Đánh giá tiềm năng, biến động tài nguyên nước mặt, nước ngầm đề xuất giải pháp sử dụng hợp lý tài nguyên nước phục vụ phát triển kinh tế - xã hội số đảo trọng điểm

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
CHƯƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KH&CN PHỤC VỤ QUẢN LÝ BIỂN,
HẢI ĐẢO VÀ PHÁT TRIỂN KINH TẾ BIỂN
Mã số KC.09/16-20

.

BÁO CÁO CÔNG VIỆC SỐ 2
“Tài liệu về địa chất, cấu trúc địa chất, địa tầng, kiến tạo, địa hình,
thổ nhưỡng, các đặc điểm địa chất thủy văn các đảo nghiên cứu.”
Đề tài: “Đánh giá tiềm năng, biến động tài nguyên nước mặt, nước ngầm
và đề xuất giải pháp sử dụng hợp lý tài nguyên nước phục vụ phát triển
kinh tế - xã hội ở một số đảo trọng điểm”
Mã số: KC.09.04/16-20.

Cơ quan chủ trì đề tài: Viện Hải văn và Môi trường
Chủ nhiệm đề tài: PGS.TS. Bùi Xuân Thông

Chủ trì thực hiện công việc: PGS.TS. Bùi Xuân Thông
Cơ quan: Viện Hải văn và Môi trường

Hà Nội, năm 2016


MỤC LỤC
MỤC LỤC.................................................................................................................. i
DANH MỤC CÁC BẢNG.......................................................................................iii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ...................................................................iv
MỞ ĐẦU................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1: ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT, CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT, ĐỊA TẦNG,
KIẾN TẠO CÁC ĐẢO NGHIÊN CỨU....................................................................2

1.1.

Đặc điểm địa chất đảo Cô Tô.......................................................................2

1.1.1.

Địa tầng.................................................................................................2

1.1.2. Kiến tạo.....................................................................................................9
1.2.

Đặc điểm địa chất đảo Cát Bà....................................................................11

1.2.1.

Đa dạng về thạch học và địa tầng........................................................11

1.2.2. Đa dạng về đặc điểm cấu tạo đá và cấu trúc địa chất..............................14
1.2.3. Cấu trúc kiến tạo.....................................................................................15
1.2.4. Cấu trúc phá hủy kiến tạo đảo Cát Bà.....................................................17
1.3.

Đặc điểm địa chất đảo Lý Sơn...................................................................21

1.3.1. Địa tầng:..................................................................................................22
1.3.2. Kiến tạo...................................................................................................26
CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH, ĐỊA MẠO, THỔ NHƯỠNG
CÁC
ĐẢO NGHIÊN CỨU..............................................................................................27
2.1. Đặc điểm địa hình, địa mạo, thổ nhưỡng đảo Cô Tô.....................................27

2.1.1. Địa hình, địa mạo....................................................................................27
2.1.2. Thổ nhưỡng.............................................................................................30
2.2. Đặc điểm địa hình, thổ nhưỡng đảo Cát Bà...................................................33
2.2.1. Địa hình, địa mạo....................................................................................33
2.2.2. Thổ nhưỡng.............................................................................................34
i


2.3. Đặc điểm địa hình, thổ nhưỡng đảo Lý Sơn..................................................35
2.3.1. Địa hình, địa mạo....................................................................................35
2.3.2. Thổ nhưỡng.............................................................................................36
CHƯƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT THỦY VĂN CÁC ĐẢO NGHIÊN CỨU. .39
3.1. Đặc điểm địa chất thủy văn đảo Cô Tô..........................................................39
3.1.1. Tầng chứa nước lỗ hổng..........................................................................39
3.1.2. Tầng chứa nước khe nứt..........................................................................41
3.2. Đặc điểm địa chất thủy văn đảo Cát Bà.........................................................43
3.2.1. Đặc điểm chung của tầng chứa nước.......................................................43
3.2.2. Các kiểu cấu trúc chứa nước đảo Cát Bà.................................................44
3.3. Đặc điểm địa chất thủy văn đảo Lý Sơn........................................................46
3.3.1. Các tầng chứa nước lỗ hổng....................................................................47
3.3.2. Tầng chứa nước khe nứt- lỗ hổng phun trào bazan.................................50
KẾT LUẬN.............................................................................................................53
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................54

ii


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1. 1. Kết quả phân tích mẫu silcat trong thành tạo bazan bQ1.......................23
Bảng 1. 2. Kết quả phân tích mẫu silcat trong phun trào bazan bQ2.......................25

Bảng 2. 1.Tổng diện tích đất tự nhiên phân theo địa giới hành chính huyện Cô Tô
(ha).......................................................................................................................... 32
Bảng 2. 2.Hiện trạng sử dụng đất huyện Cô Tô (ha)...............................................32
Bảng 2. 3. Hiện trạng sử dụng đất của huyện Lý Sơn năm 2008 (Nguồn: Sở Tài
nguyên và Môi trường Quảng Ngãi)........................................................................37

Bảng 3. 1. Kết quả hút nước thí nghiệm trong tầng chứa nước Đệ Tứ (q)..............40
Bảng 3. 2. Kết quả bơm nước thí nghiệm các lỗ khoan TCN o-s.............................42
Bảng 3. 3. Một số giếng khoan thăm dò có triển vọng.............................................46
Bảng 3. 4. Kết quả hút nước thử các giếng trong trầm tích biển Holocen...............47
Bảng 3. 5. Kết quả bơm nước thí nghiệm trong trầm tích biển Pleistocen (mQ1)....49
Bảng 3. 6. Kết quả hút nước thí nghiệm giếng và lỗ khoan trong phun trào bazan. 50

iii


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1. 1. Đá vôi phân lớp trung bình tập dưới......................................................16
Hình 1. 2. Đá vôi phân lớp dày đến dạng khối màu xám xanh thuộc tập giữa........16
Hình 1. 3. Đá phiến sét-silic và đá vôi silic phân lớp mỏng bị uốn nếp........................17
Hình 1. 4 Sơ đồ cấu trúc địa chất đảo Cát Bà.........................................................19
Hình 1. 5. Hình ảnh đứt gãy nghịch........................................................................19
Hình 1. 6. Dấu hiệu kiến tạo trên đảo Cát Bà.........................................................20
Hình 1. 7. Khối đá bazan bQ1 ở đồi Thới Lới..........................................................24

Hình 2. 1. Cánh đồng tỏi ở huyện đảo Lý Sơn.........................................................37

Hình 3. 1. Mô hình tổng hợp cấu trúc tầng chứa nước đảo Cát Bà.........................44

Hình 3. 2. Mô hình khai thác nước cấu trúc kiểu hang - bọng karst........................45
Hình 3. 3. Nước được khai thác trong trầm tích Đệ tứ............................................45
Hình 3. 5. Mô hình tổng hợp các tầng chứa và tầng chắn nước.............................46

iv


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết
Ở mỗi đảo nghiên cứu có các quá trình hình thành địa chất khác nhau. Cấu trúc
địa chất, địa chất thủy văn có mối quan hệ với quá trình sinh thủy ở mỗi đảo. Chính
vì vậy mà việc tổng hợp “tài liệu về địa chất, cấu trúc địa chất, địa tầng, kiến tạo,
địa hình, thổ nhưỡng, các đặc điểm địa chất thủy văn các đảo nghiên cứu” để từ đó
xác định nguồn gốc sinh thủy ở mỗi đảo là rất cấp thiết.
2. Mục tiêu
- Thu thập tổng hợp các kết quả nghiên cứu về điều kiện địa chất, cấu trúc địa
chất, địa tầng, kiến tạo, các đặc điểm thạch học, địa hình, thổ nhưỡng, các đặc điểm
địa chất thủy văn các đảo nghiên cứu.
- Xác định mối quan hệ hình thành nguồn gốc nước ở 03 đảo nghiên cứu
3. Phương pháp thực hiện
- Phương pháp thống kê: thu thập, nghiên cứu các số liệu, công trình, tài liệu
có liên quan đến vấn đề nghiên cứu.
- Phương pháp chuyên gia: hội thảo lấy ý kiến của chuyên gia các ngành, các
địa phương về định hướng, quy hoạch phát triển kinh tế xã hội
- Phương pháp phân tích: được sử dụng để phân tích, đánh giá các thông tin
về thị trường làm căn cứ để quy hoạch.
4. Vị trí của công việc
Công việc 2: “Tài liệu về địa chất, cấu trúc địa chất, địa tầng, kiến tạo, địa
hình, thổ nhưỡng, các đặc điểm địa chất thủy văn các đảo nghiên cứu” là một trong
số những công việc được đề ra trong hợp đồng thuê khoán chuyên môn số

02/2016/HĐ-ĐT- KC09.04/16-20 ký ngày 15 tháng 11 năm 2016, là một nhánh
thuộc Nội dung 1: “Tổng hợp tư liệu, số liệu đã có về điều kiện tự nhiên, tài nguyên
môi trường, kinh tế xã hội dự án, công trình bảo vệ bờ, công trình trữ nước,.. của
các đảo nghiên cứu” của Đề tài KC.09.04/16-20.
5. Nhóm thực hiện
Các cá nhân tham gia thực hiện công việc gồm có:
1. PGS.TS. Bùi Xuân Thông - Chủ trì thực hiện công việc
2. PGS.TS. Lã Thanh Hà
3. ThS. Nguyễn Thị Lan
4. CN. Lê Thị Yến
1


CHƯƠNG 1: ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT, CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT, ĐỊA TẦNG,
KIẾN TẠO CÁC ĐẢO NGHIÊN CỨU
1.1.

Đặc điểm địa chất đảo Cô Tô

1.1.1. Địa tầng
GIỚI PALEOZOI
Hệ Ordovic thống thượng – hệ Silur thống hạ (O3-S1)
Hệ tầng Cô Tô (O 3-S1 ct): hệ tầng gồm các trầm tích lục nguyên xen kẽ
dạng flish, dày 420 -650m ở đảo Cô Tô.
* Đặc điểm mặt cắt trầm tích:
Hệ tầng Cô Tô do A.E Dovjikov (1965) xác lập để mô tả trầm tích được
xếp tuổi Neogen ở đảo Cô Tô.
Đến nay tuổi của trầm tích đã có hóa thạch xác định tuổi Ordovic muộn –
Silur sớm (O3 -S1) do vậy tác giả vẫn giữ tên hệ tầng và tuổi của trầm tích được
xác định theo kết quả phát hiện mới.

Hệ tầng Cô Tô lộ ra trên đảo Cô Tô gồm các trầm tích lục nguyên, sạn kết,
cát kết, bột kết, sét kết và đá phiến sét sericit. Các tập hợp đá hạt thô và hạt mịn
xen kẽ dạng nhịp. Trên toàn bộ mặt cắt, dựa vào tập hợp đá đặc trưng , tác giả đã
phân làm 3 nhịp tương ứng với phân hệ tầng khác nhau, mỗi phân hệ tầng có 2
tập. Đặc điểm mặt cắt hệ tầng được mô tả từ dưới lên trên như sau:
- Phân hệ tầng dưới (O3 -S1 ct1) gồm hai tập: tập 1 chủ yếu trầm tích hạt
thô; tập 2 chủ yếu trầm tích hạt mịn, dầy 120 – 240m.
Tại đảo Cô Tô, các trầm tích này phân bố ở mép đảo cực phía tây bắc và
cực phía đông nam của đảo, ngoài ra còn gặp ở phần nhân của các nếp lồi nam
Bắc Vàn (I), bắc Tài Vàn (II), đông bắc cầu Thủ Mỹ (III), cầu Thủ Mỹ (IV) đảo
Cô Tô và ở nhân nếp lồi Hải Đăng (O), nếp lồi Biên Phòng (II).
+ Tập 1 (O3 -S1 ct11): Thành phần gồm chủ yếu cát kết đa khoáng hạt thô lẫn
sạn, có các ổ và thấu kính bột kết, có cấu tạo phân lớp xiên chéo phân lớp dày
1,5 – 4m, xen kẹp các hệ lớp đá bột kết, đá phiến sét và đá phiến sericit – clorit
dày 0,3 – 0,5m và đá cát kết đa khoáng hạt nhỏ. Đá sạn kết và cát kết đa khoáng
hạt thô màu xám, xám đen, phong hóa nâu vàng, đôi khi trắng đục. Đá bột kết,
sét kết và đá phiến sét sericit –clorit thường phân lớp mỏng cấu tạo phân dải. Cát
kết đa khoáng hạt nhỏ thường phân lớp vừa và sang màu.
Bề dày của tập ở đảo Cô Tô từ 50-115m.
2


+ Tập 2 (O3 -S1 ct12): thành phần gồm: chủ yếu đá bột kết, đá phiến sét, đá
phiến sét sericit – clorit, màu xám tro, xám đen, phân lớp mỏng, các đá này tập
hợp thành những hệ lớp dày 3-6m, xen kẽ với các hệ lớp các đá trên là các lớp đá
cát kết đa khoáng hạt thô lẫn sạn màu xám sang và cát kết đa khoáng hạt nhỏ
sáng màu, phân lớp vừa đến dày (0,2-0,5m).
Trong lớp đá phiến sét kết xen trong tập bột kết và cát kết hạt thô phát hiện
được hóa thạch graptolit: Streptograptus exignus exignus (Nich), Monograptus
priodon (Bronn), Monograptus sp. có tuổi Silur sớm (S 1) do Lương Hồng Hược

xác định 1999.
Bề dày của tập ở đảo Cô Tô từ 70-125m.
- Phân hệ tầng giữa (O3 -S1 ct2) gồm hai tập: tập 1 đá hạt thô, tập 2 đá hạt
mịn, dầy 120 -245m.
Tại đảo Cô Tô, trầm tích này phân bố rộng rãi nhiều nơi thuộc phần nhân
các nếp lõm đông nam thị trấn Cô Tô (IV) đông nam cầu Thủ Mỹ (V), tây nam
cầu Thủ Mỹ (VI), nam tây nam cầu Thủ Mỹ (VII) và rải rác từ trung tâm thị trấn
Cô Tô trở lên phía bắc đảo.
+ Tập 1 (O3-S1 ct21): Thành phần gồm: chủ yếu cát kết đa khoáng hạt thô và
sạn kết phân lớp dày 1-2m màu xám xen cát kêt đa khoáng hạt thô và phân lớp
vừa, và xen với các hệ lớp đá bột kết, đá phiến sét dày 1-2m. Các đá cát kết đa
khoáng hạt thô có lẫn sạn, có các ổ và thấu kính bột kết, cấu tạo phân lớp xiên
chéo (ảnh 1,2) các đá bột kết, đá phiến sét phân lớp mỏng màu đen, cấu tạo phân
dải. Tập 1 dày 90-135m.
+ Tập 2 (O3-S1 ct22): Thành phần gồm chủ yếu đá bột kết đá phiến sét, đá
phiến sét sericit –clorit, chúng phân thành từng hệ lớp dày 4-5m, xen với các lớp
đá cát kết đa khoáng hạt thô và cát kết đa khoáng hạt nhỏ phân lớp dày 0,2-1m.
Đá bột kết, đá phiến sét và phiến sét sericit –clorit phân lớp mỏng, màu xám
sáng, xám tro, cấu tạo phân dải. Tập 2 dày 60-110m.
- Phân hệ tầng trên (O3-S1 ct3) gồm 2 tập: tập 1 đá hạt thô, tập 2 đá hạt
nhỏ, dầy 150 – 160m.
Tại đảo Cô Tô, trầm tích này phân bố rải rác từ trung tâm thị trấn Cô Tô lên
phía bắc đảo và trong các nhân nếp lõm nam Bắc Vàn (I), bắc Tài Vàn (II).
+ Tập 1 (O3-S1 ct31): Thành phần gồm chủ yếu cát kết đa khoáng hạt thô, lẫn
sạn và cát kết đa khoáng hạt nhỏ, phân lớp dày 2-4m, xen với các hệ lớp đá bột
kết và phiến sét sericit –clorit, dày 0,3-0,5m. Các đá bột kết và phiến sét sericit –
clorit phân lớp mỏng, màu xám tro, xám sáng. Tập dày 100 -110m.
3

