Đặc điểm địa chất Đệ tứ và tài nguyên nước dưới đất khu vực đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

HOÀNG NGÔ TỰ DO

ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT ĐỆ TỨ VÀ TÀI NGUYÊN
NƯỚC DƯỚI ĐẤT KHU VỰC ĐỒNG BẰNG
VEN BIỂN TỈNH QUẢNG NAM

LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT

Hà Nội - 2016


- ii -

MỤC LỤC
Trang
1. Tính cấp thiết của luận án ....................................................................................... 1
2. Mục tiêu của luận án ............................................................................................... 2
3. Nhiệm vụ của luận án ............................................................................................. 2
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án ....................................................... 2
5. Nội dung nghiên cứu .............................................................................................. 2
6. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................................ 3
7. Luận điểm bảo vệ ................................................................................................... 3
8. Những điểm mới của luận án ................................................................................. 4
9. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án ............................................................. 4
10. Cơ sở tài liệu của luận án ..................................................................................... 4
11. Cấu trúc luận án .................................................................................................... 5
12. Lời cảm ơn ............................................................................................................ 6
CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
ĐỊA CHẤT ĐỆ TỨ VÀ ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC DƯỚI ĐẤT VÙNG
ĐỒNG BẰNG VEN BIỂN TỈNH QUẢNG NAM
1.1. Tổng quan về khu vực nghiên cứu ................................................................... 7
1.1.1. Vị trí địa lý, phạm vi hành chính ...................................................................... 7
1.1.2. Đặc điểm địa hình đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Nam và vùng phụ cận ..... 8
1.2. Lịch sử nghiên cứu địa chất Đệ tứ và đánh giá tài nguyên nước dưới đất
vùng đồng bằng ven biển miền Trung Việt Nam và đồng bằng Quảng Nam ..... 8
1.2.1. Lịch sử nghiên cứu địa chất Đệ tứ vùng đồng bằng ven biển miền Trung Việt
Nam và đồng bằng Quảng Nam ................................................................................. 8
1.2.2. Lịch sử nghiên cứu và đánh giá tài nguyên nước dưới đất vùng đồng bằng ven
biển miền Trung Việt Nam và đồng bằng Quảng Nam ............................................ 10
1.3. Các phương pháp nghiên cứu địa chất Đệ tứ và đánh giá tài nguyên nước
vùng đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Nam .......................................................... 12
1.3.1. Phương pháp luận nghiên cứu ........................................................................ 12
1.3.2. Hệ phương pháp nghiên cứu địa chất Đệ tứ ................................................... 13
1.3.3. Hệ phương pháp nghiên cứu ĐCTV vùng ĐBVB tỉnh Quảng Nam .............. 18


- iii -

CHƯƠNG 2
ĐẶC ĐIỂM TRẦM TÍCH ĐỆ TỨ KHU VỰC ĐỒNG BẰNG
VEN BIỂN TỈNH QUẢNG NAM
2.1. Những vấn đề chung về địa tầng trầm tích Đệ tứ ĐBVB tỉnh Quảng Nam22
2.1.1. Thang địa tầng trầm tích Đệ tứ ....................................................................... 22
2.1.2. Ranh giới Pleistocen - Holocen khu vực đồng bằng tỉnh Quảng Nam .......... 22
2.2. Các thành tạo trước Đệ tứ khu vực đồng bằng tỉnh Quảng Nam............... 26
2.3. Địa tầng và đặc điểm trầm tích Đệ tứ ĐBVB tỉnh Quảng Nam .................. 26
2.3.1. Thống Pleistocen (Q1) .................................................................................... 32

2.3.2. Thống Holocen (Q2) ....................................................................................... 46
2.3.3. Trầm tích Đệ tứ không phân chia ................................................................... 61
2.4. Xu thế biến đổi một số đặc tính của trầm tích Đệ tứ tại đồng bằng ven biển
tỉnh Quảng Nam ..................................................................................................... 62
CHƯƠNG 3
CÁC HOẠT ĐỘNG KIẾN TẠO VÀ SỰ THAY ĐỔI MỰC NƯỚC BIỂN
TRONG ĐỆ TỨ TẠI KHU VỰC ĐỒNG BẰNG
VEN BIỂN TỈNH QUẢNG NAM
3.1. Đặc điểm kiến tạo Đệ tứ đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Nam .................. 67
3.1.1. Các yếu tố cấu trúc kiến tạo trước Đệ tứ ........................................................ 67
3.1.2. Các yếu tố kiến trúc Đệ tứ tại đồng bằng Quảng Nam ................................... 68
3.1.3. Hệ thống đứt gãy vùng đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Nam ...................... 73
3.1.4. Đặc điểm địa mạo và tính phân bậc địa hình tại ĐBVB tỉnh Quảng Nam..... 77
3.1.5. Các tác động của hoạt động kiến tạo hiện đại làm biến đổi địa hình khu vực
đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Nam ....................................................................... 87
3.2. Tính toán tốc độ dịch chuyển (hạ thấp) kiến tạo Đệ tứ – kiến tạo hiện đại tại
khu vực đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Nam .................................................... 92
3.3. Sự dao động mực nước biển trong Đệ tứ ở khu vực đồng bằng ven biển tỉnh
Quảng Nam ............................................................................................................. 95
CHƯƠNG 4
VAI TRÒ CỦA ĐỊA CHẤT ĐỆ TỨ ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC DƯỚI ĐẤT
ĐỒNG BẰNG VEN BIỂN TỈNH QUẢNG NAM
4.1. Tổng quát về các TCN trầm tích Đệ tứ tại ĐBVB tỉnh Quảng Nam ........ 102
4.2. Đặc điểm chứa nước của các tầng chứa nước trầm tích Đệ tứ ................. 103
4.2.1. Đặc điểm chứa nước của tầng chứa nước Holocen (qh) .............................. 103
4.2.2. Đặc điểm chứa nước của tầng chứa nước Pleistocen (qp) ........................... 104


- iv -

4.3. Vai trò của các đứt gãy kiến tạo hiện đại đến khả năng chứa nước của trầm
tích Đệ tứ ............................................................................................................... 108
4.3.1. Vai trò của các đứt gãy kiến tạo hiện đại đến khả năng chứa nước của tầng chứa
nước Holocen .......................................................................................................... 114
4.3.2. Vai trò của các đứt gãy kiến tạo hiện đại đến khả năng chứa nước của tầng chứa
nước Pleistocen ....................................................................................................... 114
4.4. Vai trò của các đứt gãy KTHĐ đến mực NDĐ khu vực nghiên cứu ........ 117
4.5. Vai trò của đặc điểm độ hạt trầm tích Đệ tứ đến tính thấm nước............ 120
4.6. Ảnh hưởng của trầm tích Đệ tứ và các yếu tố tự nhiên khác đến thành phần
hóa học của nước dưới đất ................................................................................... 124
4.6.1. Xu thế biến đổi của thành phần hóa học nước dưới đất ............................... 124
4.6.2. Xác định nguồn gốc cơ bản của NDĐ bằng các tỷ số hóa học .................... 127
4.6.3. Xác định nguồn gốc và xu thế biến đổi cơ bản của NDĐ bằng các biểu đồ Piper,
Gibbs, Marcado ...................................................................................................... 127
4.6.4. Đặc điểm thủy địa hóa nước dưới đất khu vực đồng bằng ven biển tỉnh Quảng
Nam và mối quan hệ với trầm tích Đệ tứ ............................................................... 140
CHƯƠNG 5
TÀI NGUYÊN NƯỚC DƯỚI ĐẤT TRONG TRẦM TÍCH ĐỆ TỨ ĐỒNG BẰNG
VEN BIỂN TỈNH QUẢNG NAM
5.1. Đánh giá lượng tích chứa tự nhiên (trữ lượng tĩnh) của tầng chứa nước lỗ
hổng trong các thành tạo trầm tích Đệ tứ vùng ĐBVB tỉnh Quảng Nam ....... 146
5.2. Đánh giá lượng bổ cập (của tầng chứa nước lỗ hổng trong các thành tạo
trầm tích Đệ tứ vùng ĐBVB tỉnh Quảng Nam................................................... 147
5.2.1. Xây dựng lưới mô hình................................................................................. 147
5.2.2. Các điều kiện biên ........................................................................................ 152
5.2.3. Các dữ liệu đầu vào của mô hình ................................................................. 154
5.2.4. Chạy và chỉnh lý mô hình bằng phương pháp giải bài toán ngược ổn định . 155
5.2.5. Đánh giá các nguồn hình thành trữ lượng bổ cập nước dưới đất ở đồng bằng
ven biển tỉnh Quảng Nam ....................................................................................... 158
5.3. Đánh giá tài nguyên dự báo nước dưới đất ĐBVB tỉnh Quảng Nam ....... 159

