Đặc điểm địa chất địa mạo trong kainozoi thung lũng sông hồng đoạn từ lào cai đến việt trì

Đặc điểm trầm tích, địa mạo trong Kainozoi dọc thung lũng Sông Hồng từ lâu đã được các nhà địa chất quan tâm nghiên cứu, chúng được thể hiện trong các... Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ-ĐỊA CHẤT

Phạm Đình Thọ

ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT ĐỊA MẠO TRONG KAINOZOI THUNG LŨNG SÔNG HỒNG ĐOẠN TỪ LÀO CAI ĐẾN VIỆT TRÌ

Chuyên ngành: Địa chất Đệ tứ

Mã số: 62.44.55.01

LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

1 PGS.TSKH Nguyễn Địch Dỹ

2 GS.TSKH Đặng Văn Bát

Hà Nội, 2010

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tác giả luận án

PHẠM ĐÌNH THỌ

MỤC LỤC

Trang phụ bìa 1

Lời cam đoan 2

Mục lục 3

Danh mục các bảng 4

Danh mục các hình vẽ 4

Danh mục các ảnh 6

MỞ ĐẦU 9

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ THUNG LŨNG SÔNG HỒNG, PHƯƠNG PHÁP

LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15

1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên, kinh tế-xã hội 15

1.2 Lịch sử nghiên cứu địa chất, địa mạo trong Kainozoi 18

1.3 Cơ sở lý luận về địa tầng và sự thành tạo địa hình 26

1.4 Hệ phương pháp nghiên cứu 29

Chương 2 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KAINOZOI THUNG LŨNG SÔNG HỒNG 37

2.1 Địa chất trước Kanozoi 37

2.2 Địa tầng Kainozoi thung lũng Sông Hồng 38

2.3 Magma xâm nhập trong Kainozoi 79

2.4 Tân kiến tạo 81

2.5 Sự hình thành các trũng trầm tích Kainozoi ở thung lũng Sông Hồng 90 Chương 3 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA MẠO KAINOZOI THUNG LŨNG SÔNG HỒNG 93

3.1 Đặc điểm trắc lượng hình thái thung lũng Sông Hồng 93

3.2 Vai trò của các nhân tố nội, ngoại sinh trong việc thành tạo địa hình 101

3.3 Đặc điểm địa mạo 110

Chương 4 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN ĐỊA CHẤT KAINOZOI THUNG LŨNG

SÔNG HỒNG VÀ MỘT SỐ VẤN ĐỀ ĐỊA CHẤT ỨNG DỤNG 144

4.1 Lịch sử phát triển địa chất Kainozoi của thung lũng Sông Hồng 144

4.2 Một số vấn đề địa chất ứng dụng 159

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 177

DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ 179

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 180

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1 So sánh độ cao, diện tích các bậc thềm ở ba trũng trầm tích Trang 129

Bảng 3.2 Mức độ phân bố các kiểu bề mặt san bằng ở ba trũng trầm tích 133

Bảng 3.3 Bảng thống kê tuổi các kiểu bề mặt san bằng 138

Bảng 3.4 Mối tương quan giữa các thời kỳ tạo bề mặt địa hình và trầm tích 139

Bảng 4.1 Mối tương quan giữa địa hình với trầm tích theo thời kỳ địa chất 145

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Vị trí vùng nghiên cứu 16

Hình 2.1 Bản đồ địa chất Kainozoi trũng Lào Cai 41

Hình 2.2 Bản đồ địa chất Kainozoi trũng Yên Bái 42

Hình 2.3 Bản đồ địa chất Kainozoi trũng Phú Thọ 43

Hình 2.4 Mặt cắt địa chất Kainozoi AB, CD, EF, GH 44

Hình 2.5 Mặt cắt địa chất Kainozoi IK, MN, OP 45

Hình 2.6 Chỉ dẫn bản đồ địa chất Kainozoi thung lũng Sông Hồng 46

Hình 2.7 Mặt cắt địa chất hệ tầng Văn Yên ở Đại Bục 51

Hình 2.8 Mặt cắt địa chất Sai Nga-Hoàng Cương 53

Hình 2.9 Mặt cắt địa chất của hệ tầng Mỹ Lương ở Mỹ Lương 63

Hình 2.10 Cột địa tầng tổng hợp trầm tích Kainozoi thung lũng Sông Hồng 79

Hình 2.11 Sơ đồ tân kiến tạo Đông Nam Á 82

Hình 2.12 Sơ đồ hệ thống đứt gãy chính ở thung lũng Sông Hồng 83

Hình 2.13 Biến thiên độ cao thềm IV của thung lũng Sông Hồng 88

Hình 2.14 Biến thiên độ cao thềm III của thung lũng Sông Hồng 88

Hình 2.15 Biến thiên độ cao thềm II của thung lũng Sông Hồng 88

Hình 2.16 Biến thiên độ cao thềm I của thung lũng Sông Hồng 88

Hình 2.17 Biến thiên độ cao bãi bồi của thung lũng Sông Hồng 88

Hình 2.18 Sơ đồ địa chất thung lũng Sông Hồng và ba trũng trầm tích Kainoizoi 91

Hình 3.1 Sơ đồ mô hình số độ cao thung lũng Sông Hồng đoạn từ Lào Cai đến Việt Trì 94

Hình 3.2 Sơ đồ độ phân cắt sâu thung lũng Sông Hồng đoạn từ Lào Cai đến Việt Trì 96

Hình 3.3 Sơ đồ độ phân cắt ngang thung lũng Sông Hồng đoạn từ Lào cai đến Việt Trì 98

Hình 3.4 Sơ đồ độ dốc sườn thung lũng Sông Hồng đoạn từ Lào Cai đến

Việt Trì 99

Hình 3.5 Ảnh hưởng của hoạt động tân kiến tạo đối với địa hình 102

Hình 3.6 Bản đồ địa mạo trũng Lào Cai 111

Hình 3.7 Bản đồ địa mạo trũng Yên Bái 112

Hình 3.8 Bản đồ địa mạo trũng Phú Thọ 113

Hình 3.9 Các mặt cắt địa mạo AB, CD 114

Hình 3.10 Các mặt cắt địa mạo EF, GH, IK 115

Hình 3.11 Chỉ dẫn bản đồ địa mạo thung lũng Sông Hồng 116

Hình 3.12 Mặt cắt địa hình ở các trũng Lào Cai, Yên Bái, Phú Thọ theo phương TN-ĐB 134

Hình 3.13 Mặt cắt địa hình thung lũng Sông Hồng theo phương TB-ĐN 135

Hình 3.14 So sánh các kiểu bề mặt san bằng ở thung lũng Sông Hồng với kết quả đo vẽ lập bản đồ địa mạo tỷ lệ 1:50.000 136

Hình 4.1 Sơ đồ cổ địa lý giai đoạn Miocen giữa thung lũng Sông Hồng đoạn từ Lào Cai đến Việt Trì 147

Hình 4.2: Sơ đồ cổ địa lý giai đoạn Miocen muộn thung lũng Sông Hồng đoạn từ Lào Cai đến Việt Trì 149

Hình 4.3 Sơ đồ cổ địa lý giai đoạn Pleistocen sớm thung lũng Sông Hồng đoạn từ Lào Cai đến Việt Trì 150

Hình 4.4 Sơ đồ cổ địa lý giai đoạn Pleistocen giữa thung lũng Sông Hồng đoạn từ Lào Cai đến Việt Trì 152

Hình 4.5 Sơ đồ cổ địa lý giai đoạn Pleistocen giữa-muộn thung lũng Sông Hồng đoạn từ Lào Cai đến Việt Trì 153

Hình 4.6 Sơ đồ cổ địa lý giai đoạn Pleistocen muộn thung lũng Sông Hồng đoạn từ Lào Cai đến Việt Trì 155

Hình 4.7 Sơ đồ cổ địa lý giai đoạn Holocen thung lũng Sông Hồng đoạn từ Lào Cai đến Việt Trì 156

Hình 4.8 Liên hệ dòng chảy chính của thung lũng Sông Hồng ở các giai đoạn địa chất 158

Hình 4.9 Sơ đồ vị trí trượt đất, lũ quét ở thung lũng Sông Hồng 169

DANH MỤC CÁC ẢNH Ảnh 2.1 Vật chất hữu cơ hóa than trong cát bột kết hệ tầng Văn Yên ở Lào Cai 48 Ảnh 2.2 Cấu tạo phân lớp của hệ tầng Văn Yên ở Lào Cai 48 Ảnh 2.3 Mặt cắt địa chất hệ tầng Văn Yên ở Đại Bục 51 Ảnh 2.4 Cuội tảng kết có thấu kính cát kết hạt vừa-thô hệ tầng Văn Yên (tập 2) ở

Hợp Minh 52 Ảnh 2.5 Cuội tảng kết hệ tầng Văn Yên ở đầu cầu Âu Lâu (bờ phải sông Hồng) 52 Ảnh 2.6 Cát bột kết hệ tầng Văn Yên (tập 1) ở Lương Thịnh 52 Ảnh 2.7 Cấu tạo mặt cắt địa chất hệ tầng Cổ Phúc (tập 1) ở thị trấn Cổ Phúc 56 Ảnh 2.8 Cấu tạo mặt cắt địa chất hệ tầng Cổ Phúc (tập2) ở Bái Dương 56 Ảnh 2.9 Trầm tích bột kết, sạn kết, sét than, than hệ tầng Cổ Phúc (tập 2) nguồn gốc

hồ-đầm lầy ở Chí Tiên (NC.700) 58 Ảnh 2.10 Vết in thực vật bentula davurica tuổi Miocen muộn trong cát bột kết hệ tầng

Cổ Phúc ở Giới Phiên 59 Ảnh 2.11 Vết in thực vật Podocarpus Pilgeri tuổi Miocen muộn trong cát bột kết hệ

tầng Cổ Phúc ở Giới Phiên 59 Ảnh 2.12 Bản ảnh bào tử phấn hoa đặc trưng tuổi Miocen muộn của hệ tầng

Cổ Phúc 60 Ảnh 2.13 Đá bazan hệ tầng Văn Tiến ở Văn Tiến 62 Ảnh 2.14 Hệ tầng Mỹ Lương nằm trên bề mặt bào mòn của hệ tầng Bản Nguồn ở Xóm

Trong 62 Ảnh 2.15 Cuội, sỏi, tảng, cát, sạn hệ tầng Xuân Quang nằm bất chỉnh hợp trên hệ tầng

Ngòi Chi ở Thanh Vân 65 Ảnh 2.16 Cuội, sỏi, cát, sạn hệ tầng Xuân Quang nằm bất chỉnh hợp trên hệ tầng Ngòi

Chi ở Đại Phạm 65 Ảnh 2.17 Sỏi, cuội, tảng đa khoáng chứa sỏi, sạn laterit hệ tầng Minh Khai ở

Sơn Mãn 68 Ảnh 2.18 Cuội, sỏi hệ tầng Minh Khai nằm bất chỉnh hợp trên cát kết, bột kết chứa

than hệ tầng Cổ Phúc ở Yên Thành 68 Ảnh 2.19 Cấu tạo mặt cắt địa chất hệ tầng Minh Khai ở Thanh Uyên 70 Ảnh 2.20 Tectit trong lớp cuội, sỏi hệ tầng Minh Khai ở Thanh Uyên 70 Ảnh 2.21 Cuội, sỏi, tảng thành phần quarzit, thạch anh, đá phiến thạch anh-mica hệ

tầng Thủy Chạm (lớp dưới) ở Ngòi Hóp 72

Ảnh 3.22 Sỏi, cuội, cát, sạn hệ tầng Thủy Chạm ở Hoàng Cương 72

Ảnh 2.23 Bột, sét, cát hệ tầng Phùng Nguyên ở Nam Cường 74

Ảnh 2.24 Cát, bột, sét hệ tầng Gò Mun ở Lệnh Khanh 76

Ảnh 2.25 Cuội, tảng, sỏi hệ tầng Gò Mun ở Thượng Long 76

Ảnh 2.26 Mặt trượt tân kiến tạo trên cát sạn kết hệ tầng Văn Yên (trũng Phú Thọ) ở phía tây bến phà Tình Cương 87

Ảnh 2.27 Cuội, tảng hệ tầng Văn Yên (trũng Lào Cai) bị dập vỡ do hoạt động của đứt gãy tân kiến tạo 87