+ Tập 2 (O3-S1 ct32): Thành phần gồm chủ yếu bột kết, đá phiến sét phân lớp
mỏng, màu xám đen, xám sáng, các đá vừa mô tả tập hợp thành hệ lớp dày 2-3m
xen với các lớp đá cát kết đa khoáng hạt nhỏ phân lớp vừa. Tập dày 50 -60m.
Trên cơ sở tập hợp hóa thạch graptolip thu thập được gồm: Steptograptus
exignus exignus (Nich), Monograptus priodon (Bronn), Monograptus sp. (thuộc
tập 1 phân hệ tầng dưới), tuổi Silur sớm (Landovery), hóa thạch bào tử phấn cổ:
Lophosphaeridium sp. Cymaeosphaera sp., Veryhachium sp, tuổi Silur thuộc tập
2 phân hệ tầng dưới, cùng với tập hợp hóa thạch do Trần Văn Trị (1976) thu thập
được ở cùng vị trí địa tầng (phân hệ tầng 1 và phân hệ tầng 2) và ở địa danh gần
sát các vị trí hóa thạch đá nêu trên gồm Bohemograptus Tenius (Boucek),
Lobograptus cf. Crinitus (Wood), Neocuculograptus inexpectatus (Boucek),
Pristiograptus pseudodubius (Boucek) tuổi Silur sớm, vì chưa xác định được
ranh giới trên và ranh giới dưới của hệ tầng, do nước biển bao quanh đảo, nên
không loại trừ khả năng có cả yếu tố Ordovic muôn, nên tác giả xếp trầm tích hệ
tầng Cô Tô vào Ordovic muộn – Silur sớm (0 3 –S1).
* Đặc điểm thạch học trầm tích hệ tầng Cô Tô
- Sạn kết đa khoáng
+ Thành phần hạt vụn (77 -90%) gồm: thạch anh (14-49%), plagioclase (221%), felspat kali (2-4%), mảnh đá quarzit (1-17%), mảnh đá phun trào acid (110%), mảnh silic (1%), mảnh đá phiến sét sericit- clorit (2-6%), mảnh đá bột kết
(2-35%), ít hạt quặng zircon, turmalin.
+ Thành phần xi măng (10-15%) gồm silic (1-2%), sericit- clorit (9-15%),
kiến trúc: cát sạn với xi măng tiếp xúc lấp đầy, cấu tạo khối.
- Cát kết đa khoáng hạt thô lẫn sạn
+ Thành phần hạt vụn (77-90%) gồm: thạch anh (40-50%), plagioclase (721%), felspat kali (1-13%), mảnh đá quarzit (1-2%), mảnh đá phun trào acid (214%), mảnh silic (1-5%), mảnh đá phiến sericit- clorit (1-13%), mảnh đá bột kết
(1-6%) ít hạt quặng, zircon, turmalin.
+ Thành phần xi măng (9-25%) gồm silic (1-2%), sericit- clorit, muscovit
(9-23%).
Kiến trúc cát xi măng lấp đầy, cấu tạo khối hoặc cấu tạo định hướng.
- Cát kết đa khoáng hạt nhỏ- vừa đều hạt
+ Thành phần hạt vụn (83-87%) gồm: thạch anh (40-73%), plagioclase (122%), felspat kali (1-3%), mảnh đá quarzit (1-3%), mảnh đá phun trào acid (24

5%), mảnh đá silic (2-5%), mảnh đá phiến sericit –clorit (1-10%), mảnh đá bột
kết (2-6%), ít khoáng vật quặng, zircon, turmalin.
+ Thành phần xi măng (13-25%) gồm: sét sericit, clorit, muscovite (1325%)
Kiến trúc cát xi măng tiếp xúc lấp đầy, cấu tạo khối, đôi khi cấu tạo định
hướng.
- Bột kết
+ Thành phần hạt vụn (73-78%) gồm thạch anh (60-75%), plagioclas (13%), felspat kali đôi khi gặp (2-3%), vụn silic đôi khi gặp (1%), quặng đôi khi
gặp (1-3%), biotit đôi khi gặp (1%) rất ít zircon, turmalin.
+ Thành phần xi măng (22-27%) gồm sericit, clorit, sét muscovit (22-27%).
Kiến trúc: bột xi măng tiếp xúc lấp đầy, đôi khi bột biến dư, cấu tạo định
hướng.
- Sét kết
+ Mảnh vụn (6-19%) gồm: thạch anh (3-17%), plagioclase (1-3%), felspat
kali đôi khi gặp (2-3%), silic đôi khi gặp (1%), khoáng vật quặng đôi khi gặp (14%), rất ít zircon, turmalin.
+ Xi măng (81-94%) gồm sét, clorit, sericit, muscovite (91-94%).
Kiến trúc: sét bột biến dư, cấu tạo phân dải, đôi khi cấu tạo định hướng.
- Đá phiến sét sericit- clorit (mẫu CT 93/1, CT 95, CT 95/10, CT 47/1, CT
109, CT 246).
+ Thành phần hạt vụn (2-5%) gồm thạch anh (1-4%), quặng đôi khi gặp (12%), rất ít zircon, turmalin
+ Xi măng (95-98%) gồm: sét, clorit, sericit, muscovite (95-98%).
Kiến trúc: sét biến dư, đôi khi sét biến dư chuyển sang vẩy, hoặc vẩy biến
dư, cấu tạo: định hướng đôi khi cấu tạo phiến.
Hệ Devon, thống hạ
Hệ tầng Đồ Sơn (D1đs)
Các trầm tích hệ tầng Đồ Sơn (D 1đs) chỉ phân bố ở đảo Trần, nằm trên mặt
không chỉnh hợp góc phía tây nam Đảo Trần trước đây đã có nhiều ý kiến bàn
cãi. A.E.Dovjikov xếp tuổi Jura.
Nguyễn Công Lượng (1979) đã vẽ phần trầm tích hạt thô chứa Lingula vào
Devon hạ, so sánh tương đồng với hệ tầng Đồ Sơn (D 1đs). Trên cơ sở nghiên cứu

5


mặt cắt liên tục ở phía bắc đảo và phía tây nam đảo Trần, tác giả đồng ý với cách
sắp xếp tuổi của Nguyễn Công Lượng và vẫn để là hệ tầng Đồ Sơn (D 1đs).
* Đặc điểm mặt cắt trầm tích
Hệ tầng Đồ Sơn phân bố ở đảo Trần với mặt cắt đầy đủ gồm 3 tập thạch học
khá rõ ràng. Mặt cắt đầy đủ quan sát được tại bờ biển phía tây nam vụng Biên
Phòng.
Tập dưới: Gồm cuội kết cơ sở nằm trực tiếp lên bề mặt bào mòn. Các hòn
cuội tròn cạnh, Ф1÷2 đến 10cm, thành phần cuội đa khoáng: cát kết tuf, quarzit,
cát kết hạt nhỏ, bột kết…xi măng là sét, phân lớp dày.
Bề dày tổng cộng khoảng 30m.
Tập giữa: Gồm cát kết hạt vừa –nhỏ chuyển lên là các lớp bột kết màu xám
nhạt phân lớp dày xen ít lớp sét kết màu xám vàng nhạt. Các lớp bột kết, sét kết
có chỗ phong hóa thành kaolin. Tổng bề dày tập giữa 42-47 mét.
Tập trên: bao gồm cát kết dạng quarzit màu xám sáng, xám nhạt, xám vàng,
phân lớp dày 0,5-1,2m; nứt nẻ mạnh, xen ít lớp mỏng bột kết, sét kết màu nâu
xám nhạt, xám nâu gụ. Phần cao bị phong hóa có màu nâu đỏ, tơi bở.
Các trầm tích của hệ tầng Đồ Sơn nằm không chỉnh hợp góc với các trầm
tích của hệ tầng Cô Tô ở phần Tây nam đảo Trần.
Ranh giới trên bị bóc mòn, không xác định được.
Ở phần phía bắc đảo các trầm tích thuộc hệ tần Đồ Sơn có quan hệ kiến tạo
với các trầm tích của hệ tầng Cô Tô.
* Đặc điểm thạch học
- Sạn sỏi Grauvac
+ Hạt vụn 90% bao gồm: mảnh đá 85% thành phần silic vi hạt, quarzit.
Kích thước Ф: 2-3mm ÷5-7mm. Thạch anh (15%) kích thước hạt 0,08-0,15mm,
tắt làn sóng.
+ Xi măng 10% silic bị thạch anh hóa. Kiến trúc tiếp xúc. Khoáng vật

quặng: hydroxyt Fe tạo thành ổ hoặc bám ven rìa các hạt vụn.
- Cát kết thạch anh
+ Hạt vụn 65%: gồm thạch anh + quarzit 44%, silic 15%, muscovit + biotit
~1%.
+ Xi măng: 35% gồm sercit – clorit ngấm Hydroxyt Fe 15%, quặng 1%,
khoáng vật nặng: zircon, turmalin
6


- Bột kết
+ Hạt vụn: 55-56% gồm thạch anh 49-51%, vụn đá quarzit 5-6%, silic ít,
nhiều vẩy muscovit + biotit.
+ Xi măng: 35% gồm sercit clorit ngấm Hydroxyt Fe 15% kiến trúc bột
biến dư, xi măng tàn dư, lấp đầy.
GIỚI CENOZOIC
Hệ Đệ Tứ
Thống Holocen
Các trầm tích Đệ Tứ trên đảo Cô Tô phân bố khá rộng rãi, chiếm gần 1/2
diện tích đảo, bao gồm nhiều tướng nguồn gốc khác nhau. Tại đảo Trần, chúng
phân bố ở ven rìa các vùng xung quanh đảo, chiếm khoảng 10% diện tích toàn
đảo.
Do diện phân bố hẹp và rải rác nên các trầm tích chuyển tướng nhanh đột
ngột và phức tạp từ ven rìa đảo ra biển, chúng được phân chia như sau:
* Trầm tích holocen trung – thượng (Q 22-3):
Phân bố khá rộng rãi chiếm gần 2/3 diện tích tích tụ Đệ Tứ gồm các nguồn
gốc sau:
- Trầm tích biển (mQ 22-3):
Phân bố hạn hẹp ở khu vực rìa thung lũng Ngầu Phi Long, phân bố ở độ cao
so với mực nước biển từ 6-8m tạo nên thềm biển bậc I của đảo Cô Tô.
Thành phần gồm chủ yếu cát thạch anh hạt thô lẫn ít sạn, sỏi màu nâu vàng.