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................ 160
DANH MỤC CÁC BÀI BÁO, CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ............................... 162
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 164
DANH MỤC CÁC PHỤ LỤC ............................................................................... 170


-v-

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT
Chữ viết tắt

Nội dung

BĐKH

Biến đổi khí hậu

ĐBVB

Đồng bằng ven biển

ĐCTV

Địa chất thủy văn

ĐB-TN

Đông Bắc – Tây Nam

KTĐT-KTHĐ

Kiến tạo Đệ tứ – kiến tạo hiện đại

LATS

Luận án tiến sỹ

NCS

Nghiên cứu sinh

NDĐ

Nước dưới đất

qh

Tầng chứa nước lỗ rỗng trong các thành tạo trầm tích Holocen

qp

TCN lỗ rỗng trong các thành tạo trầm tích Pleistocen

TB-ĐN

Tây Bắc – Đông Nam

TPHH

Thành phần hóa học

TCN
TNDBNDĐ
TLKTTN

Tầng chứa nước
Tài nguyên dự báo nước dưới đất
Trữ lượng khai thác tiềm năng


- vi -

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Trang
Bảng 1.1. Thang phân cấp độ hạt của Wentworth, được sử dụng bởi Hiệp hội các nhà
trầm tích quốc tế (International Association of Sedimentologists-IAS) ................... 15
Bảng 2.1. Bảng tổng hợp về nguồn gốc và hệ tầng trầm tích Đệ tứ tại đồng bằng ven
biển tỉnh Quảng Nam ................................................................................................ 23
Bảng 2.2. Thang địa tầng trầm tích Đệ tứ tại khu vực đồng bằng............................ 26
Bảng 3.1. Tính toán tốc độ hạ thấp của đứt gãy F2-01 tại các thời điểm khác nhau 92
Bảng 3.2. Tính toán tốc độ hạ thấp của đứt gãy F2-04 tại các thời điểm khác nhau 94
Bảng 3.3. Tính toán tốc độ hạ thấp tổng hợp (F2-01 và F2-04) tại đồng bằng ven biển
tỉnh Quảng Nam tại các thời điểm khác nhau. ......................................................... 94
Bảng 3.4. Bảng tính toán tốc độ thay đổi mực nước biển tại đồng bằng ven biển tỉnh
Quảng Nam, có hiệu chỉnh theo chuyển động KTĐT-KTHĐ ................................. 98
Bảng 4.1. Kết quả thí nghiệm các lỗ khoan nghiên cứu tầng chứa nước lỗ hổng trong
các thành tạo trầm tích Holocen [14, 39] ............................................................... 105
Bảng 4.2. Kết quả thí nghiệm các lỗ khoan nghiên cứu tầng chứa nước lỗ hổng trong
các thành tạo trầm tích Pleistocen [14, 39]............................................................. 106
Bảng 4.3. Hệ số thấm các loại trầm tích Đệ tứ từ kết quả thống kê đối chiếu với . 122

Bảng 4.4. Các tỷ số hóa học xác định nguồn gốc cơ bản của NDĐ [17, 30, 32]. .. 127
Bảng 5.1. Bảng tổng hợp kết quả tính tài nguyên dự báo NDĐ khu vực đồng bằng
ven biển tỉnh Quảng Nam. ...................................................................................... 159


- vii -

DANH MỤC HÌNH
Trang
Hình 1.1. Vị trí vùng nghiên cứu, đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Nam .................. 7
Hình 1.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành trầm tích Đệ tứ ........................ 13
Hình 2.1. Biểu đồ hình hộp thống kê chiều dày của các lớp trầm tích Đệ tứ tại đồng
bằng Quảng Nam. ..................................................................................................... 27
Hình 2.2. Bản đồ địa chất Đệ tứ vùng đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Nam, từ Điện
Bàn đến Thăng Bình (mảnh 1) ................................................................................. 28
Hình 2.3. Bản đồ địa chất Đệ tứ vùng đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Nam, từ Thăng
Bình đến Núi Thành (mảnh 2) .................................................................................. 29
Hình 2.4. Sơ đồ vị trí các tuyến mặt cắt nghiên cứu địa chất Đệ tứ vùng đồng bằng
ven biển tỉnh Quảng Nam. ........................................................................................ 31
Hình 2.5. Mặt cắt nghiên cứu địa chất Đệ tứ vùng đồng bằng ven biển tỉnh Quảng
Nam (mặt cắt 1-1’; 2-2’)........................................................................................... 34
Hình 2.6. Mặt cắt nghiên cứu địa chất Đệ tứ vùng đồng bằng ven biển tỉnh Quảng
Nam (mặt cắt 3-3’). .................................................................................................. 35
Hình 2.7. Mặt cắt nghiên cứu địa chất Đệ tứ vùng đồng bằng ven biển tỉnh Quảng
Nam (mặt cắt dọc 8-8’)............................................................................................. 35
Hình 2.8. Mặt cắt nghiên cứu địa chất Đệ tứ vùng đồng bằng ven biển tỉnh Quảng
Nam (mặt cắt 4-4’; 5-5’,6-6’, 7-7’). ......................................................................... 44
Hình 2.9. Cột địa tầng tổng hợp trầm tích Đệ tứ vùng đồng bằng Quảng Nam....... 45
Hình 2.10. Sơ đồ liên kết địa tầng các lỗ khoan lấy mẫu nghiên cứu dọc ĐBVB Quảng
Nam với vị trí lấy mẫu nghiên cứu sét, bào tử phấn hoa và tuổi tuyệt đối C14. ...... 48

Hình 2.11. Đồ thị hàm lượng % độ hạt các trầm tích Đệ tứ đồng bằng ven biển Quảng
Nam, cho thấy xu thế biến đổi có tính chu kỳ. ......................................................... 62
Hình 2.12. Đồ thị hàm lượng % của độ hạt các trầm tích Đệ tứ đồng bằng ven biển
Quảng Nam, cho thấy xu thế biến đổi có tính chu kỳ. ............................................. 63
Hình 2.13. Đồ thị của hệ số chọn lọc (S0) các trầm tích Đệ tứ đồng bằng ven biển
Quảng Nam, cho thấy xu thế biến đổi có tính chu kỳ. ............................................. 64
Hình 2.14. Đồ thị của hệ số độ nhọn (K) các trầm tích Đệ tứ đồng bằng ven biển
Quảng Nam, cho thấy xu thế biến đổi có tính chu kỳ. ............................................. 64
Hình 2.15. Đồ thị thành phần hóa học (SiO2 – Al2O3 – Fe2O3) của trầm tích Đệ tứ
đồng bằng ven biển Quảng Nam, cho thấy xu thế biến đổi có tính chu kỳ. ............. 65
Hình 2.16. Đồ thị thành phần hóa học (K2O-MgO-CaO-Na2O) của trầm tích Đệ tứ
đồng bằng ven biển Quảng Nam, cho thấy xu thế biến đổi có tính chu kỳ. ............. 65


- viii -

Hình 3.1. Bình đồ cấu trúc trước Đệ tứ và hệ thống đứt gãy KTĐT-KTHĐ...................... 67
Hình 3.2. Sơ đồ thể hiện độ sâu đáy bồn tích tụ trầm tích Đệ tứ vùng đồng bằng ven
biển tỉnh Quảng Nam................................................................................................ 68
Hình 3.3. Sơ đồ thể hiện mối quan hệ khống chế của các hệ thống đứt gãy với các đới
sụt lún, vòm nâng – hạ kiến tạo hiện đại ở vùng đồng bằng tỉnh Quảng Nam. ....... 69
Hình 3.4. Mặt cắt địa chất A – B (Hình 3.3) cắt qua các vòm nâng - hạ tại huyện Đại
Lộc và Điện Bàn ....................................................................................................... 70
Hình 3.5. Mặt cắt địa chất G – H trên (Hình 3.3) cho thấy quan hệ giữa các đứt gãy
và trầm tích Đệ tứ tại khu vục Duy Xuyên và Hội An (Cửa Đại). .......................... 71
Hình 3.6. Mặt cắt địa chất theo đường C – D (Hình 3.3) đi qua các vùng sụt lún mạnh
trên khu vực đới bờ của đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Nam. ............................... 71
Hình 3.7. Sơ đồ bề dày trầm tích Đệ tứ vùng đồng bằng Quảng Nam..................... 72
Hình 3.8. Sơ đồ phân vùng địa hình theo độ cao tại đồng bằng tỉnh Quảng Nam ... 78
Hình 3.9. Bản đồ địa mạo vùng đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Nam, từ Điện Bàn

