LUAN AN TIEN SI địa tầng paleozoi trung thượng vùng hạ lang, mối quan hệ với cấu trúc địa chất và khoáng sản mangan

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
Nguyễn Công Thuận
ĐỊA TẦNG PALEOZOI TRUNG - THƯỢNG
VÙNG HẠ LANG, MỐI QUAN HỆ VỚI CẤU
TRÚC ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN
MANGAN
LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT
Hà Nội - 2012
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
Nguyễn Công Thuận
ĐỊA TẦNG PALEOZOI TRUNG - THƯỢNG
VÙNG HẠ LANG, MỐI QUAN HỆ VỚI CẤU
TRÚC ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN
MANGAN
Chuyên ngành: Cổ sinh và địa tầng
Mã số: 62.44.55.10
LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT
Hướng dẫn khoa học : PGS.TS. Tạ Hòa Phương
PGS.TS. Nguyễn Văn Vượng
Hà Nội - 2012
i
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.
Nguyễn Công Thuận
ii
MỤC LỤC
MỤC LỤC

Trang
Trang phụ bìa i
Lời cam đoan ii
Mục lục iii
Danh mục các chữ viết tắt và ký hiệu. v
Danh mục các bảng vi
Danh mục các hình vẽ vii
Danh mục ảnh minh họa x
MỞ ĐẦU 3
Chương 1. KHÁI QUÁT LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU VÀ ĐẶC ĐIỂM ĐỊA
CHẤT VÙNG HẠ LANG
9
1.1. Khái quát lịch sử nghiên cứu 9
1.2. Đặc điểm địa chất vùng Hạ Lang
12
Chương 2. PHƯƠNG PHÁP LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18
2.1. Phương pháp luận 18
2.2. Các phương pháp nghiên cứu 19
Chương 3. ĐẶC ĐIỂM CỦA ĐỨT GÃY, UỐN NẾP VÀ ẢNH HƯỞNG
CỦA CHÚNG TỚI CÁC THÀNH TẠO TRẦM TÍCH VÙNG HẠ
LANG
29
3.1. Đặc điểm đứt gãy, uốn nếp 29
3.2. Ảnh hưởng của các yếu tố câu trúc - kiến tạo đối với trật tự của các
thành tạo địa chất trong vùng nghiên cứu
40
Chương 4. ĐỊA TẦNG PALEOZOI TRUNG - THƯỢNG VÀ ĐẶC ĐIỂM
TƯỚNG ĐÁ - CỔ ĐỊA LÝ TRONG KỶ DEVON
47
4.1. Xây dựng sơ đồ địa tầng Devon - Permi vùng Hạ Lang 47

4.2. Các phức hệ hóa thạch và đới cổ sinh tuổi Devon - Permi phát hiện trong
vùng Hạ Lang
50
4.3. Các phân vị thạch địa tầng Paleozoi trung - thượng vùng Hạ Lang 53
Loạt Sông Cầu 53
Hệ tầng Nà Ngần (D
1
nn) 54
Hệ tầng Mia Lé (D
1
ml) 63
Loạt Bản Páp 67
Hệ tầng Nà Quản (D
1
-D
2
e nq) 68
Hệ tầng Bản Cỏng (D
2
gv bcg) 78
Hệ tầng Nà Đắng (D
2
gv-D
3
fr nd) 83
Loạt Trùng Khánh 89
Hệ tầng Bằng Ca (D
3
fr bc) 90
Hệ tầng Tốc Tát (D

3
-C
1
t tt) 95
iii
Hệ tầng Lũng Nậm (C
1
ln) 101
Hệ tầng Bắc Sơn (C-P
2
bs) 105
Hệ tầng Đồng Đăng (P
3
dd) 109
4.4. Đặc điểm tướng đá - cổ địa lý vùng Hạ Lang trong kỷ Devon 112
Chương 5. ĐẶC ĐIỂM, VỊ TRÍ ĐỊA TẦNG QUẶNG MANGAN 121
5.1. Đặc điểm địa tầng chứa quặng mangan và vị trí quặng mangan trong các
địa tầng
121
5.2. Các mức tầng chứa quặng mangan trong vùng có tuổi Frasni - Vise 124
5.3. Đặc điểm tướng trầm tích của các hệ tầng chứa mangan 125
5.4. Đặc điểm cấu trúc chứa quặng và ảnh hưởng của cấu trúc đến việc đánh
giá tiềm năng quặng mangan
126
5.5. Hiện trạng tiềm năng mangan trong diện tích nghiên cứu 127
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 129
CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN
LUẬN ÁN
131
TÀI LIỆU THAM KHẢO 133

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU
TK.827 Ký hiệu và số hiệu điểm khảo sát của tác giả.
C.1629 Ký hiệu và số hiệu điểm khảo sát thu thập từ tài liệu Bản đồ địa
chất tỷ lệ 1:200.000 tờ Chinh Si - Long Tân.
H.3-BK Hào và số hiệu hào, tên vùng: BK - Bản Khuông, NC- Nộc Cu,
BO- Búng Ổ.
DS.1-BMc Công trình dọn sạch vỉa lộ và số hiệu, tên vùng: BMc- Bản Mặc,
NC - Nộc Cu.
LK.4 Công trinh khoan và số kiệu.
L1-NC Công trình lò và số hiệu; tên vùng: NC- Nộc Cu.
G.1-RT Công trình giếng và số hiệu; tên vùng: NC- Nộc Cu; RT-Rọng
Tháy.
180∠30
0
Ký hiệu thế nằm của đá: 180 hướng cắm, 30
0
là góc dốc.
F1, F2… Ký hiệu và số của thế hệ đứt gãy
F1.2 Ký hiệu số của đứt gãy theo thế hệ.
U1 Ký hiệu số của thế hệ nếp uốn
U1.1,U2.1 Ký hiệu số hiệu của nếp uốn theo thế hệ
iv

DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Chương 1. KHÁI QUÁT LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU VÀ ĐẶC ĐIỂM ĐỊA
CHẤT VÙNG HẠ LANG
9
Bảng 1.1.
Các phân vị địa tầng Paleozoi ở Bắc Bắc Bộ 13

Bảng 1.2. Các phân vị địa tầng Paleozoi ở Bắc Bộ 14
Chương 4 ĐỊA TẦNG PALEOZOI TRUNG - THƯỢNG VÀ ĐẶC
ĐIỂM TƯỚNG ĐÁ - CỔ ĐỊA LÝ TRONG KỶ DEVON
47
Bảng 4.1 Sơ đồ phân chia và liên hệ địa tầng Paleozoi trung - thượng
vùng Hạ Lang
49
Bảng 4.2 Đặc trưng tham số vật lý các hệ tầng nghiên cứu 61
Bảng: 4.3. Kết quả phân tích hóa đá vôi trong một số hệ tầng 73
v
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Trang
Mở đầu 3
Hình 1 Sơ đồ vị trí vùng nghiên cứu 4
Chương 1 KHÁI QUÁT LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU VÀ ĐẶC ĐIỂM ĐỊA
CHẤT VÙNG HẠ LANG
9
Hình 1.1. Sơ đồ địa chất vùng Hạ Lang 17
Hình 1.2. Sơ đồ vị trí kiến tạo khu vực nghiên cứu 20
Chương 3 ĐẶC ĐIỂM ĐỨT GÃY, UỐN NẾP VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA
CHÚNG TỚI CÁC THÀNH TẠO TRẦM TÍCH VÙNG HẠ
LANG
29
Hình 3.1. Sơ đồ cấu trúc kiến tạo vùng Hạ Lang 30
Hình 3.2. Hình vẽ phác thảo một nếp uốn thế hệ thứ 3 (U3) rất lớn phát triển
trong đá vôi thuộc hệ tầng Nà Đắng ở phía đông Trà Lĩnh.
37
Chương 4 ĐỊA TẦNG PALEOZOI TRUNG - THƯỢNG VÀ ĐẶC ĐIỂM
TƯỚNG ĐÁ - CỔ ĐỊA LÝ TRONG KỶ DEVON
47