Ảnh 3.1 Mảnh đá được gắn kết rắn chắc bởi hydroxyt sắt nằm trên địa hình karst ở Đồng Phì 104

Ảnh 3.2 Cuội kết hệ tầng Văn Yên bị phong hóa tạo sét kaolin ở Lâm Lợi 104

Ảnh 3.3 Lớp kết von hydroxyt sắt trên hệ tầng Minh Lương (thềm bậc IV) ở Ngòi Hóp 106

Ảnh 3.4 Lớp kết von hydroxyt sắt trên hệ tầng Xuân Quang (thềm bậc III) ở Đông Cuông 106

Ảnh 3.5 Lớp cuội, sỏi thành phần đa khoáng hệ tầng Minh Khai được gắn kết bởi hydroxyt sắt (thềm bậc II) ở Thanh Minh 107

Ảnh 3.6 Lớp kết von hydroxyt sắt trên hệ tầng Thủy Chạm (thềm bậc I) ở Văn Phú 107

Ảnh 3.7 San nền xây dựng khu công nghiệp đã phá hủy địa hình ở Tứ Mỹ 109

Ảnh 3.8 Khai thác quặng sắt làm phá hủy địa hình ở Vô Tranh 109

Ảnh 3.9 Bề mặt bãi bồi thấp ở Hương Nộn 117

Ảnh 3.10 Bề mặt bãi bồi thấp ở Võ Lao 117

Ảnh 3.11 Bề mặt bãi bồi cao ở Đức Quận 119

Ảnh 3.12 Bề mặt bãi bồi cao ở Ngọc Châu 119

Ảnh 3.13 Bề mặt thềm tích tụ bậc I ở cửa Ngòi Thia 120

Ảnh 3.14: Bề mặt thềm sôkôn bậc II ở Sơn Tình 120

Ảnh 3.15 Bề mặt thềm sôkôn bậc III ở Yên Tập 122

Ảnh 3.16 Bề mặt thềm sôkôn bậc IV ở Mỹ Lương 124

Ảnh 3.17 Bề mặt hồ tự nhiên ở Chuế Lưu 124

Ảnh 3.18 Thung lũng xâm thực ở Hùng Xuân (thị trấn Xuân Giao) 126

Ảnh 3.19 Thềm xâm thực bậc I cấu tạo bởi cát kết, sạn kết hệ tầng Cổ Phúc ở Ấm Thượng (bờ trái sông Hồng) 126

Ảnh 3.20 Thềm xâm thực bậc II ở Hồng Thao 128

Ảnh 3.21 Bề mặt thềm xâm thực bậc III ở Mậu Đông 128

Ảnh 3.22 Bề mặt thềm xâm thực bậc IV ở Đồng Cạn 128

Ảnh 3.23 Di tích bề mặt san bằng 150-280m ở Hòa Cuông 132

Ảnh 3.24 Di tích bề mặt san bằng 350-550m ở khu vực núi Ông Châu 132

Ảnh 3.25 Bề mặt hình thành do quá trình hòa tan, rửa lũa trên đá carbonat, tạo khối nổi cao ở Bản Phùng 141

Ảnh 3.26 Bề mặt hình thành do quá trình hòa tan, rửa lũa trên đá carbonat, tạo bề mặt thung lũng ở Ninh Dân 141

Ảnh 3.27 Bề mặt sườn hình thành liên quan đến đứt gãy phá hủy tân kiến tạo ở núi Ngòi Giàng (Hùng Xuân) 142

Ảnh 3.28 Bề mặt sườn hình thành liên quan đến đứt gãy phá hủy tân kiến tạo ở Làng Ngói 142

Ảnh 4.1 Khoáng vật corindon,spinel trong cuội sỏi kết hệ tầng Văn Yên ở Đại Bục.163 Ảnh 4.2 Khoáng vật spinel trong sạn kết đa khoáng hệ tầng Cổ Phúc ở Phúc Thành.163 Ảnh 4.3 Khai thác cuội sỏi xây dựng trầm tích hệ tầng Gò Mun trên sông Hồng ở Khe Hồng 165

Ảnh 4.4 Khai thác sét gạch ngói trong vỏ phong hóa hệ tầng Cha Pả trên thềm bậc III ở Xuân Giao 165

Ảnh 4.5 Trượt đất tự nhiên ở Hạ Lý 170

Ảnh 4.6 Trượt đất dọc đường giao thông ở Đại Phạm 170

Ảnh 4.7 Địa hình sườn núi bị xâm thực ở ĐN đèo Tân An 171

Ảnh 4.8 Địa hình sườn núi bị xâm thực, rửa trôi ở Làng Thíp 171

Ảnh 4.9 Xói lở bờ phải sông Hồng ở Cát Trù 173

Ảnh 4.10 Dãy phễu karst ở Ninh Dân 175

Ảnh 4.11 Sụt karst làm nứt toác tường nhà ở Đồng Xuân 175

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của luận án

Sông Hồng bắt nguồn từ cao nguyên Tây Tạng (Tibet), Trung Quốc, chảy vào Việt Nam ở Lào Cai theo hướng tây bắc-đông nam, kéo dài khoảng 300km ra Biển Đông Thung lũng Sông Hồng nằm trên một trũng địa hào, trùng với đới đứt gãy sâu Sông Hồng và được chia làm ba đoạn: Đoạn thượng lưu nằm trên đất Trung Quốc; Đoạn trung lưu kéo dài từ Lào Cai tới Việt Trì; Đoạn hạ lưu kéo dài từ Việt Trì tới bờ biển

Thung lũng Sông Hồng đoạn từ Lào Cai đến Việt Trì (sau đây gọi tắt là

thung lũng Sông Hồng) dài khoảng 200km, có đặc điểm hẹp, khá thẳng, quá trình

xâm thực-tích tụ đang diễn ra Địa hình đang trong chế độ nâng tân kiến tạo là chủ yếu, xen trong đó có những trũng tích tụ địa phương, tồn tại các trầm tích Kainozoi với diện lộ và bề dày khác nhau

Đã có nhiều công trình nghiên cứu địa chất, địa mạo thung lũng Sông Hồng trên các lĩnh vực kiến tạo, địa động lực, biến chất, trầm tích, địa mạo Phần lớn kết quả nghiên cứu của các công tình này đã được giới thiệu trong Chuyên khảo “Đới đứt gãy Sông Hồng, đặc điểm địa động lực, sinh khoáng và tai biến địa chất (Kết quả nghiên cứu cơ bản 2001-2003)” (Nxb KHKT, Hà Nội, 2004) Tuy nhiên các công trình này chưa chú ý đến mối quan hệ của quá trình thành tạo địa hình hiện nay với quá trình thành tạo trầm tích

Thung lũng Sông Hồng chiếm vị trí địa chất, địa lý khá đặc biệt Về mặt địa chất, một bên là vùng Tây Bắc thuộc đới cấu trúc Phan Si Pan, một bên là vùng Đông Bắc thuộc đới cấu trúc Sông Hồng; về môi trường tự nhiên, dọc theo thung lũng Sông Hồng tập trung nhiều điểm dân cư, các khu đô thị quan trọng và ở đó thường xảy ra tai biến tự nhiên liên quan đến hoạt động địa chất trong Kainozoi

Thung lũng Sông Hồng được thành tạo do quá trình hoạt động kiến tạo lâu dài, trải qua nhiều giai đoạn khác nhau Địa tầng trầm tích Kainozoi, địa mạo thung lũng Sông Hồng là các dấu hiệu ghi lại quá trình phát triển địa chất của Thung lũng

Đặc điểm trầm tích, địa mạo trong Kainozoi dọc thung lũng Sông Hồng từ lâu đã được các nhà địa chất quan tâm nghiên cứu, chúng được thể hiện trong các

công trình đo vẽ địa chất, tìm kiếm khoáng sản, điều tra địa chất đô thị tỷ lệ 1:200.000, 1:100.000, 1:50.000, hoặc 1:25.000 và một loạt các công trình khác [1], [3], [7] Trong các công trình này, chưa có công trình nào nghiên cứu mang tính

tổng hợp nhằm xác lập thang địa tầng Kainozoi thống nhất, xác định mối liên hệ

giữa sự phân bố trầm tích Kainozoi với các mức địa hình riêng biệt, cũng như mối quan hệ giữa quá trình thành tạo địa hình với trầm tích Kainozoi Đây là những vấn

đề rất quan trọng, góp phần làm sáng tỏ lịch sử phát triển địa hình của vùng thung lũng Sông Hồng, xác định các yếu tố liên quan tới tai biến địa chất, trên cơ sở đó có biện pháp phòng tránh thiên tai, đáp ứng yêu cầu cấp bách hiện nay

Luận án “Đặc điểm địa chất địa mạo trong Kainozoi thung lũng Sông Hồng đoạn từ Lào Cai đến Việt Trì ” đã góp phần giải quyết vấn đề cấp bách đó

2 Mục đích nghiên cứu của luận án

Mục đích nghiên cứu của luận án nhằm làm sáng tỏ đặc điểm địa chất, địa mạo của thung lũng Sông Hồng đoạn từ Lào Cai đến Việt Trì trong Kainozoi, xác định mối quan hệ giữa chúng nhằm khôi phục lại lịch sử phát triển địa chất trong Kainozoi ở thung lũng Sông Hồng

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án

Đối tượng nghiên cứu của luận án là các thành tạo trầm tích trong Kainozoi

và địa hình của thung lũng Sông Hồng đoạn từ Lào Cai đến Việt Trì

Phạm vi nghiên cứu của luận án là thung lũng Sông Hồng đoạn từ Lào Cai

đến Việt Trì

4 Nội dung nghiên cứu của luận án

Để đạt được mục đích trên, nhiệm vụ của luận án đặt ra là:

4.1 Nghiên cứu địa tầng Kainozoi thung lũng Sông Hồng Xác định vị trí địa tầng của các trầm tích Paleogen-Đệ tứ

4.2 Nghiên cứu đặc điểm địa mạo thung lũng Sông Hồng Phân chia địa hình theo nguyên tắc bề mặt đồng nguồn gốc

4.3 Xác định mối liên quan về phân bố trầm tích Kainozoi với các kiểu địa hình, lập lại lịch sử phát triển địa hình trong Kainozoi của thung lũng Sông Hồng

4.4 Tìm hiểu mối liên quan giữa các kiểu bề mặt địa hình với tìm kiếm khoáng sản và tai biến địa chất

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án

Luận án được hoàn thành mang ý nghĩa khoa học và thực tiễn sau:

Ý nghĩa khoa học:

Làm sáng tỏ mối liên quan trầm tích với đặc điểm địa mạo ở thung lũng Sông Hồng, góp phần làm sáng tỏ lịch sử phát triển thung lũng Sông Hồng-một đới kiến tạo Kainozoi có ý nghĩa lớn trên bình đồ kiến trúc Đông Nam Á

6 Cơ sở tài liệu của luận án

6.1 Đề tài được thực hiện dựa trên cơ sở các tài liệu về địa tầng Kainozoi, địa mạo do chính bản thân Nghiên cứu sinh (NCS) thu thập, nghiên cứu về khu vực thung lũng Sông Hồng từ năm 1986 đến năm 2008:

6.1.1 Đề tài “Tiến hóa trầm tích Kainozoi bồn trũng Tuyên Quang” (Phạm

Đình Thọ và nnk, 2005) Đề tài nghiên cứu khoa học cơ bản cấp Nhà nước giai đoạn 2004-2005 của Bộ Khoa học và Công Nghệ, NCS làm chủ biên

6.1.2 Đề tài “Tiến hoá địa chất trong Kainozoi vùng ngã ba sông

Hồng-sông Đà-Hồng-sông Lô” (Phạm Đình Thọ và nnk, 2008) Đề tài nghiên cứu khoa học

cơ bản cấp Nhà nước giai đoạn 2006-2008 của Bộ Khoa học và Công Nghệ, NCS làm chủ biên

6.1.3 Đề tài “Lập bản đồ địa chất Đệ Tứ Việt Nam tỷ lệ 1:500.000”

(Nguyễn Đức Tâm, Đỗ Tuyết và nnk, 1995) Trong đề tài này, NCS tham gia phân tích ảnh máy bay và khảo sát thực địa

6.1.4 Đề tài “Đo vẽ lập bản đồ địa chất và tìm kiếm khoáng sản tỷ lệ 1:50.000 nhóm tờ Thanh Sơn-Thanh Thủy” (Nguyễn Đình Hợp và nnk, 1989)

