hệ tầng Vĩnh Bảo Về quan hệ trên, việc bắt gặp bề mặt vỏ phong hóa của hệ tầng Vĩnh Phúc trong hầu khắp các lỗ khoan chứng minh cho quan hệ không chỉnh hợp của hệ tầng này với

hệ tầng Hải Hưng Gián đoạn trầm tích này đánh dấu bước chuyển tiếp từ thế Pleistocen sang thế Holocen

Hệ Đệ Tứ Thống Holocen Phụ thống Holocen dưới – Holocen giữa

Hệ tầng Hải Hưng (Q21-2 hh)

Hệ tầng Hải Hưng được Hoàng Ngọc Kỷ (1978) xác lập khi nghiên cứu trầm tích

Đệ tứ ở tờ Hải Phòng – Nam Định Trầm tích của hệ tầng Hải Hưng lộ ra ở vùng Vụ Bản, Bình Lục, Hưng Hà, Đông Hưng và bắc Thái Thụy Trên cơ sở tổng hợp các kết quả phân tích về thành phần vật chất, di tích động thực vật, địa vật lý, hệ tầng Hải Hưng được chia ra làm 2 phụ hệ tầng:

Phụ hệ tầng Hải Hưng dưới (Q 2 1-2 hh 1):

Phụ hệ tầng Hải Hưng dưới có 3 kiểu nguồn gốc Trầm tích sông – biển bao gồm các thành tạo hạt mịn là sét bột màu xám nâu nhạt, đôi chỗ xám lục có những vi lớp cát hạt mịn, đôi chỗ quan sát thấy cấu tạo phân lớp xiên chéo Trong trầm tích này có chứa hóa thạch bào tử phấn với các dạng đặc trưng cho môi trường cửa sông như

Polypodium sp., Cyathea sp., Pteris sp., Taxodium sp.,…phức hệ bào tử phấn hoa này

có tuổi Holocen sớm – giữa Ngoài ra còn gặp hóa thạch thuộc nhóm Trùng lỗ

Ammonia beccarii, quinqueloculina sp., quinqueloculina lamarckiana,…và một số

dạng tảo mặn lợ như Coscinodiscus sp., Thalasiosira sp., Diplomeis smithii,… Các di

tích hóa thạch trên đều thuộc môi trường cửa sông ven biển tuổi Holocen sớm – giữa Trầm tích biển – đầm lầy có thành phần trầm tích gồm sét bột, bột sét lẫn cát hạt mịn màu tím thẫm, xám, xám xanh, xám nhạt, đôi nơi có lẫn nhiều vỏ xác động vật biển và di tích thực vật màu đen Trong trầm tích này có chứa di tích hóa thạch Trùng

lỗ Ammonia beccarii, nonion sp., Quinqueloculina vulgaris, Elphidium advenum; phức hệ bào tử phấn hoa với các dạng Polypodium sp., Pteris sp., Osmunda sp.,

Acrostichum sp., Hibiscus sp., Acanthus sp Ngoài ra còn gặp di tích tảo mặn lợ

Trầm tích biển phụ hệ tầng Hải Hưng dưới có thành phần gồm bột cát hạt mịn lẫn

ít sét màu xám, xám sẫm Trong trầm tích chứa nhiều di tích hóa thạch Trùng lỗ như

Quinqueloculina vulgaris, Bolivina sp., Elphidium advenum, Lagena striata,…Tập hợp

bào tử phấn hoa với các dạng Polypodium sp., Hibiscus sp., Cyperus sp.,…

22

Trầm tích phụ hệ tầng Hải Hưng dưới thường nằm phủ trực tiếp lên bề mặt bào mòn của hệ tầng Vĩnh Phúc và chuyển tiếp từ từ lên phụ hệ tầng Hải Hưng trên

Phụ hệ tầng Hải Hưng trên (Q 2 1-2 hh 2): mặt cắt ở vùng phủ cho thấy thành

phần trầm tích gồm bột sét lẫn ít cát màu xám, xám xanh Ở những vùng lộ ra trên bề mặt trầm tích sét này thường bị phong hóa nhẹ, do vậy có màu sắc loang lổ Trầm tích chứa phong phú hóa thạch Trùng lỗ với các dạng đặc trưng cho môi trường biển nông

như Ammonia beccarii, Nonion sp., Bolivina sp Tập hợp bào tử phấn hoa Pteris sp.,

Tsuga sp., Polypodium sp thuộc môi trường biển nông gần bờ, khoảng tuổi Holocen

Hệ Đệ Tứ Phụ thống Holocen trên

Hệ tầng Thái Bình (Q23 tb)

Hệ tầng Thái Bình lần đầu tiên được Hoàng Ngọc Kỷ (1978) xác lập khi nghiên cứu trầm tích Đệ tứ tờ Hải Phòng – Nam Định Các thành tạo của hệ tầng Thái Bình là các thành tạo trẻ nhất với tuổi xác định là Holocen muộn

Hệ tầng Thái Bình được phân chia làm 3 phụ hệ tầng: phụ hệ tầng Thái Bình dưới, phụ hệ tầng Thái Bình giữa và phụ hệ tầng Thái Bình trên (Vũ Nhật Thắng, 1995)

Phụ hệ tầng Thái Bình dưới (Q 2 3 tb 1): các thành tạo của phụ hệ tầng Thái Bình

dưới thuộc các nguồn gốc sau: Nguồn gốc biển – sông có thành phần chủ yếu là bột sét lẫn ít cát hạt mịn, xuống dưới hạt mịn hơn có màu xám, xám nâu, xám sẫm, phần trên chứa di tích thực vật Trong đá trầm tích chứa hóa thạch trùng lỗ thuộc các giống

Ammonia, Quinqueloculina, Spiroloculina, Cibicides Nguồn gốc biển – đầm lầy có

thành phần chủ yếu là cát bột, bột sét màu xám, xám sẫm, xám đen chứa di tích động thực vật Nguồn gốc biển có thành phần chủ yếu là bột sét chứa ít cát hạt mịn màu xám sẫm nâu tím, lẫn vảy muscovit Trong đá trầm tích chứa hóa thạch trùng lỗ thuộc các

giống Ammonia, Quinqueloculina, Spiroloculina, Cibicides, Hanzawaia

Phụ hệ tầng Thái Bình giữa (Q 2 3 tb 2): các thành tạo của phụ hệ tầng Thái Bình

giữa thuộc các nguồn gốc sau:

23

Nguồn gốc biển có thành phần chủ yếu là cát hạt mịn, cát bột lẫn ít sét màu xám, xám vàng Nguồn gốc sông – biển có thành phần chủ yếu là sét bột, bột sét lẫn ít hạt mịn màu xám, xám vàng nhạt Trong trầm tích chứa di tích hóa thạch bào tử phấn hoa

Polypodium, Gleichenia, Pteris, Tsuga và di tích tảo Cyclotella, Tholosiosira

Phụ hệ tầng Thái Bình trên (Q 2 3 tb 3): các thành tạo của phụ hệ tầng Thái Bình

trên thuộc các nguồn gốc sau:

Nguồn gốc sông có thành phần chủ yếu là sét bột, bột sét pha cát hạt mịn màu nâu Nguồn gốc sông – đầm lầy có thành phần chủ yếu là sét cát, cát sét lẫn mùn thực vật màu xám tro, xám nâu Nguồn gốc biển gió có thành phần chủ yếu là cát hạt mịn, hạt nhỏ màu xám vàng, xám nâu liên quan tới sa khoáng ilmenit, Rutin, Zicon Nguồn gốc sông – biển có thành phần chủ yếu là sét bột, bột sét lẫn ít cát hạt mịn, màu xám nâu, nâu Nguồn gốc biển có thành phần chủ yếu là cát bột màu xám lẫn vỏ sò hến

24

Ở Việt Nam, nghiên cứu địa chất nói chung cũng như địa chất Kainozoi nói riêng đã được người Pháp tiến hành vào đầu thế kỷ XX Các công trình nghiên cứu này mặc dù còn sơ lược, nhưng chúng mang tính khái quát cao, đặt nền móng cho các công trình nghiên cứu tiếp theo Sau năm 1954, có rất nhiều các công trình nghiên cứu địa chất được tiến hành với quy mô lớn và đồng bộ, đáng kể nhất phải kể đến bản đồ địa chất miền Bắc Việt Nam tỷ lệ 1/500.000 (Dovjikov.A.E và nnk, 1965), tiếp sau là hàng loạt

tờ bản đồ tỷ lệ 1/200.000 và 1/50.000 được thành lập phủ kín vùng nghiên cứu

Khu vực đồng bằng Sông Hồng, ngoài các công trình đo vẽ thành lập bản đồ địa chất, có nhiều công trình nghiên cứu chuyên sâu khác về địa chất Kainozoi của

Golovenoc V.K và Lê Văn Chân (1967), Nguyễn Địch Dỹ (1987), Phạm Hồng Quế và

nnk (1981), Đỗ Bạt và nnk (1983, 2007), Phạm Quang Trung et al (1999), Trần Nghi

và nnk (1986, 2000), Lê Thị Nghinh và nnk (1991), Nguyễn Xuân Huyên và nnk

(2004),… Trong các công trình nghiên cứu này, phần lớn các tác giả đều thống nhất các thành tạo trầm tích Kainozoi vùng đồng bằng châu thổ Sông Hồng bao gồm vùng nghiên cứu có tuổi từ Eocen đến Holocen muộn

Ngoài các công trình nghiên cứu về trầm tích Kainozoi trên phạm vi cả nước và khu vực đồng bằng Sông Hồng nêu trên, còn có nhiều công trình nghiên cứu đề cập tới điều kiện cổ địa lý trong Kainozoi Tiêu biểu như: “Các phức hệ bào tử phấn hoa trong trầm tích Paleogen bắc bể Sông Hồng và vùng ven rìa, mối quan hệ của chúng với môi trường trầm tích” do Phạm Quang Trung chủ biên, 1998; hay như “Địa tầng và cổ địa

lý trầm tích Kainozoi Việt Nam” do Nguyễn Địch Dỹ thực hiện, 1987 Trong Tuyển tập báo cáo hội nghị khoa học kỹ thuật Địa chất Việt Nam lần 2 năm 1985, Hà Nội, tr.81-85, Nguyễn Địch Dỹ, Đinh Văn Thuận đã báo cáo công trình nghiên cứu “Những phức hệ bào tử phấn hoa của trầm tích Paleogen ở Việt Nam” Trong đó, nhóm tác giả

đã xác định được các đá trầm tích có tuổi Eocen được thành tạo trong môi trường lục địa, còn các đá trầm tích có tuổi Oligocen được thành tạo chủ yếu trong môi trường đồng bằng châu thổ, nơi có sự ảnh hưởng trực tiếp từ các hoạt động của biển

2.2 Cơ sở tài liệu

Luận văn được xây dựng trên cơ sở những nguồn tài liệu sau:

Tài liệu của học viên:

26

Học viên đã trực tiếp lấy mẫu, gia công và phân tích mẫu hóa thạch trùng lỗ, tham gia gia công và phân tích mẫu bào tử phấn hoa của các lỗ khoan Sông Hồng 51 (51SH), Sông Hồng 97 (97SH) và Sông Hồng 102 (102SH) Cụ thể:

- Lỗ khoan 51SH (hình 1.1): Được khoan tới độ sâu 1085m, với tổng số 32 mẫu được gia công, phân tích hóa thạch cổ sinh Trong đó có 15 mẫu trùng lỗ, 17 mẫu bào

Tài liệu học viên thu thập được:

- Kết quả phân tích hóa thạch bào tử phấn hoa tại lỗ khoan 104 (hình 1.1) của tác giả Nguyễn Địch Dỹ, Đinh Văn Thuận thực hiện trong các đề tài, dự án hợp tác với dầu khí trước đây

- Kết quả phân tích của đề tài VAST05.04/17-18 do TS Mai Thành Tân làm chủ nhiệm đề tài

- Tài liệu của Tập đoàn Công nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam

- Tài liệu của Liên đoàn Bản đồ Địa chất Miền Bắc

- Tài liệu của Viện Dầu khí

2.3 Các phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Nhóm các phương pháp nghiên cứu cổ sinh (bào tử phấn hoa, trùng lỗ)

và cổ sinh thái

a Nhóm các phương pháp nghiên cứu cổ sinh

Phương pháp phân tích hóa thạch trùng lỗ (Foraminifera)

Vì hóa thạch trùng lỗ có kích thước rất nhỏ không thể quan sát được bằng mắt thường nên việc nghiên cứu chúng phải thực hiện dưới kính hiển vi có các độ phóng đại khác nhau Dưới đây là nội dung công việc của một số công đoạn chính

- Thu thập mẫu: Các mẫu phục vụ cho việc phân tích hóa thạch trùng lỗ thuộc ba

lỗ khoan 51SH, 97SH, 102SH được thu thập tại kho chứa mẫu của Liên đoàn Bản đồ Địa chất Miền Bắc Mỗi mẫu tiến hành lấy với trọng lượng khoảng 100-200g Sau đó, cho mẫu vào túi ni – lông gói chặt, ghi rõ số hiệu và đặc điểm mẫu vào etiket Cần lưu

ý, để tránh hóa thạch có thể lẫn từ mẫu này sang mẫu khác, sau khi làm việc xong với một mẫu, các dụng cụ chia mẫu cần phải được làm sạch trước khi dùng để làm việc với các mẫu tiếp theo

27

Trước khi lấy mẫu cần quan sát kỹ, mô tả chi tiết đăc điểm thạch học, thành phần vật chất, cấu tạo mẫu (thành phần độ hạt, màu sắc, sự phân bố của vật chất, đặc điểm phân lớp của trầm tích,…) Ở gần ranh giới giữa các lớp cần phải lấy mẫu (cả ở phía trên và phía dưới) để theo dõi sự thay đổi của hóa thạch Khoảng cách giữa các mẫu và

số lượng mẫu được lấy theo yêu cầu phân tích Các mẫu lấy xong được đóng gói cẩn thận để tránh lẫn và vỡ nát trong quá trình vận chuyển