Đặc biệt cát ở đây được rửa mặn rất tốt nên đã được sử dụng cho các công trình
dân dụng, dày >8m.
Tuổi của thành tạo trầm tích hướng biển cấu thành thềm bậc I? được đối
sánh với thành tạo thềm biển bậc I ở khu vực Hòn Gai, Hải Phòng cũng như so
sánh tương đồng với thành tạo có cùng độ cao trên đảo có thể xếp chúng vào
khoảng tuổi Holocen giữa – muộn (Q 22-3).
- Trầm tích biển- đầm lầy (mbQ 22-3):
Trầm tích biển - đầm lầy (mbQ 22-3) chiếm diện tích khá lớn trong các thung
lũng Bắc Vàn, Vàn Chày, Tài Vàn, Hồng Vân, thị trấn Cô Tô và một số khu vực
nhỏ phía nam đảo và ở vụng Hải Quân (chiều dài 300-400m, rộng 150-200m) và
các chỏm nhỏ rải rác ở vụng Biên Phòng, vụng Tây và vụng Đông của đảo Trần.
Phần trên cùng gồm: Các tích tụ vật liệu hỗn tạp cát, bột, sét, mùn hữu cơ
màu xám, xám đen chứa bào tử phấn: Lygodium sp., Poaceae gen. indet, Vittaria
7


sp., Polypodium sp., Cyathea sp., Coniopteris sp. Tuổi Holocen (Q 2) do Nguyễn
Minh Phương (1999 ) xác định.
Kết quả phân tích mẫu độ hạt cho thấy cát chiếm 70%, bột: 25%, sạn: >4%,
chủ yếu thạch anh chiếm 90%, còn các thành phần khác ~ 10%. Độ cầu trung
bình (P = 0,840), độ mài tròn trung bình (Q = 0,740), đường kính trung bình (Md
= 0,15).
Chiều dày 6-10m.
- Trầm tích biển- gió (mvQ 22-3) được thành tạo liên tục từ holocen giữa tới
nay.
Trầm tích biển gió (mvQ 22-3) phân bố thành những dải cát chạy dọc theo bờ
biển phía đông bắc và tây nam đảo Cô Tô với chiều dày 4-10m và đông bắc vụng
Hải Quân, ven rìa vụng Đông của đảo Trần.
Tại đảo Trần, chúng tích tụ tạo thành dạng đê cát kéo dài từ hòn Sư Tử đến
hòn Chỉ Lợn ven bờ biển phía đông bắc vụng Hải Quân hoặc tạo dạng bề mặt

hơi lượn sóng nổi lên các đụn cát, đê cát có độ chênh cao so với mực nước biển
6-12m ở vụng Đông.
* Trầm tích holocen thượng (Q 23):
Thường phân bố trong đới mực nước thủy triều lên xuống được chia ra 2
nguồn gốc: biển gió (như đã mô tả ở trên) biển và biển đầm lầy.
- Trầm tích biển (mQ 23):
Tại đảo Cô Tô, chúng phân bố thành dải ven đảo trong mực nước thủy triều
lên xuống tạo nên bãi biển rộng từ 100 -700m dày từ 4-10m.
Tại đảo Trần, chúng phân bố trong đới thủy triều lên xuống ven các vụng
Tây, vụng Đông, vụng Hải Quân và vụng Biên Phòng, tạo nên các bãi biển hẹp
(chiều rộng 50-100 mét)
Hầu hết các mặt cắt chứa cát thạch anh hạt nhỏ đến thô, lẫn bột. Thành
phần hạt: thạch anh 90-95%, vụn đá và các khoáng vật khác 5-10%. Độ chon lọc
tương đối tốt (So= 1,49), độ cầu trung bình (P = 0,810), độ mài mòn trung bình
(Q = 0,726), đường kính trung bình (Md – 0,29). Đôi nơi gặp tích tụ tại chỗ với
khối lượng nhỏ cuội biển và cuội san hô biển kích thước hạt từ 5-30cm, độ mài
tròn khá tốt, chiều dày lớp tích tụ này 2-5m.
- Trầm tích biển đầm lầy (mQ23): phân bố ở khu vực nam Hồng Vàn, bề
mặt ít chịu ảnh hưởng của mực nước thủy triều với chiều rộng 200m, dài hang
cây số, dày 0,5 ->1,0m. Mặt cắt chủ yếu gồm cát thạch anh hạt nhỏ đến thô, lẫn
8


bột màu xám trắng, đôi chỗ gặp bùn lẫn mùn hữu cơ loãng màu xám, chiều dày >
1m. Trên bề mặt của tướng trầm tích này phát triển dày sú vẹt, đước và dừa
nước. Với đặc điểm mặt cắt trên đây có thể cho rằng trầm tích ở đây đang trong
giai đoạn đầu của sự lầy hóa, chiều dày > 1m.
Tổng chiều dày của trầm tích Holocen thượng 1-5m.
Hệ đệ tứ không phân chia (Q)
- Trầm tích hỗn hợp eluvi –deluvi (edQ): phân bố không liên tục, rất hạn

hẹp ở ven rìa thung lũng bắc Hồng Vân và rải rác ở Nam Vàn đảo Cô Tô và rộng
rãi trên bề mặt đá gốc toàn đảo Trần.
Thành phần phần trên gồm sét-bột lẫn cát màu sắc loang lổ, tím gan gà,
cứng rắn. Phần dưới chủ yếu bột sét, màu nâu vàng lẫn các mảnh vụn đá gốc
kém tròn cạnh chúng là sản phẩm phong hóa tại chỗ trên nền đá gốc hoặc có sự
vận chuyển vật liệu từ nơi khác đến không đáng kể.
Chiều dày 2 -6m.
- Trầm tích hỗn hợp deluvi –proluvi (dpQ): phân bố ở ven rìa của hầu
hết các thung lũng: Bắc Vàn, Vàn Chảy, Tài Vàn, nam Hồng Vân và rải rác ở
một số khu vực phía nam đảo Cô Tô và ven rìa các vụng biển, tiếp giáp với phần
thấp của các sườn núi ven biển như: vụng Tây Con, vụng Đông, vụng Hải Quân,
vụng Biên Phòng trên đảo Trần.
Thành phần phần trên chủ yếu là cát, bột, sét mầu nâu vàng, dày 1-5,0m.
Phần dưới chủ yếu vật liệu vụn thô cuội, tảng sạn lẫn cát, bột.
Tổng chiều dày 3,5-5,5m.
1.1.2. Kiến tạo
* Các phân vi kiến tạo
- Tại đảo Cô Tô: Tầng kiến trúc Pleozoi (PZ): chỉ có mặt một phần của phụ
tầng cấu trúc Paleozoi hạ (O 3-S1), đặc trưng bởi các thành tạo lục nguyên vụn thô
xen với lục nguyên hạt mịn với bề dày 420-655m thuộc hệ tầng Cô Tô. Các đặc
điểm về sự chọn lọc kém , sự xen kẽ giữa các đá trầm tích hạt thô và đá trầm tích
hạt mịn có cấu tạo phân dải, tính không ổn đinh bề dày trầm tích theo phương,
trong trầm tích hạt thô có cấu tạo phân lớp xiên chéo, trong đá trầm tích có nhiều
mảnh vụn đá phun trào acid, trong các tập đá cát kết hạt thô có các ổ và thấu
kính đá bột kết… chứng tỏ các đá trầm tích đã nêu trên thành tạo trong một môi
trường rất xáo trộn.