đến Thăng Bình (mảnh 1) ......................................................................................... 81
Hình 3.10. Bản đồ địa mạo vùng đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Nam, từ Thăng Bình
đến Núi Thành (mảnh 2)........................................................................................... 82
Hình 3.11. Biến động lòng dẫn hệ thống sông Vu Gia - Thu Bồn từ 1973 - 2013 .. 87
Hình 3.12. Tác động của các đứt gãy và vòm hạ 03 góp phần làm tăng cường độ xói
lở gây cắt dòng tại đoạn sông Quảng Huế. ............................................................... 88
Hình 3.13. Xu hướng nắn thẳng dòng chảy sông Thu Bồn ...................................... 89
Hình 3.14. Vòm nâng 02 gây nghẽn dòng sông Bầu Xấu .......................................... 90
Hình 3.15. Biến động bờ biển Cửa Đại từ 1965-2013 ............................................. 91
Hình 3.16. Sơ đồ tính toán tốc độ sụt lún của đứt gãy F2-01 và F2-04 tại vị trí có biên
độ sụt lún lớn nhất. ................................................................................................... 93
Hình 3.17. Biểu đồ đường dao động mực nước biển trong Đệ tứ đối sánh với thang
Địa tầng Quốc tế 2015. ............................................................................................. 96
Hình 3.18. Biều đồ đường dao động mực nước biển trong Holocen. ...................... 97
Hình 3.19. Biều đồ hiệu chỉnh đường mực nước biển tại ĐBVB Quảng Nam ........... 99
Hình 4.1. Bản đồ ĐCTV vùng đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Nam (mảnh 1) .... 109
Hình 4.2. Bản đồ ĐCTV vùng đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Nam (mảnh 2) .... 110
Hình 4.3. Mặt cắt địa chất thủy văn vùng đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Nam (mặt
cắt ĐCTV 1-1’; 2-2’). ............................................................................................. 112
Hình 4.4. Mức độ chứa nước của các thành tạo trầm tích Đệ tứ tại vùng đồng bằng
Quảng Nam. ............................................................................................................ 113


- ix -

Hình 4.5. Sơ đồ phân bố các vùng giàu nước trong tầng chứa nước Holocen liên quan
đến hệ thống đứt gãy kiến tạo hiện đại. .................................................................. 115
Hình 4.6. Sơ đồ phân bố các vùng giàu nước trong tầng chứa nước Pleistocen liên
quan đến của hệ thống đứt gãy kiến tạo hiện đại. .................................................. 116
Hình 4.7. Bản đồ đẳng cao mực NDĐ của TCN Holocen tại Quảng Nam ............ 118

Hình 4.8. Bản đồ đẳng cao mực NDĐ của TCN Pleistocen tại Quảng Nam ......... 119
Hình 4.9. Biểu đồ xử lý thống kê giá trị hệ số thấm của trầm tích Đệ tứ tuổi ....... 120
Hình 4.10. Biểu đồ xử lý thống kê giá trị hệ số thấm của trầm tích Pleistocen. .... 121
Hình 4.11. Sơ đồ phân vùng hệ số thấm của tầng chứa nước Holocen. ................. 121
Hình 4.12. Sơ đồ phân vùng hệ số thấm của tầng chứa nước Pleistocen. .............. 123
Hình 4.13. Đồ thị thể hiện sự biến thiên theo chu kỳ của hàm lượng .................... 125
Hình 4.14. Đồ thị biểu diễn hàm lượng ion K+ (mg/l) trong các mẫu nước dưới đất
của trầm tích Đệ tứ, cho thấy xu thế biến đổi có tính chu kỳ. ................................. 125
Hình 4.15. Đồ thị biểu diễn hàm lượng ion Ca2+ (mg/l) trong các mẫu nước dưới đất
của trầm tích Đệ tứ, cho thấy xu thế biến đổi có tính chu kỳ. ................................. 126
Hình 4.16. Đồ thị biểu diễn hàm lượng ion Mg2+ (mg/l) trong các mẫu nước dưới đất
của trầm tích Đệ tứ, cho thấy xu thế biến đổi có tính chu kỳ. ................................. 126
Hình 4.17. Đồ thị biểu diễn hàm lượng ion Cl- (mg/l) trong các mẫu nước dưới đất
của trầm tích Đệ tứ, cho thấy xu thế biến đổi có tính chu kỳ. ................................. 127
Hình 4.18. Đồ thị Piper thể hiện các thành phần hóa học chủ yếu của mẫu nước trong
trầm tích biển, hệ tầng Nam Ô (mQ21no) ............................................................... 128
Hình 4.19. Đồ thị Gibbs thể hiện các yếu tố ảnh hưởng đến thành phần hóa học của
nước dưới đất trong trầm tích biển, hệ tầng Nam Ô (mQ21no) .............................. 129
Hình 4.20. Đồ thị Mercado đánh giá quá trình rửa nhạt và xâm nhập mặn của nước
dưới đất trong trầm tích biển, hệ tầng Nam Ô (mQ21no) ....................................... 130
Hình 4.21. Đồ thị Piper thể hiện các thành phần hóa học chủ yếu của mẫu nước trong
trầm tích biển – vũng vịnh, hệ tầng Thăng Bình mlQ13(2)tb ................................... 131
Hình 4.22. Đồ thị Gibbs thể hiện các yếu tố ảnh hưởng đến thành phần hóa học của
nước dưới đất trong trầm tích biển – vũng vịnh, hệ tầng Thăng Bình ................... 131
Hình 4.23. Đồ thị Mercado đánh giá quá trình rửa nhạt và xâm nhập mặn của nước
dưới đất trong trầm tích biển – vũng vịnh, hệ tầng Thăng Bình ............................ 132
Hình 4.24. Đồ thị Piper thể hiện các thành phần hóa học chủ yếu của mẫu nước trong
trầm tích biển, hệ tầng Đà Nẵng mQ13(2)đn) ........................................................... 133
Hình 4.25. Đồ thị Gibbs thể hiện các yếu tố ảnh hưởng đến thành phần hóa học của
nước dưới đất trong trầm tích biển, hệ tầng Đà Nẵng (mQ13(2)đn)......................... 133

-x-

Hình 4.26. Đồ thị Mercado đánh giá quá trình rửa nhạt và xâm nhập mặn của nước
dưới đất trong trầm tích biển, hệ tầng Đà Nẵng (mQ13(2)đn) .................................. 134
Hình 4.27. Đồ thị Piper thể hiện các thành phần hóa học chủ yếu của mẫu nước trong
trầm tích sông - biển amQ13(1)................................................................................. 135
Hình 4.28. Đồ thị Gibbs thể hiện các yếu tố ảnh hưởng đến thành phần hóa học của
nước dưới đất trong trầm tích sông - biển amQ13(1) ................................................ 135
Hình 4.29. Đồ thị Mercado đánh giá quá trình rửa nhạt và xâm nhập mặn của nước
dưới đất trong trầm tích sông - biển amQ13(1) ......................................................... 136
Hình 4.30. Sơ đồ phân vùng nguồn gốc nước dưới đất của TCN Holocen............ 137
Hình 4.31. Sơ đồ phân vùng nguồn gốc nước dưới đất của TCN Pleistocen. ........ 138
Hình 4.32. Sơ đồ phân vùng các loại hình hóa học NDĐ của TCN Holocen ........ 141
Hình 4.33. Sơ đồ phân vùng các loại hình hóa học NDĐcủa TCN Pleistocen. ..... 142
Hình 5.1. Bề mặt địa hình đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Nam được mô hình hóa
bằng phần mềm Surfer............................................................................................ 148
Hình 5.2. Các ô lưới hoạt động của mô hình khu vực nghiên cứu. ........................ 149
Hình 5.3. Mô hình không gian khu vực nghiên cứu, gồm 2 TCN lỗ hổng trong các
thành tạo trầm tích Holocen (qh), Pleistocen (qp) và TCN kém bên dưới tầng chứa
nước Pleistocen. ...................................................................................................... 150
Hình 5.4. Sơ đồ lưới mặt cắt không gian của các tầng chứa nước qh – qp tại đồng
bằng ven biển tỉnh Quảng Nam. ............................................................................. 151
Hình 5.5. Sơ đồ biên không dòng chảy và biên tổng hợp của tầng chứa nước kém nằm
dưới tầng chứa nước qp. ......................................................................................... 152
Hình 5.6. Sơ đồ biên không dòng chảy và biên tổng hợp của TCN Pleistocen. .... 153
Hình 5.7. Sơ đồ biên không dòng chảy và biên tổng hợp của TCN Holocen ........ 153
Hình 5.8. Sơ đồ biên sông mô phỏng hệ thống sông vùng nghiên cứu. ................. 154
Hình 5.9. Sơ đồ phân vùng lượng bổ cập nước mưa cho nước dưới đất................ 155

Hình 5.10. Biểu đồ biểu diễn kết quả sai số giữa mực nước mô hình và thực tế ... 156
Hình 5.11. Biểu đồ biểu diễn kết quả sai số giữa mực nước mô hình và thực tế trong
bài toán ngược không ổn định. ............................................................................... 157
Hình 5.12. Sơ đồ cốt cao mực NDĐ của TCN lỗ hổng trong các thành tạo trầm tích
Holocen sau khi tiến hành chỉnh lý mô hình bằng bài toán ngược không ổn định. 157
Hình 5.13. Sơ đồ cốt cao mực NDĐ của TCN lỗ hổng trong các thành tạo trầm tích
Pleistocen, chỉnh lý mô hình bằng bài toán ngược không ổn định......................... 158


- xi -

DANH MỤC ẢNH CHỤP
Ảnh 2.1. Mẫu trầm tích sét tuổi mlQ1

3(2)

Trang
tb ............................................................... 41

Ảnh 2.2. Khảo sát “cát vàng” hệ tầng Đà Nẵng tại xã Tam Quang, huyện Núi Thành
(ảnh Hoàng Ngô Tự Do, 2010) ................................................................................. 43
Ảnh 2.3. Cát trắng hệ tầng Nam Ô tại xã Tam Thắng, huyện Tam Kỳ.................... 51
Ảnh 2.4. Cát trắng hệ tầng Nam Ô tại xã Tam Nghĩa, huyện Núi Thành ................ 51
Ảnh 2.5. Mẫu trầm tích sét tuổi mQ21no .................................................................. 52
Ảnh 2.6. Trầm tích ambQ22 tại xã Tam Xuân II, huyện Núi Thành (cầu Bà Bầu) ... 57
Ảnh 2.7. Mẫu trầm tích sét tuổi mQ22 ...................................................................... 58
Ảnh 3.1. Ảnh viễn thám sông Thu Bồn (Thạnh Mỹ đến Kỳ Lam) năm 1973-2015 90


- xii -

DANH MỤC PHỤ LỤC
Phụ lục 1. Sơ đồ hành chính các huyện, xã ven biển tỉnh Quảng Nam (năm 2014)
Phụ lục 2. Vị trí các lỗ khoan khảo sát địa chất Đệ tứ và ĐCTV tại đồng bằng ven
biển tỉnh Quảng Nam.
Phụ lục 3. Thành phần độ hạt các loại trầm tích Đệ tứ có nguồn gốc khác nhau tại
đồng bảng ven biển tỉnh Quảng Nam.
Phụ lục 4. Các công thức kinh nghiệm sử dụng tính toán hệ số thấm của các tầng chứa
nước trầm tích Đệ tứ
Phụ lục 5. Số liệu và kết quả tính toán hệ số thấm K (m/giây) các loại trầm tích Đệ tứ
tại đồng bằng Quảng Nam theo kinh nghiệm
Phụ lục 6. Kết quả tính toán hệ số thấm các loại trầm tích Đệ tứ tại đồng bằng ven
biển tỉnh Quảng Nam theo Ernst (1955)
Phụ lục 7. Kết quả phân tích TPHH mẫu nước tại các lỗ khoan nghiên cứu nước dưới
đất đồng bằng Quảng Nam
Phụ lục 8. Kết quả tính toán xác định nguồn gốc nước dưới đất đồng bằng Quảng Nam
Phụ lục 9. Tổng hợp kết quả đánh giá nguồn gốc NDĐ đồng bằng Quảng Nam.
Phụ lục 10a. Bảng tổng hợp kết quả tính trữ lượng tĩnh tầng chứa nước Holocen.
Phụ lục 10b. Bảng tổng hợp kết quả tính trữ lượng tĩnh tầng chứa nước Pleistocen
không có áp lực
Phụ lục 10c. Bảng tổng hợp kết quả tính trữ lượng tĩnh tầng chứa nước tổng hợp
Holocen và Pleistocen
Phụ lục 10d. Bảng tổng hợp kết quả tính trữ lượng tĩnh TCN Pleistocen có áp lực
Phụ lục 11a. Thống kê lượng nước vào – ra tầng chứa nước (TCN) Holocen năm 2014
Phụ lục 11b. Thống kê lượng nước vào – ra tầng chứa nước Pleistocen trong năm 2014


-1-

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của luận án
Đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Nam chiếm một vị trí quan trọng trong phát
triển kinh tế - xã hội dọc hành lang kinh tế ven biển nước ta, là khu vực tập trung dân
cư với các trung tâm kinh tế văn hóa lớn của cả nước như Hội An, Tam Kỳ, Chu
Lai… Các hoạt động kinh tế về công nghiệp, nông nghiệp, xây dựng dân dụng, khai
thác nước dưới đất, các đô thị mới, nuôi trồng thủy hải sản, khai thác khoáng sản…
đang phát triển từng ngày trên nền trầm tích Đệ tứ phân bố liên tục từ Bắc xuống
Nam, từ Đông sang Tây của khu vực. Đặc điểm phân bố của trầm tích Đệ tứ tại đây
khá phức tạp do điều kiện bồn tích tụ trầm tích nhỏ - hẹp, nguồn trầm tích gần với bờ
biển nên không gian, thời gian phân dị, chọn lọc trầm tích hạn chế. Ngoài ra, ảnh
hưởng của các yếu tố kiến tạo Đệ tứ - kiến tạo hiện đại và vai trò của sự thay đổi mực
nước biển có những tác động nhất định đến quá trình hình thành trầm tích cũng cần
làm sáng tỏ hơn trong khu vực nghiên cứu.
Để đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế và xã hội trong vùng, quá trình khai thác,
sử dụng nước dưới đất ngày càng tăng, đặc biệt là nguồn nước dưới đất chứa trong
các thành tạo trầm tích Đệ tứ. Tuy nhiên hệ thống các công trình khai thác nước dưới
đất vẫn chưa được bố trí hợp lý, sự hiểu biết về các tầng chứa nước, nguồn gốc hình
thành, chất lượng – trữ lượng vẫn còn nhiều vấn đề cần xem xét và càng cấp thiết hơn
trong điều kiện của biến đổi khí hậu và nước biển dâng tác động ngày càng sâu sắc
đến điều kiện tự nhiên các vùng ven biển, trong đó có các tầng chứa nước dưới đất
trong trầm tích Đệ tứ.
Việc nghiên cứu địa chất Đệ tứ là cơ sở quan trọng để đánh giá tiềm năng nước
dưới đất (nước lỗ hổng). Các đặc điểm ĐCTV (sự phân bố các tầng chứa nước, mức
độ phong phú nước, động thái, chất lượng nước…) liên quan chặt chẽ với sự phân bố
các tướng trầm tích Đệ tứ và môi trường cổ địa lý hình thành trầm tích.
Nước dưới đất là một dạng khoáng sản đặc biệt với khả năng di chuyển linh hoạt
từ nơi này đến nơi khác, trữ lượng có khả năng phục hồi nếu khai thác hợp lý. Đồng
thời đây cũng là một đối tượng khá nhạy cảm với sự thay đổi của khí hậu, môi trường,
với các tác động của con người như khai thác nước ngầm, khai thác khoáng sản, xây
dựng các khu công nghiệp, bãi rác thải, sử dụng phân bón, thuốc trừ sâu trong nông

nghiệp, nuôi tôm trên cát... Hậu quả của những điều này có thể gây ra tình trạng hạ thấp
mực nước ngầm, gây sụt lún mặt đất nghiêm trọng, ảnh hưởng đến hệ sinh thái, gây ra


-2-

sự xâm nhập mặn của nước biển, sự nhiểm bẩn của nước mặt đến nước ngầm, làm biến
đổi thành phần hóa học và độ tổng khoáng hóa của nước dưới đất...
Với những lý do trên, NCS đã chọn đề tài: “Đặc điểm địa chất Đệ tứ và tài
nguyên nước dưới đất khu vực đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Nam” làm luận án
tiến sỹ của mình.
2. Mục tiêu của luận án
Mục tiêu của đề tài là làm sáng tỏ đặc điểm địa chất Đệ tứ tại đồng bằng ven
biển tỉnh Quảng Nam; xác định mối quan hệ giữa các yếu tố địa chất Đệ tứ với nước
dưới đất và đánh giá tiềm năng nước dưới đất ở vùng nghiên cứu phục vụ phát triển
bền vững kinh tế xã hội của địa phương.
3. Nhiệm vụ của luận án
Để đạt được các mục đích nêu trên, đề tài luận án tập trung vào giải quyết những
nhiệm vụ chính sau:
- Nghiên cứu đặc điểm địa chất Đệ tứ đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Nam.
- Luận giải mối quan hệ giữa sự phân bố của các thành tạo trầm tích, đặc điểm
thạch học, nguồn gốc trầm tích, các hệ thống đứt gãy, sự dao động mực nước biển
trong Đệ tứ với đặc điểm thủy động lực học, chất lượng của nước dưới đất.
- Đánh giá tài nguyên nước dưới đất trong trầm tích Đệ tứ tại khu vực đồng bằng
ven biển tỉnh Quảng Nam.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án
- Đối tượng nghiên cứu của đề tài luận án là các yếu tố địa chất Đệ tứ (trầm tích,
hệ thống đứt gãy hiện đại, sự thay đổi mực nước biển…) ở khu vực đồng bằng ven
biển tỉnh Quảng Nam và nước dưới đất chứa trong các trầm tích này.
- Phạm vi nghiên cứu của đề tài luận án: Dải đồng bằng ven biển tỉnh Quảng

Nam là không gian phân bố của các trầm tích Đệ tứ. Chiều rộng của vùng nghiên cứu
được giới hạn từ vị trí phân bố của trầm tích Đệ tứ không phân chia ở rìa phía Tây
đồng bằng đến bờ biển Đông. Chiều sâu nghiên cứu tính từ mặt đất đến hết ranh giới
dưới của trầm tích Pleistocen hạ (Q11).
5. Nội dung nghiên cứu
Để đạt được các nhiệm vụ nêu trên, nội dung nghiên cứu của luận án được đặt
ra là:
- Nghiên cứu đặc điểm địa chất Đệ tứ vùng đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Nam:
liên kết địa tầng các lỗ khoan, thành lập các mặt cắt trầm tích và xây dựng sơ đồ phân


-3-

bố trầm tích Đệ tứ; nghiên cứu môi trường, nguồn gốc trầm tích, tuổi trầm tích, đặc
điểm thạch học trầm tích; nghiên cứu đặc điểm địa mạo, kiến tạo Đệ tứ – kiến tạo hiện
đại (KTĐT-KTHĐ) chi phối cấu trúc và sự phân bố các thành tạo trầm tích Đệ tứ,
nghiên cứu sự dao động mực nước biển trong Đệ tứ.
- Đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố địa chất Đệ tứ đến chất lượng, trữ lượng
nước dưới đất ở khu vực đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Nam.
- Đánh giá đặc điểm ĐCTV của các thành tạo trầm tích Đệ tứ, sự phân bố của
các tầng chứa nước - cách nước, đánh giá tài nguyên nước dưới đất trong khu vực
nghiên cứu.
- Nghiên cứu nhu cầu sử dụng nước hiện tại và trong tương lai để đề xuất các
phương án khai thác, sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên nước dưới đất.
6. Phương pháp nghiên cứu
Trong luận án, NCS đã sử dụng tổ hợp các phương pháp nghiên cứu như sau:
- Phương pháp viễn thám.
- Các phương pháp nghiên cứu thực địa.
- Nhóm các phương pháp nghiên cứu thạch học - khoáng vật – hóa học.
- Phương pháp cổ sinh.

- Phương pháp xác định tuổi tuyệt đối bằng C14
- Phương pháp nghiên cứu chuyển động kiến tạo Đệ tứ và kiến tạo hiện đại.
- Phương pháp phân tích sự dao động mực nước biển.
- Phương pháp nghiên cứu hệ số thấm, hệ số nhả nước của các tầng chứa nước trầm
tích Đệ tứ bằng thí nghiệm hiện trường và đánh giá qua các công thức kinh nghiệm.
- Phương pháp nghiên cứu thành phần hóa học nước dưới đất.
- Phương pháp mô hình số đánh giá và dự báo tài nguyên nước dưới đất.
- Phương pháp xác suất thống kê.
7. Luận điểm bảo vệ
Luận điểm 1:
Đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Nam có 28 thành tạo trầm tích Đệ tứ gồm: 3
thành tạo không phân chia, 25 thành tạo đơn và đa nguồn gốc; trong đó 11 thành tạo
đã được xác lập hệ tầng. Sự phân bố của các thành tạo trầm tích chịu tác động của 2
vòm nâng, 5 vòm hạ kiến tạo Đệ tứ và các hệ thống đứt gãy Đông Bắc – Tây Nam, Tây
Bắc – Đông Nam hoạt động mạnh trong giai đoạn hiện đại; đặc điểm vật chất của trầm
tích Đệ tứ cũng bị chi phối bởi sự dao động mực nước biển tại vùng nghiên cứu.


-4-

Luận điểm 2:
Nguồn gốc, thành phần thạch học của các thành tạo trầm tích Đệ tứ cũng như
hệ thống đứt gãy, các cấu trúc kiến tạo hiện đại ở đồng bằng ven biển tỉnh Quảng
Nam có ảnh hưởng đến mức độ phong phú nước, mực nước, tính thấm và thành phần
hóa học của nước dưới đất. Tài nguyên dự báo nước dưới đất (nước nhạt) tại đây
không lớn, khoảng 137.000m3/ngày; với trữ lượng tĩnh trọng lực chiếm 61%, trữ
lượng tĩnh đàn hồi chiếm 3% và trữ lượng động chiếm 36%.
8. Những điểm mới của luận án
- Các đặc điểm địa chất Đệ tứ đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Nam đã được
nghiên cứu chi tiết trong mối quan hệ của 3 yếu tố là đặc điểm trầm tích, dao động

mực nước biển và hoạt động kiến tạo Đệ tứ - kiến tạo hiện đại.
- Xác định mối quan hệ giữa đặc điểm địa chất Đệ tứ và nước dưới đất (nước lỗ
rỗng) về mặt động lực và hóa học ở khu vực nghiên cứu. Đánh giá được vai trò của
hoạt động kiến tạo hiện đại, đặc điểm độ hạt trầm tích đến tài nguyên nước dưới đất.
- Làm rõ xu thế biến đổi có tính chu kỳ của thành phần hóa học nước dưới đất,
xác định nguồn gốc cơ bản của nước dưới đất bằng các tỷ số và biểu đồ chuyên môn.
- Đánh giá chi tiết nguồn tài nguyên nước dưới đất (nước lỗ rỗng) trong trầm
tích Đệ tứ tại vùng đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Nam.
9. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
- Ý nghĩa khoa học: Luận án đã làm sáng tỏ mối quan hệ giữa đặc điểm địa chất
Đệ tứ với nước dưới đất tại đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Nam; góp phần đề ra
phương pháp, cách tiếp cận nghiên cứu tài nguyên nước dưới đất tại các đồng bằng ven
biển miền Trung lân cận.
- Kết quả nghiên cứu của đề tài luận án là nguồn tài liệu tin cậy, có thể tham
khảo, sử dụng trong công tác quy hoạch khai thác hợp lý lãnh thổ, sử dụng hợp lý tài
nguyên nước, góp phần phát triển kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu.
10. Cơ sở tài liệu của luận án
- Luận án được hoàn thành trên cơ sở các tài liệu, số liệu của NCS thu thập và
nghiên cứu về đồng bằng Quảng Nam trong thời gian từ 2002 đến nay, qua quá trình
làm Luận văn Thạc sỹ và tham gia các đề tài nghiên cứu các cấp như:
+ Đánh giá chi tiết tài nguyên nước vùng đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Nam,
do PGS. TS. Nguyễn Văn Lâm chủ trì, hoàn thành năm 2009.


-5-

+ Khảo sát, nghiên cứu, đánh giá tổng hợp điều kiện địa hình - địa chất vùng
đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Nam trong điều kiện biến đổi khí hậu, do PGS. TS.
Đỗ Quang Thiên chủ trì, hoàn thành năm 2014.
+ Nghiên cứu, đánh giá kiến tạo hiện đại khu vực ven biển miền Trung Việt Nam

và vai trò của nó đối với các tai biến thiên nhiên phục vụ dự báo và phòng tránh thiên
tai trong điều kiện BĐKH, do PGS. TS. Trần Thanh Hải chủ trì, hoàn thành năm 2015.
- Luận án đã tổng hợp, phân tích hơn 640 cột địa tầng lỗ khoan địa chất, địa chất
thủy văn, địa chất công trình tại khu vực đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Nam và
vùng phụ cận. Trong đó có 10 lỗ khoan được tác giả trực tiếp lấy mẫu phân tích
khoáng vật sét, bào tử phấn hoa và mẫu tuổi tuyệt đối C14.
- Luận án đã phân tích bổ sung được 4 mẫu tuổi tuyệt đối C14 tại Viện Khảo cổ
Việt Nam; 12 mẫu bào tử phấn hoa, tảo thực vật tại Viện Địa chất – Viện Khoa học
Công nghệ Việt Nam; phân tích nhiệt và phân tích Rơnghen 12 mẫu sét tại Trung tâm
Phân tích Thí nghiệm Địa chất phục vụ cho việc đánh giá thời gian, môi trường thành
tạo trầm tích.
- Các số liệu thành phần thạch học, thành phần khoáng vật, thành phần hoá học
trầm tích do NCS trực tiếp phân tích, tổng hợp cũng như các số liệu khảo sát ĐCTV,
quan trắc động thái nước dưới đất, chất lượng nước dưới đất do NCS trực tiếp thu
thập, khảo sát.
- Ngoài ra luận án còn tham khảo các tài liệu đã công bố, lưu trữ ở trong và
ngoài nước có liên quan đề tài luận án.
11. Cấu trúc luận án
* Cấu trúc của luận án, ngoài các phần Mở đầu, Kết luận, gồm có 5 chương như sau:
Chương 1. Tổng quan về khu vực nghiên cứu. Các phương pháp nghiên cứu địa chất
Đệ tứ và đánh giá tài nguyên nước dưới đất vùng đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Nam.
Chương 2. Đặc điểm trầm tích Đệ tứ khu vực đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Nam.
Chương 3. Các hoạt động kiến tạo và sự thay đổi mực nước biển trong Đệ tứ tại khu
vực đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Nam.
Chương 4. Vai trò của địa chất Đệ tứ đến tài nguyên nước dưới đất đồng bằng
ven biển tỉnh Quảng Nam.
Chương 5. Tài nguyên nước dưới đất trong trầm tích Đệ tứ đồng bằng ven biển
tỉnh Quảng Nam.

-6-

12. Lời cảm ơn
Luận án được hoàn thành tại Bộ môn Địa chất, Khoa Địa chất, Trường Đại học Mỏ
- Địa chất với sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS. Nguyễn Văn Lâm và GS. TSKH.
Đặng Văn Bát. Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đến các thầy đã tận tình
hướng dẫn, động viên và tạo điều kiện tốt nhất cho NCS hoàn thành luận án của mình.
Trong suốt quá trình làm luận án, tác giả luôn nhận được sự động viên, giúp đỡ
và góp ý tận tình của các thầy cô trong Bộ môn Địa chất, Bộ môn Địa chất Thủy văn,
Bộ môn Địa chất Biển và các thầy cô trong Trường ĐH Mỏ - Địa chất. Bên cạnh đó
NCS còn được tạo điều kiện và sự hỗ trợ của các anh chị chuyên viên phòng Đào tạo
Sau đại học, Phòng Khoa học – Công nghệ của Trường ĐH Mỏ - Địa chất. Tác giả
xin chân thành cảm ơn những sự giúp đỡ quí báu đó.
Với hoàn cảnh phải thường xuyên đi Hà Nội làm luận án, NCS cũng luôn được sự
hỗ trợ, tạo điều kiện của Bộ môn ĐCCT&ĐCTV, Khoa Địa lý - Địa chất, Phòng Tổ chức
Hành chính, Phòng Đào tạo Đại học và lãnh đạo Trường ĐH Khoa học - Đại học Huế;
cũng như các thầy cô, đồng nghiệp nơi công tác. Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến các
thầy cô, đồng nghiệp và quý Phòng Ban của Trường ĐH Khoa học - Đại học Huế.
Trong quá trình làm luận án, NCS cũng nhận được sự giúp đỡ, đóng góp ý kiến
từ nhiều nhà khoa học là PGS. TS. Đỗ Quang Thiên, PGS. TS. Trần Thanh Hải, PGS.
TS. Hoàng Văn Long, PGS. TS. Ngô Xuân Thành, TS. Đinh Văn Thuận, PGS. TS. Hạ
Văn Hải, PGS. TS. Nguyễn Địch Dỹ, TS. Ngô Đức Chân, TS. Vũ Quang Lân, GS.
TSKH. Nguyễn Thanh, PGS. TS. Phan Ngọc Cừ, PGS. TS. Nguyễn Kim Ngọc, PGS.
TS. Đoàn Văn Cánh, TS. Ngô Quang Toàn, TS. Nguyễn Xuân Nam, TS. Bùi Thị Thu,
TS. Đinh Xuân Thành, TS. Vũ Văn Hà, ThS. Đỗ Văn Vinh… và nhiều cá nhân khác.
Tác giả xin chân thành cảm ơn những sự giúp đỡ quí báu của các nhà khoa học, các cá
nhân trên.
Để hoàn thành luận án của mình, NCS đã nhận được sự hỗ trợ vô cùng to lớn
của gia đình, sự chia sẽ mọi khó khăn trong suốt thời gian làm luận án của ông bà, bố
mẹ và những người thân trong gia đình; sự hy sinh của vợ và các con để NCS có thể

dành thời gian, tâm trí cho luận án. Xin phép được dành những lời cảm ơn đặc biệt
nhất cho gia đình của NCS.
*************************************************


-7-

1.
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU.
CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT ĐỆ TỨ VÀ
ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC DƯỚI ĐẤT VÙNG
ĐỒNG BẰNG VEN BIỂN TỈNH QUẢNG NAM
1.1. Tổng quan về khu vực nghiên cứu
1.1.1. Vị trí địa lý, phạm vi hành chính
Khu vực nghiên cứu là đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Nam nằm trong khoảng
toạ độ:
107057’49” đến 108045’26” kinh độ Đông.
15021’22” đến 15059’17” vĩ độ Bắc.
Phía Đông giáp biển Đông, phía Tây giáp miền đồi núi của tỉnh Quảng Nam,
phía Nam giáp tỉnh Quảng Ngãi và phía Bắc giáp thành phố Đà Nẵng (Hình 1.1).

Hình 1.1. Vị trí vùng nghiên cứu, đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Nam
(UBND tỉnh Quảng Nam, 2014).


-8-

1.1.2. Đặc điểm địa hình đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Nam và vùng phụ cận
Khu vực nghiên cứu có địa hình tương đối bằng phẳng, phía Tây là vùng đồi

núi thấp, trung tâm là đồng bằng và phía Đông là bờ biển. Theo độ cao và tính phân
dị của địa hình, có thể chia đồng bằng Quảng Nam thành 2 vùng chính. Vùng 1 thuộc
các huyện Điện Bàn, Đại Lộc và thành phố Hội An; vùng 2 là các huyện Duy Xuyên,
Quế Sơn, Thăng Bình, Phú Ninh, Tam Kỳ và Núi Thành.
Vùng Đại Lộc – Hội An có độ cao trung bình khoảng 5-6m, với phía Tây là dãy
đồi núi thấp độ cao trung bình 20m, đi về phía Đông ở trung tâm đồng bằng độ cao
địa hình thay đổi từ 3 đến 5m. Vùng Cửa Đại, thành phố Hội An địa hình có độ cao
trung bình 1-2m. Phía Bắc thành phố Hội An và dọc theo bờ biển huyện Đại Lộc là
dải cồn cát biển gió có độ cao 9-10m.
Vùng Thăng Bình – Núi Thành nằm ở phía Nam sông Thu Bồn có địa hình cao
hơn khu vực Đại Lộc – Hội An. Khu vực huyện Quế sơn là đồi núi thấp cao từ 2040m, huyện Phú Ninh có địa hình cao 10-20m. Từ phía Bắc huyện Thăng Bình đến
phía Bắc huyện Núi Thành là 2 dải cồn cát cao trung bình 10m bị chia cắt bởi sông
Trường Giang và hệ thống sông Tam Kỳ chạy gần song song với bờ biển. Trung tâm
huyện Núi Thành là vũng An Hòa cao 0-0,5m, thông ra biển Đông tại cửa An Hòa và
cửa Lở. Phía Nam huyện Núi Thành, có địa hình cao trung bình 5-10m với 2 mỏm
núi đâm ra biển tại xã Tam Hải và Tam Quan (Bắc khu công nghiệp Chu Lai).
1.2. Lịch sử nghiên cứu địa chất Đệ tứ và đánh giá tài nguyên nước dưới đất vùng
đồng bằng ven biển miền Trung Việt Nam và đồng bằng Quảng Nam
1.2.1. Lịch sử nghiên cứu địa chất Đệ tứ vùng đồng bằng ven biển miền Trung Việt
Nam và đồng bằng Quảng Nam
Địa chất Đệ tứ và hệ thống cồn cát ven biển ở các đồng bằng miền Trung đã
được quan tâm nghiên cứu của các nhà địa chất trong và ngoài nước, được xem xét
trên nhiều góc độ khác nhau như Địa lý học (Lê Bá Thảo - 1989), Địa mạo học (Trần
Đình Gián - 1981, Zencovich - 1970), Thổ nhưỡng học (Phan Liêu - 1987) và địa chất
Đệ tứ (Hoàng Ngọc Kỷ, Nguyễn Đức Tâm - 1982; Lê Đức An - 1970). Các phương
án đo vẽ bản đồ địa chất như Bản đồ địa chất khoáng sản 1:200.000 của Cục Địa chất
Việt Nam do Nguyễn Văn Trang chủ biên (1986), Bản đồ địa chất Đệ tứ Việt Nam tỉ
lệ 1:500.000 do Nguyễn Đức Tâm, Đỗ Tuyết chủ biên (1996) đã giới thiệu khái quát
các thành tạo Đệ tứ ở đồng bằng ven biển từ thống Pleistocen hạ đến Holocen thượng.
Tuy chỉ mang tính khái quát, nhưng các tài liệu này là cơ sở tham khảo tin cậy trong

việc nghiên cứu Đệ tứ ở quy mô tỷ lệ nhỏ và trung bình.


-9-

Một trong các kết quả nghiên cứu về Đệ tứ khác là đề tài KT01-07 “Địa chất Đệ
tứ và đánh giá tiềm năng khoáng sản liên quan” do Nguyễn Địch Dỹ chủ biên (1995)
giới thiệu cô đọng về đặc điểm trầm tích và quy luật phân bố trầm tích Đệ tứ ở Việt
Nam, trong đó có các đồng bằng ven biển miền Trung.
Trong chương trình Địa chất đô thị Việt Nam, các tác giả Vũ Văn Vĩnh, Trịnh
Nguyên Tính, Đặng Huy Rằm (1999) đã thành lập Bản đồ địa chất khoáng sản vùng
hành lang kinh tế trọng điểm Miền Trung tỷ lệ 1:100.000 (từ Liên Chiểu đến Dung
Quất) trên cơ sở biên hội các tài liệu và bản đồ tỷ lệ nhỏ khác với diện phân bố trầm
tích được chi tiết hóa theo kết quả đo vẽ tỷ lệ 1:50.000 và 1:25.000.
Ngoài các đề tài, báo cáo thuộc các phương án đo vẽ bản đồ địa chất còn có các
nghiên cứu khác mà tiêu biểu là Luận án tiến sỹ của tác giả Đặng Văn Bào (1996) về
“Đặc điểm địa mạo dải đồng bằng ven biển Huế - Quảng Ngãi”. Luận án đã trình bày
chi tiết về kiến trúc hình thái, chạm trổ hình thái và lịch sử phát triển địa hình của 3
đồng bằng ven biển Huế, Quảng Nam, Quảng Ngãi. Đề tài “Tiến hóa địa hóa trầm
tích Đệ tứ đồng bằng ven biển miền Trung và ý nghĩa cổ khí hậu của chúng” do Đặng
Mai chủ biên (1998) thông qua phân tích thành phần hóa học, chỉ số môi trường trầm
tích và các hệ số địa hóa để làm sáng tỏ tính chu kỳ lắng đọng trầm tích Đệ tứ, xác
lập lại điều kiện cổ khí hậu của các giai đoạn trầm tích. Luận án tiến sỹ “Tiến hóa các
thành tạo trầm tích Đệ tứ vùng đồng bằng Quảng Trị - Thừa Thiên Huế” của Vũ
Quang Lân (2003) đã làm sáng tỏ được thành phần vật chất, quy luật phân bố theo
thời gian, không gian của các thành tạo trầm tích Đệ tứ; qua đó xác định được quy
luật tiến hóa của trầm tích Đệ tứ trong mối quan hệ với dao động mực nước biển và
hoạt động kiến tạo Đệ tứ tại vùng đồng bằng Bình Trị Thiên, có điều kiện tích tụ trầm
tích Đệ tứ gần giống với đồng bằng Quảng Nam. Gần đây nhất, luận án tiến sỹ của
Nguyễn Chí Trung (2011) nghiên cứu về “Đặc điểm địa chất Holocen lưu vực sông

Thu Bồn – Vu Gia” đã làm rõ một số đặc điểm về địa tầng, thành phần vật chất, môi
trường thành tạo, lịch sử phát triển trầm tích của các thành tạo Holocen, hoạt động
Kiến tạo hiện đại tại khu vực hạ lưu sông Thu Bồn – Vu Gia.
Trong những năm gần đây, chương trình nghiên cứu địa chất biển được đẩy mạnh
với nhiều đề tài, dự án như “Tiến hóa đới ven biển, dao động mực nước biển và quá
trình tích tụ vật liệu lục nguyên (phù sa) trong Holocen ở thềm lục địa vùng biển giữa
châu thổ Mekong và Nha Trang, Đông Nam – Việt Nam” do Viện Địa chất và Địa vật
lý biển chủ trì (2006); Dự án “Điều tra đặc điểm địa chất, địa động lực, địa chất khoáng
sản, địa chất môi trường và dự báo tai biến địa chất vùng biển Thừa Thiên Huế - Bình
Định (0-60m nước), tỉ lệ 1:100.000” do Trung tâm Địa chất và Khoáng sản biển tiến


- 10 -

hành và báo cáo năm 2012; một số Luận án tiến sỹ như “Tiến hóa trầm tích Pliocen Đệ tứ vùng thềm lục địa từ Quảng Nam đến Bình Thuận” của Đinh Xuân Thành (2012)
đã làm sáng tỏ được lịch sử tiến hóa các thành tạo trầm tích Pliocen - Đệ tứ vùng thềm
lục địa (đới ven bờ) và các chu kỳ dao động của mực nước biển, hoạt động kiến tạo Đệ
tứ trong giai đoạn này. Các kết quả nghiên cứu này đã cung cấp nhiều dữ liệu quan
trọng phục vụ cho việc nghiên cứu đối sánh giữa trầm tích thềm lục địa và trầm tích
lục địa tại khu vực đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Nam. Tuy nhiên các đề tài trên vẫn
mang tính khái quát cao, chưa xác lập được vai trò của mực nước biển, yếu tố kiến
tạo Đệ tứ – kiến tạo hiện đại và đặc điểm trầm tích tại khu vực này.
1.2.2. Lịch sử nghiên cứu và đánh giá tài nguyên nước dưới đất vùng đồng bằng
ven biển miền Trung Việt Nam và đồng bằng Quảng Nam
Trong thời gian qua, công tác điều tra, đánh giá tài nguyên nước dưới đất đã
được Nhà nước chú trọng. Năm 1983, bản đồ ĐCTV toàn quốc tỷ lệ 1:500.000 đã
hoàn thành dưới sự chủ biên của tác giả Trần Hồng Phú ; bản đồ ĐCTV Cộng hòa xã
hội chủ nghĩa Việt Nam tỷ lệ 1:1.000.000 do Vũ Ngọc Kỷ - Nguyễn Kim Ngọc chủ
biên năm 1985; bản đồ ĐCTV Campuchia - Lào - Việt Nam Nguyễn Kim Ngọc - Vũ
Ngọc Kỷ chủ biên năm 1987. Bên cạnh đó còn có một số đề tài cấp nhà nước như

“Nước dưới đất Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam” do tác giả Vũ Ngọc Kỷ chủ
biên; đề tài KT01-10, “Bảo vệ nước dưới đất các bồn chứa nước chính và quy hoạch
khai thác nước dưới đất các vùng ven biển và hải đảo” do tác giả Vũ Ngọc Kỷ,
Nguyễn Kim Ngọc chủ biên (1995). Các liên đoàn, các đoàn ĐCTV cũng có nhiều
phương án tìm kiếm, thăm dò nước dưới đất như Báo cáo tìm kiếm nước dưới đất
vùng Thăng Bình - Quảng Nam do Nguyễn Trường Đỉu chủ biên (1987), Báo cáo tìm
kiếm nước dưới đất vùng Tam Kỳ - Quảng Nam bằng tổ hợp các phương pháp địa
vật lý do Nguyễn Đăng Lưu chủ biên (1988), Báo cáo tìm kiếm nước dưới đất vùng
Đà Nẵng - Hội An do Nguyễn Trường Đỉu chủ biên (1992), Báo cáo phương án thành
lập bản đồ ĐCTV - ĐCCT vùng Bình Sơn - Hải Vân, tỉ lệ 1:200.000 do Nguyễn
Trường Đỉu chủ biên (1995) đã làm sáng tỏ phần nào đặc điểm ĐCTV và tiềm năng
nước dưới đất của một số vùng thuộc tỉnh Quảng Nam.
Trên cơ sở tổng hợp các báo cáo tìm kiếm nước dưới đất của các đề án, đồng thời
bổ sung thêm một số kết quả đo vẽ bổ sung về ĐCTV vùng Tam Kỳ, Thăng Bình, tác
giả Vũ Ngọc Trân đã chủ biên Báo cáo điều tra địa chất đô thị hành lang kinh tế trọng
điểm từ Liên Chiểu đến Dung Quất (1999) nhằm liên kết các tầng chứa nước trong
vùng, đồng bộ hoá các dữ liệu địa chất, ĐCTV, xây dựng loạt bản đồ địa chất, ĐCTV
tỷ lệ 1:100.000 cho khu vực hành lang kinh tế trọng điểm miền Trung.