- Gia công mẫu trong phòng thí nghiệm

Sau khi vận chuyển về phòng thí nghiệm, các mẫu được triển khai gia công Nguyên tắc chung của việc gia công mẫu là làm sạch các vật chất sét bám vào bề mặt các hóa thạch Tùy thuộc vào đặc điểm cấu tạo đất đá của mẫu mà có cách gia công mẫu khác nhau Quy trình gia công mẫu Trùng lỗ bao gồm các bước sau:

+ Sấy khô mẫu (nếu là mẫu sét dẻo quánh) để phá vỡ mối liên kết các hạt sét + Ngâm mẫu với dung dịch H2O2 10% để loại bỏ mùn hữu cơ

+ Sử dụng rây (<0,01mm) và nước lọc (nước nóng càng tốt) để làm sạch mẫu + Sấy khô mẫu ở nhiệt độ 60oC

Quá trình gia công mẫu là công việc tỷ mỷ, đòi hỏi tính cẩn thận, kiên trì và khéo léo Nó có ý nghĩa quyết định chất lượng mẫu đã gia công và tính chính xác của các kết quả phân tích, vì nếu trong quá trình gia công nhiều mẫu cùng được làm một lúc, người gia công mẫu không cẩn thận, hóa thạch có thể bị lẫn từ mẫu này sang mẫu khác Trong trường hợp này các kết quả phân tích mẫu sẽ bị sai lệch và trên thực tế điều này đã xảy ra

- Xác định hóa thạch

Xác định hóa thạch trước hết là xác định tên khoa học của hóa thạch Từ tên khoa học của hóa thạch sẽ xác định được tuổi của các trầm tích chứa chúng, các trầm tích nằm dưới và nằm trên chúng, xác định được môi trường sinh thái, môi trường trầm tích,…Vì thế, đây là khâu đặc biệt quan trọng trong cổ sinh vật học nói chung vì nếu xác định sai tên hóa thạch sẽ dẫn tới xác định sai tuổi trầm tích, phân chia và liên hệ địa tầng không phù hợp với thực tế (nếu đó là hóa thạch chỉ đạo địa tầng), sai môi trường trầm tích (nếu là hóa thạch chỉ thị môi trường) và có thể dẫn tới sai nhiều thứ khác nữa Việc xác định hóa thạch đòi hỏi phải rất cẩn trọng, cân nhắc kỹ lưỡng trước khi đi đến kết luận cuối cùng

Để xác định được chính xác tên của hóa thạch phải có các sách tham khảo như các atlas cổ sinh, sách xác định hóa thạch, các sách nghiên cứu chuyên khảo Trong phạm vi nghiên cứu hóa thạch Trùng lỗ thời kỳ Kainozoi muộn ở Việt Nam, học viên

sử dụng phân loại các dạng hóa thạch theo Lobblich & Tappan (1987), và được sửa đổi bởi Sen Gupta (1999) dựa trên bản chất của tường vỏ và cách sắp xếp của các buồng phòng cũng như kiểu lỗ miệng

- Quá trình xác định hóa thạch: Để xác định hóa thạch, trước hết cần quan sát,

nghiên cứu kỹ, chi tiết cấu tạo hình thái, các đặc điểm đặc trưng của hóa thạch cần xác

28

định Sau đó đọc kỹ nội dung bản mô tả lần đầu của tác giả ở cấp phân loại cần nghiên cứu Tiếp theo, so sánh các đặc điểm của hóa thạch nghiên cứu với đặc điểm của hóa thạch được mô tả lần đầu Nếu giữa chúng có sự giống nhau, trùng hợp hoàn toàn hay

về cơ bản thì có thể khẳng định kết luận Nếu giữa chúng có sự sai khác thì có thể xếp vào tính biến dị loài do môi trường sinh thái hay điều kiện tự nhiên khu vực hoặc địa phương gây nên, và điều này cũng có thể chấp nhận được

- Xử lý số liệu: Tùy thuộc vào mục đích phân tích mẫu mà có hướng xử lý cho phù hợp

Trong nghiên cứu hóa thạch trùng lỗ thường sử dụng phương pháp thống kê Phương pháp này yêu cầu phải xác định tỷ lệ giữa hai nhóm hợp phần chủ yếu là hóa thạch trùng lỗ vỏ kết dính và vỏ tự tiết hoặc hai thành phần là nhóm sống trôi nổi và sống đáy Cần tính tất cả các hợp phần trong mẫu cho đến khi đếm được số lượng hóa thạch tối đa có thể để căn cứ vào tổng số nhận được mà tính hàm lượng phần trăm của từng nhóm Dựa vào tỷ lệ phần trăm giữa các nhóm này có thể thiết lập được cá khoảng địa tầng cùng với môi trường trầm tích chứa chúng

Phương pháp phân tích bào tử phấn hoa

Phân tích bào tử phấn hoa là một trong hai phương pháp chính sử dụng để xây dựng lên luận văn này Do đặc thù của tỷ trọng, kích thước, hình thái và vỏ kitin của bào tử phấn hoa trong trầm tích nên phương pháp nghiên cứu chúng cũng có những nét riêng