9

Các thành tạo bở rời hiện đại: gồm các trầm tích Đệ Tứ, chúng có nhiều
nguồn gốc khác nhau: tàn tích- sườn tích (edQ), sườn tích- lũ tích(dpQ), biển
(mQ22-3, mQ23), biển –gió (mQ 22-3), biển đầm lầy (mbQ 22-3,mbQ23), với tổi bề dày
16,3 -42m. Các trầm tích bở rời mô tả trên được thành tạo trong giai đoạn tân
kiến tạo.
* Đặc điểm uốn nếp
- Đặc điểm uốn nếp trên đảo Cô Tô
Các trầm tích hệ tầng Cô Tô bị uốn nếp mạnh mẽ, tạo nên các nếp uốn dạng
tuyến tính kéo dài theo phương ĐB – TN. Hầu hết các nếp uốn bị các hệ thống
đứt gãy cắt xén không còn giữ được cấu tạo nếp uốn hoàn chỉnh, như ở vùng cực
bắc của đảo, đông Tài Vàn, bắc thị trấn Cô Tô, Nam Vàn. Tại những vùng này
chỉ tồn tại cấu trúc nếp đơn nghiêng. Các nếp uốn tương đối hoàn chỉnh phân bố
ở vùng bắc và nam của đảo với các nếp lồi và nếp lõm là những nếp uốn hẹp,
dạng tuyến tính. Các nếp lồi nam Bắc Vàn I, bắc Tài Vàn (II), đông bắc thị trấn
Cô Tô (III), cầu Thủ Mỹ (IV), đông nam cầu Thủ Mỹ (V), nam cầu Thủ Mỹ (VI)
là các nếp uốn có phương Đông Bắc – Tây Nam với chiều dài từ 0,5-1 km, chiều
rộng 0,3-0,4km, các nếp lõm nam Bắc Vàn (I), bắc Tài Vàn (II), đông bắc thị
trấn Cô Tô (III), đông nam thị trấn Cô Tô (IV), đông nam Năm Vàn (V), đông
nam cầu Thủ Mỹ (VI), tây bắc cầu Thủ Mỹ (VIII), tây nam cầu Thủ Mỹ (IX), là
các nếp uốn phương ĐB – TN có chiều dài 0,3 -3km, rộng 0,1-0,8km.
* Đặc điểm đứt gãy:
- Đặc điểm đứt gãy trên đảo Cô Tô:
Toàn đảo có 25 đứt gãy, các đứt gãy tập trung dày đặc ở phía nam đảo, tạo
nên một đới cấu trúc dập vỡ mạnh mẽ, nhiều nếp uốn bị phá vỡ tạo nên các nêm
cấu tạo với các lớp đá xếp đơn nghiêng, có 3 hệ thống đứt gãy chủ yếu: ĐB-TN
(F1, F2, F4, F6, F7, F8, F20; á kinh tuyến ( F3, F8, F9, F10, F11, F12, F13, F14, F15, F16, F17,
F19) và hệ thống TB-ĐN (F 21, F 22, F 23, F24, F25), trong đó hệ thống đứt gãy á kinh
tuyến phát triển hơn cả. Các đứt gãy phương TB-ĐN và phương á kinh tuyến
thường gây dịch chuyển ngang các cấu tạo nếp uốn. Các đứt gãy F 1 cắm về đông
nam với góc dốc 70º (CT 249), đứt gãy F 4 cắm về tây bắc với góc dốc 65º (CT

21). Các vết lộ quan sát tại các vết lộ, các đứt gãy tạo nên những đới đá dập vỡ
(ảnh 6) đôi khi kèm theo đới thạch anh nhiệt dịch với chiều rộng 10-15m.
1.2.

Đặc điểm địa chất đảo Cát Bà

Quần đảo Cát Bà là một vùng núi đá vôi, nơi các quá trình karst phát triển
mạnh mẽ, hình thành các thung lũng trên đảo. Đảo Cát Bà với diện tích 298 km2 có
nhiều nguồn tài nguyên thiên nhiên quý giá.
10


Trên cơ sở nghiên cứu đặc điểm cấu trúc - kiến tạo và xây dựng mô hình cấu
trúc chứa nước, ta thấy các tầng cấu trúc đá vôi bị karst hóa tạo ra các tầng chứa nước
và các tầng chắn nước, chủ yếu là các tập đá phiến sét-silic, silic-vôi, vôi-silic không
nứt nẻ. Đặc biệt là tầng chắn nước nước biển đã tạo cho vùng này tiềm năng lớn về
nước dưới đất, đó là một đặc thù của địa chất thủy văn đá vôi trên biển.
Trong công trình Địa chất và khoáng sản thành phố Hải Phòng [2], Ngô Quang
Toàn đã mô tả cấu trúc địa chất và tài nguyên nước đảo Cát Bà và đã thể hiện cấu trúc
uốn nếp lồi và lõm bị biến cải mạnh và hai hệ thống đứt gãy TB-ĐN và ĐB-TN.
Tài liệu ảnh máy bay thực hiện năm 2003 và tài liệu đo vẽ cấu trúc địa chất tỷ
lệ 1/10.000 đối với các thung lũng và 1/25.000 cho toàn đảo, kết quả lập các mặt cắt
chi tiết, đo đạc địa vật lý cho phép hiểu rõ hơn về cấu trúc kiến tạo đảo Cát Bà, phục
vụ cho việc thiết kế mạng lưới giếng khoan tìm kiếm thăm dò nước.
1.2.1. Đa dạng về thạch học và địa tầng
Đá chủ yếu cấu tạo nên quần đảo Cát Bà là đá vôi, vôi sét. Phần còn lại là sét
vôi, vôi cát, vôi silic, đá phiến silic và một ít trầm tích lục nguyên. Mỗi loại đá kể
trên cũng có nhiều biến thể, ví dụ riêng trầm tích carbonat có các biến thể sau: đá
vôi (mầu từ đen đến xám đế trắng), đá vôi vụn sinh vật, đá vôi sét, đá vôi silic, đá
vôi bitum, đá vôi chứa ổ và lớp kẹp silic, đá sét vôi, dăm kết vôi, travenrtin… (ảnh

1-6).
Các đá kể trên chủ yếu thuộc về 3 hệ tầng: Tràng Kênh (D2-3 tk), Phố Hàn
(D3-C1 ph) và Bắc Sơn (C-P bs). Ngoài ra trên đảo Cát Bà còn có các thành tạo
trầm tích tuổi Cenozoi(CZ) phân bố trong các thung lũng giữa núi và dải ven biển.
Trên đảo Cát Bà hoạt động magma không đáng kể. Cho tới nay phát hiện
được vài thể đá magma xâm nhập dạng mạch đều nằm ở phía nam đảo. Các đá trên
đã được xác định là spesartit và minet. Do là những phát hiện và phân tích mới, nên
chúng sẽ được mô tả chi tiết dưới đây.
Tại điểm magma ở Hùng Sơn (CT-1), dài trên 15m, gặp nhiều tảng lăn lớn đá
spesartit trong diện phân bố đá vôi của hệ tầng Phố Hàn. Dễ nhận thấy đây là một
thể đá mạch khá lớn tuy không quan sát được tiếp xục trực tiếp của đá magma và đá
vây quanh do đá magma bị phong hóa mạnh, tạo thành đất đỏ (ảnh 7).
Thành phần khoáng vật của spesartit chủ yếu gồm plagioclas (khoảng 60%)
+ amphilbol (35%) + biotit (ít)+ thạch anh (rất ít). Khoáng vật quặng: magnetit. Đôi
khi gặp cancit dạng ổ. Plagioclas thường tạo thành các tinh thể dạng tấm hoặc lăng
trụ nhỏ, dài (0,1 – 0,4 mm), đôi khi kéo dài đến gần 1mm. Nhiều tinh thể có dạng
tha hình. Phần lớn có cấu tạo song tinh đơn giản, đôi khi phức tạp và có cấu tạo
11


phân đới khá rõ. Amphibol là các tinh thể dạng tấm nhỏ hoặc tha hình, đôi khi lăng
trụ kéo dài, chứa tinh thể khảm của plagioclas. Màu nâu phớt lục, đa sắc thể hiện rõ,
nhiều chỗ bị gặm mòn mạnh, bị biến đổi và thay thế bởi tập hợp clorit dạng vẩy.
Amphibol có thành phần tương ứng với hornblend thường. Biotit có dạng tấm hoặc
vẩy nhỏ, màu hung nâu, nhiều chỗ cũng bị thay thế bởi tập hợp vẩy clorit. Thạch
anh chỉ gặp rất ít dưới dạng hạt nhỏ tha hình. Kiến trúc của đá: gần dolerit. Cấu tạo:
khối trạng (ảnh 8).
Tại vết lộ đá magma nằm ở dốc Bến Bèo (vết lộ CT-2, cách Bế Bèo 400m),
lộ đá minet dạng mạch (mỗi mạch dầy 1-3m), xuyên cắt trong tầng đá trầm tích silic
(nhiều chỗ bị biến chất thành đá dạng quarzit phân dải) và carbonat của hệ tầng Phổ