Trong đề tài này, NCS là thành viên của tổ đo vẽ lập bản đồ trầm tích Đệ tứ, bản

đồ địa mạo

6.1.5 Đề tài “Nghiên cứu xác lập các tiền đề địa chất và dấu hiệu tìm kiếm

Đá quý và nửa quý trong trầm tích biến chất cao bờ trái Sông Hồng” (Trần Ngọc Quân và nnk, 1998) Trong đề tài này, NCS phụ trách phần nghiên cứu trầm tích

Đệ tứ, địa mạo, quy luật phân bố sa khoáng đá quý, đá bán quý, lập bản đồ trầm tích Đệ tứ, địa mạo ở những diện tích có tiềm năng về đá quý, đá bán quý

6.1.6 Đề tài “Nghiên cứu triển vọng và khả năng sử dụng vermiculit trên một số diện tích thuộc đới Sông Hồng và đới Phan Si Pan” (Trần Ngọc Thái và nnk, 2004) Trong đề tài này, NCS phụ trách phần phân tích ảnh viễn thám, lập

sơ đồ địa mạo ở những diện tích có triển vọng vermiculit

6.1.7 Đề tài “Nghiên cứu các đá biến chất và khoáng sản liên quan đới Sông Hồng” (Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản đang thi công) NCS là cộng tác viên của đề tài

6.1.8 Đề tài “Đo vẽ lập bản đồ địa chất và tìm kiếm khoáng sản tỷ lệ 1:50.000 nhóm tờ Văn Chấn” (Liên đoàn Bản đồ Địa chất miền Bắc đang thi công) NCS tham gia khảo sát một số lộ trình

6.2 Trong quá trình làm Luận án Tiến sỹ, NCS đã thực hiện một số lộ trình khảo sát trong diện tích nghiên cứu, lấy và phân tích bổ sung 49 mẫu thạch học, 48 mẫu cổ sinh, 47 mẫu độ hạt, 34 mẫu trọng sa Đồng thời, NCS sử dụng nền bản đồ địa hình tỷ lệ 1:50.000 để lập 196 mặt cắt địa hình theo phương ĐB-TN (vuông góc với phương cấu trúc địa hình), 29 mặt cắt địa hình theo phương TB-ĐN (song song với phương cấu trúc địa hình) và xác định định lượng đặc điểm trắc lượng hình thái của vùng nghiên cứu

6.3 Ngoài ra, NCS còn thu thập tất cả những tài liệu nghiên cứu về đặc điểm địa chất Kainozoi, địa mạo của vùng thung lũng Sông Hồng và khu vực được lưu trữ tại Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam, hay công bố trên các sách xuất bản

và tạp chí chuyên ngành trong và ngoài nước

7 Luận điểm bảo vệ

Với mục tiêu, nhiệm vụ đề ra, NCS bảo vệ hai luận điểm khoa học sau:

Luận điểm 1: Các thành tạo địa chất Kainozoi của thung lũng Sông Hồng đoạn từ

Lào Cai đến Việt Trì được hình thành từ Miocen giữa đến nay, bao gồm 11 phân

vị địa tầng, trong một cấu trúc địa hào hẹp miền núi phức tạp và không liên tục

Luận điểm 2: Đặc trưng của địa hình thung lũng Sông Hồng đoạn từ Lào Cai đến

Việt Trì là thung lũng sông miền núi mang tính phân bậc, bị xâm thực, chia cắt mạnh, gồm 21 kiểu bề mặt đồng nguồn gốc được hình thành trong quá trình nâng tân kiến tạo là chủ yếu

8 Điểm mới của luận án

Luận án có một số điểm mới:

1 Làm chính xác hóa hệ tầng Văn Tiến, Minh Khai, Phùng Nguyên và Gò Mun; Xác lập mới hệ tầng Mỹ Lương (aQ11ml) và hệ tầng Xuân Quang (aQ12xq)

2 Nghiên cứu chi tiết đặc điểm địa mạo của thung lũng Sông Hồng

3 Phát hiện sự có mặt đá quý, đá bán quý trong trầm tích hệ tầng Văn Yên ở Đại Bục, hệ tầng Cổ Phúc ở Phúc Thành và hệ tầng Thủy Chạm ở Tuy Lộc, than trong trầm tích hệ tầng Cổ Phúc ở Chí Tiên

Nội dung của luận án, ngoài phần Mở đầu và Kết luận, có các chương sau: Chương 1 Tổng quan về thung lũng Sông Hồng, phương pháp luận

và phương pháp nghiên cứu

Chương 2 Đặc điểm địa chất Kainozoi thung lũng Sông Hồng

Chương 3 Đặc điểm địa mạo Kainozoi thung lũng Sông Hồng

Chương 4 Quá trình phát triển địa chất Kainozoi thung lũng Sông Hồng

và một số vấn đề địa chất ứng dụng

Luận án được thực hiện và hoàn thành tại Bộ môn Địa chất, Khoa Địa chất, Trường Đại học Mỏ-Địa chất dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TSKH Nguyễn Địch Dỹ và GS.TSKH Đặng Văn Bát

LỜI CẢM ƠN

Trước hết, NCS xin cảm ơn sự giúp đỡ của PGS.TSKH Nguyễn Địch Dỹ và GS.TSKH Đặng Văn Bát, những người đã tận tình hướng dẫn khoa học cho NCS trong suốt quá trình làm luận án

Trong quá trình nghiên cứu, NCS đã nhận được sự quan tâm giúp đỡ của cán

bộ, giáo viên, các nhà địa chất thuộc Bộ môn Địa chất, Khoa Địa chất, Trường đại học Mỏ-Địa chất, Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam, Trung tâm Thông tin-Lưu trữ Địa chất, các Liên đoàn Địa chất, Viện Địa chất-Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản; sự động viên, khích lệ của đồng nghiệp, bạn bè và người thân; quá trình hoàn thành Luận án, NCS đã được hỗ trợ một phần kinh phí từ Hội đồng Khoa học Tự nhiên, Bộ Khoa học và Công nghệ

thông qua các đề tài Nghiên cứu khoa học cơ bản cấp Nhà nước Tiến hóa trầm tích

Kainozoi bồn trũng Tuyên Quang (2004-2005) và Tiến hóa địa chất trong Kainozoi vùng ngã ba sông Hồng, sông Đà, sông Lô (2006-2008) Nhân dịp này, NCS xin

bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới mọi sự giúp đỡ quý báu đó!

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ THUNG LŨNG SÔNG HỒNG, PHƯƠNG PHÁP LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên, kinh tế-xã hội

1.1.1 Đặc điểm địa hình

Vùng nghiên cứu thuộc một phần thung lũng Sông Hồng, đoạn từ Lào Cai tới Việt Trì, kéo dài khoảng 200km, nằm trong phạm vi các tỉnh Lào Cai, Yên Bái, Phú Thọ, tổng diện tích vùng nghiên cứu khoảng 5500km2 (xem Hình 1.1) Địa hình vùng nghiên cứu gồm địa hình núi và địa hình thung lũng sông

Địa hình núi chiếm diện tích chủ yếu của vùng nghiên cứu, bao gồm các dãy núi có dạng tuyến, chủ yếu kéo dài theo phương TB-ĐN, với độ cao tuyệt đối

>2000m gặp ở TB vùng nghiên cứu, với các đỉnh Sa Pả (2220m), Nậm Than (2160m), Phìn Hầu Thầu (2100m) Nhìn chung địa hình có xu hướng thấp dần từ

TB đến ĐN Ở phần TB, núi có đỉnh nhọn, sườn dốc và gồ ghề, có nhiều vách đá dựng đứng, đường chia nước thoải hẹp, độ sâu phân cắt địa hình lớn (>300m/km2), quá trình xâm thực phát triển mạnh Ở phần ĐN, địa hình gồm đồi, dải đồi thấp, đồi bát úp, có đỉnh khá bằng, sườn thoải với độ dốc 10-150, bề mặt địa hình chịu ảnh hưởng của quá trình xâm thực, rửa trôi mạnh

Địa hình thung lũng sông chiếm diện tích ở trung tâm vùng nghiên cứu, kéo dài theo hướng TB-ĐN, bao gồm bãi bồi và các bậc thềm với bề mặt tương đối bằng phẳng Đoạn sông Hồng từ Yên Bái đến Việt Trì, do có hệ thống đê điều nên đã hạn chế phạm vi ảnh hưởng của dòng chảy vào mùa mưa lũ Cũng chính vì vậy, vật liệu

do dòng chảy vận chuyển được tích tụ ở vùng ngoài đê nhiều hơn, dẫn đến địa hình bãi bồi ngoài đê cao hơn địa hình bãi bồi trong đê

1.1.2 Đặc điểm mạng sông suối

Dòng chảy lớn nhất trong vùng là sông Hồng, với hướng chảy chung

TB-ĐN, nhiều đoạn sông chảy theo hướng khác nhau Đoạn từ Lào Cai đến Việt Trì độ rộng của lòng sông tăng dần, từ 100-200m ở phía thượng lưu đến 900-1000m ở phía

hạ lưu Lưu lượng dòng chảy thay đổi theo mùa, từ 930m3/s đến 2540m3/s Lòng sông thường lộ đá gốc

Lào Cai

Yên Bái

Phú Thọ

Hình 1.1 Vị trí vùng nghiên cứu

Các suối nhánh của sông Hồng xuất phát từ dãy núi Hoàng Liên Sơn có hướng chung chảy về ĐB và từ dãy núi Con Voi có hướng chung chảy về TN Ngoài ra còn gặp một số đoạn suối có hướng chảy á kinh tuyến, á vĩ tuyến (Ngòi Hút, Ngòi Thia), ĐN-TB (Ngòi Nhu)

1.1.3 Đặc điểm khí hậu

Vùng nghiên cứu có khí hậu nhiệt đới gió mùa và phân thành hai mùa rõ rệt

Do có diện tích hẹp, kéo dài, nằm trong địa hình núi đồi nên khí hậu ở đây chịu ảnh hưởng của địa hình và có sự khác nhau giữa miền Tây Bắc và Đông Nam

Tại Lào Cai: Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10 Lượng mưa trung bình năm

từ 710,8mm đến 1746,3mm Nhiệt độ của vùng từ 50C đến 360C Trên các vùng núi cao về mùa đông nhiệt độ thường thấp dưới 100C, có nhiều sương mù

Tại Yên Bái: Mùa mưa thường bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 10 Mùa khô hanh, lạnh bắt đầu từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau Lượng mưa hàng năm từ 1415,4mm đến 2430mm Nhiệt độ của vùng từ 180C đến 32oC

Tại Việt Trì: Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 9 Mùa khô từ tháng 10 năm trước đến tháng 4 năm sau Lượng mưa trung bình năm từ 1134,9mm đến 1649,7mm Nhiệt độ cao nhất trung bình từ 11,2oC đến 34,3oC

1.1.4 Đặc điểm giao thông

Giao thông trong vùng tương đối thuận tiện Dọc theo bờ sông Hồng có đường ô tô đã được trải nhựa hoặc trải đá cấp phối, có đường sắt nối liền Hà Nội-Lào Cai Ngoài một số đường quốc lộ kể trên, sông Hồng là tuyến đường thuỷ quan trọng, tầu thuyền cỡ trung bình có thể đi lại Đường giao thông nội vùng được nối với quốc lộ 2, quốc lộ 70, quốc lộ 32, có thể lưu thông tới mọi miền của đất nước

1.1.5 Đặc điểm dân cư, kinh tế-xã hội

Hiện nay trong vùng có nhiều dân tộc khác nhau, trong đó chủ yếu là dân tộc Kinh, Mông, Dao, Tày, Thái Người Kinh sống tập trung ở các thành phố, thị trấn, thị xã và các đồng bằng, thung lũng, sông suối và ven đường quốc lộ Dân cư trong vùng sống chủ yếu bằng nghề nông nghiệp, một phần sống dựa vào phát nương trồng rẫy, khai thác lâm sản và các nghề dịch vụ, khai khoáng

1.2 Lịch sử nghiên cứu địa chất, địa mạo trong Kainozoi

1.2.1 Lịch sử nghiên cứu địa chất Kainozoi

Lịch sử nghiên cứu địa chất Kainozoi thung lũng Sông Hồng có thể chia làm hai giai đoạn

1.2.1.1 Giai đoạn trước năm 1954

Giai đoạn trước năm 1954, việc nghiên cứu trầm tích Kainozoi thung lũng Sông Hồng hoàn toàn do người Pháp thực hiện với mục đích tìm kiếm than nâu Có thể kể đến các tác giả K.Zeiller (1893, 1903), M.Colani (1920), E.Saurin (1952), họ đều cho rằng các trầm tích chứa than ở thung lũng Sông Hồng có tuổi Miocen-Pliocen, được thành tạo đồng thời với các trầm tích chứa than Neogen ở Nà Dương, Cao Bằng, Tuyên Quang Năm 1937, trong công trình nghiên cứu địa chất Tây Bắc

và Thượng Lào tỷ lệ 1:500.000, J.Fromaget đã nhắc đến trầm tích lục địa chứa than nâu tuổi Miocen-Pliocen ở dọc thung lũng Sông Hồng Ngoài ra còn một số công trình nghiên cứu liên quan đến trầm tích Neogen ở thung lũng Sông Hồng của G.Monod (1893), L.Laureut (1900), B.Bourret (1925), E.Patte (1927), J.Blondel (1932), E.Saurin (1935, 1937, 1944, 1956) Các công trình này mang tính khái quát, chưa có công trình nghiên cứu chi tiết về thành phần vật chất, nguồn gốc thành tạo trầm tích, cổ sinh và địa tầng trầm tích Đệ tứ

1.2.1.2 Giai đoạn sau năm 1954

Năm 1962, Đặng Thanh Giáng và nnk [16] đã chia địa tầng trầm tích Neogen phân bố ở Lào Cai, Bảo Hà, Quý Sa, Yên Bái, Đoan Thượng làm ba phần: dưới cùng chủ yếu là cuội kết, giữa là cát kết xen những lớp trầm tích hạt mịn chứa than, trên cùng chủ yếu là những lớp trầm tích hạt mịn chứa nhiều thấu kính than nhỏ Cách phân chia địa tầng trầm tích Neogen như vậy đã được áp dụng cho việc lập một số bản đồ địa chất tỷ lệ 1:200.000 và 1:50.000 sau này

Năm 1963, A.E.Đovjikov, Nguyễn Văn Chiển và nnk [14] đã xếp toàn bộ trầm tích lục địa chứa than dọc thung lũng Sông Hồng vào hệ Neogen không phân chia và không thể hiện trầm tích Đệ tứ trên bản đồ

Năm 1964, E.Saurin và nnk [95] đã dựa trên cơ sở tổng hợp tài liệu của J.Deprat, J.Giraul, Ch.Jecob, H.Mansuy, R.Bourret, L.Dussult và J.Fromaget thành lập bản đồ địa chất Đông Dương tỷ lệ 1:500.000, xác nhận sự có mặt các trầm tích Neogen chứa than nâu ở dọc sông Hồng

Năm 1971, Bùi Phú Mỹ và nnk [35] xác định trầm tích lục địa tuổi Neogen không phân chia (N), phân bố ở bắc thành phố Lào Cai và dọc sông Hồng từ Sơn Mãn đến Bản Qua, có cấu tạo mặt cắt trầm tích gồm cuội kết, cát kết, sét kết, than

nâu chứa Quercus lantenoisi, Quercus sp., Phoebe pseudolanceolata Các đá trầm

tích Neogen phủ bất chỉnh hợp lên các đá biến chất tuổi Proterozoi thuộc hệ tầng Sông Hồng Trên bản đồ địa chất, các trầm tích bở rời có nguồn gốc khác nhau được gộp chung có tuổi Đệ tứ không phân chia

Năm 1972, Nguyễn Vĩnh và nnk [78] đã mô tả sơ lược trầm tích Kainozoi dọc sông Hồng, từ Châu Quế đến Ấm Thượng Trong đó, trầm tích Neogen (N) được mô tả và gộp thành một phân vị địa tầng và chưa quan sát được quan hệ của trầm tích này với các đá cổ hơn; Trầm tích Đệ tứ nguồn gốc aluvi được mô tả theo các mức độ cao phân bố, tương ứng với bốn mức thềm khác nhau: 30-35m (thềm bậc IV), 20-25m (thềm bậc III), 10-15m (thềm bậc II), 4-6m (thềm bậc I)

Năm 1973, Hoàng Ngọc Kỷ và nnk [27] cho rằng trầm tích Neogen phân bố

ở Phương Quan (Tam Nông) là một phần của hệ tầng Phan Lương (tuổi Miocen giữa-N12pl) kéo dài từ phía thượng nguồn sông Hồng xuống Cấu tạo bên dưới của

mặt cắt hệ tầng Phan Lương gồm cuội kết, tảng kết, cát kết Phần trên gồm các lớp sỏi kết, bột kết và sét kết phân nhịp không có quy luật Khi so sánh với mặt cắt của

hệ tầng Phan Lương ở tờ Tuyên Quang, Hoàng Ngọc Kỷ (1973) cho rằng trầm tích

ở đây vắng mặt trầm tích phần muộn và dự đoán sự thiếu hụt trầm tích này không phải xảy ra trong quá trình thành tạo mà do quá trình bóc mòn sau này Trong phạm

vi nghiên cứu có mặt các trầm tích nguồn gốc aluvi (tảng, cuội, sỏi, sạn, cát) tuổi Pleistocen sớm-giữa giả định (Q11-2?), trầm tích nguồn gốc biển-tam giác châu (cuội, sỏi, sạn, cát, sét đen, sét loang lổ) tuổi Pleistocen muộn giả định (Q13?), trầm tích nguồn gốc aluvi-đầm lầy (cuội, sỏi, cát, sét xám xanh, xám đen, than bùn) tuổi Holocen

Năm 1986, Phạm Đình Long và nnk [30] đã xác định trầm tích Kainozoi trong thung lũng phân bố từ Hạ Hòa đến thị xã Phú Thọ, bao gồm trầm tích hệ tầng

Phan Lương (Npl) và hệ Đệ tứ Các trầm tích hệ tầng Phan Lương được hình thành

trong các hố sụt tân kiến tạo lớn, cấu tạo địa tầng gồm cuội kết, sạn kết, cát bột kết, sét kết, sét than và những lớp mỏng hay thấu kính than, chứa nhiều hóa thạch động thực vật Trầm tích hệ tầng Phan Lương nằm trên bề mặt bào mòn của các đá phiến biến chất có tuổi khác nhau

Năm 1988, Trần Xuyên và nnk [79] đã mô tả trầm tích Kainozoi đoạn từ Cam Đường đến Khe Sẻ, cho rằng trầm tích Neogen là các thành tạo nguồn gốc bồn trũng lục địa, thuộc hệ tầng Phan Lương (N1-2pl), có thành phần chủ yếu là cuội kết,

cát kết hạt thô, bột kết, sét than, chứa phong phú hóa đá thực vật và được định tuổi Miocen-Pliocen Các thành tạo này phủ bất chỉnh hợp lên các đá phiến biến chất tuổi Proterozoi của phức hệ Sông Hồng Về cơ bản, trầm tích tuổi Neogen không khác hệ tầng Phan Lương về thạch học và thành phần hóa đá mà Phạm Đình Long, Trần Xuyên (1968) đã xác lập khi thành lập bản đồ địa chất tờ Tuyên Quang tỷ lệ 1:200.000 Trong công trình này, các tác giả mô tả rất sơ lược trầm tích Đệ tứ, song trên bản đồ ở phạm vi thung lũng Sông Hồng, trầm tích của hệ Đệ tứ không được thể hiện

Năm 1989, Nguyễn Đình Hợp và nnk [21] lần đầu tiên xác lập hệ tầng Cổ Tiết (N13-N21ct) để chỉ các thành tạo trầm tích cuội kết, sạn kết, cát kết, sét kết chứa

than phân bố ở khu vực Cổ Tiết, Đức Phong, Thịnh Mỹ Khi so sánh đặc điểm mặt cắt trầm tích, tính chứa than và hoá thạch động vật, bào tử phấn hoa, các tác giả nhận thấy hệ tầng Cổ Tiết có những nét tương đồng với mặt cắt Neogen ở sông Lô, sông Hồng Đối với các trầm tích Đệ tứ của vùng nghiên cứu, lần đầu tiên xác lập

hệ tầng Đức Phong (aQI-IIđp) chủ yếu gồm tảng, cuội, sỏi, cát, bột thành phần đa

khoáng, phân bố trên bề mặt thềm bậc III ở hạ lưu sông Bứa; hệ tầng Thuỷ Chạm (aQIIItc) chủ yếu gồm cuội, sỏi, cát, bột, sét thành phần đa khoáng; hệ tầng Phùng

Nguyên (aQIV1pn) gồm cát, bột, sét, phân bố rộng rãi, tạo thành bề mặt bãi bồi cao

5-8m Tích tụ tuổi aQIV2-3 có thành phần trầm tích gồm cát, bột, tạo nên bề mặt bãi bồi thấp Tích tụ hồ, đầm lầy tuổi Holocen không phân chia (lQIV) gồm bùn, sét, mùn thực vật

Năm 1991, Lê Thị Nghinh, Nguyễn Trọng Yêm [40] đã chia quá trình thành tạo trầm tích Kainozoi trũng sông Hồng thành hai thời kỳ (Eocen-Pliocen sớm và Pliocen-Đệ tứ), gồm 6 phụ thời kỳ và cho rằng mỗi thời kỳ và phụ thời kỳ được đặc trưng bởi một tập hợp trầm tích với điều kiện cổ địa lý và điều kiện thành tạo khác nhau

Năm 1994, Ngô Quang Toàn và nnk (1994) [64], xác định sự phân bố trầm tích của hệ tầng Hà Nội (apQII-III1hn), Vĩnh Phúc (aQIII2vp1), Thái Bình (aQIVtb) ở

khu vực Thanh Sơn, Thanh Thủy phù hợp với sự phân bố của trầm tích hệ tầng Thủy Chạm và hệ tầng Phùng Nguyên của Nguyễn Đình Hợp và nnk (1989) đã thể hiện trên bản đồ địa chất nhóm tờ Thanh Sơn-Thanh Thủy [21]

Năm 1995, Nguyễn Đức Tâm, Đỗ Tuyết và nnk [48] đã tổng hợp và xây dựng khung địa tầng Đệ tứ cho cả nước thông qua việc tổng kết địa tầng Đệ tứ của từng vùng

Năm 1996, Nguyễn Địch Dỹ và nnk [13] đã nghiên cứu địa chất Đệ tứ Việt Nam dưới nhiều góc độ khác nhau, gắn liền với các “sự kiện” địa chất Đây là công trình tổng hợp có ý nghĩa định hướng cho nghiên cứu trầm tích Đệ tứ trên lãnh thổ Việt Nam nói chung và thung lũng Sông Hồng nói riêng

Cũng trong năm 1996, Trịnh Dánh [86] xếp các trầm tích cuội kết dọc thung lũng Sông Hồng vào hệ tầng Văn Yên (N12vy) và xếp các trầm tích cát kết, bột kết,

sét kết chứa than vào hệ tầng Cổ Phúc (N13cp)

Năm 1997, Hoàng Thái Sơn và nnk [46] đã xác định đoạn thung lũng Sông Hồng từ Ngòi Hóp đến Khe Dâu có mặt các trầm tích hệ tầng Văn Yên (N12vy), hệ

tầng Cổ Phúc (N13cp) và các thành tạo Đệ tứ aQIII, aQIV1-2, aQIV3 Trong năm 1997, Hoàng Thái Sơn đã phát hiện sự có mặt của đá phun trào bazan ở khu vực xã Văn Tiến và xếp tuổi Pliocen-Pleistocen sớm giả định (N2-QI)? Phát hiện này rất có ý nghĩa khi nghiên cứu lịch sử phát triển địa chất của khu vực

Năm 1998, Lưu Hữu Hùng và nnk [18] xác định trầm tích của hệ tầng Cổ Phúc (N13cp) phân bố rời rạc dọc thung lũng Sông Hồng đoạn từ Ngòi Nho đến Bảo

Hà với diện tích hạn chế, cấu tạo mặt cắt gồm cuội kết, cát kết, không chứa than Trầm tích ở đây phát triển không rộng Dựa theo thành phần thạch học, nguồn gốc aluvi, thời gian thành tạo các tác giả đã chia các trầm tích Đệ tứ có tuổi khác nhau:

Pleistocen giữa-muộn (aQII-III), Pleistocen muộn (aQIII), Holocen sớm-giữa (aQIV1-2), Holocen muộn (aQIV3)

Năm 1998, Phạm Quang Trung và nnk [76] xác định trong cát kết, bột kết ở

Cổ Phúc chứa các dạng bào tử phấn hoa: Cicatriccosisporites dorogensis,

Verrutricolporites pachydermus, Pinuspollenites sp., định tuổi Oligocen (E3)

Năm 2000, Nguyễn Văn Thế và nnk [52] xác nhận dọc thung lũng Sông Hồng, đoạn từ Khe Hồng đến Lâm Giang có mặt trầm tích hệ tầng Phan Lương (N1pl) lộ thành vài ba chỏm nhỏ, cấu tạo mặt cắt gồm cuội kết đa khoáng, sỏi kết,

sạn kết, cát kết, bột kết, đá phiến sét than Trầm tích Đệ tứ phân bố khá liên tục trong vùng Dựa vào đặc điểm thành phần thạch học, cổ sinh và điều kiện thành tạo, các trầm tích Đệ tứ nguồn gốc aluvi trong vùng được chia ra thành các tích tụ tuổi Pleistocen muộn (aQIII), Holocen sớm-giữa (aQIV1-2), Holocen muộn (aQIV3) Việc xác định hệ tầng Phan Lương ở đây có sự nhầm lẫn, bởi hệ tầng Phan Lương chỉ có mặt ở thung lũng sông Chảy, sông Lô Do nghiên cứu đồng thời thung lũng Sông Hồng, sông Chảy nên các tác giả đã gộp các trầm tích nguồn gốc hồ-lục địa vào chung hệ tầng Phan Lương với tuổi Miocen không phân chia Theo mô tả thành phần thạch học của Nguyễn Văn Thế cho thấy, phần lớn các trầm tích Neogen ở đây thuộc hệ tầng Văn Yên, một khối lượng nhỏ thuộc hệ tầng Cổ Phúc

Cùng năm 2000, Hoàng Thái Sơn và nnk [47] đã xác định dọc thung lũng Sông Hồng, đoạn từ Thanh Ba đến Phú Thọ, hệ tầng Văn Yên (N12vy) phân bố

thành dải không liên tục từ Văn Lang đến Tình Cương, hoặc tạo thành những khoảnh nhỏ ở Hồng Thao, Bình Quân Hệ tầng Cổ Phúc (N13cp) tạo thành dải kéo

dài từ Vĩnh Chân đến Văn Lung Hệ tầng Văn Yên có cấu tạo mặt cắt địa chất chủ yếu là cuội kết, tảng kết, thấu kính cát kết hạt thô-trung bình Hệ tầng Cổ Phúc có cấu tạo mặt cắt địa chất chủ yếu là sạn kết thạch anh, cát kết, bột kết, sét kết, sét bột kết, thấu kính than nâu Trầm tích Đệ tứ nguồn gốc aluvi được chia ra thành các tích

tụ có tuổi Pleistocen giữa-muộn (aQII-III), Pleistocen muộn (aQIII), Holocen giữa (aQIV1-2), Holocen muộn (aQIV3)

sớm-Năm 2003, Dương Quốc Lập và nnk [29] đã xác định đoạn từ ga xe lửa Lào Cai đến Cầu Đôi có mặt của trầm tích hệ tầng Văn Yên tuổi Miocen giữa (N12vy) có

thành phần gồm cuội kết, sạn kết, cát kết hạt thô Các tích tụ trầm tích Đệ tứ tuổi

Pleistocen muộn (aQ13), Holocen sớm-giữa (aQ21-2), Holocen muộn (aQ23) có thành phần cát, cuội, sỏi, sét Các đá này chiếm diện tích không đáng kể đối với diện tích của nhóm tờ Lào Cai

Năm 2004, Nguyễn Xuân Huyên và nnk [24] mô tả chi tiết loạt trầm tích được xếp vào tuổi Paleogen-Neogen phân bố dọc thung lũng Sông Hồng từ Lào Cai đến Trung Hà, chia trầm tích này thành hai nhịp trầm tích trên cơ sở đặc điểm thạch học, dưới dạng trầm tích luận, mà không mô tả dưới dạng địa tầng, đã hạn chế vấn

đề tìm hiểu tuổi hình thành các thành tạo này

Năm 2005, Vũ Khúc, Tống Duy Thanh, Trần Văn Trị [26], [50] khi tổng hợp các tài liệu nghiên cứu trầm tích Paleogen-Neogen của Việt Nam cho rằng, vùng thung lũng Sông Hồng có mặt hệ tầng Văn Yên tuổi Eocen (E2vy), hệ tầng Cổ Phúc

tuổi Oligocen (E3cp), hệ tầng Âu Lâu tuổi Miocen sớm (N11al)

Năm 2007, Đặng Trần Huyên và nnk [22] xác định trong vùng nghiên cứu có mặt hệ tầng Văn Yên tuổi Miocen giữa (N12vy) và hệ tầng Cổ Phúc tuổi Miocen

muộn (N13cp)

Năm 2008-2009, Phạm Đình thọ (NCS) và nnk [60] dựa trên đặc điểm thạch học trầm tích nguồn gốc sông vùng Trung Hà, kết hợp tham khảo tài liệu cổ sinh của Phạm Quang Trung và nnk [76] và kết quả tổng hợp, đối sánh địa tầng Paleogen-Neogen phần đất liền Việt Nam của Vũ Khúc, Trần Văn Trị, Tống Duy Thanh [26], [50] cho rằng vùng Trung Hà, ở rìa phía nam của vùng thung lũng Sông Hồng, có mặt hệ tầng Văn Yên tuổi Eocen (E2vy) và hệ tầng Cổ Phúc tuổi Oligocen

(E3cp) Tuy nhiên, khi tổng kết đề tài của Luận án này, bằng kết quả tổng hợp và

phân tích tập hợp di tích bào tử phấn hoa, di tích lá cây phong phú và bảo tồn khá tốt trong cát kết, bột kết ở vùng thung lũng Sông Hồng, NCS khẳng định trong vùng thung lũng Sông Hồng, đoạn từ Lào Cai đến Việt Trì, tảng kết, cuội kết hệ tầng Văn Yên tuổi Miocen giữa (N12vy) và cát kết, bột kết hệ tầng Cổ Phúc tuổi Miocen muộn

(N13cp) Các trầm tích cuội kết, cát kết phân bố từ Trung Hà về phía nam được

thành tạo liên quan đến vùng sụt võng Hà Nội có khả năng có tuổi già hơn, khoảng Eocen-Oligocen

Gần đây nhất, tháng 11 năm 2009, Long Van Hoang và nnk [89] phân tích tuổi tuyệt đối của zircon trong cuội tảng kết, cát kết, bột kết ở Lào Cai và Yên Bái cũng đã xác định các trầm tích đó có tuổi Miocen giữa (N12) (16-11,6 triệu năm)

Trong vùng nghiên cứu còn có các tài liệu điều tra địa chất đô thị Lào Cai, Yên Bái, Việt Trì ở tỷ lệ 1:25.000 (Trần Minh và nnk, 1997) [32], [33], [34] Về cơ bản, nền địa chất của các tài liệu này này không khác nhiều so với kết quả đo vẽ, lập bản đồ địa chất tỷ lệ 1:50.000 trong vùng

Từ cách phân chia trầm tích Paleogen-Neogen, Đệ tứ của các tác giả khác nhau cho thấy việc phân chia trầm tích Kainozoi ở thung lũng Sông Hồng chưa có

sự thống nhất cả về mặt địa tầng và thời gian thành tạo Việc nghiên cứu trầm tích Kainozoi với mục đích tìm hiểu hoạt động tân kiến tạo ở thung lũng Sông Hồng ít được quan tâm

1.2.2 Lịch sử nghiên cứu địa mạo, tân kiến tạo thung lũng Sông Hồng

Lịch sử nghiên cứu địa mạo, tân kiến tạo thung lũng Sông Hồng có thể chia làm hai giai đoạn

Năm 1964, Nguyễn Cẩn, Nguyễn Thế Thôn, I.A.Rezanốp [7] đã phân chia địa hình lưu vực sông Hồng (bao gồm cả các sông nhánh của nó như sông Đà, sông Chảy, sông Lô) ra làm 11 bậc thềm và bãi bồi

Năm 1986, P.Tapponier và nnk [99] đã khẳng định: ban đầu đới đứt gãy Sông Hồng hoạt động theo cơ chế trượt bằng-trái, kể từ Miocen đến nay chúng chuyên sang cơ chế trượt bằng-phải

Năm 1996, trong công trình nghiên cứu khoa học cấp Nhà nước về địa chất

Đệ Tứ và đánh giá tiềm năng khoáng sản liên quan với chúng ở Việt Nam, Nguyễn Địch Dỹ [13] xác định sự có mặt bãi bồi thấp, bãi bồi cao và năm bậc thềm sông trong vùng nghiên cứu Việc chưa phát hiện được các trầm tích sông trên các thềm bậc III, IV, V được cho là do vật liệu trầm tích ở các thềm này trải qua thời gian dài của quá trình xâm thực, rửa trôi nên đã bị xâm thực, rửa trôi hết, chỉ còn trơ lại các

bề mặt sót dạng đồi ở ven thung lũng Sông Hồng, sông Chảy

Trên cơ sở nghiên cứu các thành tạo magma, biến chất khu vực, các tuổi biến dạng, Lê Văn Mạnh, Tạ Trọng Thắng (2000) [31] cho rằng đới đứt gãy Sông Hồng được hình thành từ Neoproterozoi, là một đới khâu kiến tạo cổ, là ranh giới giữa khối Đông Dương và khối Nam Trung Hoa Kể từ khi hình thành đến nay, đới khâu Sông Hồng hoạt động lặp lại nhiều lần trong Paleozoi, Mesozoi, Kainozoi

Năm 2001, Lê Đức An và nnk [2] sử dụng phương pháp địa mạo truyền thống để nghiên cứu sự biến dạng địa hình đã chỉ ra đặc điểm các kiểu bề mặt san bằng, thềm sông ở dãy núi Con Voi và cự ly nâng của chúng trong Neogen-Đệ tứ

Sử dụng phương pháp phân tích kiến tạo động lực trên các đá khác nhau, ở nhiều vị trí trong khu vực thung lũng Sông Hồng, Nguyễn Đăng Túc (2001) [68] đã xác định, vào đầu Kainozoi đới đứt gãy Sông Hồng hoạt động với cơ chế trượt bằng trái theo phương TB-ĐN, từ cuối Miocen đới đứt gãy Sông Hồng chuyển sang cơ chế trượt bằng phải cùng phương Cơ chế trượt bằng phải tiếp tục diễn ra trong suốt giai đoạn Pliocen-Đệ tứ và kéo dài cho tới ngày nay Ngoài trạng thái trượt bằng, cục bộ, đới đứt gãy Sông Hồng còn thể hiện trạng thái ứng suất tách dãn-trượt bằng, thậm chí tách dãn thuần tuý

Công tác đo vẽ lập bản đồ địa mạo tỷ lệ 1:50.000 trong vùng nghiên cứu được tiến hành đồng thời với đo vẽ lập bản đồ địa chất và tìm kiếm khoáng sản cùng tỷ lệ (từ năm 1989 đến năm 2003) Các bản đồ địa mạo này tuy đều được thành lập theo nguyên tắc bề mặt đồng nguồn gốc, nhưng cho các kết quả khác nhau Đây là nguồn tài liệu phong phú giúp cho nghiên cứu sinh trong quá trình tổng hợp, phân tích địa mạo của vùng

Trong giai đoạn 2001-2003, Chương trình nghiên cứu cơ bản cấp Nhà nước

về đới đứt gãy Sông Hồng dưới sự chủ trì của GS.TSKH Nguyễn Thị Kim Thoa đã

quan tâm đặc biệt đến đới đứt gãy Sông Hồng và được tổng kết trong Chuyên khảo

“Đới đứt gãy Sông Hồng, đặc điểm địa động lực, sinh khoáng và tai biến địa chất

(Kết quả nghiên cứu cơ bản 2001-2003)” [61] Công trình này là kết quả nghiên cứu

tổng hợp về những vấn đề hấp dẫn ở đới đứt gãy Sông Hồng như địa động lực, sinh khoáng và vai trò của chúng đối với môi trường hiện đại Các kết quả nghiên cứu đó

đã xác định đới đứt gãy Sông Hồng được hình thành từ Neoproterozoi, là một đới khâu kiến tạo cổ, là ranh giới giữa khối Đông Dương và khối Nam Trung Hoa Kể từ khi hình thành đến nay, đới khâu Sông Hồng hoạt động lặp lại nhiều lần trong Paleozoi, Mesozoi, Kainozoi

Năm 2006, P.H.Leloup và nnk [93] cho rằng, đới đứt gãy Sông Hồng có sự dịch trượt bằng-trái trong khoảng thời gian từ 34 triệu năm đến 17 triệu năm và dịch trượt bằng-phải bắt đầu từ 5 triệu năm trước cho tới nay do sự va chạm của các mảng lục địa Ấn Độ và Á-Âu Giữa hai thời kỳ trượt bằng là thời kỳ ép trồi do vi mảng Đông Dương di chuyển từ phía nam lên phía bắc, tác động vào vi mảng Nam Trung Hoa

Các công trình trên chủ yếu tập trung nghiên cứu vấn đề hoạt động kiến tạo, địa động lực, sinh khoáng, tai biến địa chất, mà ít chú ý vận dụng đặc điểm địa mạo

để giải thích các hiện tượng địa chất đang diễn ra, cũng như ảnh hưởng của đặc điểm địa mạo đến quá trình thành tạo khoáng sản và môi trường địa chất

1.3 Cơ sở lý luận về địa tầng và sự thành tạo địa hình

1.3.1 Cơ sở lý luận về địa tầng

Địa tầng học là một môn khoa học nghiên cứu về Trái đất đã có lịch sử từ

200 năm về trước Địa tầng học (stratigraphy) có nguồn gốc từ stratum (lớp) tiếng Latin và graphia (mô tả các lớp) tiếng Hy Lạp, theo truyền thống được xem là khoa học mô tả các lớp đá

Trải qua thời gian, môn địa tầng học ngày càng phát triển, nội dung nghiên cứu ngày càng phong phú, bao gồm việc mô tả tất cả các thể đá tạo nên vỏ Trái đất

và sắp xếp chúng thành các phân vị riêng biệt dựa trên các đặc tính và thuộc tính vốn có của chúng Như vậy, địa tầng học là một ngành khoa học mô tả, phân loại, gọi tên và đối sánh các phân vị địa tầng, nhằm mục đích xác lập mối liên hệ của chúng trong không gian và theo trật tự thời gian Địa tầng học không chỉ quan tâm

đến trình tự ban đầu và quan hệ về tuổi của các thể đá mà còn quan tâm đến sự phân

bố, thành phần thạch học, tập hợp hoá thạch và các tính chất địa vật lý, địa hoá, tức

là tất cả các đặc tính và thuộc tính có thể theo dõi được của các thể địa chất và ý nghĩa của chúng về mặt môi trường, kiểu nguồn gốc và lịch sử địa chất

Theo sách “Hướng dẫn Địa tầng Quốc tế” (Phan Cự Tiến dịch, 2002) [19], các phân vị thạch địa tầng là tập hợp các đá được xác định và nhận biết được dựa trên đặc tính thạch học riêng biệt quan sát được và các mối liên hệ địa tầng của chúng, mặc dù chưa có tuổi hóa thạch hoặc tuổi đồng vị

Nhằm phản ánh thành phần của đá, phản ánh lịch sử phát triển địa chất sát với thực tế và hội nhập với thế giới, Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam ban hành "Quy phạm Địa tầng Việt Nam" năm 1994 [45], trong đó các phân vị thạch địa tầng được coi là những phân vị cơ bản trong phân chia và mô tả địa tầng

Quy phạm Địa tầng Việt Nam phân biệt các phân vị thạch địa tầng theo các đặc điểm sau:

- Phân vị thạch địa tầng là một tập hợp các đá có cùng một đặc điểm thạch học hoặc một tổ hợp các loại đá có thành phần thạch học tương tự nhau có thể dễ dàng phân biệt với các tập hợp đá khác trong mặt cắt địa chất ngoài thực địa;

- Phân vị thạch địa tầng có thể chỉ gồm một trong các loại đá trầm tích, nguồn núi lửa, biến chất hoặc tổ hợp của các loại đá đó dù chúng còn bở rời hoặc đã

bị gắn kết; Việc xác lập phân vị thạch địa tầng có thể áp dụng cho tất cả các loại đá phân lớp từ tiền Cambri đến Đệ tứ Thành phần hoá thạch (diatomit, các di tích xương, vỏ sinh vật tạo đá…) trong các phân vị thạch địa tầng có ý nghĩa để xác định tuổi phân vị thạch địa tầng, nhưng trước hết chúng được coi như một thành phần thạch học của đá;

- Hệ thống cấp bậc của các phân vị thạch địa tầng từ lớn đến nhỏ gồm: loạt,

hệ tầng, tập, lớp (hệ lớp), ngoài ra còn có phức hệ là một loại phân vị mang tính

tạm thời trong bước nghiên cứu ban đầu Trong đó, hệ tầng là đơn vị cơ bản của hệ thống phân loại thạch địa tầng Hệ tầng là phân vị được xác lập trên cơ sở các đặc điểm thạch học của đá, do đó cũng là phân vị chủ yếu để đo vẽ địa chất và được

định nghĩa như sau: Hệ tầng là một thể đá phân lớp có thành phần thạch học tương

đối đồng nhất, hoặc bao gồm một thứ đá chủ yếu xen kẹp những lớp kẹp các đá

khác Hệ tầng có thể chỉ gồm một thứ đá trầm tích, đá biến chất, đá phun trào phân lớp xen đá trầm tích, hoặc tổ hợp các đá đó [45]

Trầm tích Đệ tứ ở thung lũng Sông Hồng được thành tạo trong địa hào sụt lún tương đối trong bối cảnh nâng chung của khu vực, chúng là vật chất tạo nên các kiểu bề mặt thềm khác nhau Điều này phản ánh mối quan hệ nhân quả giữa sự thành tạo trầm tích Kainozoi với địa hình

Mỗi phân vị thạch địa tầng Đệ tứ của thung lũng Sông Hồng thường được bắt đầu bằng thành tạo hạt thô, sau đó phủ lên trên là các thành tạo hạt mịn, phần trên cùng bị phong hóa với mức độ khác nhau, các phân vị này được phân biệt rõ ràng ở thực địa và là một trong những cơ sở quan trọng để luận giải lịch sử phát triển của địa hình thung lũng Sông Hồng Để có sự thống nhất trong công tác phân loại, mô tả và đối sánh địa tầng Kainozoi ở thung lũng Sông Hồng, dựa trên cơ sở

các quy định Hướng dẫn Địa tầng Quốc tế và Quy phạm địa tầng Việt Nam nêu

trên, phân vị thạch địa tầng trầm tích Đệ tứ ở thung lũng Sông Hồng được sử dụng

là các đơn vị hệ tầng và được đặt tên theo quy định chung

1.3.2 Vai trò yếu tố nội sinh, ngoại sinh đối với sự thành tạo địa hình

Đối với mỗi kiểu bề mặt địa hình có những dấu hiệu và đặc điểm riêng của

nó Các đặc điểm này được quyết định bởi sự tác động qua lại giữa các yếu tố nội sinh và ngoại sinh Sự nâng lên của địa hình (yếu tố nội sinh) sẽ làm cho thế năng của địa hình tăng, kéo theo quá trình xâm thực, bóc mòn (yếu tố ngoại sinh) xảy ra Ngược lại, sự sụt lún của địa hình sẽ làm cho thế năng của địa hình giảm, kéo theo quá trình tích tụ trầm tích

Tác động nội sinh có thể làm cho bề mặt địa hình hạ thấp xuống hoặc được nâng lên, có nghĩa là nó làm cho bề mặt của địa hình Trái đất có xu thế trở nên lồi lõm Ngược lại, tác động ngoại sinh có tác dụng bào trụi những nơi có địa hình nổi cao (địa hình dương), lấp đầy vật liệu vào những nơi có địa hình thấp (địa hình âm), với xu thế san bằng địa hình lồi lõm của bề mặt Trái đất Như vậy phụ thuộc vai trò, cường độ hoạt động của mỗi tác nhân sẽ tạo ra kiểu địa hình tích tụ, bóc mòn, hay xâm thực

Mỗi kiểu bề mặt địa hình đang tồn tại đều là kết quả của tác động tương hỗ của các quá trình nội sinh và ngoại sinh Các quá trình này diễn ra không ngừng kể

từ khi Trái đất được hình thành, và địa hình của bề mặt Trái đất cũng luôn luôn bị biến đổi Chẳng hạn, địa hình tích tụ aluvi bãi bồi được hình thành do sự lắng đọng trầm tích ở miền võng, do vậy chúng có đặc điểm là bề mặt địa hình tương đối bằng phẳng, cấu tạo nên địa hình này là các vật liệu trầm tích bở rời Khi thời gian tiếp theo quá trình kiến tạo nâng (nội sinh) của khu vực chiếm ưu thế, bãi bồi được nâng cao rồi trở thành địa hình thềm tích tụ Quá trình xâm thực, bóc mòn (ngoại sinh) làm cho thềm tích tụ bị chia cắt ra thành các mảng nhỏ dạng đồi, vật liệu trầm tích trước đó dần dần bị di chuyển khỏi vị trí ban đầu của nó Nếu thời kỳ nâng kiến tạo kéo dài, quá trình xâm thực bóc mòn vẫn tiếp diễn thì các dấu tích về trầm tích không còn, nó đã chuyển sang dạng địa hình khác, ví dụ sườn xâm thực rửa trôi chẳng hạn Còn khi địa hình tiếp tục bị sụt võng thì các trầm tích thành tạo trước đó tiếp tục bị phủ bởi các trầm tích trẻ hơn, chúng không lộ ra để tạo thành những kiểu

bề mặt địa hình riêng

1.4 Hệ phương pháp nghiên cứu

Để đáp ứng mục tiêu và giải quyết các nhiệm vụ nghiên cứu địa tầng Kainozoi, đặc điểm địa mạo thung lũng Sông Hồng mà đề tài đã đặt ra, NCS đã áp dụng các phương pháp nghiên cứu sau:

1.4.1 Nhóm các phương pháp chính

Các phương pháp chính được sử dụng trong luận án để xác định đặc điểm trầm tích, đặc điểm địa mạo của vùng nghiên cứu Bao gồm:

1.4.1.1 Phương pháp khảo sát thực địa

Khảo sát thực địa nhằm quan sát, đo đạc, mô tả trực tiếp các đối tượng, làm chính xác hoá kết quả giải đoán ảnh viễn thám, bổ sung thêm các đặc điểm địa chất, địa hình không xác định được trên ảnh viễn thám: độ cao tương đối của các bề mặt địa hình tích tụ, thành phần đất đá cấu tạo nên các kiểu địa hình, các dạng lớp phủ thực vật

Ngoài những đợt khảo sát thực địa khi thực hiện các đề tài nghiên cứu địa chất và tìm kiếm khoáng sản trước đây, trong khi thực hiện đề tài nghiên cứu sinh giai đoạn 2004-2008, NCS đã thực hiện bảy đợt khảo sát thực địa nhằm bổ sung tài liệu để giải quyết mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài đặt ra

Nội dung khảo sát thực địa đã thực hiện:

+ Mô tả các đối tượng: màu sắc, cấu tạo, độ hạt, bề dày, độ mài tròn, độ chọn lọc của các thành phần hạt vụn, di tích cổ sinh Xác định vị trí tồn tại các đối tượng trầm tích; quá trình địa mạo, cấu trúc địa chất, quan sát lớp phủ thực vật, thổ nhưỡng

+ Tìm hiểu sự chuyển tiếp giữa các lớp trầm tích, so sánh các thời kỳ trầm tích với các bậc thềm có tuổi tương đương

+ Trong quá trình khảo sát thực địa, NCS đã thu thập bổ sung 49 mẫu thạch

học, 48 mẫu cổ sinh, 47 mẫu độ hạt và 34 mẫu trọng sa

1.4.1.2 Phương pháp sinh-địa tầng

Trên cở sở xác định sự có mặt của tập hợp cổ sinh để xác định tuổi tương đối của các thành tạo địa chất, đặc điểm môi trường khi vật liệu trầm tích được lắng đọng