Hình 4.1 Liên hệ các cột địa tầng trầm tích hệ tầng Nà Ngần, Mia Lé vùng
Hạ Lang
56
Hình 4.2 Mặt cắt địa chất Khuổi Tẩu 56
Hình 4.3 Mặt cắt địa chất Lũng Mán 56
Hình 4.4 Mặt cắt địa chất Bản Knau Get- Phia Tủm - Bản Gia Lượng 56
Hình 4.4 Mặt cắt địa chất Bản Giáp 56
Hình 4.6 Quan hệ chuyển tiếp từ đá phiến sét hệ tầng Mia Lé lên đá vôi hệ
tầng Nà Quản, tại điểm khảo sát TK.216 vùng Phi Hải
56
Hình 4.7 Quan hệ chuyển tiếp từ bột kết hệ tầng Mia Lé lên đá vôi hệ tầng
Nà Quản, điểm khảo sát TK.372 vùng Thắng Lợi
56
Hình 4.8 Quan hệ chuyển tiếp từ bột kết xen đá phiến sét hệ tầng Mia Lé lên
đá vôi màu đen hệ tầng Nà Quản, tại điểm khảo sát TK.2781 vùng
56
vi
Đức Quang
Hình 4.9 Quan hệ chuyển tiếp từ bột kết hệ tầng Mia Lé lên đá vôi hệ tầng
Nà Quản, điểm khảo sát TK.4022 vùng Pò Tấu
56
Hình 4.10 Liên hệ các cột địa tầng trầm tích hệ tầng Nà Quản, Bản Cỏng, Nà
Đắng vùng Hạ Lang
70
Hình 4.11 Mặt cắt địa chất Nà Quản - Bằng Ca - Bản Thoang 70
Hình 4.12 Mặt cắt địa chất Nà Rường 70
Hình 4.13 Mặt cắt địa chất Mốc 43 - Bản Lung 70
Hình 4.14 Mặt cắt địa chất Lũng Hoài - Sa Tao 70
Hình 4.15 Mặt cắt địa chất Lũng Ngọc - Sông Bắc Võng 70
Hình 4.16 Quan hệ chuyển tiếp từ đá vôi màu xám đen phân lớp 1-2cm hệ

tầng Nà Quản lên đá vôi hệ tầng bản Cỏng, tại điểm khảo sát
TK.1784, mặt cắt Nà Rường, vùng Trà Lĩnh
70
Hình 4.17 Quan hệ chuyển tiếp từ đá vôi màu xám tro, dạng khối hệ tầng Bản
Cỏng lên đá vôi silic màu xám đen, phân lớp mỏng xen silic, hệ tầng
Nà Đắng, tại điểm khảo sát TK.1245, vùng Bằng Ca
70
Hình 4.18 Quan hệ chuyển tiếp từ đá vôi silic đen hệ tầng Nà Đắng lên đá sét
silic có chứa thấu kính nhỏ mangan hệ tầng Bằng Ca, tại điểm
khảo sát TK.1080, vùng Hạ Lang
70
Hình 4.19 Sơ đồ liên hệ khối lượng hệ tầng Nà Đắng với các nghiên cứu
trước đây
84
Hình 4.20 Liên hệ các cột địa tầng trầm tích hệ tầng Bằng Ca, Tốc Tát, Lũng
Nậm vùng Hạ Lang
91
Hình 4.21 Mặt cắt địa chất Nà Quản - Bằng Ca - Bản Thoang 91
Hình 4.22 Mặt cắt địa chất Đèo Khau Liêu 91
Hình 4.23 Mặt cắt địa chất Đèo Kang Ka 91
Hình 4.24 Mặt cắt địa chất Lũng Ngọc - Sông Bắc Võng 91
Hình 4.25 Mặt cắt địa chất Búng Ổ 91`
Hình 4.26 Mặt cắt địa chất khu vực Nộc Cu 91
Hình 4.27 Quan hệ chuyển tiếp từ đá sét silic chứa vỉa mỏng quặng mangan
hệ tầng Bằng Ca lên đá vôi phân dải hệ tầng Tốc Tát, tại điểm
khảo sát TK.1222+90m
91
Hình 4.28 Quan hệ chuyển tiếp từ đá vôi phân dải hệ tầng Tốc Tát, tập 2 lên
hệ tầng Lũng Nậm, tập 1: silic, sét silic chứa vỉa quặng, lớp mỏng
thấu kính mangan chuyển lên tập 2: Đá vôi xen silic, ổ silic và hóa

thạch Endothyra sp.; Spinosprunsia sp. tại điểm khảo sát
91
vii
TK.244/1.
Hình 4.29 Quan hệ chuyển tiếp từ đá vôi sét, đá vôi silic, đá vôi phân dải
thôcủa tập 2 hệ tầng Tốc Tát với đá silic, sét silic tập 1 hệ tầng
Lũng Nậm, điểm khảo sát TK.1900
91
Hình 4.30 Liên hệ các cột địa tầng trầm tích hệ tầng Bắc Sơn, Đồng Đăng
vùng Hạ Lang
107
Hình 4.31 Mặt cắt địa chất Pản Pán- Bản Má Lịp 107
Hình 4.32 Mặt cắt địa chất khu vực Lưu Ngọc 107
Hình 4.33 Mặt cắt địa chất Bản Phai Pang Nưa - Lũng Luông 107
Hình 4.34 Quan hệ bất chỉnh hợp của hệ tầng Đồng Đăng lên hệ tầng Bản
Cỏng
110
Hình 4.35 Sơ đồ tướng đá - cổ địa lý giai đoạn Devon sớm vùng Hạ Lang 114
Hình 4.36 Sơ đồ tướng đá - cổ địa lý giai đoạn Devon giữa vùng Hạ Lang 115
Hình 4.37 Sơ đồ tướng đá - cổ địa lý giai đoạn Devon muộn vùng Hạ Lang 116
Chương 5 ĐẶC ĐIỂM, VỊ TRÍ ĐỊA TẦNG CHỨA QUẶNG MANGAN 121
Hình 5.1 Thân quặng mangan trong đá silic sét thuộc hệ tầng Bằng Ca vùng
Bản Mặc
122
Hình 5.2 Vỉa quặng mangan trong đá vôi hệ tầng Tốc Tát, tập 2, vùng Mã
Phục
122
Hình 5.3 Quặng mangan trong đá silic hệ tầng Lũng Nậm , tại Rọng Tháy 122
DANH MỤC ẢNH MINH HỌA
Trang

Chương 3 ĐẶC ĐIỂM ĐỨT GÃY, UỐN NẾP VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA
CHÚNG TỚI CÁC THÀNH TẠO TRẦM TÍCH VÙNG HẠ LANG
29
Ảnh 3.1 Một phần của đới trượt của đứt gãy chờm nghịch nằm gần ranh giới
giữa các đá phiến và quaczit thuộc hệ tầng Thần Sa và đá thuộc hệ
tầng Nà Ngần tại điểm khảo sát TK.6514, vùng Hạ Lang.
31
Ảnh 3.2 Một đới đứt gãy nghịch phát triển trong đá vôi tại điểm khảo sát
TK. 6533, đông bắc thị trấn Trà Lĩnh.
32
Ảnh 3.3 Đới biến dạng của đứt gãy chờm nghịch thuộc pha biến dạng thứ 2
(F2), tại điểm khảo sát TK.6537 vùng Nà Quản.
32
Ảnh 3.4 Mặt trượt của đứt gãy dịch bằng pha biến dạng thứ 6, tại điểm khảo
sát TK.6536, phía bắc thị xã Cao Bằng
33
viii
Ảnh 3.5 Một hệ thống các mặt trượt thẳng đứng song song nhau của một đới
đứt gãy dịch bằng phương đông-tây pha biến dạng thứ 6, tại điểm
khảo sát TK.6510, vùng Quốc Phong.
33
Ảnh 3.6 Quan hệ kiến tạo giữa đá vôi dạng khối hệ tầng Bản Cỏng
(D
2
gvbcg) với đá vôi phân dải thô hệ tầng Tốc Tát, tập 2 (D
3
-C
1
ttt
2

).
34
Ảnh 3.7 Nếp uốn có góc liên cánh hẹp, kiểu tương tự thế hệ 3 (U3) trong đá
vôi phân dải chứa mangan của hệ tầng Tốc Tát tại vùng Lũng
Luông. Điểm khảo sát TK. 6522.
34
Ảnh 3.8 Hình thái của địa hình vòm tạo bởi sự giao thoa của các nếp uốn thế
hệ thứ 4 (U4) và thứ 5 (U5) trong đá vôi, tại điểm khảo sát TK.6520,
phía đông thị trấn Trùng Khánh.
35
Ảnh 3.9 Cấu tạo phiến S
2
đi cùng sự uốn nếp ở của một nếp uốn nằm, đẳng
cánh thế hệ 2 (U2) tại điểm khảo sát TK.6515, vùng An Lạc.
36
Ảnh 3.10 Phần vòm của một nếp uốn nằm, đẳng cánh thế hệ 2 (U2) tại điểm
khảo sát TK.6502, đông bắc Bản Củn.
36
Ảnh 3.11 Nếp uốn đẳng cánh thế hệ 2 (U
2
) trong đá silic vôi chứa mangan của
hệ tầng Tốc Tát tại điểm khảo sát TK.6522, vùng Lũng Luông.
36
Ảnh 3.12 Một nếp lõm lớn thuộc thế hệ 3 (U3) trong đá vôi hệ tầng Nà Đắng
quan sát được ở đông bắc huyện Trùng Khánh.
37
Ảnh 3.13 Sự biến dạng tiến triển của dăm thành mylonit ở phần rìa của một
đứt gãy chờm nghịch điểm khảo sát TK.6519, vùng Nà Quản.
42
Ảnh 3.14 Sản phẩm tiền mylonit tới mylonit ở phần rìa đới trượt, điểm khảo

sát TK. 6511.
42
Ảnh 3.15 Sản phẩm mylonit tới siêu mylonit ở trung tâm đới trượt, tại điểm
khảo sát TK.6517.
42
Ảnh 3.16 Đá vôi silic phân lớp mỏng màu xám đen thuộc hệ tầng Lũng Nậm,
tập 2(C
1
ln
2
), bị uốn nếp đảo tại điểm khảo sát TK.1729, mặt cắt khu
vực Nộc Cu.
46
Chương 4 ĐỊA TẦNG PALEOZOI TRUNG - THƯỢNG VÀ ĐẶC ĐIỂM
TƯỚNG ĐÁ - CỔ ĐỊA LÝ TRONG KỶ DEVON
47
Ảnh 4.1 Lát mỏng TK.1618/2. Cát sạn kết ít khoáng (chủ yếu là thạch anh
màu xám trắng) hệ tầng Nà Ngần. Kiến trúc cát sạn, xi măng tiếp
xúc lấp đầy, cấu tạo khối, mặt cắt Bản Giốc - Bản Thầng - Bản Đá
Dưới, hai nicon, phóng đại 90 lần.
58
ix
Ảnh 4.2 Cuội sạn kết màu tím hệ tầng Nà Ngần (D
1
nn) nằm không chỉnh hợp
trên đá sét kết bị ép, biến chất yếu màu xám xanh hệ tầng Thần Sa,
tập 2 (ε
3
ts
2

), tại điểm khảo sát TK.360/5, mặt cắt Lũng Mán, vùng
An Lạc.
60
Ảnh 4.3 Các lớp đá vôi ở đáy hệ tầng Mia Lé (D
1
ml), mặt cắt Khuổi Tẩu, tại
điểm khảo sát TK.944/2.
64
Bản ảnh
4.4
Hoá thạch hệ tầng Mia Lé: A- Euryspirifer tonkinensis, thu thập tại
điểm khảo sát TK.115 vùng Nà Vường; B- Acrospirife cf.
howershaensis, thu thập tại điểm khảo sát TK.4579 vùng Phi Hải
(phóng đại 1,5 lần).
67
Ảnh 4.5 Đá vôi sét phân lớp mỏng đến trung bình hệ tầng Nà Quản, tại điểm
khảo sát TK.1208/3, mặt cắt Nà Quản - Bằng Ca - Bản Thoang.
77
Ảnh 4.6 Đá vôi hạt mịn phân lớp dày đến dạng khối hệ tầng Bản Cỏng tại
điểm khảo sát TK. 417, mặt cắt Mốc 43 - Bản Lung, vùng Hạ Lang.
81
Ảnh 4.7 Hoá thạch Strigocephalus burtini trong hệ tầng Bản Cỏng
(D
2
gvbcg), tại điểm khảo sát TK.1720, mặt cắt khu vực Nộc Cu.
83
Ảnh 4.8 Đá vôi silic xen silic phân lớp mỏng đến trung bình, màu xám đen
hệ tầng Nà Đắng (D
2
gv-D

3
frnđ), tại điểm khảo sát TK.1074, mặt cắt
Lũng Hoài Sa Tao, vùng Hạ Lang.
86
Ảnh 4.9 Hoá thạch Amphipora ramosa trong đá vôi hệ tầng Nà Đắng (D
2
gv-
D
3
frnđ) tại điểm khảo sát TK.415, mặt cắt Mốc 43 - Bản Lung, vùng
Đồng Loan.
87
Ảnh 4.10 Quan hệ chuyển tiếp giữa đá silic chứa vỉa mỏng quặng mangan
thuộc hệ tầng Bằng Ca (D
3
frbc) lên đá vôi phân dải thuộc hệ tầng
Tốc Tát (D
3
-C
1
ttt), tại điểm khảo sát TK.1222+90m, mặt cắt Nà
Quản - Bằng Ca - Bản Thoang, vùng Bằng Ca.
92
Ảnh 4.11 Đá silic phân dải màu xám đen hệ tầng Bằng Ca (D
3
frbc), tại điểm
khảo sát TK.826/3, tại mặt cắt Đèo Khau Liêu, vùng Bản Khuông.
93
Ảnh 4.12 Quan hệ chuyển tiếp từ đá vôi phân lớp mỏng thuộc hệ tầng Tốc
Tát, tập 2 (D

3
-C
1
ttt
2
) và đá silic thuộc hệ tầng Lũng Nậm, tập 1
(C
1
ln
1
), tại điểm khảo sát TK.1900, mặt cắt Lũng Ngọc - Sông Bắc
Võng, vùng Trà Lĩnh.
97
Ảnh 4.13 Đá vôi phân dải sặc sỡ thuộc hệ tầng Tốc Tát, tập 1 (D
3
-C
1
ttt
1
), tại 98
x
điểm khảo sát TK.357, mặt cắt Đèo Kang Ka, vùng Hạ Lang.
Bản ảnh
4.14
Một số hoá thạch Răng nón trong hệ tầng Tốc Tát: 1. Palmatolepis
distorta (TK.52); 2. Pa. gracilis (TK.267/3); 3. Pa. hassi
(TK.354/2); 4. Pa. minuta (TK.1224); 5. Pa. pectinata (TK.264); 6.
Pa. sigmoidalis (TK.267/3); 7. Pa. tenuipunctata(TK.267/3); 8. Pa.
triangularis (TK.1720).
100

Ảnh 4.15 Đá silic, sét silic chứa các vỉa mangan mỏng thuộc hệ tầng Lũng
Nậm, tập 1 (C
1
ln
1
), tại điểm khảo sát TK.764 trong mặt cắt Lũng
Ngọc-Sông Bắc Võng, vùng Trà Lĩnh.
102
Ảnh 4.16 Lm.TK.172, đá vôi trứng cá hệ tầng Đồng Đăng, kiến trúc vi hạt, hạt
nhỏ, cấu tạo trứng cá. Một nicon, phóng đại 24 lần.
111
Chương 5 ĐẶC ĐIỂM, VỊ TRÍ ĐỊA TẦNG CHỨA QUẶNG MANGAN 121
Ảnh 5.1 Vỉa quặng mangan trong đá sét silic, hệ tầng Bằng Ca tại dọn sạch 1
Bản Mặc, vùng Trà Lĩnh
123
Ảnh 5.2 Vỉa quặng mangan trong đá vôi, hệ tầng Tốc Tát, tập 2, vùng Tốc
Tát.
123
Ảnh 5.3 Quặng mangan trong đá silic sét hệ tầng Lũng Nậm tập 1, Nộc Cu,
ở bản Khả Mong.
123
xi
MỞ ĐẦU
Vùng Hạ Lang thuộc các tờ bản đồ 1:50.000 F-48-45-B, D, F-48-46 A, C, D
chiếm diện tích hơn 1400km
2
ở phía bắc, đông bắc và đông thị xã Cao Bằng, phía
bắc và đông giáp với nước Cộng hoà nhân dân Trung Hoa. Tên vùng gọi theo địa
danh Hạ Lang - một thị trấn nằm ở phía đông nam vùng nghiên cứu, là huyện lỵ của
huyện Hạ Lang (Hình 1).

Vùng Hạ Lang có địa hình núi trung bình, độ chênh cao từ 300 - 800m, bị
phân cắt bởi mạng lưới sông suối chảy chủ yếu theo hướng tây bắc - đông nam,
lòng sông suối thường hẹp, khi chảy qua địa hình đá vôi hay bị mất dòng.
Khí hậu vùng chia làm 2 mùa rõ rệt: Mùa khô từ tháng 11 năm trước đến
tháng 4 năm sau, nhiệt độ thay đổi từ 7 - 24
0
C; mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10,
nhiệt độ trung bình 27
0
C, lượng mưa trung bình 1500mm.
Đường giao thông đến vùng nghiên cứu khá thuận tiện, có thể theo Quốc lộ
số 3, tuyến Hà Nội - Thái Nguyên - Bắc Kạn - Cao Bằng, hoặc theo Quốc lộ số 1,
tuyến Hà Nội - Lạng Sơn sau đó đi theo Quốc lộ số 4 - Lạng Sơn - Cao Bằng.
Trong vùng Hạ Lang hiện có nhiều dân tộc sinh sống như Tày, Nùng, Kinh,
H'mông, Dao v.v., phân bố không đều, dân cư thưa. Người dân chủ yếu sống bằng
nghề nông, một số ít buôn bán nhỏ. Hiện nhà nước đã đầu tư nâng cao dân trí bằng
việc mở nhiều trường học, cung cấp điện đến các xã vùng cao.
Vùng Hạ Lang đã được nhiều nhà địa chất trong và ngoài nước nghiên cứu
từ đầu thế kỷ 20; Về địa tầng, sự có mặt của các trầm tích có tuổi từ Cambri tới Đệ
tứ: Về magma xâm nhập có phức hệ Cao Bằng với các tổ hợp phân dị từ siêu mafic
tới axit; Về cấu trúc kiến tạo của vùng cũng có nhiều quan điểm thể hiện khác nhau.
Công tác nghiên cứu cấu trúc kiến tạo mới dừng lại ở tính chất khu vực, việc thu
thập tài liệu chi tiết để minh chứng và làm rõ ảnh hưởng của quá trình biến dạng đối
với nhận thức về địa tầng khu vực còn rất hạn chế. Chính điều này đã dẫn đến
những nhầm lẫn khi phân chia địa tầng trong vùng, đặc biệt là trong khoảng từ Emsi
đến Tournais (D
1
em - C
1
t), là khoảng địa tầng chủ yếu bao gồm các trầm tích

carbonat và silic, trong đó có chứa các vỉa quặng mangan công nghiệp.
3
4
Vì những lý do nêu trên, việc rà soát lại nội dung và khối lượng các phân vị
địa tầng trong khoảng Devon - Permi, có tính đến ảnh hưởng của các biến dạng là
việc làm cần thiết. Chỉ có xác lập chính xác trình tự và nội dung các phân vị địa
tầng mới tạo được tiền đề địa tầng cần thiết cho công tác tìm kiếm khoáng sản trong
vùng, cũng như cho các nghiên cứu khác về cấu trúc - kiến tạo v.v Đó là cơ sở để
nghiên cứu sinh chọn đề tài luận án có tên “Địa tầng Paleozoi trung - thượng vùng
Hạ Lang, mối quan hệ với cấu trúc địa chất và khoáng sản mangan”.
Tính cấp thiết của đề tài: Xuất phát từ những yêu cầu của công tác nghiên
cứu địa chất như đã nêu trên, vùng Hạ Lang có tiềm năng lớn về khoáng sản
mangan nhưng đã trải qua thời gian dài và bị ảnh hưởng mạnh mẽ bởi các chuyển
động kiến tạo sau này đã làm cho các đá bị uốn nếp, giập vỡ, đôi khi mất hẳn một
đoạn các phân vị địa tầng. Việc nghiên cứu phân chia địa tầng trong khu vực mới
chỉ được thực hiện bởi các đề tài nhỏ lẻ và các công trình sản xuất. Các công trình
đó đã góp nhiều những thành tựu lớn về nghiên cứu địa chất trong vùng nhưng còn
nhiều vấn đề bất ổn trong luận giải các vấn đề địa chất thực tế.
Việc phân chia các trầm tích Devon trong vùng qua nhiều giai đoạn khác
nhau chưa thống nhất. Do đó nghiên cứu và phân chia các phân vị địa tầng đúng sẽ
giúp cho việc lập lại lịch sử địa chất và luận giải các quá trình hoạt động magma,
kiến tạo hợp lý. Đồng thời cũng là cơ sở để tìm kiếm các loại khoáng sản liên quan.
Trong các công trình sản xuất việc phân chia các thành tạo tuổi Devon rất sơ
lược. Công tác nghiên cứu của các đề tài chỉ trong khu vực nhỏ nên áp dụng cho
nghiên cứu chung còn có những khó khăn và có phần chưa phù hợp.
Mục tiêu của luận án: Luận án nhằm giải quyết 3 mục tiêu:
1. Khôi phục trình tự địa tầng Paleozoi trung - thượng (PZ
2-3
) vùng Hạ Lang trên
cơ sở phân tích chi tiết các chuyển động kiến tạo, đặc điểm biến dạng và các yếu tố

cấu trúc địa chất vùng Hạ Lang.
2. Phân chia chi tiết địa tầng các thành tạo trầm tích Paleozoi trung - thượng.
3. Xác lập các tiền đề tìm kiếm khoáng sản mangan trong vùng.
Nhiệm vụ của luận án: Để đạt được 3 mục tiêu trên, luận án sẽ thực hiện
5
các nhiệm vụ sau:
1. Đo vẽ chi tiết các mặt cắt địa chất cắt qua các phân vị địa tầng.
2. Phân tích ảnh hưởng của các yếu tố cấu trúc để tái lập trật tự địa tầng.
3. Phân chia chi tiết các phân vị thạch địa tầng và sinh địa tầng trong giai đoạn
Paleozoi trung - thượng vùng Hạ Lang. Đối sánh địa tầng trong và ngoài khu vực.
4. Xác lập sơ đồ tướng đá - cổ địa lý vùng Hạ Lang trong kỷ Devon.
5. Xác lập các tiền đề địa tầng, cấu trúc nhằm định hướng tìm kiếm quặng
mangan trong vùng Hạ Lang.
Những luận điểm bảo vệ
1. Trật tự địa tầng nguyên thủy của các thành tạo trầm tích Paleozoi trung -
thượng trong vùng nghiên cứu đã bị thay đổi do các hoạt động đứt gãy và uốn nếp.
2. Các thành tạo trầm tích Paleozoi trung - thượng vùng Hạ Lang được chia
thành 10 hệ tầng: Nà Ngần (D
1
nn); Mia Lé (D
1
ml); Nà Quản (D
1-2
e nq); Bản Cỏng
(D
2
gv bcg); Nà Đắng (D
2
gv-D
3

fr nd); Bằng Ca (D
3
fr bc); Tốc Tát (D
3
-C
1
tt); Lũng
Nậm (C
1
ln); Bắc Sơn (C-P
2
bs) và Đồng Đăng (P
3
dd). Trong đó xác lập mới hệ tầng
Nà Đắng, khôi phục 2 hệ tầng Nà Ngần và Bản Cỏng.
3. Quặng mangan trong vùng Hạ Lang được hình thành liên quan chặt chẽ với 3
mức địa tầng Frasni, Famen và Tournais. Chúng phân bố trong một số cấu trúc nếp
lõm và phức nếp lõm trong vùng.
Các điểm mới của luận án
1. Đã xây dựng cơ sở khoa học để xác lập mới hệ tầng Nà Đắng.
2. Chứng minh hệ tầng Bản Cỏng tuổi Givet và có vị trí địa tầng giữa hệ tầng Nà
Quản và Nà Đắng.
3. Chứng minh phần thấp nhất của hệ tầng Tốc Tát có tuổi Frasni.
4. Thành lập 3 sơ đồ tướng đá - cổ địa lý ứng với 3 thời kỳ thành tạo các trầm
tích trong kỷ Devon.
5. Xác định 3 giai đoạn hình thành quặng mangan là Frasni, Famen và Tournais.
Các tài liệu xây dựng luận án
6
1. Các tài liệu nghiên cứu của tác giả từ 2001 đến nay gồm ~500 điểm khảo sát
và 12 mặt cắt địa chất chi tiết. Các kết quả phân tích 120 mẫu thạch học; 110 mẫu

hóa Mn và 117 mẫu hóa đá vôi; 71 mẫu cổ sinh; 110 mẫu vi cổ sinh.
2. Các tài liệu địa chất đã công bố.
3. Báo cáo và Bản đồ địa chất tỷ lệ 1: 200.000 tờ Chinh Si - Long Tân.
4. Báo cáo tổng kết lập Bản đồ địa chất và điều tra khoáng sản tỷ lệ 1: 50.000
nhóm tờ Trùng Khánh do NCS chủ biên.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
- Sơ đồ địa tầng được xây dựng bởi NCS là đóng góp mới cho việc lập sơ đồ cấu
trúc - kiến tạo vùng nghiên cứu. Kết quả nghiên cứu mới về địa tầng Paleozoi trung -
thượng trong vùng tạo những tiền đề địa tầng quan trọng để định hướng tìm kiếm
khoáng sản mangan.
- Việc kết hợp phân tích các cấu trúc và biến dạng kiến tạo trong nghiên cứu địa
tầng đã giúp khôi phục chính xác trình tự địa tầng, phác họa bức tranh về tiến hóa
bồn trầm tích khu vực trong Paleozoi giữa - muộn.
- Sơ đồ tướng đá - cổ địa lý được xây dựng giúp làm sáng rõ điều kiện thành tạo
của các đá trầm tích và khoáng sản liên quan.
Khối lượng và cấu trúc luận án
Luận án gồm 5 chương, không kể Mở đầu, Kết luận:
Chương 1. Khát quát lịch sử nghiên cứu và đặc điểm địa chất vùng Hạ Lang.
Chương 2. Phương pháp luận và phương pháp nghiên cứu.
Chương 3. Đặc điểm đứt gãy, uốn nếp và ảnh hưởng của chúng tới các thành tạo
trầm tích vùng Hạ Lang.
Chương 4. Địa tầng Paleozoi trung - thượng và đặc điểm tướng đá - cổ địa lý
trong kỷ Devon.
Chương 5. Đặc điểm và vị trí địa tầng quặng mangan.
Luận án gồm 127 trang đánh máy, 5 bảng, 35 ảnh và 43 hình vẽ minh họa, 66 tài
liệu tham khảo.
7
Luận án được hoàn thành tại Khoa địa chất - trường Đại học Khoa học - Tự
nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Tạ Hòa Phương
và PGS.TS. Nguyễn Văn Vượng, tác giả xin chân thành cảm ơn. Tác giả cũng chân