(ảnh 9).
Thành phần khoáng vật của minet tại đây chủ yếu gồm cilynopyroxen +
feldspar kali, ít hơn gặp plagioclas và biotit. Khoáng vật phụ phổ biến: sphen;
khoáng vật quặng: magnetit, ít hơn có sunful. Clinopyroxen tạo thành các tinh thể
dạng lăng trụ (0,2 – 0,5 mm) hoặc dạng tấm tương đối đẳng thước (0,4 – 0,6 mm),
hầu hết không mầu, ngoài rìa tinh thể bị amphibol hóa có màu xanh lục. Nhiều tinh
thể có cấu tạo phân đới phức tạp (bao gồm nhiều đới mỏng) kết hợp với song tinh.
Đây là nét đặc trưng cho pyroxen trong các đá mafic kiềm kali và siêu kiềm kali.
Các tinh thể pyroxen từ hình thường bị bao bọc bởi các mảng feldspar kali tạo nên
kiến trúc kiểu khảm ofit khá điển hình. Theo các dấu hiệu tinh thể và quang học,
clinopyroxen trong đá nghiên cứu có thành phần tương ứng với diopsid. Feldspar
kali biểu hiện ở hai dạng: dạng phổ biến nhất là vật liệu gắn kết pyroxen như mô tả
trên; dạng thứ hai là các tinh thể dạng tấm tương đối tự hình nằm xen trong phần
nền đá cùng với pyroxen. Những tinh thể này thường cụm lại thành từng đám cùng
với pyroxen tách biệt khá rõ rệt với nền Cpx+Fsp có kiến trúc hạt nhỏ hơn. Về cơ
bản, feldspat kali có đặc điểm tương ứng với ortoclas. Plagioclas: ít phổ biến hơn so
với feldspat kali, cũng tạo thành các tinh thể dạng tấm tự hình với kích thước khác
nhau, đôi khi cũng khảm trong feldspat kali. Biotit: gặp ít, tinh thể dạng tấm nhỏ
hoặc dạng vẩy màu hung nâu đỏ.
Trong số các khoáng vật phụ, phổ biến nhất là sphen; ngoài ra còn có apatit,
zircon. Khoáng vật quặng phổ biến nhất là magnetit. Nhiều chỗ, magnetit phát triển
thay thế ven rìa các tinh thể pyroxen hoặc biotit, giống như biểu hiện opaxit hóa
trong đá núi lửa. Trong đá gặp cả cancit dưới dạng các tinh thể có kích thước lớn,
nguồn gốc nguyên sinh (?). Kiến trúc của đá: lamprophyr, khảm ofit (ảnh 10).
Sự có mặt các thành tạo đai mạch lamprophyr như mô tả trên ở đảo Cát Bà
chứng tỏ chúng là sản phẩm của hoạt động magma liên quan tới các quá trình hút
chìm tạo núi, trong đó lamprophyr loại kiềm vôi (spesartit và kersantit) thường gắn
liền với hoạt động magma của giai đoạn sớm (hút chìm), còn lamprophyr kiềm
12

(minet) thường liên quan tới hoạt động magma á kiềm và kiềm kiểu sua tạo núi.
Chắc chắn các thành tạo magma này sẽ là một trong những đối tượng thu hút mối
quan tâm của các nhà khoa học trong việc tìm hiểu lịch sử hình thành và phát triển
địa chất của vùng ven biển đông bắc nước ta.
Sự có mặt của các ranh giới thạch địa tầng và thời đại tầng trên đảo Cát Bà
cũng làm phong phú thêm nội dung đa dạng đại tầng khu vực.
a) Ranh giới thạch địa tầng giữa hệ tầng Phổ Hàn và hệ tầng Bắc Sơn
Tại phía bắc đảo Cát Bà, hệ tầng Phổ Hàn kết thúc bằng những lớp đá phiến
sét vôi màu nâu gụ, rồi chuyển lên đá vôi mầu xám sáng, phân lớp dầy của hệ tầng
bắc Sơn, cùng với thế nằm giả chỉnh hợp. Vết lộ ranh giới này nằm tại khu vực đỉnh
đèo phía bắc cầu Gia Luận, rộng 50 m, cao 8 m (B 200 50’37’’, Đ 106058’56’’) (ảnh
11).
Theo nghiên cứu của Đoàn Nhật Tưởng (Viện Khoa học Địa chất và
Khoáng sản), nằm giả chỉnh hợp trên các lớp đá vôi vụn sinh vật, đá vôi chứa nhiều
đốt thận Huệ biển, mầu xám sáng thuộc phần cao nhất của hệ tầng Phố Hàn là các
lớp cát kết vôi, chuyển sang đá vôi màu xám sáng phân lớp dầy của hệ tầng Bắc
Sơn (C-P bs). Ranh giới này nằm ở chân dốc Bến Bèo (B 20 043’53’’, Đ
107003’26’’) (ảnh 12).
b) Ranh giới thời địa tầng Devon – Carbon (D/C)
Ranh giới thời địa tầng D/C chạy qua hệ lớp đá phiến sét, sét vôi, vôi sét
màu đen nằm lót đáy hệ tầng Phố Hàn, ngay trên ranh giới giữa hệ tầng Tràng
Kênh và Phố Hàn khoảng 40 cm [1, 2] ( ảnh 13-14).
Phần dưới ranh giới thời địa tầng kể trên đã phát hiện được phong phú vi
hóa thạch tuổi Famen muộn (D3fm): Uralinella bicamerata, Bisphera malevkensis,
Septabrunsiina sp., Eoendothyra communis, Quasiendothyra konensis,
Q.kobeitusana (Foraminifera); Renalcis ex gr. Nubiformis, Girvanella
probematica (Algae); Palmatolepis gracilis gracilis, P. gracilis sigmoidalis, P.
expansa (Conodonta). Trong phần trên ranh giới đó gặp các hóa thạch tuổi Turne
sớm (C1t): Siphonodella sp., Siphonodella cooperi, Polygnathus communis

communis, Polygnathus purus, Polygnathus inornatus inornatu,… (conodonta);
Syringopora distans Ficher (Tabulata).
1.2.2. Đa dạng về đặc điểm cấu tạo đá và cấu trúc địa chất
Đá cấu tạo nên quần đảo Cát Bà có những đặc điểm cấu tạo rất phong phú.
Đá trầm tích phân lớp từ mỏng, trung bình đến dầy (hệ tầng Phố Hàn), trung bình
dầy hoặc dạng khối (hệ tầng Tràng Kênh, hệ tầng Bắc Sơn). Rất nhiều tập đá vôi
13


của hệ tầng Phố Hàn có cấu tạo phân dải từ thanh đến thô (ảnh 15-16), có khi sự
phân dải không rõ nét, được gọi là phân dải mờ. Trong đá thuộc phần thấp của hệ
tầng Phố Hàn, tại mặt cắt ranh giới D/C và trên đường ven biển nối các bãi tắm Cát
Cò 3 và Cát Cò 1 gặp phổ biến thành tạo dòng chảy rối (turbidit), biểu hiện bằng
cấu tạo lớp phân cấp hạt thuộc tướng sườn nước sâu, chưa gặp trong các thành tạo
carbonat của cùng hệ tầng này cũng bị uốn nếp phức tạp, biểu hiện từ nếp oằn, nếp
uốn ngang đến nếp uốn đảo (ảnh 19-21).
Rất nhiều đứt gãy theo đông bắc – tây nam, tây bắc – đông nam và á kinh
tuyến. Nhiều mặt trượt đứt gãy đẹp có thể quan sát và nghiên cứu ngay bên đường
ô tô, nhất là tại các đoạn qua đèo (ảnh 22).
Vì các đá trong vùng tham gia hoạt động uốn nếp và đứt gẫy phức tạp, nên
có thể thấy chỗ thì các lớp đá có thể nằm ngang, chỗ thì chúng có thể nằm nghiên
hoặc dựng đứng. Có khi trên những đảo nằm cạnh nhau nhưng các lớp đá trên mỗi
đảo có thể nằm hoàn toàn khác biệt.
a. Địa tầng
Các thành tạo trầm tích thuộc giới Paleozoi, Mesozoi và Kainozoi
Hệ Devon, thống hạ, hệ tầng Đồ Sơn (D1 đs)
Các trầm tích của hệ tầng Đồ Sơn lộ rải rác kéo dài từ phía bắc đến phía nam
đảo gồm 2 tập:
Tập 1: gồm cát kết thạch anh, cát kết dạng quarzit màu trắng đục, phớt hồng
hạt vừa, lớn phân lớp dày xen các thấu kính cuội kết, sạn kết. Cuội có kích thước từ