- Quy trình lấy mẫu: Mẫu bào tử phấn hoa được lấy từ 3 lỗ khoan 51SH, 97SH và 102SH tại kho lưu trữ mẫu của Liên đoàn Bản đồ Địa chất Miền Bắc Mẫu phân tích hóa thạch bào tử phấn hoa chủ yếu được lấy trong trầm tích hạt mịn (cát mịn – bột – sét) Thông thường trong trầm tích cát thô hoặc sạn sỏi ít gặp bào tử phấn hoa Trọng lượng mẫu trung bình 150 – 200g Mật độ lấy mẫu tối thiểu là mỗi tập trầm tích trong mặt cắt lấy một mẫu

- Quy trình gia công mẫu trong phòng thí nghiệm: Khi mẫu bào tử phấn hoa gửi

về phòng thí nghiệm sẽ được xử lý theo các bước sau:

+ Dùng rây để loại bỏ trầm tích hạt thô

+ Loại bỏ sét bằng pirophotphat, soda, kết hợp với nước cất

+ Loại bỏ mùn hữu cơ (nếu có) bằng HCl và HNO3

+ Làm giàu bào tử phấn hoa bằng dung dịch nặng (có tỷ trọng bằng 2,15 – 2,3)

Ly tâm mẫu với tốc độ 3500 – 4000 vòng/phút

+ Rửa sạch dung dịch nặng bằng nước cất và tách khô mẫu bằng máy ly tâm với tốc độ 1000 vòng/phút

29

- Quy trình xác định bào tử phấn hoa: Quy trình xác định bào tử phấn hoa bao gồm hai bước được tiến hành song song Đó là xác định thành phần giống loài và số lượng của chúng trong các mẫu phân tích

Mẫu sau khi gia công xong được làm thành các tiêu bản cố định hoặc không cố định để xác định dưới kính hiển vi quang học có độ phóng đại 400 – 800 lần Khi sử dụng độ phóng đại lớn hơn (>800 lần) thường sử dụng dầu nhúng

Thành phần các hạt phấn và bào tử được xác định nhờ vào các Atlas đã được công bố Trong phạm vi nghiên cứu thời kỳ Kainozoi muộn ở Việt Nam học viên thường sử dụng các Atlas hình thái phấn hoa của Liên Xô xuất bản trước đây; các Atlas hình thái phấn hoa khu vực Châu Á và Đông Nam Á của viện Pondickery của Pháp xuất bản (1974-1988); Hình thái phấn hoa rừng ngập mặn của Thannikaimoni,K (1984),…

Số lượng hạt phấn trong tiêu bản được đếm đồng thời với quá trình xác định tên giống loài bằng cách đánh dấu tần suất của từng dạng có trên tiêu bản Thông thường với những mẫu giàu phấn chỉ cần xác định 3-4 tiêu bản/mẫu, còn những mẫu nghèo phải xác định hơn 10 tiêu bản/mẫu Trung bình mỗi mẫu thường đếm khoảng 100 –

150 hạt, mẫu nghèo có thể chỉ đếm được 40 – 50 hạt phấn

- Xử lý và biểu diễn số liệu: Kết quả phân tích những mẫu giàu bào tử phấn hoa thường có ý nghĩa và giá trị hơn những mẫu nghèo Tùy thuộc vào mục đích phân tích như phân chia liên hệ địa tầng, nghiên cứu cổ địa lý, cổ môi trường, khảo cổ học, cổ thực vật,…mà có hướng xử lý cho phù hợp

Trong nghiên cứu bào tử phấn của thời kỳ Kainozoi muộn sử dụng phương pháp thống kê là rất quan trọng Thực tế khi lập các biểu đồ phấn đều phải sử dụng phương pháp thống kê phần trăm

Những thay đổi về số lượng trong thành phần từng nhóm sinh vật theo mặt cắt khi thu thập tài liệu theo lớp, xác định được bằng các phương pháp thống kê, cho phép

ta phân chia ra tầng chứa các phức hệ nghèo nàn và tầng chứa các phức hệ phong phú Các phức hệ phong phú có thể coi như những mức đánh dấu khi phân chia, liên hệ địa tầng các mặt cắt Các phương pháp thống kê không những được ứng dụng trong phân tích bào tử phấn hoa mà còn trong nghiên cứu các nhóm cổ sinh khác

b Nhóm phương pháp nghiên cứu cổ sinh thái

Sinh thái của các hóa thạch được gọi là cổ sinh thái Sinh vật của các thời kỳ địa chất khác nhau (mà bằng chứng của chúng là các hóa thạch) cũng như sinh vật hiện đại đều phát sinh và phát triển theo các quy luật chung của tự nhiên Môi trường mà trong

đó sinh vật sống và phát triển gọi là môi trường sinh thái có các yếu tố sinh thái khác

30

nhau như độ sâu thủy vực, nhiệt độ môi trường nước và không khí, độ muối của nước,…(Tạ Hòa Phương, 2004) Trong thiên nhiên môi trường sống rất đa dạng, không giống nhau do có các yếu tố sinh thái khác nhau Trong mỗi môi trường ấy thường chỉ có một hoặc một số quần thể sinh vật thích nghi, sống, tồn tại và phát triển Trên cơ sở này, nghiên cứu cổ sinh thái có các phương pháp sau:

- So sánh hóa thạch với các sinh vật cùng nhóm hiện nay còn sống: dựa vào các

đặc điểm sinh thái của chúng mà suy ra đặc điểm sinh thái của các hóa thạch

- Kết hợp với đặc điểm sinh thái của các nhóm sinh vật khác: cùng sống với

Trùng lỗ (Foraminifera) và thực vật đới bờ mà các di tích của chúng còn được bảo tồn

là các bào tử phấn hoa là các sinh vật khác có cùng các điều kiện sinh thái như động

vật thân mềm (Mollusca), động vật vỏ cứng (Ostracoda), san hô,…một số đặc điểm

sinh thái của các nhóm sinh vật này cũng chính là đặc điểm sinh thái của Trùng lỗ và thực vật đới bờ Do đó, khai thác các thông tin về đặc điểm sinh thái của các nhóm sinh vật đồng sinh cho phép bổ sung các kết luận về đặc điểm cổ sinh thái của nhóm hóa thạch Trùng lỗ và bào tử phấn hoa của thực vật đới bờ

- Kết hợp với các đặc điểm trầm tích và địa hóa môi trường (ở những nơi có số

liệu): đặc điểm trầm tích trong một số trường hợp cũng thể hiện rõ các yếu tố sinh thái

của môi trường (ví dụ, đá vôi san hô đặc trưng cho các vùng biển nông ấm nhiệt đới và cận nhiệt đới, có độ muối cao và ổn định; phân lớp xiên chéo thường là đặc điểm cấu tạo của trầm tích đới bờ; bùn vôi có thành phần chính là tảo vôi Nanoplankton, bùn

silic có thành phân chính là Radiolaria hoặc tảo Diatomea, bùn Globigerina đặc trưng

cho môi trường biển sâu,…) (Nguyễn Ngọc, 2004) Trong một số trường hợp, đặc điểm địa hóa của môi trường trầm tích cũng được nghiên cứu để phục vụ cho các mục đích khác nhau Cùng với các thông tin về đặc điểm trầm tích, các thông tin về địa hóa môi trường cũng là các bằng chứng đầy sức thuyết phục về các yếu tố sinh thái và môi trường trầm tích chứa hóa thạch Từ đây có thể suy ra đặc điểm cổ sinh thái của hóa thạch trùng lỗ, bào tử phấn hoa

2.3.2 Nhóm các phương pháp nghiên cứu sinh địa tầng

Nghiên cứu sinh địa tầng gồm một số nội dung chính như xác định tuổi địa chất tương đối của trầm tích, phân chia địa tầng, liên hệ địa tầng địa phương và khu vực, xây dựng các thang sinh địa tầng,…(Zubkovits, M.E, 1978) Để thực hiện các nội dung này, phương pháp chính của nghiên cứu sinh địa tầng là các dạng hóa thạch, tập hợp (hay phức hệ) hóa thạch đặc trưng và chỉ đạo địa tầng

Các dạng hóa thạch và tập hợp hóa thạch đặc trưng và chỉ đạo địa tầng là các hóa thạch riêng lẻ và tập hợp hóa thạch gồm một số dạng đặc trưng hay chỉ thị cho các

Ngoài ra, một số sự kiện sinh học như sự xuất hiện lần đầu, sự xuất hiện lần cuối trong quá trình phát triển tiến hóa của một số giống loài cũng được coi là hóa thạch chỉ thị địa tầng quan trọng Ví dụ như đối với trùng lỗ sự xuất hiện lần cuối của loài

Catapsydrax dissimilis (Cushman and Benmudez) là chỉ thị của Miocen dưới, sự xuất

hiện lần đầu của giống Orbulina và loài điển hình của nó là Orbulina universa

d‟Orbigny là chỉ thị của ranh giới dưới của Miocen giữa, sự xuất hiện lần đầu của loài

Neogloboquadrina acostaensis (Blow) là chỉ thị ranh giới dưới của Miocen trên, sự

xuất hiện lần đầu của giống Sphaeroidinella dehiscens (Parker et Jones) là chỉ thị của

ranh giới giữa Miocen trên và Pliocen,…

Phương pháp các dạng hóa thạch, tập hợp (phức hệ) hóa thạch đặc trưng và chỉ đạo địa tầng dựa trên cơ sở lý thuyết phát triển tiến hóa không lặp lại của sinh vật, các dạng hóa thạch và tập hợp hóa thạch này là hệ quả của quá trình phát triển tiến hóa

2.3.3 Nhóm các phương pháp phụ trợ

a Phương pháp phân tích thạch học

Phương pháp này phân tích các mẫu lát mỏng thạch học trên kính hiển vi phân cực Phương pháp này cho phép xác định các hình thái, kích thước và mức độ biến đổi các thành phần hạt vụn và thành phần khoáng vật vụn cơ học như thạch anh, feldspat, mica, mảnh đá,…Bên cạnh đó, sử dụng phương pháp này còn xác định thêm các thông

số trầm tích như độ mài tròn, độ cầu, độ chọn lọc của trầm tích

b Phương pháp phân tích thành phần độ hạt

Phương pháp này nhằm xác định tỷ lệ phần trăm các cấp hạt khác nhau của vật liệu trầm tích và các thông số độ hạt như kích thước hạt trung bình (Md), độ chọn lọc (S0), hệ số bất đối xứng (Sk) Kết quả phân tích độ hạt trong các mặt cắt có thể phân loại và xác định tên trầm tích Sự biến thiên của độ hạt trong mặt cắt có thể xác định quy luật phân bố trầm tích theo không gian và thời gian làm cơ sở luận giải môi trường lắng đọng trầm tích

c Phương pháp phân tích Rơnghen

Phương pháp này nhằm xác định tỷ lệ phần trăm các khoáng vật sét cơ bản trong trầm tích như: montmorinolit, hydromica, kaolinit, Môi trường lắng đọng trầm tích được xác định thông qua sự biến đổi tương quan của tổ hợp khoáng vật sét

32

d Phương pháp phân tích hóa lý môi trường:

Phương pháp này nhằm xác định một số chỉ tiêu hóa lý của môi trường có ý nghĩa quan trọng trong việc xác định môi trường trầm tích như độ pH, Eh, Kt,

Fe2+/Corg.

33

CHƯƠNG III: ĐẶC ĐIỂM CÁC PHỨC HỆ HÓA THẠCH TRÙNG LỖ

(FORAMINIFERA) VÀ BÀO TỬ PHẤN HOA TRONG TRẦM TÍCH MIOCEN VÙNG NGHIÊN CỨU

3.1 Tổng quan về hóa thạch trùng lỗ (Foraminifera) và bào tử phấn hoa

3.1.1 Trùng lỗ (Foraminifera)

Trùng lỗ là động vật đơn bào (Protozoa), lớp trùng thịt (Sarcodina) cơ thể chỉ có một tế bào và nguyên sinh chất cùng với một hoặc một số nhân, phần lớn được bảo vệ bởi các khoáng chất nên chúng được bảo tồn tốt trong các lớp đá trầm tích và cho phép nghiên cứu chi tiết đặc điểm cấu tạo hình thái của chúng (Trương Cam Bảo, 1980; Tạ Hòa Phương, 2004) Chúng xuất hiện trên bề mặt Trái Đất tương đối sớm, từ Cambri cách ngày nay khoảng trên 500 triệu năm (Cushman, A.J., 1928; Fursenko, A.V., 1959; Loeblich, A.R and Tappan, H., 1964) và tồn tại, phát triển cho đến ngày nay Trùng lỗ có một số đặc điểm ưu việt là do tốc độ tiến hóa tương đối nhanh tạo nên các hóa thạch đặc trưng, chỉ đạo địa tầng Ngoài ra, chúng là các sinh vật biển có thể tồn tại và phát triển trong các môi trường biển khác nhau nên được coi là các sinh vật chỉ thị môi trường Những đặc điểm này tạo nên các giá trị của chúng trong nghiên cứu sinh địa tầng, cổ địa lý,…(Nguyễn Ngọc, 2004)

Cấu tạo hình thái vỏ trùng lỗ

Theo cách hình thành vỏ, người ta phân biệt trùng lỗ thành hai loại, đó là vỏ kết dính và vỏ tự tiết Bản chất vỏ tự tiết, cũng như xi măng gắn kết của loại vỏ tự tiết, cũng như xi măng gắn kết của loại vỏ kết dính, chính là chất tiết của tế bào chất

Hình 3.1: Phân loại trùng lỗ theo cách hình thành vỏ

b- Vỏ tự tiết Theo đặc tính sinh trưởng của tế bào chất quyết định sự hình thành các loại vỏ đơn phòng, hai phòng hay đa phòng, với các kiểu phân bố phòng khác nhau (Trương Cam Bảo, 1980; Tạ Hòa Phương, 2004)

34

Hỡnh 3.2: Một số dạng vỏ chủ yếu của trựng lỗ

a - vỏ đơn phòng, b - vỏ hai phòng, c - vỏ đa phòng một trục, d - vỏ đa phòng cuộn xoắn dẹt, e - vỏ đa

phòng cuộn xoắn nón: lm - lỗ miệmg, s - vách ngăn (septa), kx - đ-ờng khâu xoắn, ks - đ-ờng khâu vách ngăn

(Theo Drushis & Obrucheva, 1971)

Theo mụi trường cư trỳ, trựng lỗ được phõn chia thành hai nhúm, nhúm sinh vật đỏy (benton) và nhúm sinh vật trụi nổi (plankton)

Hỡnh 3.3: Phõn loại Trựng lỗ theo mụi trường cư trỳ

a- Trựng lỗ bỏm đỏy b- Trựng lỗ sống trụi nổi

Hỡnh dỏng vỏ trựng lỗ

Hỡnh dỏng chung của vỏ rất đa dạng (đặc biệt với cỏc vỏ cú nhiều phũng) Nhỡn

bề ngoài, cỏc vỏ trựng lỗ cú thể cú hỡnh cầu, hỡnh chúp xoắn thấp, chúp xoắn cao, hỡnh lưỡi mỏc, hỡnh thấu kớnh lồi, hỡnh bỏnh xe, hỡnh quạt, hỡnh trụ, hoặc hỡnh dỏng bất định,… Hỡnh dỏng vỏ thường là dấu hiệu phõn loại của cỏc cấp giống và loài

Hỡnh 3.4: Một số kiểu hỡnh dỏng vỏ của trựng lỗ a-hỡnh cầu; b-hỡnh chúp xoắn thấp; c-hỡnh chúp xoắn cao;

Tô điểm mặt ngoài của vỏ

Mặt ngoài của vỏ hay mặt ngoài của các phòng tạo vỏ có thể nhẵn bóng, hoặc có thể có các chi tiết tô điểm rất khác nhau như dạng gai, dạng mấu, dạng hạt, dạng gờ, dạng khe rãnh, dạng mắt lưới, dạng tia song song hoặc xiên chéo và nhiều dạng bất định khác Tô điểm mặt ngoài của vỏ cũng thường là các dấu hiệu phân loại cấp loài

Hình 3.5: Một số kiểu tô điểm của vỏ trùng lỗ

Miệng vỏ

Mỗi vỏ thường có một miệng hay một miệng chính và nhiều miệng phụ để qua

đó sinh vật tiếp xúc với môi trường xung quanh Miệng chính thường nằm ở đầu cuối của phòng tạo vỏ cuối cùng, còn các miệng phụ có thể nằm ở khe của các đường khâu, hay bất kỳ chỗ nào đó trên bề mặt các phòng Xung quanh miệng có thể có viền môi, trong miệng chính có thể có răng Đặc điểm cấu tạo hình thái của miệng là dấu hiệu phân loại của các cấp phân loại họ, giống, loài

Sinh địa tầng của hóa thạch trùng lỗ

Theo môi trường cư trú, trùng lỗ được phân chia thành nhóm sống đáy và nhóm sống trôi nổi Phần lớn trùng lỗ sống đáy có khoảng tuổi phân bố địa tầng tương đối dài: Paleogen – Đệ tứ, Neogen – Đệ tứ Khác với trùng lỗ sống đáy, do có tốc độ phát triển tiến hóa tương đối nhanh nên trùng lỗ sống trôi nổi thường tạo nên các giống loài đặc trưng cho các khoảng địa tầng tương đối ngắn và vì vậy có thể dễ dàng phân biệt các nhóm phân bố địa tầng khác nhau

Năm 1969, Blow đã xây dựng thang sinh địa tầng đới trùng lỗ hoàn chỉnh được

sử dụng rộng rãi ở nhiều khu vực khác nhau thuộc vành đai nhiệt đới và cận nhiệt đới

36

của trái đất Thông qua thang sinh địa tầng đới trùng lỗ này phần nào hình dung được tốc độ phát triển tiến hóa của nhóm trùng lỗ sống trôi nổi trong Kainozoi muộn để tạo nên các hóa thạch chỉ đạo địa tầng, các tập hợp hay phức hệ hóa thạch đặc trưng và chỉ đạo địa tầng Dưới đây là bảng đối sánh thang địa tầng đới trùng lỗ của Blow và một

số tài liệu liên quan

37

Bảng 3.1: Đối sánh thang địa tầng đới trùng lỗ Blow với một số tài liệu liên quan

Niên đại tuyệt đối theo Berggren

and Van Couvering, 1974; Van

Couvering and Berggren, 1977

Đới Blow (1969)

Thời gian đới (triệu năm)

Niên đại tuyệt đối theo Saito, 1977 LĐ-xuất hiện lần đầu

38 Hình 3.6: Sự phát sinh các dạng trùng lỗ trôi nổi trong Kainozoi (sau Blow, 1979, đã

chỉnh sửa)