(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu đánh giá tài nguyên địa hình karst vịnh hạ long và bái tử long tỉnh quảng ninh phục vụ phát triển bền vững

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
------------------------------

Nguyễn Đình Khang

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN ĐỊA HÌNH KARST VỊNH HẠ
LONG VÀ BÁI TỬ LONG TỈNH QUẢNG NINH PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN
BỀN VỮNG

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

HÀ NỘI – NĂM 2015


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
------------------------------

Nguyễn Đình Khang

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN ĐỊA HÌNH KARST VỊNH HẠ
LONG VÀ BÁI TỬ LONG TỈNH QUẢNG NINH PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN
BỀN VỮNG
Chuyên ngành: Quản lý tài nguyên và môi trường
Mã số: 60850101
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS. NGUYỄN HIỆU

HÀ NỘI – NĂM 2015


LỜI CẢM ƠN
Tôi xin cảm ơn tới Thầy PGS.TS. Nguyễn Hiệu đã tận tình hướng dẫn và
giúp đỡ trong suốt thời gian thực hiện Luận văn.
Tơi xin bày tỏ lịng cảm ơn đến Lãnh đạo Viện Tài nguyên và Môi trường
biển đã tạo những điều kiện thuận lợi về cơ sở vật chất, trang thiết bị trong quá trình
thực hiện Luận văn.
Xin cảm ơn đến Khoa Địa Lý, Phòng Sau Đại học Trường Đại học Khoa học
Tự Nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội đã tạo điều kiện trong quá trình học tập, các
thủ tục cần thiết trong quá trình bảo vệ luận văn.
Tơi xin được bày tỏ lịng cảm ơn sâu sắc đến đề tài “Nghiên cứu đề xuất các
giải pháp đa lợi ích sử dụng bền vững tài nguyên hang động và cảnh quan karst độc
đáo tỉnh Quảng Ninh” MS: QG.14.10 do PGS.TS. Nguyễn Hiệu chủ nhiệm và đề tài
VAST.06.03/14-15 đã cho tôi sử dụng số liệu để thực hiện nghiên cứu của mình.
Tơi cũng xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè, các đồng nghiệp đã động
viên, khích lệ, tạo điều kiện giúp đỡ tơi trong suốt q trình thực hiện và hồn thành
luận văn này.
Trân trọng cảm ơn.
Nguyễn Đình Khang

i


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN........................................................................................................................ i
DANH MỤC VIẾT TẮT .................................................................................................... iv
DANH MỤC HÌNH ............................................................................................................. v
DANH MỤC BẢNG...........................................................................................................vii

MỞ ĐẦU ............................................................................................................................. 1
CHƢƠNG I. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU TÀI NGUYÊN ĐỊA HÌNH KARST........ 4

1.1. Một số khái niệm và thuật ngữ liên quan ............................................................4
1.1.1. Tài nguyên ................................................................................................................... 4
1.1.2 .Tài nguyên địa hình/Tài nguyên địa mạo .................................................................... 4
1.1.3. Phát triển bền vững ...................................................................................................... 5

1.2. Địa hình karst và đánh giá tài nguyên địa hình karst ...........................................5
1.2.1. Quá trình karst .............................................................................................................. 5
1.2.2. Địa hình karst ............................................................................................................... 7
1.2.3. Đánh giá địa hình karst phục vụ phát triển bền vững ................................................ 13

1.3. Tổng quan nghiên cứu địa hình karst .................................................................17
1.3.1. Ở ngoài nước .............................................................................................................. 17
1.3.2. Ở trong nước .............................................................................................................. 20

1.4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu ........................................................24
1.4.1. Cách tiếp cận .............................................................................................................. 24
1.4.2. Các phương pháp nghiên cứu .................................................................................... 25
CHƢƠNG II. PHÂN TÍCH CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN SỰ HÌNH THÀNH VÀ
PHÁT TRIỂN ĐỊA HÌNH KARST VỊNH HẠ LONG VÀ VỊNH BÁI TỬ LONG ........... 31

2.1. Nhóm các nhân tố tự nhiên ................................................................................31
2.1.1. Đặc điểm cấu trúc địa chất và kiến tạo ...................................................................... 31
2.1.2. Đặc điểm địa hình ...................................................................................................... 37
2.1.3. Đặc điểm khí hậu ....................................................................................................... 38
2.1.4. Đặc điểm thủy – hải văn ............................................................................................ 39
2.1.5. Lớp phủ thực vật ........................................................................................................ 41
2.1.6. Tai biến thiên nhiên ................................................................................................... 42

ii


2.2. Các hoạt động khai thác tài nguyên địa hình .....................................................43
CHƢƠNG III. ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN ĐỊA HÌNH KARST VỊNH HẠ LONG VỊNH BÁI TỬ LONG ....................................................................................................... 45

3.1. Đặc điểm địa hình karst Vịnh Hạ Long và Vịnh Bái Tử Long ..........................45
3.1.1. Đặc điểm địa hình karst trên mặt ............................................................................... 45
3.1.2. Đặc điểm địa hình karst ngầm ................................................................................... 46
3.2.1. Tài nguyên địa hình karst vịnh Hạ Long ................................................................... 51
3.2.2. Tài nguyên địa hình karst vịnh Bái Tử Long ............................................................. 61
3.3.1. Địa hình karst độc đáo khu vực Vịnh Hạ Long ......................................................... 70
3.3.2. Địa hình karst độc đáo khu vực Vịnh Bái Tử Long ................................................... 75
3.3.3. So sánh giá trị của địa hình karst Vịnh Hạ Long và Vịnh Bái Tử Long .................... 81

3.4. Định hướng sử dụng bền vững tài nguyên địa hình karst vịnh Hạ Long - