Đặc điểm và lịch sử phát triển các thành tạo trầm tích đệ tứ đới biển nông vùng Bắc Trung Bộ Việt Nam

3
MỤC LỤC

Trang
Trang phụ bìa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.
Lời cam đoan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Mục lục . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Danh mục các bảng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Danh mục các hình . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Mở đầu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.
Chƣơng 1: Lịch sử nghiên cứu và phƣơng pháp nghiên cứu. .
1.1- Lịch sử nghiên cứu trầm tích Đệ tứ khu vực BTB . . . . . . . . . . . . . . .
.
1.2- Phƣơng pháp nghiên cứu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Chƣơng 2: Đặc điểm địa chất khu vực nghiên cứu và kế cận
2.1- Các đá cổ trƣớc Đệ tứ khu vực BTB. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.
2.2- Đặc điểm địa chất Đệ tứ đáy biển nông BTB và kế cận. . . . . . . . . . .
Chƣơng 3: Đặc điểm các thành tạo trầm tích Đệ tứ biển nông Bắc Trung Bộ
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1- Thành phần và diện phân bố trầm tích Đệ tứ tầng mặt biển nông BTB
3.2- Đặc điểm phân bố trầm tích Đệ tứ biển nông BTB. . . . . . . . . . . . . . . .
3.3- Đặc điểm môi trƣờng thành tạo trầm tích Đệ tứ biển nông BTB . . . . .
Chƣơng 4: Lịch sử phát triển trầm tích Đệ tứ biển nông bắc Trung Bộ. . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1- Cấu trúc các mặt cắt trầm tích biển nông BTB. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2- Lịch sử phát triển trầm tích Đệ tứ biển nông BTB . . . . . . . . . . . . . . . .

Chƣơng 5: đặc điểm sa khoáng biển nông bắc Trung Bộ. . . . .
5.1- Điều kiện thành tạo sa khoáng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2- Nguồn gốc và đặc điểm phân bố sa khoáng biển nông BTB. . . . . . . .
.
1
2
3
4
5
11
16
16
19
35
35
43

54
54
81
93

95
95
115
133
133
134

144

148
150
152


4
5.3- Tiềm năng sa khoáng biển nông Bắc Trung Bộ và dự báo các khu
vực có triển vọng cho công tác tìm kiếm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . .
Kết luận. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Các công trình đã đƣợc công bố. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Tài liệu tham khảo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Liên hệ địa tầng trầm tích Đệ tứ ở Đông Nam Á.
Bảng 1.2: Phân loại trầm tích vụn.
Bảng 1.3: Một số Foraminifera có ý nghĩa địa tầng theo các giới hạn phân bố.
Bảng 2.1: Phân chia địa tầng Đệ tứ các đồng bằng ven biển Việt Nam.
Bảng 2.2: Địa tầng Pliocen - Đệ tứ ven biển và biển nông Bắc Trung Bộ.
Bảng 3.1: Các thông số đặc trƣng của các kiểu trầm tích vụn thô (cuội  cát) biển
nông Bắc Trung Bộ.
Bảng 3.2: Các thông số đặc trƣng của các kiểu trầm tích bột sét biển nông Bắc
Trung Bộ.
Bảng 3.3: Kết quả phân tích mẫu rơngen định lƣợng khoáng vật sét chủ yếu đáy
biển nông Bắc Trung Bộ.
Bảng 3.4: Thành phần hoá thạch trong trầm tích Đệ tứ ở các lỗ khoan biển nông và
ven biển Bắc Trung Bộ.
Bảng 3.5: Các tham số địa hoá môi trƣờng trầm tích Đệ tứ Bắc Trung Bộ.
Bảng 4.1: Kết quả phân tích mẫu C
14
trong lỗ khoan đáy biển nông Bắc Trung Bộ.

Bảng 4.2: Thành phần trầm tích tầng mặt biển nông Bắc Trung Bộ.
Bảng 4.3: Một số đặc điểm tƣớng trầm tích biển nông Bắc Trung Bộ.
Bảng 4.4: Thành phần hoá học các hợp phần cơ bản trong trầm tích tầng mặt biển
nông Bắc Trung Bộ.
Bảng 4.5: Đặc điểm các tham số trầm tích tầng mặt biển nông Bắc Trung Bộ.



5
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 0.1: Sơ đồ vị trí đới biển nông vùng Bắc Trung Bộ, tỷ lệ1/8.500.000.
Hình 0.2: Bản đồ tài liệu thực tế biển nông Bắc Trung Bộ (Nga Sơn - Hải Vân), tỷ
lệ 1/2.000.000.
Hình 1.1: Cấu tạo các kiểu phản xạ và ranh giới phản xạ.
Hình 1.2: Thiết đồ các lỗ khoan ven biển và biển nông Bắc Trung Bộ:
1.2.1- LK14 (Bắc Lạch Trƣờng).
1.2.2- LK94-6 (Quảng Xƣơng).
1.2.3- LK18 (Tĩnh Gia).
1.2.4- LK93-7XD (Lạch Quèn).
1.2.5- LK29 (Cửa Hội).
1.2.6- LK94-5 (Bắc Cửa Hội).
1.2.7- LK94-3 (Cửa Sót).
1.2.8- LK94-1 (Kỳ Ninh).
1.2.9- LK93-1A (Đồng Hới).
1.2.10- LK93-6 (Cửa Tùng).
1.2.11- LK.2b.QT (Quảng Trị).
1.2.12- LK.HU7-T1 (Thuận An).
1.2.13- LK93-4 (Kẻ Sung).
1.2.14- KB1 (Cẩm Nhƣợng).
1.2.15- KB4 (Hòn Mắt).

1.2.16- KB7 (BC.CẩmNhƣợng).
1.2.17- KB12 (Kỳ Khang).
1.2.18- KB29 (Cửa Sót).
Hình 1.3: Cấu trúc mặt cắt trầm tích Đệ tứ vùng biển bắc Vĩnh Linh.
Hình 2.1: Cột địa tầng tổng hợp biển nông Bắc Trung Bộ (phi tỷ lệ).
Hình 2.2: Các pha phun trào bazan đáy biển khu vực Mũi Lai (Quảng Bình).
Hình 2.3: Các pha phun trào bazan đáy biển Cửa Việt - Cồn Cỏ.
Hình 2.4: Các pha phun trào bazan đáy biển khu vực Cồn Cỏ.
Hình 2.5: Các pha phun trào và các bề mặt bào mòn bazan đáy biển đông nam Cồn
Cỏ.
Hình 2.6: Ảnh đá bazan Holocen (Q
IV
) Mũi Lai, Quảng Bình.
Hình 2.7: Sơ đồ diện phân bố bazan đáy biển Vĩnh Linh - Cồn Cỏ theo tài liệu địa
chấn nông độ phân dải cao.
Hình 2.8: Sơ đồ cấu trúc kiến tạo biển nông Bắc Trung Bộ (Nga Sơn - Hải Vân), tỷ
lệ 1/2.000.000.
Hình 2.9: Bản đồ địa chất Đệ tứ đới ven biển và biển nông vùng Bắc Trung Bộ
(Nga Sơn - Hải Vân), tỷ lệ 1/1.500.000.


6
Hình 2.10: Các mặt cắt địa chất biển nông Bắc Trung Bộ:
2.10.1- Mặt cắt địa chất T94-44 Quảng Xƣơng, Thanh Hoá.
2.10.2- Mặt cắt địa chất T94-18 Thạch Hà, Hà Tĩnh.
2.10.3- Mặt cắt địa chất T94-102 Thanh - Nghệ - Tĩnh.
2.10.4- Mặt cắt địa chất T93-47 Đồng Hới, Quảng Bình.
2.10.5- Mặt cắt địa chất T93-33 Mũi Lai, Quảng Bình.
2.10.6- Mặt cắt địa chất T93-14 Kẻ Sung, Thừa Thiên - Huế.
2.10.7- Mặt cắt địa chất T93-102 Bình - Trị - Thiên.

Hình 3.1: Bản đồ trầm tích tầng mặt đới biển nông vùng BTB (Nga Sơn - Hải Vân),
tỷ lệ 1/1.500.000.
Hình 3.2: Ảnh một số mẫu cát đáy biển nông Bắc Trung Bộ:
3.2.1- Cát sạn màu xám phớt vàng giàu vụn vỏ sò ốc. Nguồn gốc biển, tuổi
Q
IV
1-2
(Mẫu T94-461. Quảng Xƣơng, Thanh Hoá).
3.2.2- Cát hạt nhỏ màu xám - xám phớt vàng lẫn ít sạn sỏi. Nguồn gốc biển,
tuổi Q
IV
1-2
(Mẫu T94-175. Cẩm Xuyên, Hà Tĩnh).
3.2.3- Sạn cát màu xám nhạt - xám phớt vàng, giàu mảnh vỏ sò ốc và kết vón
laterit. Nguồn gốc biển, tuổi Q
IV
1-2
(Mẫu T94-174. Cẩm Xuyên, Hà
Tĩnh).
3.2.4- Cát hạt trung - thô màu xám vàng, giàu vụn vỏ sò ốc và kết vón laterit.
Nguồn gốc biển, tuổi Q
IV
1-2
(Mẫu T94-168. Cẩm Xuyên, Hà Tĩnh).
3.2.5- Cát hạt nhỏ - trung lẫn ít sạn sỏi, màu xám - xám phớt vàng. Nguồn
gốc sông - biển, tuổi Q
IV
1-2
(Mẫu T94-167. Cẩm Xuyên, Hà Tĩnh).
3.2.6- Cát hạt nhỏ - trung lẫn ít sạn sỏi, màu xám phớt vàng. Nguồn gốc biển,

tuổi Q
IV
1-2
(Mẫu T94-43. Kỳ Anh, Hà Tĩnh).
3.2.7- Sạn - cát màu xám vàng chứa mảnh vỏ sò ốc và kết vón laterit. Nguồn
gốc biển, tuổi Q
IV
1-2
(Mẫu T93-62. Kẻ Sung, Thừa Thiên - Huế).
3.2.8- Cát hạt trung - thô lẫn sạn sỏi và ít vụn vỏ sò ốc, màu xám - xám vàng.
Nguồn gốc biển, tuổi Q
IV
1-2
(Mẫu T93-60. Kẻ Sung, Thừa Thiên -
Huế).


7
Hình 3.3: Bản đồ phân bố khoáng vật phụ đặc trƣng trong trầm tích cát bột tầng mặt
biển nông Bắc Trung Bộ (Nga Sơn - Hải Vân), tỷ lệ 1/2.000.000.
Hình 3.4: Biểu đồ tham số trầm tích tầng mặt theo các mặt cắt (tuyến) vuông góc
với bờ biển Bắc Trung Bộ:
3.4.1- Biểu đồ tham số trầm tích (Md, So, Sk) tuyến T94-44 (Quảng Xƣơng,
Thanh Hoá).
3.4.2- Biểu đồ tham số trầm tích (Md, So, Sk) tuyến T94-29 (Diễn Châu,
Nghệ An).
3.4.3- Biểu đồ tham số trầm tích (Md, So, Sk) tuyến T94-18 (Cẩm Xuyên, Hà
Tĩnh).
3.4.4- Biểu đồ tham số trầm tích (Md, So, Sk) tuyến T94-8 (Kỳ Anh, Hà
Tĩnh).

3.4.5- Biểu đồ tham số trầm tích (Md, So, Sk) tuyến T93-47 (Đồng Hới,
Quảng Bình).
3.4.6- Biểu đồ tham số trầm tích (Md, So, Sk) tuyến T93-33 (Mũi Lai, Quảng
Bình).
3.4.7- Biểu đồ tham số trầm tích (Md, So, Sk) tuyến T93-14 (Kẻ Sung, Huế).
Hình 3.5: Biểu đồ phân tích rơngen định lƣợng khoáng vật sét:
3.5.1- Biểu đồ phân tích mẫu T94-462 (Quảng Xƣơng, Thanh Hoá).
3.5.2- Biểu đồ phân tích mẫu T94-172 (Cẩm Xuyên, Hà Tĩnh).
3.5.3- Biểu đồ phân tích mẫu T93-284 (Đồng Hới, Quảng Bình).
3.5.4- Biểu đồ phân tích mẫu T93-191 (Vĩnh Linh, Quảng Bình).
3.5.5- Biểu đồ phân tích mẫu T93-66 (Kẻ Sung, Huế).
Hình 3.6: Bản đồ phân bố khoáng vật sét tầng mặt biển nông Bắc Trung Bộ (Nga
Sơn - Hải Vân), tỷ lệ 1/2.000.000.
Hình 3.7: Biểu đồ hàm lƣợng khoáng vật sét theo các lỗ khoan biển nông Bắc Trung
Bộ:
3.7.1- Biểu đồ hàm lƣợng khoáng vật sét ở lỗ khoan KB1 Cẩm Xuyên, Hà
Tĩnh.


8
3.7.2- Biểu đồ hàm lƣợng khoáng vật sét ở lỗ khoan KB8 Kỳ Anh, Hà Tĩnh.
3.7.3- Biểu đồ hàm lƣợng khoáng vật sét ở lỗ khoan KB9 Cửa Nhƣợng, Hà
Tĩnh).
Hình 3.8: Một số ảnh chụp mẫu lát mỏng thạch học bở rời đáy biển nông Bắc Trung
Bộ:
3.8.1- Cát hạt nhỏ mài tròn yếu - kém chứa vụn vỏ sinh vật. Nguồn gốc biển,
tuổi Q
IV
1-2
. Mẫu LK93-3/2: độ sâu 6m; Thuận An, Huế. (Phóng đại 40

lần).
3.8.2- Cát trung - thô mài tròn trung bình - yếu. Nguồn gốc biển, tuổi Q
III
2
.
Mẫu LK93-3/2: độ sâu 40m; Thuận An, Huế. (Phóng đại 40 lần).
3.8.3- Cát hạt trung - thô mài tròn trung bình, đang bị bọc bởi carbonat sắt,
tuổi Q
III
2
.

Mẫu LK93-3/2: độ sâu 45m; Thuận An, Huế. (Phóng đại 40
lần).
3.8.4- Cát ít khoáng hạt nhỏ mài tròn trung bình - kém, chứa vụn vỏ sinh vật.
Nguồn gốc biển, tuổi Q
IV
1-2
. Mẫu T93-60; Kẻ Sung, Huế. (Phóng đại
40 lần).
3.8.5- Cát đa khoáng hạt nhỏ lẫn thô, mài tròn yếu - kém, chứa các vụn đá
phiến. Nguồn gốc biển, tuổi Q
IV
3
. Mẫu T94-452; Quảng Xƣơng, Thanh
Hoá. (Phóng đại 40 lần).
3.8.6- Cát hạt trung - thô mài tròn trung bình chứa vụn vỏ sinh vật và kết vón
laterit. Nguồn gốc biển, tuổi Q
IV
1-2

. Mẫu T94-168; Cẩm Xuyên, Hà
Tĩnh. (Phóng đại 45 lần).
3.8.7- Cát hạt nhỏ - trung mài tròn trung bình giàu kết vón laterit, chứa vụn
vỏ sinh vật. Nguồn gốc biển, tuổi Q
IV
1-2
. Mẫu T94-174; Cẩm Xuyên,
Hà Tĩnh. (Phóng đại 45 lần).
3.8.8- Cát hạt trung - thô mài tròn trung bình, chứa vụn vỏ sinh vật và kết vón
laterit. Nguồn gốc biển, tuổi Q
IV
1-2
. Mẫu T93-61; Kẻ Sung, Thừa Thiên
- Huế. (Phóng đại 45 lần).

Hình 4.1: Cấu trúc mặt cắt địa chấn tuyến T94-44 vùng biển Quảng Xƣơng, Thanh


9
Hoá.
Hình 4.2: Cấu trúc mặt cắt địa chấn tuyến T94-18 vùng biển Thạch Hà, Hà Tĩnh.
Hình 4.3: Cấu trúc mặt cắt địa chấn tuyến T94-102 vùng biển Thanh - Nghệ - Tĩnh.
Hình 4.4: Cấu trúc mặt cắt địa chấn tuyến T93-47 vùng biển Đồng Hới, Quảng
Bình.
Hình 4.5: Cấu trúc mặt cắt địa chấn tuyến T93-33 vùng biển Mũi Lai, Quảng Bình.
Hình 4.6: Cấu trúc mặt cắt địa chấn tuyến T93-14 vùng biển Kẻ Sung, Thừa Thiên -
Huế.
Hình 4.7: Cấu trúc mặt cắt địa chấn tuyến T93-102C vùng biển Quảng Trị - Thừa
Thiên - Huế.
Hình 4.8: Ảnh cột mẫu lỗ khoan đáy biển Cẩm Nhƣợng.

Hình 4.9: Ảnh mẫu lỗ khoan KB1 đáy biển Cẩm Nhƣợng:
4.9.1- Bùn sét màu xám đen giàu mùn thực vật, nguồn gốc vũng vịnh, tuổi
Q
IV
1-2
(Mẫu KB1: 14 - 15m).
4.9.2- Cát hạt nhỏ màu trắng xám, độ chọn lọc tốt, nguồn gốc biển, tuổi Q
IV
1-2
(Mẫu KB1: 19,0 - 19,5m).
4.9.3- Bột sét phong hoá loang lổ giàu kết vón laterit, nguồn gốc biển, tuổi
Q
III
2
(Mẫu KB1: 20 - 21m).
4.9.4- Sét dẻo màu xám tối - xám đen giàu mùn thực vật, nguồn gốc vũng
vịnh, tuổi Q
III
2
(Mẫu KB1: 22 - 23m).
4.9.5- Sạn cát thạch anh màu trắng xám, nguồn gốc biển, tuổi Q
III
2
(Mẫu KB1:
25 - 27m).
4.9.6- Bột sét pha cát màu vàng loang lổ giàu kết vón laterit, nguồn gốc biển,
tuổi Q
III
1
(Mẫu KB1: 28 - 30m).

4.9.7- Sạn sỏi thạch anh pha cát màu xám sáng - xám phớt vàng, nguồn gốc
sông - biển, tuổi Q
III
1
(Mẫu KB1: 38 - 40m).
4.9.8- Cát hạt trung - nhỏ pha sạn sỏi thạch anh, màu xám sáng, nguồn gốc
biển, tuổi Q
II
2
(Mẫu KB1: 49 - 52m).


10
4.9.9- Bột sét phong hoá loang lổ chứa các kết vón laterit nâu vàng - nâu đỏ,
nguồn gốc biển, tuổi Q
II
1
(Mẫu KB1: 56 - 57m).
4.9.10- Cát hạt thô - trung lẫn ít sạn và bột sét, màu xám phớt vàng, nguồn
gốc sông - biển, tuổi Q
II
1
(Mẫu KB1: 58 - 60m).
4.9.11- Cát hạt thô - trung pha ít sạn sỏi, màu xám sáng - xám phớt vàng,
nguồn gốc biển, tuổi Q
II
1
(Mẫu KB1: 60 - 61m).
4.9.12- Dăm sạn sắc cạnh do vỡ vụn từ đá gốc phun trào hệ tầng Mƣờng
Hinh (Mẫu KB1: 61 - 62m).

Hình 4.10: Bản đồ tƣớng đá - cổ địa lí thời kì Holocen sớm - giữa biển nông vùng
Bắc Trung Bộ (Nga Sơn - Hải Vân), tỷ lệ 1/1.500.000.
Hình 5.1: Mặt cắt địa hình đƣờng bờ và biển ven bờ tại trạm khảo sát B93-100
(Quảng Ngạn, Thừa Thiên - Huế).
Hình 5.2: Bản đồ phân vùng thạch học trầm tích tầng mặt biển nông Bắc Trung Bộ
(Nga Sơn - Hải Vân), tỷ lệ1/2.000.000.
Hình 5.3: Một số ảnh khoáng vật đáy biển nông Bắc Trung Bộ:
5.3.1- Ilmenit trong sa khoáng biển Hà Tĩnh.
5.3.2- Rutil trong sa khoáng biển Quảng Bình.
5.3.3- Zircon trong sa khoáng biển Thừa Thiên - Huế.
5.3.4- Monazit - xenotim trong sa khoáng biển Thanh Hoá.
5.3.5- Casiterit trong sa khoáng biển Thừa Thiên - Huế
5.3.6- Granat trong sa khoáng biển Thừa Thiên - Huế.
5.3.7- Vàng trong sa khoáng biển Thừa Thiên - Huế.
5.3.8- Siderit trong cát trắng xám tuổi Q
IV
1-2
ở lỗ khoan KB1: 19 - 19,5m;
Cẩm Nhƣợng, Hà Tĩnh.
Hình 5.4: Bản đồ phân bố sa khoáng tầng mặt biển nông Bắc Trung Bộ (Nga Sơn -
Hải Vân), tỷ lệ 1/2.000.000.


11
MỞ ĐẦU
I- TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Đới biển nông vùng Bắc Trung Bộ (BTB) trải dài từ Nga Sơn (Thanh Hoá)
đến Hải Vân (Thừa Thiên - Huế), có đƣờng bờ dài khoảng 600 km, diện tích 20.000
km
2

, đƣợc giới hạn bởi độ sâu 0 - 30m nƣớc với các điểm có toạ độ (Hình 0.1):
19
o
49’52’’- 105
o
55’14’’; 19
o
49’52’’- 106
o
12’54’’; 18
o
51’12’’- 106
o
14’01’’
17
o
45’52’’- 106
o
50’11’’; 16
o
12’31’’- 108
o
12’03’’; 16
o
12’31’’- 108
o
26’21’’
Đây là vùng có khí hậu nhiệt đới gió mùa với mùa hè nóng, mùa đông lạnh có
mƣa phùn; là đới chuyển tiếp giữa một bên là biển nông Vịnh Bắc Bộ và một bên là
lục địa có sƣờn dốc của dải núi Trƣờng Sơn và các châu thổ Sông Mã, Sông Cả,

Sông Gianh, Sông Hƣơng. Trầm tích Đệ tứ vùng nghiên cứu phủ hầu hết bề mặt đáy
biển và có chiều dày thay đổi từ 0 - 200m, phân bố ở hai đới cấu trúc Kainozoi: đơn
nghiêng Thanh - Nghệ - Tĩnh và bồn trũng Bình - Trị - Thiên. Các đới cấu trúc này
kế thừa và phát triển trên các đới cấu trúc cổ hơn nhƣ: đới Paleozoi Sông Mã, Sông
Cả; đới Mesozoi Sầm Nƣa và Hoành Sơn. Các thành tạo Đệ tứ chƣa đƣợc nghiên
cứu nhiều cho nên các vấn đề về thành phần vật chất, qui luật phân bố trong không
gian, lịch sử phát triển, phân chia địa tầng và khoáng sản có liên quan với chúng
còn nhiều vấn đề chƣa đƣợc làm sáng tỏ. Vùng biển nghiên cứu là vùng nội thuỷ, có
ý nghĩa đặc biệt quan trọng về kinh tế và quốc phòng. Dọc đới duyên hải có nhiều
điểm dân cƣ, điểm du lịch hấp dẫn (Sầm Sơn, Cửa Lò, Thiên Cầm, Nhật Lệ, Cửa
Tùng, Thuận An), các cảng biển (Nghi Sơn, Cửa Lò, Xuân Hải, Vụng Áng, Cửa
Việt, Sông Gianh, Thuận An và Chân Mây), các mỏ sa khoáng (Quảng Xƣơng, Cẩm
Hoà, Cẩm Nhƣợng, Kỳ Khang, Kỳ Ninh, Vĩnh Thái, Quảng Ngạn, Kẻ Sung, Vĩnh
Mỹ)… Tại đây đã và đang xảy ra các tai biến địa chất (sạt lở, bồi tụ, lũ lụt ) và ô
nhiễm môi trƣờng. Hầu nhƣ tất cả các hoạt động của con ngƣời và tác động của
thiên nhiên đều xảy ra trong tầng trầm tích Đệ tứ. Hiện nay và trong tƣơng lai sẽ có
nhiều dự án đầu tƣ phát triển kinh tế biển ở khu vực. Cho nên các nghiên cứu
chuyên sâu trong lĩnh vực địa chất là rất cần thiết, nhằm đáp ứng nhu cầu qui hoạch
tổng thể - khai thác nguồn lợi thiên nhiên biển một cách hợp lí, phục vụ công cuộc


12
xây dựng - phát triển bền vững kinh tế và quản lí tổng hợp đới duyên hải BTB. Vì
vậy, nghiên cứu sinh đã chọn đề tài nghiên cứu của luận án là: “Đặc điểm và lịch sử
phát triển các thành tạo trầm tích Đệ tứ đới biển nông vùng Bắc Trung Bộ”.
Kết quả nghiên cứu của luận án sẽ đóng góp cho khoa học địa chất về những
vấn đề sau:
- Quá trình thành tạo trầm tích Đệ tứ, đặc biệt là trong Pleistocen muộn và
Holocen rìa thềm lục địa biển nông vùng nhiệt đới ẩm.
- Sự hình thành cấu trúc lớp phủ Đệ tứ ở đới chuyển tiếp giữa lục địa và biển

nông khi có sự thay đổi mực nƣớc biển dâng lên và hạ xuống trong bối cảnh khác
nhau của hoạt động địa kiến tạo cũng nhƣ địa động lực nói chung.
- Mối liên quan giữa các thành tạo bazan và trầm tích Đệ tứ ở vùng biển Vĩnh
Linh - Cồn Cỏ, góp phần phân chia các giai đoạn phun trào bazan Đệ tứ .
- Việc tìm kiếm đánh giá khoáng sản rắn, đặc biệt là các sa khoáng quặng
Ti - Zr - TR, Au, Sn… có trong vùng biển nông BTB.
- Nghiên cứu môi trƣờng địa chất đới biển ven bờ nhằm cung cấp các thông tin
quan trọng cho việc qui hoạch tổng thể, khai thác hợp lí nguồn tài nguyên thiên
nhiên biển trong quá trình phát triển kinh tế biển.
II- MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ
1- Mục tiêu:
- Làm sáng tỏ đặc điểm địa tầng, thành phần vật chất và qui luật phân bố các
thành tạo trầm tích Đệ tứ theo không gian và thời gian.
- Làm sáng tỏ quá trình thành tạo và phát triển trầm tích trong giai đoạn Đệ tứ
đới biển ven bờ trong vùng nghiên cứu.
- Làm sáng tỏ điều kiện thành tạo, đặc điểm phân bố của sa khoáng trong trầm
tích Đệ tứ vùng biển nông BTB.
2- Nhiệm vụ:
- Nghiên cứu cấu trúc lớp phủ Đệ tứ theo tài liệu địa chấn và khoan.
- Xác định thành phần vật chất, đặc điểm môi trƣờng thành tạo trầm tích Đệ
tứ.


13
- Nghiên cứu đặc điểm phân bố, lịch sử tiến hoá các thành tạo trầm tích Đệ tứ.
- Nghiên cứu điều kiện thành tạo và đặc điểm phân bố sa khoáng liên quan tới
trầm tích Đệ tứ biển nông ven bờ BTB.
III- NHỮNG LUẬN ĐIỂM BẢO VỆ
- Luận điểm 1: Trầm tích tầng mặt biển nông BTB bao gồm hai thực thể trầm
tích phát triển kế thừa nhau: trầm tích Pleistocen muộn phân bố ở độ sâu > 20m

nƣớc, có thành phần chủ yếu là bột sét bị phong hoá loang lổ; trầm tích Holocen
phân bố thành hai đới ở độ sâu 30 - 20m và 20 - 0m, có đặc điểm phân dị khác
nhau.
- Luận điểm 2: Trầm tích Đệ tứ biển nông ven bờ BTB phát triển qua 6 giai
đoạn tƣơng ứng với 6 chu kì trầm tích. Khởi đầu của mỗi giai đoạn là trầm tích hạt
thô (cuội sạn aluvi, proluvi, bãi triều); sau đó là trầm tích hạt mịn hơn (cát bột sét
biển nông); kết thúc là trầm tích hạt mịn (sét, bột sét biển và châu thổ) và thƣờng bị
laterit hoá khi biển lùi ra xa.
IV- NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN ÁN
- Lần đầu tiên áp dụng phƣơng pháp địa chấn địa tầng (hay địa tầng phân tập)
trong nghiên cứu địa chất - trầm tích Đệ tứ đáy biển BTB. Dựa theo kết quả phân
tích các băng địa chấn có tài liệu khoan kiểm chứng, đã tiến hành đối sánh - liên kết
địa tầng trên chiều dài 600 km dọc bờ biển từ Nga Sơn đến Hải Vân và phân chia
mặt cắt trầm tích Đệ tứ đáy biển thành 6 tầng, tƣơng ứng với các phân vị địa tầng
chính là Q
I
, Q
II
1
, Q
II
2
, Q
III
1
, Q
III
2
và Q
IV;

.
- Bƣớc đầu phân chia chi tiết hoạt động phun trào bazan Đệ tứ đáy biển Vĩnh
Linh - Cồn Cỏ trên cơ sở tài liệu địa chấn.
- Xác lập bức tranh tiến hoá trầm tích Đệ tứ trong mối liên quan với dao động
mực nƣớc biển và luận giải nguồn cung cấp vật liệu trầm tích biển nông BTB.
- Xác lập đƣợc đặc điểm phân bố sa khoáng quặng Ti - Zr - TR (trong đó có
biểu hiện vàng và casiterit đi kèm) phục vụ công tác tìm kiếm đánh giá khoáng sản
biển nông BTB.
V- CƠ SỞ TÀI LIỆU


14
Tài liệu phục vụ cho luận án gồm:
- Luận án đƣợc xây dựng trên cơ sở tài liệu của chính bản thân tác giả trực tiếp
thu thập, khảo sát trên biển và dọc đới ven biển vùng nghiên cứu trong các năm
1993, 1994 và 2001 từ Nga Sơn (Thanh Hoá) đến Đèo Hải Vân (Thừa Thiên - Huế)
thuộc đề án: “Điều tra địa chất và tìm kiếm khoáng sản rắn đới biển nông ven bờ
Việt Nam (độ sâu 0 - 30m nƣớc) tỷ lệ 1/500.000” và đề tài “Tìm kiếm sa khoáng
quặng thiếc biển nông BTB” hợp tác với công ty TIMAH (Indonesia) do Trung tâm
Địa chất Khoáng sản Biển chủ trì. Tác giả đã phân tích khoảng 3.000km tuyến địa
chấn nông độ phân dải cao và thu thập 1.500km tuyến địa chấn sâu; xử lí kết quả
3.650 mẫu phân tích trọng sa để lập bản đồ vành trọng sa; tham khảo - xử lí - tổng
hợp các loại mẫu phân tích gồm: 3.400 mẫu độ hạt, 500 mẫu thạch học bở rời, 1.390
mẫu vi cổ sinh, 160 mẫu rơngen, 160 mẫu nhiệt, 27 mẫu rơngen định lƣợng, 350
mẫu hoá silicat, 400 mẫu pH, 400 mẫu Eh, 400 mẫu ion trao đổi, 350 mẫu Fe
2+
,
Fe
3+
, S trong pyrit và siderit, 250 mẫu phân tích vật chất hữu cơ và 10 mẫu C

14
.
- Các tài liệu do tác giả thu thập - tổng hợp trong quá trình tham gia đề tài cấp
Nhà nƣớc KHCN 06-11-02: “Thành lập bản đồ địa chất Pliocen - Đệ tứ thềm lục địa
Việt Nam tỷ lệ 1/1.000.000” và KHCN 06-11-03: “ Thành lập bản đồ tƣớng đá cổ
địa lí thềm lục địa Việt Nam tỷ lệ 1/1.000.000”.
- Tham khảo sử dụng kết quả thành lập các tờ bản đồ địa chất đới ven biển ở
các tỷ lệ khác nhau (1/500.000, 1/200.000 và 1/50.000) của các tác giả: Trần Đức
Lƣơng, Nguyễn Xuân Bao, Đặng Trần Quân, Trần Tính, Nguyễn Quang Trung,
Nguyễn Xuân Dƣơng, Nguyễn Văn Trang, Vũ Mạnh Điển, Phạm Huy Thông v.v
- Sử dụng thiết đồ 24 lỗ khoan ven biển - bãi triều, 30 lỗ khoan biển nông và
các lỗ khoan sâu tìm kiếm dầu khí đáy biển và khu vực kế cận (Hình 0.2).
- Tham khảo các công trình nghiên cứu chuyên đề về địa chất - địa mạo, địa
vật lí, trầm tích đới ven biển, đáy biển trong khu vực nghiên cứu và Vịnh Bắc Bộ
(gồm các luận án tiến sĩ, các bài báo khoa học ).
VI- Ý NGHĨA CỦA LUẬN ÁN
- Đóng góp cho các công tác nghiên cứu trầm tích Đệ tứ vùng biển nông nằm


15
giữa lục địa và biển khơi có khí hậu nhiệt đới, phân chia địa tầng Đệ tứ vùng biển
BTB và bảo vệ môi trƣờng đới duyên hải.
- Xác định tiền đề, dấu hiệu và các đặc điểm sa khoáng đáy biển nông BTB
phục vụ công tác tìm kiếm đánh giá khoáng sản.
- Góp phần xây dựng các tiền đề về trầm tích để nghiên cứu các tai biến địa
chất (xói lở bờ biển, bồi lấp cửa sông, cảng ), xây dựng các công trình trên biển
phục vụ cho các dự án phát triển kinh tế trong khu vực.
VII- BỐ CỤC LUẬN ÁN
Không kể phần mở đầu và kết luận, luận án gồm 5 chƣơng:
Chƣơng 1: Lịch sử nghiên cứu và phƣơng pháp nghiên cứu.

Chƣơng 2: Đặc điểm địa chất khu vực nghiên cứu và kế cận.
Chƣơng 3: Đặc điểm các thành tạo trầm tích Đệ tứ biển nông BTB.
Chƣơng 4: Lịch sử phát triển trầm tích Đệ tứ biển nông BTB.
Chƣơng 5: Đặc điểm sa khoáng biển nông BTB.
VIII- LỜI CÁM ƠN
Trong quá trình thực hiện luận án, tác giả luôn luôn nhận đƣợc sự chỉ bảo tận
tình của hai thầy giáo hƣớng dẫn: TSKH. Nguyễn Biểu và GS.TS. Trần Nghi. Tác
giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các thầy giáo hƣớng dẫn đã góp phần vô cùng
quan trọng cho sự thành công của luận án. Tác giả còn nhận đƣợc sự giúp đỡ, tạo
điều kiện của Ban giám đốc Trung tâm Địa chất Khoáng sản Biển, Phòng Đào tạo
sau đại học Trƣờng ĐHKHTN; sự giúp đỡ, góp ý kiến quí báu của các thầy cô trong
và ngoài Khoa Địa chất; sự giúp đỡ, góp ý xây dựng của các bạn đồng nghiệp. Nhân
đây, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đối với những sự giúp đỡ quí báu đó.



16
CHƢƠNG 1
LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1.1- LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU TRẦM TÍCH ĐỆ TỨ KHU VỰC BTB
1.1.1- Các công trình nghiên cứu địa chất Đệ tứ đồng bằng ven biển BTB:
Trƣớc năm 1975, nghiên cứu địa chất Đệ tứ đƣợc tiến hành bởi các nhà địa
chất ngƣời Pháp: E.Patte (1924), A.LaCroix (1932), E.Saurin (1935, 1937),
J.Fromaget và E.Saurin (1936), J.Fromaget (1938). Trong các văn liệu này, việc
nghiên cứu trầm tích Đệ tứ mới chỉ nêu lên những nét chung nhất là phân biệt 2 loại
aluvi cổ và trẻ, đƣợc thể hiện trên bản đồ địa chất Đông Dƣơng tỷ lệ 1/500.000. Các
nghiên cứu chi tiết về thành phần vật chất, nguồn gốc trầm tích, cổ sinh và cột địa
tầng trầm tích Đệ tứ còn rất ít. Có một số công trình đề cập đến thềm biển, tectit và
ý nghĩa của chúng trong địa tầng Đệ tứ ở Việt Nam (A.LaCroix, 1932, 1934;
E.Saurin, 1935). Bazan Đệ tứ Việt Nam đã đƣợc nghiên cứu và chia thành 2 nhóm:

bazan nghèo olivin () và bazan giàu olivin (). Bazan Vĩnh Linh đƣợc xếp vào loại
 và có tuổi N
2
- Q dựa vào những đặc điểm địa mạo cũng nhƣ quan hệ địa tầng của
chúng với các trầm tích Neogen - Đệ tứ (E.Patte, 1924; A.LaCroix, 1933).
Sau năm 1975, kết quả nghiên cứu về địa chất Đệ tứ đƣợc thể hiện qua các
công trình đo vẽ bản đồ địa chất ở các tỷ lệ 1/500.000; 1/200.000; 1/50.000 của các
tác giả: Trần Đức Lƣơng; Nguyễn Xuân Bao (1988); Lê Duy Bách, Đặng Trần
Quân (1987); Trần Tính (1978); Nguyễn Quang Trung (1988); Hồ Duy Thanh
(1983); Phạm Đình Trƣởng (1996); Phạm Huy Thông (1997); Vũ Mạnh Điển
(1994) , các công trình nghiên cứu chuyên đề về địa chất Đệ tứ của Nguyễn Đức
Tâm và Đỗ Tuyết (1995); Nguyễn Địch Dỹ (1995); về sa khoáng ven biển Việt
Nam và điều kiện thành tạo chúng của Nguyễn Kim Hoàn và nnk (1981); Nguyễn
Biểu (1985) và hàng loạt các bài báo chuyên khảo về trầm tích, cổ sinh, địa tầng
Đệ tứ vùng BTB của các tác giả: Trần Nghi, Nguyễn Địch Dỹ, Nguyễn Ngọc Các
công bố về địa mạo - trầm tích ven biển BTB của các tác giả Trần Đình Gián
(1969), Lƣu Tỳ (1982, 1983, 1985), Nguyễn Ngọc Mên (1989) đã sơ bộ chỉ ra các
đặc điểm địa hình - địa mạo - trầm tích và các đƣờng bờ biển cổ rìa tây Vịnh Bắc


17
Bộ. Ở một số đồng bằng ven biển BTB nhƣ đồng bằng Huế, địa tầng Đệ tứ đã đƣợc
chia thành 31 phân vị theo nguồn gốc và thời gian thành tạo [16]. Công trình “Bản
đồ địa chất Đệ tứ Việt Nam tỷ lệ 1/500.000” do Nguyễn Đức Tâm và Đỗ Tuyết
thành lập (1995) đã phân chia các thành tạo Đệ tứ thành 58 phân vị địa tầng thống
nhất trong phạm vi toàn quốc. Các thành tạo trầm tích biển bƣớc đầu đƣợc chú ý và
liên hệ với hoạt động biển tiến - biển lùi trong kỷ Đệ tứ [42,43]. Cũng trong thời
gian này, kết quả nghiên cứu của đề tài “Địa chất Đệ tứ và đánh giá tiềm năng
khoáng sản liên quan” mã số KT01- 07 do Nguyễn Địch Dỹ chủ biên đã đƣợc hoàn
thành (1995). Trên cơ sở phân tích - đối sánh các tƣớng trầm tích, xác lập các tổ

hợp cộng sinh tƣớng , tác giả đã phân chia các thành tạo trầm tích Đệ tứ các đồng
bằng ven biển Việt Nam thành 5 chu kì trầm tích tƣơng ứng với 5 khoảng tuổi: Q
I
,
Q
II-III
, Q
III
, Q
IV
1-2
, Q
IV
3
[15] và cho rằng trong số các đồng bằng ven biển BTB chỉ
có đồng bằng Thanh Hoá mới mang tính chất của đồng bằng châu thổ thực thụ
(châu thổ Sông Mã), còn các đồng bằng Vinh - Hà Tĩnh, Quảng Bình, Quảng Trị,
Thừa Thiên là các đồng bằng đƣợc thành tạo do sự lấp đầy các vũng vịnh, mà các
vũng vịnh này đƣợc thành tạo bởi các đê cát hình thành trong các thời kì biển tiến -
biển lùi.
Gần đây, đề tài “Vỏ phong hoá và trầm tích Đệ tứ Việt Nam tỷ lệ
1/1.000.000” do Ngô Quang Toàn chủ biên hoàn thành vào năm 1999 đã phân chia
ra 25 phân vị địa tầng Đệ tứ theo nguyên tắc tuổi và nguồn gốc [52]. Đây là công
trình đầu tiên nghiên cứu mối liên quan hữu cơ giữa vỏ phong hoá và trầm tích Đệ
tứ. Hoạt động phun trào bazan đã đƣợc phân chia thành 3 giai đoạn. Các phân vị địa
tầng về mặt nguồn gốc có liên quan với biển đều đƣợc phác họa trong mối liên quan
với các chu kì hoạt động của biển (biển tiến - biển lùi) và các chu kì băng hà. Từ đó
đã nêu ra đƣợc sự tồn tại của các đƣờng bờ cổ (trên đất liền) cũng nhƣ vai trò và ý
nghĩa của chúng trong nghiên cứu địa chất Đệ tứ và các nghiên cứu khảo cổ học.
1.1.2- Các công trình nghiên cứu trầm tích Đệ tứ đáy biển BTB:

Các kiểu trầm tích tầng mặt trong đó có các trƣờng cát aluvi cổ trên đáy biển
đã đƣợc nghiên cứu từ lâu (Shepard, 1949 ).


18
Tính phổ biến của trầm tích di tích aluvi, biểu hiện glauconit, vật liệu núi lửa
trong trầm tích tầng mặt, các tổ hợp cộng sinh khoáng vật sét đặc trƣng: ilit -
chlorit, ilit - kaolinit, smectit - ilit - chlorit đã đƣợc ghi nhận trong các công trình
của Emery K.O.; NiiNo H. (1961, 1963).
Năm 1959 - 1962, Đoàn khảo sát liên hiệp Việt - Trung đã thực hiện nhiều
chuyến khảo sát đo đạc lấy mẫu trên tổng số 75 trạm ở Vịnh Bắc Bộ, trong đó có 42
trạm nằm trong đới biển nông BTB. Báo cáo địa chất và bản đồ trầm tích tầng mặt
kèm theo đã khoanh định đƣợc các trƣờng trầm tích , cát di tích, các trƣờng bột -
sét, các trƣờng khoáng vật nặng . Đặc biệt là đã gặp sét loang lổ ở nhiều khu vực
khác nhau trên Vịnh Bắc Bộ, trong đó có cả ở khu vực bãi cạn Cẩm Nhƣợng (Hà
Tĩnh) ở độ sâu trên 20m nƣớc mà hiện nay đã xác định đƣợc đó là trầm tích sét bột -
bột sét có tuổi Pleistocen muộn, phần muộn bị phong hoá.
Các tài liệu về địa chất thềm lục địa và Biển Đông (Việt Nam) đã đƣợc tổng
hợp trong Atlas quốc gia (Nguyễn Giao và n.n.k, 1985) và một số công trình nghiên
cứu khác (Nguyễn Biểu, 1988).
Thực hiện đề án “Điều tra địa chất và khoáng sản rắn biển nông ven bờ Việt
Nam (độ sâu 0 - 30m

nƣớc) tỷ lệ 1/500.000” (Nguyễn Biểu, 1991-2000), trong các
năm 1993, 1994 đới biển nông ven bờ BTB đƣợc khảo sát đo đạc và lấy mẫu một
cách hệ thống. Mạng lƣới khảo sát ô vuông 5km x 5km cho đới nƣớc sâu 10 - 30m
(tuyến cách tuyến 5km, điểm cách điểm 5km) và 2,5km x 1km cho đới nƣớc nông
0 - 10m (tuyến cách tuyến 2,5km, điểm cách điểm 1km). Với tất cả trên 100 tuyến
đo địa chấn nông độ phân dải cao, 12 lỗ khoan máy bãi triều, trên 1.500 trạm đo đạc
khảo sát lấy mẫu với hàng nghìn mẫu các loại. Hơn 10 loại bản đồ chuyên đề cùng

tỷ lệ 1/500.000 đƣợc thành lập nhƣ: địa chất, trầm tích, địa mạo, địa hoá, khoáng
sản, trọng sa Việc phân chia địa tầng Đệ tứ đƣợc thực hiện trên cơ sở nghiên cứu
thạch địa tầng, cổ sinh địa tầng, địa chấn địa tầng có đối sánh với tài liệu khoan sâu
bãi triều và đới duyên hải. Kết quả phân chia địa tầng đã tách đƣợc phân vị (theo
tuổi) Pleistocen giữa - Pleistocen muộn, phần sớm (Q
II-III
1
) thành các phân vị riêng
biệt: Pleistocen giữa, phần sớm; Pleistocen giữa, phần muộn và Pleistocen muộn,


19
phần sớm (Q
II
1
,

Q
II
2
và Q
III
1
). Trầm tích tầng mặt đã đƣợc phân loại theo biểu đồ
tam giác của Cục địa chất Hoàng gia Anh, biểu đồ gồm 15 kiểu. Đây là bản đồ trầm
tích tầng mặt đầu tiên đƣợc thành lập cho vùng nghiên cứu, đáp ứng đƣợc yêu cầu
điều tra cơ bản, phù hợp với mục tiêu phục vụ sản xuất. Tuy vậy, các vấn đề về điều
kiện thành tạo, nguồn gốc trầm tích, cũng nhƣ lịch sử phát triển trầm tích Đệ tứ
chƣa đƣợc nghiên cứu chi tiết và tổng thể cho toàn vùng biển nông BTB.
Năm 1996, tàu Bogorov-38 khảo sát 25 trạm trên Vịnh Bắc Bộ, trong đó có 8

trạm thuộc đới biển nông BTB. Năm 1999, tàu MV- Seafdec khảo sát lấy mẫu 10
trạm trên Vịnh Bắc Bộ trong đó có 4 trạm thuộc đới biển nông BTB. Ngoài ra còn
có các luận án tiến sĩ về địa mạo đáy biển (Vũ Văn Phái, 1996) [38], địa mạo ven
biển (Đặng văn Bào, 1996; Nguyễn Thế Tiệp, 1993) [5, 49] và nhiều bài báo khoa
học của các tác giả: Chu Hồi, Trịnh Phùng, Trịnh Thế Hiếu, Nguyễn Văn Tạc, Lƣu
Tỳ, Nguyễn Thế Tiệp viết về địa chất, địa mạo, trầm tích thềm lục địa phía bắc có
liên quan tới diện tích đới biển nông BTB.
Tóm lại, các vấn đề về trầm tích luận cũng nhƣ quá trình tiến hoá trầm tích Đệ
tứ biển nông vùng BTB hầu nhƣ chƣa đƣợc nghiên cứu chi tiết.
Trong khu vực, các nhà địa chất Châu Á đã nghiên cứu và phân chia địa tầng
Đệ tứ, các thềm biển liên quan tới các thời kì biển tiến (Bảng 1.1). Dựa trên các kết
quả nghiên cứu tổng hợp về địa chấn - địa chất, các nghiên cứu sâu và định lƣợng
về thành phần vật chất, tuổi tuyệt đối cho thấy: biển Nam Trung Quốc (phía đông
đảo Hải Nam) có 7 lần biển tiến (Xue.W và nnk, 1996) Đây là những tài liệu cần
thiết để đối sánh với trầm tích thềm lục địa Việt Nam nói chung và vùng biển BTB
nói riêng.
1.2- PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1.2.1- Phƣơng pháp luận:
Phân loại đá trầm tích là một trong những vấn đề quan trọng hàng đầu khi
nghiên cứu đá trầm tích. Trên thế giới có nhiều cách phân loại đá trầm tích khác
nhau. Luận án sử dụng cách phân loại đá trầm tích của Svetxôp M.S., 1958 - 1972;
cách phân loại nhóm đá trầm tích vụn theo Debeney, 1979 (Bảng 1.2).


20
Quá trình phát sinh và phát triển đá trầm tích đƣợc chia làm bốn giai đoạn
(Strakhop, 1961): giai đoạn sinh thành trầm tích; giai đoạn thành đá; giai đoạn hậu
sinh (giai đoạn đá bắt đầu bị biến đổi khi bị nhấn chìm xuống sâu); giai đoạn biến
sinh (giai đoạn đá bị biến đổi mạnh mẽ, có nhiều đặc tính của đá biến chất nhƣng
vẫn còn nhiều dấu vết cơ bản sót lại của đá trầm tích).

Hai giai đoạn đầu gọi là thời kì sinh đá, còn hai giai đoạn sau là thời kì biểu
sinh. Trầm tích Đệ tứ vùng biển BTB đang phát triển ở hai giai đoạn đầu.
- Giai đoạn sinh thành trầm tích: bao gồm quá trình phong hoá tạo vật liệu, di
chuyển - phân dị và lắng đọng vật liệu trầm tích. Quá trình phát sinh vật liệu trầm
tích BTB đƣợc xảy ra trong điều kiện khí hậu nhiệt đới ẩm. Các đá gốc phân bố ở
BTB có thành phần chủ yếu là các khoáng vật: thạch anh, felspat, mica, olivin,
pyroxen, nhóm carbonat, các khoáng vật phụ Do ảnh hƣởng của các tác nhân
phong hoá (nhiệt độ, áp suất, nƣớc, sinh vật ), các đá gốc bị biến đổi, tạo thành các
vật liệu trầm tích vụn cơ học, sét, các dung dịch thật và dung dịch keo. Các khoáng
vật bền vững (thạch anh, một số khoáng vật phụ ) trong quá trình phong hoá sẽ tạo
thành vật liệu trầm tích vụn cơ học, các khoáng vật kém bền vững hơn sẽ biến đổi
tạo thành các vật liệu trầm tích khác nhau. Đới biển nông BTB là nơi tiếp nhận các
sản phẩm phong hoá đá gốc trong khu vực.
Quá trình di chuyển - phân dị - lắng đọng trầm tích phụ thuộc vào nhiều yếu
tố, trong đó phải kể đến chế độ động lực môi trƣờng, đặc điểm hoá lí môi trƣờng và
thành phần vật liệu trầm tích. Chế độ động lực môi trƣờng có mối quan hệ mật thiết
với dao động mực nƣớc biển và chuyển động tân kiến tạo, cùng với yếu tố đá gốc
đã qui định thành phần trầm tích. Có thể biểu diễn mối quan hệ trên bằng sơ đồ sau:
Sơ đồ mối liên quan giữa thành phần trầm tích với các yếu tố nội sinh (tân
kiến tạo, đá gốc) và ngoại sinh (khí hậu, dao động mực nƣớc biển, động lực môi
trƣờng):



Dao động mực nƣớc biển
Tân kiến tạo
Động lực môi trƣờng
Đá gốc
Khí hậu

21






- Giai đoạn thành đá: là giai đoạn biến đổi vật liệu trầm tích thành đá trầm
tích. Đây là quá trình biến đổi một hệ thống nhiều thành phần (rắn, lỏng, khí) không
cân bằng thành một hệ thống cân bằng trong điều kiện nhiệt động mới. Bản chất của
giai đoạn thành đá là các quá trình vật lí, hoá học và sinh học, nhƣ: sự gắn kết, nén
chặt, giảm nƣớc ngƣng keo, thành tạo khoáng vật mới và tái phân bố trầm tích. Giai
đoạn thành đá có thể chia thành hai thời kì: thành đá sớm và thành đá muộn.
Thời kì thành đá sớm: lúc này môi trƣờng oxy hoá là chủ yếu, trầm tích còn
đang ở trạng thái bở rời hoặc gắn kết yếu. Thời kì này xảy ra tƣơng tác giữa dung
dịch bùn với các hạt vụn để thành tạo các khoáng vật tại sinh có nguồn gốc dung
dịch keo và dung dịch thật. Nếu trong môi trƣờng có độ pH > 8 - 9, thạch anh và
felspat có thể bị gặm mòn - hoà tan, mica bị thuỷ phân thành hydromica, giải phóng
kation và keo SiO
2
.nH
2
O vào dung dịch; các khoáng vật calcit, dolomit, manhezit
đƣợc kết tủa trong môi trƣờng oxy hoá, siderit đƣợc kết tủa đặc trƣng cho môi
trƣờng khử. Các khoáng vật chứa Fe, Mg nhƣ pyroxen, amphibol, biotit trong môi
trƣờng trung tính - oxy hoá yếu và pH > 7 (môi trƣờng biển nông) sẽ bị thuỷ phân
biến thành glauconit; nếu môi trƣờng lục địa (pH < 7) thì sẽ xảy ra quá trình ăn mòn
khoáng vật các nhóm carbonat, phosphat, felspat và mica, biến thành kaolinit.
Thời kì thành đá muộn: môi trƣờng khử là chủ yếu, xuất hiện quá trình tái

phân bố thành phần vật chất hoà tan ở nơi này để kết tủa ở nơi kia. Quá trình thành
tạo khoáng vật mới tăng lên, các vật chất hữu cơ trong trầm tích bị phân huỷ trong
môi trƣờng khử, giải phóng các khí H
2
S, CO
2
, nhờ đó xuất hiện các khoáng vật
pyrit, siderit. Nếu môi trƣờng trầm tích ban đầu nghèo vật chất hữu cơ hoặc độ kiềm
tăng cao (pH > 8,5) thì có thể thành tạo các khoáng vật calcit, dolomit.


22
Ranh giới giữa hai thời kì thƣờng không rõ ràng và rất khó phân định, nhƣng
kết quả nghiên cứu cho thấy trầm tích Đệ tứ biển nông ven bờ BTB đang trong thời
kì thành đá sớm.
Nghiên cứu trầm tích không thể không chú ý tới tính nhịp, tính chu kì. Tính
nhịp tồn tại trong các thực thể trầm tích là khách quan, nó phản ánh đặc điểm địa
chất môi trƣờng thành tạo, hoàn cảnh địa lí tự nhiên, nhờ đó có thể khôi phục đƣợc
lịch sử phát triển địa chất khu vực sinh ra nó. Phân tích chu kì trong nghiên cứu
trầm tích nói chung hiện nay đang còn là vấn đề tranh luận trên thế giới cũng nhƣ ở
Việt Nam. Ivanov G.A. (1967) [71]; Moor R.C. và Crowell I.C. (1978) đã lấy tập
trầm tích biển tiến là bắt đầu cho một chu kì, tiếp theo là tập trầm tích biển lùi và bề
mặt bào mòn - gián đoạn trầm tích là kết thúc cho một chu kì trầm tích biển. Điều
này có ý nghĩa đối với việc phân chia địa tầng trong nghiên cứu địa chất nói chung
và địa chất Đệ tứ nói riêng, đã đƣợc nghiên cứu sinh sử dụng trong luận án này.
Phƣơng pháp địa chấn địa tầng đã đƣợc sử dụng rộng rãi trên thế giới cũng
nhƣ các nƣớc trong khu vực (Evans, 1995). Theo cách chia của phƣơng pháp này,
một tầng (unit) trầm tích bao gồm hai tập (sequence). Tập trầm tích biển tiến nằm ở
dƣới, có kiểu sóng phản xạ đặc trƣng là kề áp đáy. Tập trầm tích biển lùi nằm ở trên
có sóng phản xạ đặc trƣng là kề áp mái. Ranh giới giữa hai tập là lớp sét biển tiến

cực đại có sóng phản xạ đặc trƣng là các trục đồng pha song song có tính ổn định
cao. Ranh giới giữa các tầng phản xạ hay các chu kì trầm tích là bề mặt bất chỉnh
hợp hay bề mặt gián đoạn trầm tích. Đối với trầm tích Đệ tứ vùng biển BTB, ranh
giới giữa các tầng là bề mặt gián đoạn trầm tích, thƣờng đƣợc đánh dấu bằng bề mặt
laterit hoá có sóng phản xạ địa chấn mạnh, tạo mặt phản xạ (phân cách) rõ ràng trên
băng địa chấn.
Các nhà địa chất Liên Xô (cũ), Nhật Bản, Trung Quốc, Thái Lan, Malaysia,
Indonesia, Philipin đã xác lập các thời kì biển tiến, biển lùi và phân chia địa tầng
Đệ tứ trong mối liên quan với dao động mực nƣớc biển, có sự so sánh với các thời
kì băng hà toàn cầu. Trầm tích Đệ tứ thềm lục địa Việt Nam nói chung và biển nông
ven bờ BTB nói riêng là các thành tạo có tính chu kì và chịu sự chi phối bởi hàng


23
loạt yếu tố nhƣ: khí hậu, sự dao động mực nƣớc biển, hoạt động tân kiến tạo Dao
động của mực nƣớc biển là nguyên nhân chủ yếu chi phối bức tranh phân bố, phân
dị trầm tích và tƣớng trầm tích. Thông thƣờng theo thời gian biển tiến dần vào đất
liền thì trầm tích có độ hạt giảm dần từ hạt thô đến hạt mịn, môi trƣờng trầm tích
chuyển dần từ lục địa sang biển. Nếu biển lùi dần về phía đại dƣơng thì trầm tích có
độ hạt tăng dần từ mịn sang thô, môi trƣờng trầm tích chuyển dần từ biển sang lục
địa, trầm tích trên mặt đƣợc phơi ra và bị phong hoá laterit do khí hậu nhiệt đới gió
mùa. Trong trƣờng hợp mực nƣớc biển ổn định trong thời gian dài (không tiến,
không lùi), nhờ có năng lƣợng của sóng và dòng chảy ven bờ, trầm tích có mức độ
phân dị cao nên có độ mài tròn - chọn lọc tốt, xuất hiện nhiều tích tụ khoáng vật
nặng. Một tổ hợp cộng sinh tƣớng trầm tích đặc trƣng đƣợc hình thành là cuội sạn
sỏi cát bãi triều + các đê cát, cồn cát ven bờ biển + bột sét lagoon - vũng vịnh.
Xuất phát từ những nhận thức trên và tình hình thực tiễn trong công tác nghiên
cứu địa chất Đệ tứ ở Việt Nam, các phƣơng pháp nghiên cứu đƣợc áp dụng trong
luận án nhƣ sau:
1.2.2- Các phƣơng pháp nghiên cứu:

1.2.2.1- Phương pháp nghiên cứu thực địa:
* Khảo sát địa chất:
Nội dung nghiên cứu trầm tích ở các điểm khảo sát thực địa bao gồm:
- Định vị các trạm khảo sát bằng máy định vị vệ tinh có độ chính xác  50m
trên biển.
- Khảo sát và lấy mẫu phân tích các loại: thành phần hoá học, thạch học (độ
hạt), khoáng vật, Eh, pH, carbonat, các chỉ tiêu môi trƣờng trầm tích.
- Mô tả đầy đủ các yếu tố sau: tên trầm tích, màu sắc, cấu tạo trầm tích, độ mài
tròn - chọn lọc, tính phân nhịp - phân lớp; thành phần thạch học: hàm lƣợng (%)
cuội sạn, hàm lƣợng (%) cát, hàm lƣợng (%) bột sét, hàm lƣợng(%) vụn vỏ sinh vật
(bao gồm cả vụn vỏ sò ốc, vụn san hô); thành phần khoáng vật: hàm lƣợng (%)
thạch anh, felspat, mica, khoáng vật nặng; vật liệu laterit tái trầm tích; ranh giới lớp
và bề dày lớp; đặc điểm động lực học môi trƣờng trầm tích


24
* Phƣơng pháp địa chấn nông độ phân dải cao:
Đây là phƣơng pháp địa vật lí ứng dụng sự phản xạ của các sóng âm khi đi qua
các thực thể địa chất để nghiên cứu đặc điểm phân bố các thành tạo địa chất theo
chiều sâu dƣới đáy biển. Phƣơng pháp này nhằm phát hiện, xác định các đá gốc, đứt
gãy, các tƣớng trầm tích, các “bẫy” sa khoáng, thành phần thạch học trầm tích, phân
chia chi tiết các tầng trầm tích Đệ tứ theo đặc điểm sóng địa chấn phản xạ phục vụ
cho nghiên cứu (phân chia) địa tầng và lịch sử phát triển địa chất Đệ tứ Đây là
phƣơng pháp mới và là chủ đạo trong nghiên cứu địa chất biển.
Theo Evans (1995) có nhiều kiểu phản xạ và ranh giới phản xạ (H 1.1). Mỗi
kiểu phản xạ đều đặc trƣng cho thành phần thạch học, nguồn gốc (tƣớng) thành tạo
và động lực môi trƣờng trầm tích.
Các phản xạ có biên độ cao có thể có nguồn gốc từ mặt phản xạ giữa đá gốc và
trầm tích Đệ tứ, các bề mặt vỏ phong hoá (laterit), các lớp giàu vôi bị biến đổi
Các mặt phản xạ song song có tính liên tục cao, đặc trƣng cho môi trƣờng tích

tụ trầm tích ở điều kiện nƣớc yên lặng của biển hoặc đầm hồ. Các mặt phản xạ có
tính liên tục ít hơn và biên độ thấp (không đậm nét) thấy trong các mặt cắt của cát.
Trầm tích giàu sạn - sỏi làm toả hƣớng sóng âm, có mặt phản xạ lộn xộn, biên độ
không đều, thiếu tính liên tục.
Mitchum W.W(1977) chia các kiểu phản xạ thành các tƣớng: tƣớng phân lớp
đơn giản, tƣớng phủ chỉnh hợp đáy, tƣớng nêm lấn, tƣớng gờ nổi, tƣớng thấu kính,
tƣớng dồn đống, tƣớng nón phóng vật, tƣớng lấp đầy kênh rạch Tƣớng gò đống
đặc trƣng cho các rạn san hô (carbonat), đỉnh núi lửa và các gò trầm tích nói chung
tạo bởi các quá trình tích tụ trầm tích do dòng chảy chiếm ƣu thế. Phần lớn các dạng
phân lớp hoặc phủ chỉnh hợp đáy cũng nhƣ các chỗ trũng địa hình đƣợc lấp đầy
thƣờng chỉ thị cho trầm tích lắng đọng trong môi trƣờng yên tĩnh.
Dựa vào phƣơng pháp này, trầm tích Đệ tứ biển nông BTB đƣợc phân chia có
cơ sở thành 6 tầng (hoặc hệ tầng) tƣơng ứng với 6 chu kì trầm tích có tuổi: Q
I
, Q
II
1
,
Q
II
2
, Q
III
1
, Q
III
2
,

Q

IV
và đƣợc giới hạn bởi 7 bề mặt phản xạ địa chấn: R
0
, R
1
, R
2
, R
3
,
R
4
, R
5
, R
6
. Trong đó: mặt phản xạ R
0
là ranh giới giữa nƣớc và đáy biển; 6 mặt phản


25
xạ (R
1
, R
2
, R
3
, R
4

, R
5
, R
6
) tƣơng ứng với 6 bề mặt phong hoá laterit. Sự duy trì các
mặt phản xạ này tuỳ thuộc vào từng kiểu mặt cắt cụ thể: ở những nơi phát triển trầm
tích hạt nhỏ tƣớng biển chiếm ƣu thế, các mặt phản xạ thể hiện khá rõ (Hình 1.3;
4.5). Còn ở vùng biển phát triển trầm tích hạt thô aluvi (cát - sạn), các mặt phản xạ
thể hiện có khi không rõ nét (Hình 4.1; 4.2; 4.6 )
+ Việc xác định đứt gãy dựa trên cơ sở:
- Có sự dịch chuyển của các trục đồng pha sóng phản xạ.
- Có đuôi tán xạ mạnh khá liên tục phát triển theo chiều sâu.
- Có trƣờng sóng với các trục đồng pha bị uốn cong, gián đoạn.
- Một số đứt gãy còn có hiện tƣợng sụt bậc của các mặt phản xạ và địa hình
đáy biển.
+ Việc xác định cấu tạo trầm tích, tƣớng trầm tích và chu kì trầm tích:
Các cấu tạo đƣợc xác định qua các đặc trƣng trƣờng sóng: nêm lấn, gá đáy,
xiên chéo, xicma, cắt xén bào mòn xuất hiện có qui luật trên diện rộng (Hình 1.1).
Dựa theo các kiểu phản xạ, tƣớng địa chấn phản xạ và các kiểu ranh giới có
thể thiết lập đƣợc các chu kì trầm tích biển. Trong một chu kì, phần đầu là tập tƣớng
trầm tích biển tiến với các ranh giới phản xạ kề áp sƣờn và trầm tích thƣờng là sạn
cát cơ sở hay bùn sét lấp đầy các hố đào khoét là chủ yếu; sau đó là tập tƣớng trầm
tích biển lùi với kiểu phản xạ xicma và nhiều loại hình khác nhƣ ranh giới phản xạ
gá đáy, chống mái, với bề mặt phía trên lồi lõm. Mỗi một phần nửa của chu kì là
một tập, ranh giới chuyển tiếp giữa chúng là liên tục và đặc trƣng bởi các lớp sét.
Xác lập chiều dày các tầng địa chấn có thể dựa theo thời gian 2t của sóng âm
qua tầng trầm tích hoặc là chuyển đổi thành chiều dày các tập, tầng trầm tích Đối
với trầm tích Đệ tứ thềm lục địa Việt Nam, tốc độ sóng âm dao động từ 1.600m/s
đối với tầng sét và 1.750m/s đối với tầng giàu cát. Luận án đã sử dụng kết quả luận
giải 3.000km tuyến địa chấn nông độ phân dải cao.

1.2.2.2- Các phương pháp nghiên cứu trong phòng:
* Nhóm các phƣơng pháp nghiên cứu thành phần vật chất:
+ Phương pháp nghiên cứu độ hạt:


26
Đối với trầm tích vụn thô, mẫu đƣợc sấy khô để rây các cấp hạt. Trầm tích sét
bột đƣợc khuấy đều trong nƣớc, dùng phƣơng pháp pipet để phân tích. Bộ rây
thƣờng dùng để phân cấp độ hạt là
10
10
. Từ kết quả phân tích độ hạt tính ra các
tham số độ hạt:
- Md: là kích thƣớc hạt trung bình, đƣợc tính trên biểu đồ đƣờng cong tích luỹ
tại giá trị độ hạt ở hàm lƣợng tích luỹ 50%. Giá trị Md phản ánh quãng đƣờng di
chuyển vật liệu, năng lƣợng sóng và tốc độ dòng chảy, khoảng cách so với nguồn
cung cấp. Mối tƣơng quan này mang tính chất tỷ lệ thuận: Md càng lớn thì động lực
môi trƣờng càng lớn và vật liệu trầm tích càng gần đá gốc; ngƣợc lại Md càng nhỏ
thì động lực môi trƣờng càng yếu (càng yên tĩnh) và vật liệu trầm tích có thể càng
xa nguồn cung cấp.
- So: là hệ số chọn lọc (hay độ chọn lọc), phản ánh năng lƣợng thuỷ động lực
(chủ yếu là sóng và dòng chảy), tính đồng nhất và tính ổn định của môi trƣờng thuỷ
động lực tạo nên các thực thể trầm tích. Nếu So = 1 - 1,58: trầm tích có độ chọn lọc
tốt, chứng tỏ môi trƣờng có cƣờng độ thuỷ động lực mạnh và khá đồng nhất trong
suốt quá trình thành tạo trầm tích (rìa trong của đới sóng phá huỷ - giáp với đƣờng
bờ). Nếu So = 1,59 - 2,12: trầm tích có độ chọn lọc trung bình, chứng tỏ môi trƣờng
thuỷ động lực khá mạnh nhƣng tính ổn định kém hơn (rìa ngoài đới sóng phá huỷ
giáp với đới sóng biến dạng). Nếu So > 2,12: trầm tích có độ chọn lọc yếu - kém,
chứng tỏ môi trƣờng bị xáo trộn (khi mạnh, khi yên tĩnh) tƣơng ứng với trầm tích
đới sóng biến dạng, trầm tích lòng sông, dòng chảy ven biển hoặc trong các đầm

phá.
- Sk: là hệ số đối xứng, đặc trƣng cho tính đối xứng của đƣờng cong phân bố.
Nếu Sk > 1 thì trầm tích có hạt lớn chiếm ƣu thế; Sk < 1 thì hạt nhỏ chiếm ƣu thế.
Theo Ward, Folk và Inman thì Sk thay đổi từ +1 đến –1. Nếu Sk = 0 đƣờng cong
phân bố đối xứng; Sk > 0 đƣờng cong lệch về phía hạt nhỏ (cát sông, gió); Sk < 0
đƣờng cong lệch về phía hạt lớn (cát biển, bãi biển).



27
- Ek: là hệ số độ nhọn, đặc trƣng cho mức độ lựa chọn của mẫu tại trung tâm
phân bố so với phần rìa. Ek càng lớn thì độ lựa chọn tại trung tâm càng tốt hơn phần
rìa. Nếu phân bố chuẩn thì Ek = 1.
- C: là kích thƣớc hạt lớn nhất tại 1% của đƣờng cong tích luỹ.
Hiện nay có nhiều cách phân loại trầm tích vụn cơ học, mỗi cách đều có tính
ƣu việt riêng. Để làm rõ đặc điểm thuỷ - thạch động lực môi trƣờng trầm tích cũng
nhƣ đặc điểm phân dị và chọn lọc trầm tích trong không gian , trong luận án đã sử
dụng cách phân loại trầm tích vụn cơ học theo Debeney (Pháp) (Bảng 1.2).
Luận án đã sử dụng kết quả phân tích 3.400 mẫu độ hạt để vẽ bản đồ trầm tích
tầng mặt; tính toán các tham số để luận giải về nguồn gốc trầm tích, điều kiện và
đặc điểm môi trƣờng thành tạo trầm tích, đặc điểm thuỷ - thạch động lực, tƣớng đá -
cổ địa lí
+ Phương pháp nghiên cứu thành phần khoáng vật và vỏ vi sinh vật:
Mẫu trầm tích bở rời đƣợc gắn kết nhân tạo và gia công thành lát mỏng thạch
học nghiên cứu dƣới kính hiển vi phân cực. Mục đích là xác định thành phần
khoáng vật tha sinh và tại sinh; xác định tên trầm tích, đặc điểm kiến trúc, độ mài
tròn - chọn lọc, độ cầu của hạt vụn tha sinh, các di tích hữu cơ và xác định một số
đặc điểm tiêu hình của khoáng vật Độ mài tròn Ro phản ánh thời gian di chuyển,
quãng đƣờng di chuyển, năng lƣợng sóng - dòng chảy và phần nào phản ánh khoảng
cách so với nguồn cung cấp (đá gốc). Nếu Ro = 0,75 - 1: trầm tích có độ mài tròn

tốt, chứng tỏ đƣợc thành tạo ở đới sóng tác động mạnh (đới sóng phá huỷ), thời gian
lƣu lại ở môi trƣờng động năng lớn này khá lâu (thƣờng là các khoáng vật có tỉ
trọng khá). Nếu Ro = 0,3 - 0,75: trầm tích có độ mài tròn trung bình - khá phản ánh
môi trƣờng thành tạo có động lực thay đổi đặc trƣng cho đới ven bờ (đới sóng biến
dạng). Nếu Ro < 0,3: trầm tích có độ mài tròn kém phản ánh môi trƣờng khá yên
tĩnh, hoặc gần miền xâm thực (gần với đá gốc). Thực tế tại một điểm lấy mẫu ở đáy
biển, trong trƣờng trầm tích cát sạn thấy xuất hiện nhiều giá trị Ro khác nhau, các
hạt trầm tích có độ mài tròn rất khác nhau. Điều đó chứng tỏ nguồn cung cấp vật
liệu trầm tích rất phức tạp.