Nghiên cứu sinh đã thu thập và phân tích bổ sung 48 mẫu cổ sinh Kết quả đã xác định được tập hợp bào tử, phấn hoa, thực vật của trầm tích cát kết, bột kết chứa than có tuổi Miocen muộn (N13), phù hợp với các kết quả nghiên cứu trước đây cho các trầm tích này thuộc hệ tầng Cổ Phúc (N13cp), được thành tạo trong môi trường

sông, hồ-đầm lầy, khí hậu cận nhiệt đới, nhiệt đới

Hạn chế của việc áp dụng phương pháp này là ít phát hiện được dấu vết cổ sinh trong trầm tích Đệ tứ, do di tích cổ sinh bảo tồn kém hoặc không được bảo tồn

1.4.1.4 Phương pháp giải đoán ảnh viễn thám

Đây là phương pháp sử dụng ảnh viễn thám (ảnh máy bay và ảnh vệ tinh) vào công tác nghiên cứu địa chất, địa mạo thông qua việc nghiên cứu các đặc điểm của ảnh

Để phục vụ cho mục đích của đề tài, NCS sử dụng ảnh máy bay loại đen trắng tỷ lệ 1:25.000, 1:33.000, loạt F4 do Việt Nam bay chụp năm 1989-1991 và ảnh vệ tinh Landsat chụp năm 1989 Ngoài ra, NCS còn tham khảo tổng hợp kết quả phân tích ảnh viễn thám của các đề án đo vẽ lập bản đồ địa chất tỷ lệ 1:50.000 liên quan đến vùng nghiên cứu

Ảnh viễn thám được NCS giải đoán bằng mắt thường hay bằng các dụng cụ quang học đơn giản Kết quả giải đoán ảnh thông qua các dấu hiệu của ảnh về tôn ảnh, hoa văn ảnh, thảm thực vật cho phép phân biệt và khoanh định đối tượng như: địa hình thành tạo do đứt gãy, địa hình bóc mòn, địa hình tích tụ, địa hình karst Đối với địa hình tích tụ có thể luận giải đối tượng trầm tích bở rời thông qua mức độ cao địa hình

1.4.1.5 Phương pháp trắc lượng hình thái

Sử dụng phương pháp trắc lượng hình thái nhằm xây dựng một số bản đồ thể hiện các yếu tố địa hình mang tính định lượng: Bản đồ cường độ phân cắt địa hình; Bản đồ đường đẳng gốc xâm thực và địa hình sót; Bản đồ góc dốc mạng lưới thủy văn; Bản đồ đẳng sâu; Xác lập trắc diện dọc địa hình của sông; Bản đồ đẳng cao hình thái Mỗi dạng bản đồ thường được ứng dụng cho mục đích nghiên cứu cụ thể: cấu trúc địa chất, chuyển động tân kiến tạo

Để giải quyết mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài, NCS đã sử dụng phương pháp trắc lượng hình thái để lập các sơ đồ chuyên đề: Sơ đồ mô hình số độ cao (DEM);

Sơ đồ độ phân cắt sâu (m/km2); Sơ đồ độ phân cắt ngang (m/km2); Sơ đồ độ dốc địa hình (độ) Số liệu cơ sở là bản đồ địa hình tỷ lệ 1:50.000 với mỗi đường đồng mức cách nhau 20m Các kết quả tính toán được xử lý tự động trên máy tính điện tử với các phần mền MapInfo, Idrisi3.2, Ilwis3.0, ArcGis

- Sơ đồ mô hình số độ cao (DEM)

Công việc đầu tiên phải làm là nhập giá trị độ cao (trọng số) cho các đường đồng mức, sau đó sử dụng phần mềm ArcGis, MapInfo để giải các bài toán theo mục đích của đề tài

Trên sơ đồ DEM đã phân chia các khu vực có độ cao khác nhau, trên đó có thể quan sát độ cao địa hình theo không gian ba chiều

- Sơ đồ độ phân cắt sâu

Về bản chất, độ phân cắt sâu được tính bằng tỷ số giữa hiệu số độ cao cực trị trong một diện tích đã cho (∆H) với diện tích của nó (p), nghĩa là bằng ∆H/p (đơn vị tính m/km2) Với phương pháp truyền thống, trên bản đồ địa hình tỷ lệ lớn chia ra mạng ô vuông có p bằng nhau Trên mỗi ô vuông ta tính giá trị ∆H/p và đặt vào vị trí trung tâm của ô (trọng số độ phân cắt sâu của ô vuông) Sau đó ta vẽ các đường đẳng trị theo chúng Diện tích của các ô vuông này có độ lớn đảm bảo phát hiện được vùng nâng hạ của địa hình, để tăng mật độ điểm nghiên cứu, ta có thể sử dụng

ô vuông đó cho trượt phủ một phần lên nhau rồi tính toán

- Sơ đồ độ phân cắt ngang

Cách xây dựng bản đồ tương tự so với xây dựng bản đồ độ phân cắt sâu Chỉ khác là trọng số độ phân cắt sâu ở đây được thay bằng trọng số độ phân cắt ngang, tức là giá trị bằng tỷ số giữa tổng độ dài các dòng chảy cắt vào bề mặt diện tích đã cho với diện tích của nó (p), nghĩa là bằng (Σl)/p (đơn vị tính m/km2)

- Sơ đồ độ dốc địa hình

Để xác định độ dốc địa hình tại một điểm α (đơn vị tính bằng độ) có một số phương pháp khác nhau Phương pháp đơn giản nhất là sử dụng thước đo độ dốc Dùng thước đo độ dốc đo khoảng cách giữa hai điểm trên hai đường bình độ, hoặc nhóm đường kề liền nhau có độ cao đều Theo hướng đường dọc của thước chọn lấy

độ dài tương ứng với khoảng cao đều của đồng mức Số ghi dưới đường dọc là giá trị độ dốc giữa hai điểm đo Trường hợp khoảng cách các đường bình độ cơ bản không đều nhau, có thể lần lượt đo riêng cho từng đoạn một, sau đó đặt vị trí đo với giá trị của nó lên bản đồ Tiếp theo vẽ đường đẳng trị sẽ được sơ đồ độ dốc địa hình

Hiện nay, khi sử dụng máy tính điện tử và phần mềm chuyên dụng (MapInfo, Idrisi3.2, Ilwis3.0, ArcGis) ta có thể đưa ra điều kiện độ lớn và cách trượt của ô vuông tùy ý, do vậy đã giảm được nhiều công sức cho nhà nghiên cứu, đồng thời các bản đồ chuyên đề được thành lập mang tính tổng hợp và có độ chính xác cao

Kết quả tính toán, nội dung các bản đồ chuyên đề được thành lập phù hợp với đặc điểm chung của địa hình trong vùng Từ hệ thống các bản đồ chuyên đề đã

có đánh giá yếu tố nội sinh và ngoại sinh tác động lên địa hình

1.4.1.6 Phương pháp phân tích địa mạo

Các dạng địa hình được hình thành do nhiều nguyên nhân khác nhau nên chúng rất đa dạng Vì vậy chúng cần được gộp vào từng nhóm trong quá trình nghiên cứu địa hình Công việc này gọi là phân tích địa mạo hay phân loại địa hình

Có nhiều cách phân loại địa hình như: Phân loại theo tương quan bề mặt nằm ngang: có các dạng địa hình lồi (dương) và địa hình lõm (âm); Phân loại theo mức

độ phức tạp của địa hình: có địa hình đơn giản và địa hình phức tạp (do nhiều dạng đơn giản hợp thành); Phân loại địa hình theo kích thước: cho thấy một phần mối quan hệ giữa địa hình với cấu trúc địa chất; Phân loại địa hình theo hình thái và trắc lượng hình thái: đó là việc thêm những số liệu về trắc lượng hình thái vào các chỉ tiêu hình thái của địa hình

Các cách phân loại trên đây đều mới chỉ phản ánh những nét diện mạo bên ngoài, chưa thể hiện được nguồn gốc phát sinh và lịch sử phát triển của địa hình

Phương pháp phân loại địa hình theo nguyên tắc bề mặt đồng nguồn gốc đã khắc

phục được những nhược điểm này bởi nó phản ánh được mối tác động tương hỗ giữa các nhân tố nội sinh, ngoại sinh đã tạo nên các dạng địa hình

Về cơ bản, phương pháp phân loại địa hình theo nguyên tắc bề mặt đồng nguồn gốc chia địa hình theo hai nhóm lớn: địa hình chủ yếu do quá trình nội sinh tạo thành và địa hình chủ yếu do các quá trình ngoại sinh tạo thành Trong đó:

- Địa hình liên quan đến quá trình nội sinh gồm: địa hình kiến tạo và địa hình núi lửa

- Địa hình liên quan đến quá trình ngoại sinh gồm: địa hình có nguồn gốc dòng chảy trên mặt; địa hình có nguồn gốc băng tuyết; địa hình có nguồn gốc gió; địa hình có nguồn gốc biển; địa hình có nguồn gốc phong hóa; địa hình nhân sinh

Sử dụng phương pháp phân loại địa hình theo nguyên tắc bề mặt đồng nguồn gốc, NCS đã phân ra được 21 kiểu bề mặt địa hình ở vùng thung lũng Sông Hồng

Sự thành tạo của chúng liên quan đến quá trình tích tụ nguồn gốc sông, nguồn gốc xâm thực-bóc mòn, quá trình hòa tan-rửa lũa và hoạt động của đứt gãy tân kiến tạo

Ngoài việc xác định tuổi các bề mặt san bằng bằng phương pháp tổng hợp tài liệu, phân tích theo độ cao, bước đầu NCS cũng liên hệ mối liên quan thời gian giữa

sự hình thành các bề mặt san bằng thung lũng Sông Hồng với trầm tích tương ứng được hình thành ở vùng kế cận, miền võng Hà Nội

Nghiên cứu cấu tạo các mặt cắt địa mạo cho thấy, thềm sông và trầm tích Đệ

tứ ở thung lũng Sông Hồng phân bố khá liên tục trong một thung lũng hẹp, không thể có chuyển động nghịch đảo tân kiến tạo, do vậy có thể khẳng định, đối với các

bề mặt địa hình, trầm tích Đệ tứ phân bố ở mức địa hình cao hơn sẽ có tuổi cổ hơn

Kết quả phân tích độ hạt đã chia cỡ hạt thành các cấp hạt khác nhau, và chúng được biểu diễn trên biểu đồ đường cong tích lũy với trục hoành biểu diễn cấp hạt, trục tung biểu diễn giá trị phần trăm của các cấp hạt, đường biểu diễn là một đưòng cong được xây dựng theo hàm lượng tích lũy độ hạt từ 0% đến 100%

Đặc điểm thủy động lực của môi trường lắng đọng trầm tích được xác định trên cơ sở hình dạng của đường cong: đường cong có một đỉnh chứng tỏ môi trường trầm tích đồng nhất; đường cong có hai hay nhiều đỉnh chứng tỏ môi trường trầm tích không đồng nhất và không ổn định về thủy động lực, có sự thay đổi đột ngột về động lực môi trường

Trên biểu đồ đường cong tích lũy, đặc điểm nguồn gốc độ hạt được xác định thông qua những hệ số sau:

+ Kích thước trung bình của hạt trầm tích (Md) được xác định theo trị số 50% trên đường cong Chỉ số này tỷ lệ thuận với năng lượng của môi trường trầm tích Vì vậy, đây là dấu hiệu quan trọng để nhận biết chế độ thủy động lực của môi trường

+ Hệ số chọn lọc (So) đặc trưng cho tính đồng nhất của môi trường, được xác

định theo công thức:

Q

Q o1

Nếu So = 1 ÷ 1,58 biểu hiện mẫu có độ chọn lọc tốt;

Nếu So = 1,58 ÷ 2,12 biểu hiện mẫu có độ chọn lọc trung bình;

Nếu So > 2,12 biểu hiện mẫu có độ chọn lọc kém

+ Hệ số không đối xứng (Sk) biểu thị tính đối xứng được tính theo công thức:

2Md1QQ

Sk= 3 (2.2)

Nếu Sk < 1 biểu thị hạt lớn chiếm ưu thế trong mẫu

Nếu Sk > 1 biểu thị hạt nhỏ chiếm ưu thế trong mẫu

Đối với hạt trầm tích còn có thể xác định quãng đường vận chuyển của vật liệu trầm tích thông qua xác định thông số Ro (độ mài tròn) theo công thức:

nR

n1iriRo

độ hạt được vẽ tự động trên máy tính

Tóm lại, từ nghiên cứu độ hạt xác định được tên trầm tích bở rời, môi trường thành tạo, nguồn gốc thành tạo của trầm tích