1-3cm, độ mài tròn, chọn lọc kém. Chiều dày khoảng 370-500m
Tập 2: gồm cát kết hạt vừa - nhỏ màu tím, xám nâu chuyển lên là cát kết màu
xám trắng, xám đen phân lớp trung bình xen ít lớp bột kết, sét kết màu tím nâu, xám
nâu. Chiều dày khoảng 200-250m
Hệ Jura, thống hạ, thống trung, hệ tầng Hà Cối (J1-2hc)
Trầm tích hệ tầng Hà Cối lộ ra diện tích nhỏ phía tây nam của đảo gồm 2 tập
Tập 1: thành phần trầm tích đơn điệu gồm cát kết ít khoáng hạt nhỏ phân lớp
vừa đến dày màu nâu đỏ. Chiều dày khoảng 130m
Tập 2: thành phần chủ yếu là đá bột kết, sét bột kết vôi màu nâu đỏ, nâu
hồng phân lớp mỏng đến vừa, xen thấu kính sạn kết với thành phần sạn là cát kết,
bột kết màu nâu đỏ. Chiều dày khoảng 250m
Hệ Đệ tứ - thống Holocen, phụ thống hạ - trung (Q21-2)
Thành tạo trầm tích Đệ tứ trên đảo Quan Lạn có nhiều nguồn gốc khác nhau
phân bố thành dải hẹp khu vực Cầu Cảng và Minh Châu. Thành phần chủ yếu là
cuội, sỏi, sạn, cát phủ trực tiếp lên bề mặt đá gốc. Cuội, sỏi có kích thước đa dạng
14


màu trắng đục, phớt vàng chuyển lên là sét mịn, dẻo và các mảnh sinh vật biển.
Chiều dày 5-15m
Hệ Đệ tứ - thống Holocen, phụ thống thượng (Q23)
Trầm tích Holocen thượng phân bố nơi địa hình có độ cao từ 4 đến 10m tại
khu vực Minh Châu, Quan Lạn, Sơn hào. Thành phần chủ yếu là cát thạch anh màu
trắng sữa hạt không đều từ trung đến thô xen lẫn sỏi, sạn; trên cùng là cát thạch anh
hạt nhỏ màu trắng. Chiều dày 7-15m
Hệ Đệ tứ không phân chia (Q)
Trầm tích Đệ tứ không phân chia phân bố hạn hẹp, không liên tục trên đảo,
thành phần chủ yếu là cát pha sét loang lổ lẫn vụn đá sắc cạnh, phần trên chủ yếu là
sét, bột lẫn cát loang lổ hoặc nâu tím, dày 3 – 5m.
1.2.3. Cấu trúc kiến tạo

1.2.3.1. Cấu trúc đứng
Dựa vào đặc điểm bất chỉnh hợp, cấu trúc uốn nếp bên trong các thành tạo địa
chất đảo Cát Bà được chia thành hai tầng cấu trúc: tầng cấu trúc tuổi ĐevonCarbon-Permi và tầng cấu trúc Kainozoi. Giữa hai tầng cấu trúc này là bất chỉnh
hợp kèm gián đoạn địa tầng và cấu trúc uốn nếp, trong đó các thành tạo Kainozoi
chủ yếu là các trầm tích Đệ tứ bở rời, nằm ngang, phân bố chủ yếu trong các thung
lũng dọc theo đứt gãy Trung tâm và Việt Hải.
Tầng cấu trúc tuổi Đevon-Carbon-Permi được phân chia ra hai phụ tầng cấu trúc:
- Phụ tầng cấu trúc dưới có tuổi Đevon muộn - Carbon sớm.
- Phụ tầng cấu trúc trên có tuổi Carbon giữa - Permi.
Về mặt địa tầng, chúng là các thành tạo trầm tích phát triển liên tục, nhưng khác
nhau về tính phân lớp. Các thành tạo Đevon-Carbon hạ chủ yếu là đá vôi phân lớp
trung bình 30-40 cm, đá phiến sét, đá phiến sét silic; đá vôi dạng khối đóng vai trò
thứ yếu. Bởi vậy, đặc tính của phụ tầng cấu trúc này là sự phát triển các nếp lồi và
các nếp lõm. Cấu trúc uốn nếp được xác định theo sự bộc lộ của 3 tập thạch học: đá
vôi phân lớp trung bình (tập dưới), đá vôi phân lớp dày và dạng khối (tập giữa) và
đá vôi silic, sét-silic phân lớp mỏng (tập trên).
Tập dưới - đá vôi phân lớp trung bình xen sét-silic Đevon thượng - Carbon
hạ (D3 -C1)1:
Thành phần thạch học đặc trưng của tập này là đá vôi phân lớp trung bình (Ảnh
1), dày 20-30 cm xen các lớp đá phiến silic-sét dày 2-5 m, trong đó các lớp đá phiến
silic dày 5-7 cm, các lớp sét dày 1-2 mm, lót đáy là đá vôi dạng khối, màu đen, chứa
nhiều bitum đặc trưng cho đá vôi Đevon.
Đá vôi phân lớp trung bình bị tái kết tinh không đồng đều, thường có độ hạt
trung bình hoặc mịn. Tập đá phiến silic-sét xen trong tầng này thường bị phong hóa
mạnh cho màu vàng bẩn.
15


Tập giữa - đá vôi dạng khối xám xanh Đevon thượng - Carbon hạ (D3-C1)2
Tập đá vôi này phân lớp dày đến dạng khối màu xám xanh, cấu tạo phân dải mờ,

lộ ra chủ yếu ở phần trung tâm đảo, nơi phát triển hệ thống đứt gãy trung tâm Gia
Luận - Cát Cò, bởi vậy ở đây chúng gần như tạo nên một nếp lõm bậc cao. Thành
phần thạch học của tập chủ yếu đá vôi hạt vừa, hạt mịn, tái kết tinh không đồng đều,
mức độ tái kết tinh thay đổi mạnh, trong một số diện tích bị phá hủy mạnh, cà nát.
Có cấu trúc dạng khối, tập đá này tạo nên các dãy núi khá bền vững, kéo dài trong
không gian. Chiều dày khoảng 200 m (Ảnh 2).

Hình 1. 1. Đá vôi phân lớp trung bình
tập dưới

Hình 1. 2. Đá vôi phân lớp dày đến dạng
khối màu xám xanh thuộc tập giữa

Tập trên - đá vôi silic, đá phiến sét-silic phân lớp mỏng, chuyển lên đá vôi silic
Đevon thượng - Carbon hạ (D3-C1)3
Thành phần thạch học chủ yếu là đá phiến sét-silic, đá vôi silic phân lớp mỏng,
một số chỗ rất giàu silic tạo nên các ổ silic. Bề dày của các lớp đá vôi silic thay đổi
trong khoảng 10-15 cm (Ảnh 3).
Tập này nằm chỉnh hợp dưới tầng đá vôi dạng khối màu xám trắng. Bề dày của
tập khoảng 200 m (Ảnh 4).
Phụ tầng cấu trúc Carbon trung - Permi gồm đá vôi dạng khối phân bố ở phần rìa
của cấu trúc uốn nếp mạnh tuổi Đevon-Carbon sớm. Dấu hiệu để nhận biết tại thực
địa là đá vôi dạng khối thường tạo nên kiểu địa hình phễu karst có chế độ địa chất
thủy văn riêng. Khác biệt với đá vôi Đevon chúng thường có màu trắng xám, ít vật
chất hữu cơ.
1.2.3.2. Cấu trúc ngang
Cấu trúc địa chất đảo Cát Bà tuy có diện tích nhỏ song rất phức tạp, vì nó nằm ở
rìa võng Sông Hồng hình thành trong Kainozoi, cho nên bị biến cải rất mạnh. Giới
hạn phía đông nam đảo là hệ thống đứt gãy sâu Cát Hải, phân cắt đảo Cát Bà khỏi
16

đảo Cát Hải. Trên bản thân đảo Cát Bà, đứt gãy Trung Trang từ Gia Luận đến Cát
Cò (đứt gãy dọc đường xuyên đảo) cũng là phần nối tiếp đứt gãy Sông Chanh từ đất
liền kéo ra. Cấu trúc địa chất đảo Cát Bà là một nếp lồi đạt đến kích thước 10-12 km
mà nhân của nó là các thành tạo của phụ tầng cấu trúc dưới (D 3-C1) phân bố ở tây
nam đảo. Phụ tầng cấu trúc trên (C2-P) bao bọc nhân nếp lồi phân bố ở bắc, đông và
đông nam đảo.

Hình 1. 3. Đá phiến sét-silic và đá vôi silic phân lớp mỏng bị uốn nếp
Cấu trúc đảo Cát Bà khá phức tạp và bị chi phối bới các pha kiến tạo khác nhau.
Các pha kiến tạo Inđosini và Yanshan tạo ra bình đồ cấu trúc uốn nếp, pha kiến tạo
Himalaya làm biến cải các cấu trúc trên, tạo ra các đới cấu trúc riêng biệt.
1.2.4. Cấu trúc phá hủy kiến tạo đảo Cát Bà
Đảo Cát Bà chịu ảnh hưởng của ba hệ thống đứt gãy kiến tạo, bao gồm hệ thống
đứt gãy phương ĐB-TN với pha tạo núi Yanshan; hệ thống đứt gãy phương TB-ĐN
với pha tạo núi Himalaya và hệ thống đứt gãy theo phương á vĩ tuyến với hoạt động
kiến tạo hiện đại. Cấu trúc đảo bị biến cải lớn chủ yếu liên quan với hệ thống đứt
gãy phương TB-ĐN.
1.2.4.1. Hệ thống đứt gãy phương đông bắc - tây nam
Hệ thống đứt gãy này là kết quả của pha tạo núi Yanshan bắt đầu từ Creta (90
Tr.n.) làm cho các phức hệ Creta khu vực Đông Nam Á bị nâng cao mạnh mẽ và
hình thành các dãy núi cánh cung và các trũng giữa núi như bể An Châu, Khorat,
Bắc Calimantan, Gayan, v.v...
Hệ thống đứt gãy này là các đứt gãy thuận mặt trượt nghiêng về phía B-TB tạo
nên hệ thống sụt bậc về phía bắc, do vậy đi từ bắc xuống nam đá cổ dần. Điển hình
cho hệ thống đứt gãy này gồm 4 đứt gãy như các đứt gãy Xóm Trong, Trà Bầu, Trà
Dài và Áng Vòng.
Đứt gãy Xóm Trong dài 8 km, góc cắm khá đứng 70-800. Ở vùng Xóm Trong,
cùng với các đứt gãy nhỏ đã tạo thành thung lũng Gia Luận.

Đứt gãy Trà Bầu kéo dài hơn 10 km từ vụng Tùng Gấu qua núi Trà Bầu kéo qua
yên ngựa giữa thung Tre và thung lũng Bù Lu và chạy sang Phù Long, chúng phân
17


bố phần lớn ở đông bắc Vườn quốc gia. Ở một mức độ nào đó, chúng phân cắt các
thành tạo Đevon thượng - Carbon hạ với Carbon trung - Permi.
Đứt gãy Trà Dài kéo dài khoảng 5 km từ thung lũng Trung Trang sang thung lũng
Xuân Đám. Đứt gãy này đã tham gia vào quá trình làm trồi lộ mạch nước khoáng ở
Xuân Đám. Đây là một đứt gãy nghịch thể hiện khá rõ trong mẫu lõi khoan CB29
tại thung lũng Xuân Đám, gần mạch nước khoáng nóng trồi lộ (Ảnh 5).
Đứt gãy Áng Vòng bị biến cải khá mạnh bởi các đứt gãy về sau, trên bình đồ
kiến trúc hiện đại chúng thể hiện những đoạn rời rạc. Đứt gãy này chạy từ phía
ngoài của Vụng Tùng Gấu qua thung lũng Áng Vòng kéo sang thung lũng Đồng Cỏ
qua Minh Châu và ra vịnh Cái Giá. Chiều dài của đứt gãy này đạt gần 10 km.

Hình 1. 4 Sơ đồ cấu trúc địa chất đảo Cát Bà (theo Phan Văn Quýnh, Nguyễn Đình
Nguyên, Phạm Minh Trường, Hoàng Hữu Hiệp)

18


Hình 1. 5. Hình ảnh đứt gãy nghịch
1.2.4.2. Hệ thống đứt gãy phương tây bắc - đông nam
Hệ thống đứt gãy này liên quan chặt chẽ với pha tạo núi Himalaya vào Eocen (40
Tr.n.) tạo nên phức hệ granit Phan Si Pan. Trong giai đoạn này quá trình nâng cao
vẫn tiếp tục diễn ra và đã thành tạo nên các địa lũy Bạch Long Vĩ và Tri Tôn.
Những bằng chứng kiến tạo được lưu trữ trên đảo Cát Bà thể hiện khá rõ bởi đá
vôi là môi trường lý tưởng để lưu trữ các dấu hiệu kiến tạo. Do đó, các phá hủy kiến
tạo đã để lại rất nhiều dấu vết trên các thành tạo địa chất của đảo như: mặt trượt,

dăm kiến tạo, phân cắt xê dịch địa tầng (Ảnh 6).
Hệ thống đứt gãy lớn và sâu ảnh hưởng rất lớn đến cấu trúc của đảo Cát Bà, như
hệ thống đứt gãy Cát Hải bao gồm những đứt gãy phân cắt đảo Cát Bà khỏi đảo Cát
Hải - Hải Phòng. Hệ thống này bao gồm cả đứt gãy Phù Long. Nó tác động mạnh
mẽ tới quá trình hình thành cấu trúc đảo trong giai đoạn Kainozoi. Loạt các đứt gãy
lớn bậc I và bậc II đã tạo cho đảo Cát Bà có một cấu trúc địa chất khá đa dạng.

Hình 1. 6. Dấu hiệu kiến tạo trên đảo Cát Bà.
a) Cấu trúc đứt gãy bậc I: Tạo nên cấu trúc này có 3 đứt gãy lớn: đứt gãy Phù
Long, đứt gãy Trung Tâm xuyên đảo và đứt gãy Tùng Gấu.
19


Đứt gãy Phù Long nằm ở phía tây nam của đảo. Đây là đứt gãy sâu tham gia vào
đới nâng đảo Cát Bà. Phần lớn đứt gãy chìm dưới biển, chỉ có một chút lộ ra trên
đảo ở xã Xuân Đám. Phương đứt gãy theo hướng TB-ĐN, góc cắm khoảng 70800 về phía TN.
Đứt gãy Trung Tâm xuyên cắt đảo với nhiều đứt gãy phụ đi kèm kéo dài theo
phương TB-TN. Đứt gãy thuộc kiểu trượt bằng phải với hợp phần thuận được ghi
nhận bởi hệ thống mặt truợt ở vùng đèo Gia Luận, hang Quân Y. Chuyển động trượt
bằng đã tạo ra các cấu trúc kéo tách thể hiện bằng một chuổi thung lũng phát triển
dọc chúng. Đứt gãy này phát triển trên đảo và tiếp tục kéo dài ra biển qua Bến Bèo.
Đứt gãy này là phần kéo dài của đứt gãy Sông Chanh từ đất liền ra.
Đứt gãy Tùng Gấu nằm ở phía ĐB của đảo, nó đã phân cắt rìa đông bắc đảo kéo
dài theo phương TB-ĐN; dọc theo đứt gãy này đã hình thành các lạch cũng như phá
hủy đảo tạo thành một loạt các đảo nhỏ phía đông, đông bắc đảo.
Ba đứt gãy này nằm song song nhau theo phương TB-ĐN. Đây là hệ thống đứt
gãy chủ đạo làm biến cải cấu trúc đảo Cát Bà trong Kainozoi và hình thành nên cấu
trúc đảo Cát Bà như ngày nay.
b) Cấu trúc đứt gãy bậc II: Các đứt gãy bậc II gồm có đứt gãy Cát Giá, Minh
Châu, Trân Châu, Cái Láng Hạ, Việt Hải, Nút Chai và Hòn Cầm.

Đứt gãy Cát Giá kéo dài từ Xuân Đám chạy xuống phía đông nam và hình thành
nên vịnh Cát Giá. Đứt gãy này chủ yếu nằm dưới biển và bị phủ bởi trầm tích Đệ tứ
chỉ lộ khoảng gần 2 km ở xóm Đông, xã Xuân Đám.
Đứt gãy Minh Châu kéo dài từ Hiền Hào qua Liên Minh đến Liên Hòa và tiếp tục
phát triển về phía ĐN thuộc kiểu đứt gãy thuận, mặt đứt gãy cắm về TN với góc
cắm lớn, thay đổi trong khoảng 70-80 0. Đứt gãy này giao cắt với các đứt gãy B-N
tạo ra một số thung lũng nhỏ, đẳng thước như các thung lũng Hiền Hào, Liên Minh,
Minh Châu. Đứt gãy này phân cắt hệ tầng đá vôi phân lớp trung bình kẹp lớp silicsét với hệ tầng đá vôi dạng khối.
Đứt gãy Trân Châu chạy song song với đứt gãy Minh Châu, cũng chỉ xuất phát
từ xã Hiền Hào và kéo dài về phía ĐN, góc cắm lớn, gần như theo phương thẳng
đứng, thuộc kiểu đứt gãy thuận, phân cắt hệ tầng đá vôi phân lớp trung bình kẹp lớp
silic-sét với hệ tầng đá vôi dạng khối màu xám xanh.
Đứt gãy Cái Láng Hạ cũng là một đứt gãy lớn xuyên cắt đảo cách đứt gãy Trung
Tâm khoảng 2 km về phía ĐB. Đứt gãy Cái Láng Hạ xuyên cắt đảo và tạo nên địa
hình lạch Cái Láng Hạ, có góc cắm dóc với phương thay đổi 220-2300.
Đứt gãy Việt Hải có cùng phương với các đứt gãy trên, xuất phát từ khu Trà Bầu,
chạy qua Việt Hải và ra biển. Dọc đứt gãy này đã hình thành thung lũng Việt Hải,
đây là một trong những thung lũng lớn của đảo.
1.2.4.3. Hệ thống đứt gãy Bắc-Nam
Đây là những đứt gãy hiện đại hình thành trong Kainozoi muộn. Tuy chúng
không lớn nhưng lại chi phối cấu trúc đảo Cát Bà. Đi kèm các hệ thống trên là rất
nhiều đứt gãy nhỏ làm biến cải cấu trúc kiến tạo nơi đây.
20