thành cảm ơn sự giúp đỡ của các thế hệ lãnh đạo của Liên đoàn Bản đồ Địa chất
miền Bắc đã tạo điều kiện cho tác giả hoàn thành luận án.
Tác giả xin chân thành cảm ơn GS.TSKH. Tống Duy Thanh, GS.TS. Trần
Nghi, TS. Đoàn Nhật Trưởng, TS. Nguyễn Thùy Dương,… đã giúp đỡ tác giả hoàn
thành luận án này.
Tác giả cũng xin cảm ơn sự quan tâm và giúp đỡ nhiều mặt của bạn bè,
người thân và đồng nghiệp gần xa.
8
Chương 1. KHÁI QUÁT LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU VÀ ĐẶC ĐIỂM ĐỊA
CHẤT VÙNG HẠ LANG
1.1. Khái quát lịch sử nghiên cứu
1.1.1. Về địa tầng
Các trầm tích Devon vùng Cao Bằng đã được nghiên cứu từ những năm đầu
thế kỷ 20, được đánh dấu bằng các công trình của các nhà địa chất Pháp, đặc biệt là
Bourret R., 1922 [62].
Bourret R. (1922) [62] khi thành lập Bản đồ địa chất tỷ lệ 1: 300.000 Đông
Bắc Bắc Bộ đã phân chia địa tầng Devon theo trật tự sau đây (từ dưới lên):
- “Série” Bồng Sơn gồm đá phiến chứa Spirifer crispus.
- Đá phiến chứa Spirifer speciosus (= Euryspirifer tonkinensis).
- Đá vôi sét.
-Đá vôi đen dolomite hóa chứa các quần thể dạng Lỗ tầng
(Stromatoporoidea).
Tuổi Givet:
- Đá vôi chứa Stringocephalus burtini.
- “Série” Hạ Lang gồm các tập đá vôi chứa silic và đá phiến silic.
Tuổi Famen:
- Đá phiến phân tấm chứa ốc chân cánh (Pteropoda).
- Đá vôi sọc dải (griotte).
Trong công trình nghiên cứu của Bourret R., 1922 [62], địa tầng Devon tuy
phân chia sơ lược, song đã tương đối có cơ sở như đá vôi xám đen phân lớp không

đều chứa hoá thạch San hô tuổi Eifel, đá vôi phân lớp dày tuổi Givet chứa hoá thạch
Stringocephalus, đá phiến phân tấm mỏng ở phía đông Bằng Ca, “đá vôi vân đỏ”
tuy chưa tìm thấy hoá thạch nhưng ông đã coi là phần kết thúc của hệ Devon, sự
phân chia này của ông đã được nhiều công trình sau này kế thừa và cũng là cơ sở để
phân chia các phân vị thạch địa tầng hiện nay. Tuy nhiên do chưa phát hiện hoá
thạch và quan hệ địa tầng đầy đủ nên ông đã gộp vào "seri" Bồng Sơn các đá thuộc
các mức tầng khác nhau và có quan hệ bất chỉnh hợp mà sau này đã được chứng
9
minh. Cũng như vậy đối với "seri" Hạ Lang ông cũng đã ghép cả đá phiến silic vào
với đá vôi, trong khi đó ở vùng Bằng Ca ông lại tách riêng.
Mansuy H. (1908) [65] đã sưu tập nhiều hóa thạch như Rugosa: Zaphrentis
sp., Omphyma?, Cyathophyllum sp., Calceola sineneis sp.nov., Calceola sp., Động
vật dạng rêu: Fenestellidae; Tay cuộn Schellwienella lantenoisi, trên đường từ Bản
Giốc đến Bằng Ca (Ban-Cra). Các hóa thạch đó tương đối đặc trưng cho tuổi
Devon.
Tiếp theo, các tác giả bản đồ địa chất tỷ lệ 1/500.000 phần Miền Bắc do
Đovjikov A.E. và nnk. (1965) [2] thành lập đã khẳng định thêm sự có mặt của các
trầm tích Devon. Cụ thể:
- Các trầm tích Devon hạ? - Eifel (gồm “điệp Bồng Sơn”).
- Các trầm tích Eifel.
- Các trầm tích Eifel-Givet.
Như vậy, các tác giả Bản đồ địa chất miền Bắc Việt Nam đã sử dụng chủ yếu
thang thời gian địa tầng trong phân chia các thành tạo Devon ở Đông Bắc Bắc Bộ,
trong đó có đới-tướng cấu trúc Hạ Lang. Các tác giản nhìn chung đã định tuổi các
phân vị địa tầng trẻ hơn tuổi thực của chúng, được chính xác hóa trong các công
trình nghiên cứu về sau. Trong các tầng đá vôi vân đỏ và đá phiến silic rất phổ biến
tại vùng Trùng Khánh chưa phát hiện được hóa thạch định tuổi. Đáng lưu ý là
Vaxilevxkaia E.D. (trong Đovjikov A.E và nnk 1965) [2] đã xác lập hệ tầng Bản
Cỏng gồm chủ yếu là các đá vôi màu xám sang và xám tro, hạt mịn, rất đặc trưng
cho vùng này. Tuy nhiên, bà có nhầm lẫn khi xếp vào hệ tầng Bản Cỏng cả một số

loại đá vôi sang màu thuộc mức địa tầng khác.
Việc phân chia địa tầng còn sơ lược và có nhiều sai sót, như xếp đá vôi Givet
vào Devon muộn và phần thấp nhất của Devon bị ghép vào hệ tầng Bồng Sơn định
tuổi Devon sớm. Đovjikov A.E. và nnk. (1965) [2] có ý coi trọng giá trị định tuổi
địa tầng của nhóm hóa thạch Tay cuộn so với các nhóm khác, vì thế tuổi của nhiều
mức địa tầng được đẩy lên trẻ hơn so với những nghiên cứu tổng hợp về sau này, ví
dụ tuổi của phức hệ Tay cuộn Euryspirifer tonkinensis khi đó được xác định là Eifel
10
(D
2
e), trong khi hiện nay tuổi Praga (D
1
p) của chúng được thừa nhận rộng rãi. Việc
phát hiện các hoá thạch chỉ đạo cũng như các quan hệ, ranh giới địa tầng còn ít dẫn
tới việc phân chia các hệ tầng chưa thật chính xác về ranh giới và đã ghép nhầm lẫn
nhiều đá có đặc điểm thạch học và tuổi khác nhau vào một phân vị. Chẳng hạn như
điệp Bồng Sơn không khác biệt so với "série" Bồng Sơn của Bourret R. (1922) [62]
do không có hoá thạch nên xếp tuổi Devon sớm-giữa; nhưng thực chất là tuổi
Cambri muộn. Trong các bậc Eifel-Givet bao gồm cả các trầm tích lục nguyên silic
thuộc hệ tầng Bằng Ca và đá vôi vân đỏ thuộc hệ tầng Tốc Tát. Trong hệ tầng Bản
Cỏng (D
3
frbc) với thành phần chủ yếu là đá vôi xám sáng gồm nhiều mức tầng khác
nhau, trong đó có cả trầm tích tuổi Carbon thuộc hệ tầng Bắc Sơn và cũng không
nêu mặt cắt chuẩn của hệ tầng. Đồng thời cũng không xác định được sự có mặt yếu
tố Famen và Carbon sớm trong các trầm tích của vùng Về quan hệ địa tầng lại xác
nhận trong hệ Devon có không chỉnh hợp địa tầng giữa Givet và Frasni, còn trong
trầm tích Paleozoi thượng lại không có gián đoạn địa tầng.
Năm 1974, Phạm Đình Long và nnk [20] đã kế thừa các tài liệu đã có, song
còn phát hiện thêm nhiều điểm hoá thạch giúp cho việc phân chia địa tầng chính xác

hoá hơn về tuổi và khối lượng địa tầng của một số phân vị. Đáng chú ý là đã xác lập
điệp Nà Ngần (D
1
nn) được coi là bắt đầu hệ Devon trong vùng và có quan hệ không
chỉnh hợp với các đá của tuổi Cambri muộn; xác lập điệp Tốc Tát (D
3
frtt) đặc trưng
là đá vôi vân đỏ và phần cao chứa vỉa mangan công nghiệp, và đã xác nhận trầm
tích hệ Devon liên tục từ Devon hạ tới Devon muộn. Trong Paleozoi thượng các tác
giả đã xác nhận hai phân vị là các trầm tích liên tục từ Carbon hạ đến Permi hạ và
trầm tích Permi thượng với quan hệ không chỉnh hợp. Trong quá trình đo vẽ các tác
giả đã xây dựng nhiều mặt cắt chuẩn cho các hệ tầng như Nà Quản, Tốc Tát, Sông
Hiến. Tuy nhiên do tài liệu cổ sinh có hạn, nên việc xếp tuổi còn có những phân vị
chưa được hợp lý như tầng silic lục nguyên là hợp phần của các trầm tích Devon
muộn - Carbon sớm chứa mangan xếp vào tuổi Givet (D
2
gv). Hệ tầng Bằng Ca tuổi
Frasni và được vẽ chuyển tướng ngang với đá vôi Givet có chứa hoá thạch
Stringocephalus, yếu tố Famen trong điệp Tốc Tát chưa được phát hiện. Các đá vôi
11
xám trắng chứa hoá thạch Stringocephalus thuộc hệ tầng Bản Cỏng lại được xếp
vào hệ tầng Bằng Ca và ghép cùng với tầng đá silic tuổi Givet vào hệ tầng Bằng Ca
là chưa thật sự hợp lý. Quan hệ giữa trầm tích Devon và Carbon là quan hệ không
chỉnh hợp và vắng mặt bậc Famen. Trong đo vẽ bản đồ còn có sự nhầm lẫn giữa 2
loại đá lục nguyên silic có tuổi khác nhau ở phía đông bắc Trùng Khánh (thực chất
thuộc Devon muộn và Carbon sớm) song lại xếp vào hệ tầng Bằng Ca có tuổi
Givet Đồng thời ông cũng chưa ghi nhận sự chuyển tiếp liên tục từ Devon lên các
trầm tích tuổi Carbon trong vùng.
Nguyễn Đình Hồng (1979) [9], lần đầu tiên công bố kết quả nghiên cứu hóa
thạch Răng nón và khẳng định tuổi Famen (D

3
fm) cho trần tích chứa quặng mangan
ở vùng Hạ Lang.
Tống Duy Thanh và nnk. (1986) [34], đã cho in các công trình tổng hợp kết
quả nghiên cứu của nhiều nhà cổ sinh - địa tầng Việt Nam đến thời điểm đó. Trong
các công trình này, các phân vị địa tầng Devon sau đây đã được mô tả: Điệp Nà
Ngần (D
1
nn), điệp Lược Khiêu (D
1
lk), điệp Nà Quản (D
1-2
nq), điệp Hạ Lang (D
2
gv
hl) và điệp Tốc Tát (D
3
fr-fm tt).
Một số đề tài và nghiên chuyền đề về sau đi theo hướng đi sâu chi tiết các
mặt cắt, các phân vị địa tầng, các tập hợp hóa thạch. Tính hiệu lực của các phân vị
địa tầng được xem xét. Hệ tầng Lũng Nậm (C
1
ln) được xác lập, đánh dấu giai đoạn
trầm tích cuối cùng của chu kỳ trầm tích Devon sớm đến Carbon sớm [48]. Địa tầng
Devon - Carbon khu vực ngày càng được nghiên cứu chi tiết hơn. Tuy nhiên, chưa
có công trình nào nghiên cứu trật tự địa tầng Devon - Carbon trong vùng dựa trên
cơ sở phân tích biến dạng và cấu trúc địa chất. Đây là một trong những nhiệm vụ
mà nghiên cứu sinh đặt ra trong việc thực hiện luận án.
Trong công trình tổng hợp về địa tầng Việt Nam, Vũ Khúc và Bùi Phú Mỹ
(1989) [14] đã mô tả các phân vị địa tầng Paleozoi, phần liên quan đến Devon ở

vùng Trùng Khánh được trích dẫn trong Bảng 3.1. Theo sơ đồ này có thể thấy, tại
vùng Trùng Khánh, phần thấp của Devon thuộc về “điệp” (= hệ tầng) Bắc Bun (theo
quan niệm của Hoàng Xuân Tình, 1976 [44], tương ứng khối lượng 2 “điệp” Si Ka
12
và Bắc Bun gộp lại). Điều này đã được Tống Duy Thanh và nnk (1986) [34] nhận
xét là không phù hợp với thể thức của công tác địa tầng, phân vị gộp không được
mang tên một trong 2 phân vị hợp thành. Nằm trên “điệp” (= hệ tầng) Bắc Bun lần
lượt là các “điệp” Bản Páp và Tốc Tát của Devon trung và thượng. Cần lưu ý, hệ
tầng Tốc Tát theo quan niệm của các tác giả bao gồm cả tầng đá phiến silic- lục
nguyên ở bên dưới, vẫn được coi thuộc hệ tầng Bằng Ca (Bảng 1.1) [14].
Bảng 1.1. Các phân vị địa tầng Paleozoi ở Bắc Bắc Bộ
(Theo Vũ Khúc, Bùi Phú Mỹ, 1989 [14], phần liên quan đên Devon - Permi ở vùng Hạ Lang)
Thống Hệ tầng, Điệp
Permi thượng Hệ tầng Đồng Đăng
Carbon hạ - Permi trung Hệ tầng Bắc Sơn
Devon thượng Điệp Tốc Tát
Devon trung Điệp Bản Páp
Devon hạ
Điệp Mia Lé
Điệp Bắc Bun
Cambri thượng-Ordovic Hệ tầng Thần Sa
Tống Duy Thanh và Vũ Khúc (2002) [58] đã đưa ra một sơ đồ địa tầng
Paleozoi và Mesozoi mới cho khu vực Bắc Bộ. Trong sơ đồ này, phần thấp nhất của
Devon vùng Trùng Khánh được xếp vào loạt Sông Cầu, ứng với khối lượng của hai
hệ tầng Si Ka và Bắc Bun gộp lại. Hệ tầng Lược Khiêu được dung thay cho hệ tầng
Mia Lé, hệ tầng Bản Páp - thay cho hệ tầng Nà Quản (theo khái niệm mở rộng của
Dương Xuân Hảo và nnk, (1980) [7], Phạm Đình Long (1973, 1979) [19, 21],.
Trong Devon thượng, chuyển tướng với các hệ tầng Bằng Ca và Tốc Tát tướng
nước sâu là hệ tầng Bản Cỏng tướng nước nông. Nằm phủ chỉnh hợp trên các hệ
tầng Tốc Tát và Bản Cỏng là hệ tầng Lũng Nậm tuổi Carbon sớm (Bảng 1.2).

Công tác đo vẽ bản đồ địa chất tỷ lệ 1:50.000 [41] đã phát hiện nhiều hóa
thạch hơn và phân chia khá chi tiết các phân vị địa chất tuy nhiên việc luận giải các
môi trường thành tạo cũng như tướng trầm tích còn hạn chế.
Bảng 1.2. Các phân vị địa tầng Paleozoi ở Bắc Bộ
13
(Theo Tống Duy Thanh, Vũ Khúc, 2002 [58], phần liên quan đến Devon và Carbon
sớm ở vùng Hạ Lang)
Hệ Thống Loạt Hệ tầng
CARBON C
1
Trùng Khánh
Lũng Nậm
DEVON
D
3
Tốc Tát Bản
Bằng Ca Cỏng
D
2
Bản Páp
D
1
Lược Khiêu
Sông Cầu
Bắc Bun
Si Ka
CAMBRI
ε
2-3
Thần Sa

1.1.2. Về cấu trúc kiến tạo
Đầu thế kỷ XX, các nhà địa chất Pháp [62, 64] đã nhận ra những biến dạng
của các tấm phủ chớm dưới tên gọi các mảng địa di. Những năm 1950 trở lại đây
vùng nghiên cứu được nghiên cứu có hệ thống hơn đã phác họa được những nét cấu
tạo lớn của khu vực. Nói chung nhiều tác giả vẫn kế thừa quan điểm phân chia của
các tác giả Bản đồ địa miền Bắc Việt Nam, tỷ lệ 1:500.000 [2]. Trong bản đồ địa
chất tỷ lệ 1:200.000 [20] các tác giả đã thể hiện đứt gãy chờm nghịch Trùng Khánh
- Nộc Cu hoàn toàn phù hợp với kết quả đo vẽ hiện nay. Nhưng thực tế cho thấy các
đứt gãy chờm nghịch liên quan tới hoạt động nén ép và đi theo là một hệ thống các
đứt gãy chờm nghịch không đơn lẻ như các tác giả đã thể hiện. Tuy nhiên việc
nghiên cứu các yếu tố cấu trúc và vai trò của các chuyển động kiến tạo đối với việc
lập lại trật tự địa tầng còn hạn chế. Mục đích của luận văn là làm rõ những ảnh
hưởng của chúng với các thành tạo địa tầng Devon - Permi trong khu vực.
1.1.3. Về nghiên cứu tướng đá - cổ địa lí
Công tác nghiên cứu về tướng đá cổ địa lý ở Việt Nam nói chung còn rất
hiếm. Đến hiện nay mới chỉ có đề tài “Nghiên cứu cổ sinh địa tầng và tướng đá - cổ
địa lý các thành tạo trầm tích Devon thượng - Carbon hạ Bắc Việt Nam” [24].
Trong công trình này các tác giả mới chỉ vạch ra những nét sơ lược về tướng đá - cổ
địa lý trong giai đoạn cuối Devon - đầu Carbon. Ở gần biên giới Việt Nam thuộc
14
phần Nam Trung Hoa các nhà địa chất Trung Quốc [10, 52, 59, 60, 61] cũng đã làm
sáng tỏ được nhiều vấn đề liên quan tới cổ địa lý và lịch sử phát triển địa chất khu
vực này.
1.1.4. Về khoáng sản
Vùng Hạ Lang phát hiện cho đến nay đã các biểu hiện khoáng sản mangan,
bauxit, đồng - nickel, barit và đá vôi xây dựng. Trong đó tập trung nghiên cứu và
thăm dò quặng mangan.
Trước năm 1945, miền Đông Cao Bằng được các nhà địa chất Pháp nghiên
cứu tìm kiếm khoáng sản từ những năm 1905 nhưng tài liệu để lại rất ít. Năm 1938
người Pháp đã khai thác quặng mangan ở Tốc Tát. Sau đó vào những năm 1941-

1943 người Nhật khai thác quặng mangan ở đây.
Từ sau năm 1954 đến nay công tác điều tra khoáng sản được nhà nước chú ý
đầu tư. Trong những năm 1959, 1960 Đoàn 13 cùng chuyên gia Liên Xô (cũ) đã tìm
kiếm đánh giá tỷ lệ 1:10.000 mỏ Tốc Tát và tìm kiếm 1:50.000 quặng mangan miền
Đông Cao Bằng. Từ năm 1966 đến 1976 Đoàn 48 đã tiến hành thăm dò tỷ mỉ mỏ
mangan Tốc Tát, đồng thời tìm kiếm đánh giá mangan ở Rọng Tháy, Lũng Luông,
Bản Mặc, Mã Phục, Bản Khuông, Bằng Ca (Khưa Khoang), Phia Hồng (Nà Lum),
Hát Pan, Nộc Cu.
Từ năm 1990 đến 1994 Liên đoàn Địa chất Đông Bắc tìm kiếm đánh giá
mangan khu Bản Khuông tỷ lệ 1:5000 và tìm kiếm lập sơ đồ 1:25.000 các vùng lân
cận. Đặc biệt vào những năm 1989 đến 1991 nhân dân địa phương đã ào ạt khai thác
mangan (chủ yếu là quặng lăn và các đầu lộ vỉa). Quặng khai thác được công ty
mangan Cao Bằng thu mua và chủ yếu xuất khẩu sang Trung Quốc, một số được dân
khai thác tự do và bán trực tiếp qua biên giới (lượng tài nguyên khai thác không được
xác định). Từ năm 2000 đến 2004 Đoàn 913 thuộc Liên đoàn Địa chất Đông Bắc tiến
hành tìm kiếm đánh giá và thăm dò tại các khu Mã Phục, Lũng Riếc, Nộc Cu, Hát
Pan và Hạ lang ở tỷ lệ 1:25.000. Hầu hết các công trình nghiên cứu trên chỉ tập trung
nghiên cứu quặng mangan trong đá vôi chưa chý ý nhiều đến mangan trong đá silic
của các mức tầng khác nhau.
15