1.4.2.2 Phương pháp phân tích trọng sa

Bên cạnh các phương pháp trên, NCS đã thu thập, phân tích và xử lý 34 mẫu trọng sa nhằm xác định dấu hiệu trực tiếp của tổ hợp khoáng vật đặc trưng trong các

phân vị địa tầng Mẫu trọng sa được phân tích tại Phòng Phân tích Khoáng thạch học, Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản

Kết quả phân tích mẫu trọng sa đã xác định hàm lượng, tính chất của các khoáng vật corindon, spinel, granat và một số khoáng vật khác có trong mẫu Từ đó

đã phát hiện khoáng vật corindon, spinel trong lớp sạn kết của hệ tầng Văn Yên ở Đại Bục, hệ tầng Cổ Phúc ở Phúc Thành, và trong lớp cuội, sỏi, cát, sạn của hệ tầng Thủy Chạm ở Tuy Lộc, còn khoáng vật granat thì phổ biến ở nhiều nơi

Mỗi phương pháp có ưu thế riêng Trong quá trình nghiên cứu đặc điểm địa chất, địa mạo trong Kainozoi ở thung lũng Sông Hồng, NCS đã kết hợp hài hòa các kết quả phân tích để giải thích các hiện tượng địa chất xảy ra trong Kainozoi

Chương 2 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KAINOZOI THUNG LŨNG SÔNG HỒNG 2.1 Địa chất trước Kainozoi

Địa chất trước Kanozoi của thung lũng Sông Hồng có đặc điểm như sau:

2.1.1 Địa tầng trước Kainozoi

Theo Nguyễn Văn Hoành (2001) [20] địa tầng trước Kainozoi của thung lũng Sông Hồng bao gồm các thành tạo: Đá phiến kết tinh hệ tầng Núi Con Voi

(PPnv), hệ tầng Ngòi Chi (PPnc); Đá phiến hai mica, quarzit, đá phiến biotit-epidot,

đá phiến hornblend-biotit-epidot, lớp mỏng đá hoa hệ tầng Sin Quyền (PP-MPsq);

Đá phiến muscovit-felspat-thạch anh có granat, đá phiến thạch anh-biotit, đá phiến

chlorit-sericit xen lớp mỏng hoặc thấu kính quarzit, đá hoa hệ tầng Cha Pả (NPcp);

Đá vôi bị hoa hoá nằm xen lẫn với các lớp đá hoa dolomit và dolomit hệ tầng Đá Đinh (NP-ε1đđ); Đá phiến thạch anh mica chứa disten, staurolit, đá phiến thạch anh-

biotit-muscovit chứa granat xen ít thấu kính amphibolit, đá phiến hai mica xen đá phiến thạch anh, quarzit, đá hoa hệ tầng Thạch Khoán (NP-ε1tk); Đá phiến thạch

anh-mica, đá phiến sericit màu xám, đá phiến sericit chứa vật chất than, đá phiến carbonat, đá phiến carbonat-mica-thạch anh-apatit và thấu kính đá vôi hệ tầng Cam Đường (εcđ); Đá vôi màu đen xen các lớp mỏng đá phiến sét, đá silic màu đen bị

dập vỡ, phân lớp trung bình đá vôi silic màu xám sáng hệ tầng Bó Hiềng (S2bh); Đá

phiến sét than màu xám đen phân lớp mỏng, xen kẹp các lớp mỏng, thấu kính đá phiến sét, bột kết biến chất yếu, cát kết dạng quarzit hệ tầng Sông Mua (D1sm); Bột

kết biến chất yếu, đá phiến sét, cát kết, cát kết dạng quarzit, thấu kính đá vôi hệ tầng Bản Nguồn (D1bn); Đá vôi màu xám đen, đá vôi dolomit màu xám sáng hệ tầng Bản

Páp (D1-2bp); Đá phun trào bazan, bazan hạnh nhân, andezitobazan và các sản phẩm

biến đổi liên quan hệ tầng Viên Nam (T1vn); Cát kết, bột kết, đá phiến sét, đá vôi hệ

tầng Mường Trai (T2lmt); Đá vôi vi hạt, đá vôi bị dolomit hoá có xen kẹp các lớp

mỏng đá vôi sét, thấu kính bột kết màu nâu tím hệ tầng Đồng Giao (T2ađg); Đá trầm

tích lục nguyên gồm cát kết, cát sạn kết, đá phiến sét, bột kết, đá phiến sét than hệ tầng Suối Bàng (T3n-rsb); Cát kết thạch anh, cát kết chứa sạn, sạn kết, cát bột kết,

bột kết, đá phiến sét silic hệ tầng Văn Lãng (T3n-rvl); Cát kết, đá phiến sét của hệ

tầng Nậm Thếp (J1-2nt); Cuội kết, sạn kết tufogen, cát kết tufogen, đá phiến sét, lớp

mỏng hoặc thấu kính đá phun trào axit, dacit, trachit hệ tầng Văn Chấn (J3-K1vc)

Đây là các thành tạo địa chất lót đáy trũng Kainozoi thung lũng Sông Hồng

2.1.2 Magma

Kết quả hiệu đính các loạt bản đồ Tây Bắc tỷ lệ 1:200.000 của Nguyễn Văn Hoành và nnk (2001) [20] đã xác định, ở vùng thung lũng Sông Hồng hoạt động

magma đa dạng, có thành phần là các đá gabro của phức hệ Bảo Hà (Gd/PP-MPbh);

Đá granit của các phức hệ Ca Vịnh (G/PP-MPcv), Xóm Giấu (G/NPxg); Đá

granodiorit của phức hệ Po Sen (GDi/PZ1ps); Đá granit của các phức hệ Bản Ngậm

(G/PZ1bn), Sông Chảy (G/aD1sc); Đá mạch của phức hệ Ba Vì (Gb/T1bv); Đá granit

của các phức hệ Núi Chúa (G/aT3nnc), Phia Bioc (G/aT3npb); Đá phun trào ryolit dacit của phức hệ Tú Lệ (RDc/Ktl); và đá granit của phức hệ Phu Sa Phìn (aG/Kpp)

2.1.3 Kiến tạo

Vùng nghiên cứu thuộc miền cấu trúc kiến tạo Đông Nam Á, là một phần của đới đứt gãy trượt cắt Sông Hồng kéo dài khoảng 1000km từ Tibet (Trung Quốc) tới vịnh Bắc Bộ (Việt Nam) theo hướng TB-ĐN và là ranh giới phân chia khối lục địa Nam Trung Hoa và Đông Dương [75]

Đới đứt gãy Sông Hồng hoạt động từ Tiền Cambri và còn tồn tại trong Oligocen đến đầu Miocen Tuổi tuyệt đối phân tích bằng phương pháp K-Ar cho những giá trị từ 2007 triệu năm đến trên 700 triệu năm Các hệ thống đứt gãy Sông Hồng, Sông Chảy, Nghĩa Lộ khống chế sự hình thành và tiến trình phát triển cấu trúc kiến tạo đới Sông Hồng, đới Phan Si Pan Các hệ thống đứt gãy phương ĐB-

TN, á kinh tuyến, á vĩ tuyến và các đứt gãy nhỏ phương TB-ĐN, là các hệ thống đứt gãy phát sinh muộn hơn [20]

2.2 Địa tầng Kainozoi thung lũng Sông Hồng

Đoạn thung lũng Sông Hồng từ Lào Cai đến Việt Trì được phân chia thành

ba trũng trầm tích Kainozoi: Lào Cai, Yên Bái, Phú Thọ Các trũng này được ngăn cách nhau bởi các khối nâng địa phương, thành phần trầm tích của chúng có những nét riêng biệt Trên cơ sở phân tích, tổng hợp các tài liệu về địa tầng Kainozoi của

thung lũng Sông Hồng [13], [18], [29], [42], [46], [47], [52] và kết quả nghiên cứu của mình, NCS đã thành lập bản đồ địa chất Kainozoi ở trũng trầm tích Lào Cai, Yên Bái, Phú Thọ (xem Hình 2.1, 2.2 2.3, 2.4, 2.5, 2.6)

Trầm tích Kainozoi ở thung lũng Sông Hồng được bắt đầu thành tạo từ Miocen giữa đến nay và được mô tả chi tiết dưới đây:

2.2.1 Hệ Neogen

Thống Miocen, phụ thống trung

2.2.1.1 Hệ tầng Văn Yên (N1 2vy)

Các thành tạo địa chất cấu thành hệ tầng Văn Yên đã được nhiều nhà địa chất nghiên cứu và gọi tên khác nhau: V.K.Golovenok, Lê Văn Chân (1966) (theo Hoàng Thái Sơn và nnk, 1997) xếp vào hệ tầng Phú Thọ Hoàng Ngọc Kỷ và nnk (1973) [27] coi chúng là hệ tầng cuội kết Trần Đình Nhân, Trịnh Dánh (1978) [42] xếp vào điệp Văn Yên; Trần Văn Trị và nnk (1977) [71] xếp chúng vào các trầm tích Miocen Trịnh Dánh và nnk (1979, 1986) [9], [11] xếp chúng vào hệ tầng Na Dương Nguyễn Đình Hợp và nnk (1989) [21] xếp cuội kết, sạn kết,cát kết, bột kết chứa than ở Thanh Sơn vào hệ tầng Cổ Tiết với tuổi Miocen muộn-Pliocen sớm (N13-N21ct) Trịnh Dánh (1996) [86] xếp chúng vào hệ tầng Văn Yên Các tác giả đo

vẽ lập bản đồ địa chất và tìm kiếm khoáng sản tỷ lệ 1:50.000 trong vùng [18], [29], [46] gọi là hệ tầng Văn Yên và xếp vào tuổi Miocen giữa Vũ Khúc, Tống Duy Thanh, Trần Văn Trị và nnk (2005) [26], [50] đã tổng hợp, phân chia và đối sánh địa tầng, định lại tuổi cho các trầm tích Paleogen-Neogen ở Việt Nam, xác lập sơ đồ phân chia, đối sánh trầm tích Paleogen-Neogen phần đất liền Việt Nam, hệ tầng Văn Yên ở thung lũng Sông Hồng được các tác giả giữ nguyên tên cũ và xếp tuổi Eocen (E2vy) v.v…

NCS xác định trầm tích Paleogen-Neogen nguồn gốc lục địa ở vùng nghiên cứu chỉ có mặt trầm tích thuộc hệ tầng Văn Yên tuổi Miocen giữa (N12vy) và hệ

tầng Cổ Phúc tuổi Miocen muộn (N13cp) dựa trên các cơ sở:

- Hiện tại, việc xếp chúng vào mức địa tầng Paleogen hay Neogen chưa được thống nhất giữa các nhà địa chất

- Các kết quả đo vẽ lập bản đồ địa chất và điều tra khoáng sản tỷ lệ 1:50.000 của Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam thực hiện từ năm 1995 đến nay đều cho rằng, vào giai đoạn Paleogen-Neogen, vùng thung lũng Sông Hồng chỉ có mặt trầm tích thuộc hệ tầng Văn Yên tuổi Miocen giữa (N12vy) và hệ tầng Cổ Phúc tuổi

Miocen muộn (N13cp)

- Các kết quả nghiên cứu cổ sinh mới nhất của nghiên cứu sinh khẳng định chắc chắn: tảng cuội kết, cuội kết, cát kết hạt thô của hệ tầng Văn Yên ở Lào Cai, Yên Bái có tuổi Miocen giữa (N12); cát kết, bột kết của hệ tầng Cổ Phúc ở Yên Bái, Phú Thọ có tuổi Miocen muộn (N13) Kết quả phân tích mẫu tuổi tuyệt đối của Long Van Hoang và nnk [89] cũng đã xác định cuội tảng kết, cát kết, bột kết ở Lào Cai và Yên Bái có tuổi Miocen giữa (N12)

Hệ tầng Văn Yên được cấu tạo bởi cuội kết, tảng kết với thành phần cuội, tảng đa khoáng xen với các lớp, thấu kính sạn kết, cát kết hạt thô, có nhiều thấu kính than nhỏ Hạt cuội, sỏi thường bị dập vỡ do hoạt động của đứt gãy kiến tạo

Các thành tạo thuộc hệ tầng Văn Yên có mặt ở cả ba trũng