- 11 -

Năm 2009, trường Đại học Mỏ - Địa chất thực hiện đề tài Đánh giá chi tiết tài
nguyên nước vùng đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Nam do PGS.TS. Nguyễn Văn Lâm
chủ trì nhằm mục tiêu khảo sát đánh giá được trữ lượng, chất lượng các nguồn nước
(nước mưa, nước mặt và nước ngầm) ở vùng ven biển Quảng Nam, đề xuất phương
hướng khai thác và cân đối sử dụng có hiệu quả các nguồn nước đến năm 2020.
Kết quả nghiên cứu về nước dưới đất đã được tiến hành ở nhiều địa phương
trong vùng Quảng Nam như Hội An, Thăng Bình, Tam Kỳ... hoặc đánh giá cho hành
lang kinh tế ven biển (phạm vi nghiên cứu từ Quốc lộ 1A đến bờ biển). Tuy vậy, các

đề tài này vẫn chưa tập trung vào việc luận giải mối quan hệ giữa sự phân bố của các
thành tạo trầm tích, đặc điểm thạch học, nguồn gốc trầm tích Đệ tứ với các đặc điểm
thủy động lực, đặc điểm hóa học, chất lượng của nước dưới đất. Ngoài ra, ảnh hưởng
của các yếu tố tự nhiên - nhân sinh như sự dâng cao mực nước biển, sự thay đổi dòng
chảy hạ lưu do hệ thống thủy điện bậc thang, việc khai thác quá mức nguồn nước
dưới đất, các hoạt động khai thác khoáng sản, nuôi trồng hải sản ở dải cát ven biển...
chưa được quan tâm nghiên cứu đúng mức để ngăn ngừa các tác động làm suy thoái
nguồn nước dưới đất.
Các tồn tại về nghiên cứu đặc điểm địa chất Đệ tứ và nước dưới đất ở khu vực
đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Nam nêu trên sẽ được tập trung giải quyết trong đề
tài luận án của nghiên cứu sinh.
1.2.3. Tổng quan về nghiên cứu mối quan hệ giữa các đặc điểm địa chất Đệ tứ và
tài nguyên nước dưới đất trên thế giới
Trên thế giới có nhiều công trình nghiên cứu về mối quan hệ giữa các đặc điểm
địa chất Đệ tứ và tài nguyên nước dưới đất. Trong đó nghiên cứu tổng hợp về mối
quan hệ giữa nước dưới đất và trầm tích Đệ tứ có các công trình:
- Galloway W. E. , D. K. Hobday (1996), nghiên cứu các đặc điểm của trầm tích
bở rời phục vụ cho đánh giá nguồn nước [54].
- J.A. Heathcote, J.W. Lloyd (1984), nghiên cứu đặc tính hóa học của nước dưới
đất trong mối tương quan với địa chất Đệ tứ ở vùng Đông Nam Suffolk, nước Anh.
- Kirk-Lawlor N. E. (2015), nghiên cứu mối quan hệ giữa nước dưới đất với
biến đổi khí hậu trong Đệ tứ ở sa mạc Atacama ở phía Bắc Chi Lê.
- Zbigniew Nowicki, Andrzej Sadurski (2010), đặc điểm nước dưới đất trong
trầm tích Đệ tứ tại Ba Lan.
Các nghiên cứu về đặc điểm độ hạt của trầm tích Đệ tứ với độ thấm của nước
dưới đất có những công trình tiêu biểu như sau:


- 12 -

- Awad H. S. và A.M. Al-Bassam (2001), đã lập chương trình máy tính
HYDCOND nghiên cứu để tính toán độ thấm của trầm tích Đệ tứ vùng Arập Saudi
từ các dữ liệu độ hạt trầm tích [47].
- Jorge Rosas Aguilar (2013), phân tích mối quan hệ giữa phân bố độ hạt của các
kiểu trầm tích với độ thấm của nước dưới đất tại vùng Wađi, thuộc Arập Saudi [57].
- Michael Kasenow (2002), có những nghiên cứu về cách xác định hệ số thấm
từ phân tích độ hạt trầm tích tại Mỹ [61].
Thành phần hóa học của nước dưới đất phụ thuộc chặt chẽ vào đặc điểm của
trầm tích Đệ tứ, do đó trên thế giới đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về mối quan
hệ này, tiêu biểu là:
- Inga Retike, Baiba Raga và nnk (2012), đánh giá đặc điểm hóa học của nước
dưới đất trong trầm tích Đệ tứ tại Litvia.
- John Edwin Harbison (2007), nghiên cứu đặc điểm hóa học và thủy lực của
nước dưới đất tại đồng bằng ven biển Pimpama, Đông Nam Queensland.
- Nosrat Aghazadeh, Asghar Asghari Mogaddam (2010), đánh giá chất lượng
nước dưới đất sử dụng cho ăn uống và nông nghiệp của vùng Oshnavieh, Tây Bắc
Iran [62].
- Yoko S Togo, Kohei Kazahaya, Tsutomu Sato và nnk (2014), nghiên cứu đặc
điểm hóa học của nước dưới đất trong trầm tích từ Kreta muộn đến Đệ tứ tại vùng
Joban và Hamadari phía Nam Tohoku, Nhật Bản.
1.3. Các phương pháp nghiên cứu địa chất Đệ tứ và đánh giá tài nguyên nước vùng
đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Nam
1.3.1. Phương pháp luận nghiên cứu
Trầm tích Đệ tứ là trầm tích trẻ nhất phân bố ở lớp trên cùng của vỏ thạch quyển,
chưa có thời gian và các điều kiện cần thiết để gắn kết thành đá trầm tích, các trầm
tích cổ nhất này hình thành cách đây 1,806 triệu năm.
Trầm tích Đệ tứ được hình thành theo quy luật của trầm tích học trong mối quan
hệ Nguồn vật liệu - Vận chuyển - Lắng đọng trầm tích.
Quá trình lắng đọng và tích tụ trầm tích Đệ tứ có mối quan hệ chặt chẽ với bối
cảnh động lực của bồn tích tụ, môi trường lắng đọng trầm tích, nguồn trầm tích, điều

kiện cổ khí hậu, sự dao động mực nước đại dương. Ngoài ra, các cấu trúc nâng hạ
kiến tạo Đệ tứ và hệ thống đứt gãy hiện đại trong thời gian vài triệu đến vài chục ngàn
năm trở lại đây cũng chi phối quy luật tích tụ, phân bố trầm tích, tạo nên các yếu tố
đặc trưng trong sự hình thành, phát triển trầm tích tại khu vực cụ thể. Các yếu tố này
thể hiện cụ thể trong biểu đồ 3 thành phần như Hình 1.2 [29, 53].


- 13 -

Nước dưới đất hình thành và tồn tại trong môi trường trầm tích Đệ tứ, do đó thành
phần, đặc điểm trầm tích và sự phân bố không gian của chúng ảnh hưởng trực tiếp đến
tài nguyên nước dưới đất. Đó là một trong các yếu tố quyết định đến chất lượng, trữ
lượng nước dưới đất chứa trong đó. Lịch sử hình thành các nguồn nước dưới đất này
cũng có mối liên hệ chặt chẽ với sự hình thành các tầng trầm tích Đệ tứ trong khu vực.

Tướng trầm tích

Tốc độ bồi tụ, thành
phần khoáng vật

ĐẶC ĐIỂM
TRẦM TÍCH

KIẾN TẠO ĐỆ TỨ
DAO ĐỘNG MỰC
– KTHĐ
NƯỚC BIỂN
Hình 1.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành trầm tích Đệ tứ
(Galloway, 1989) [53], (Trần Nghi, 2014) [29]
Các vấn đề nêu trên là quan điểm chỉ đạo chung cho việc lựa chọn, xác định các

phương pháp nghiên cứu cụ thể của luận án nhằm đạt được các mục tiêu đã đặt ra.
1.3.2. Hệ phương pháp nghiên cứu địa chất Đệ tứ
1.3.2.1. Phương pháp phân tích viễn thám
Phương pháp viễn thám là phương pháp dựa trên việc nghiên cứu các tư liệu
ảnh viễn thám đa phổ phân giải cao, ảnh máy bay, kết hợp với các loại bản đồ địa
hình, địa chất, địa mạo... để xác định nguồn gốc, sự phân bố và ranh giới các trầm
tích Đệ tứ, các cấu trúc kiến tạo Đệ tứ , các dấu vết đường bờ biển cổ, các hệ thống
bậc thềm sông, thềm biển tương ứng với các giai đoạn biển tiến - biển thoái hoặc các
chu kỳ bào mòn diễn ra trên lục địa. Một trong những ưu điểm của phương pháp này
giúp chúng ta thu thập thông tin nhanh chóng và khách quan trên một khu vực rộng
lớn với độ chính xác khá cao, đồng bộ về không gian - thời gian.
Luận án đã sử dụng các nguồn ảnh Landsat, Spot, Google Earth để nghiên cứu
sự biến động của đường bờ biển, xói lở bờ sông, bờ biển, sự dịch chuyển của hệ thống
sông Vu Gia – Thu Bồn... nhằm xác định tác động của yếu tố kiến tạo Đệ tứ lên bề
mặt địa hình hiện tại.
1.3.2.2. Các phương pháp nghiên cứu thực địa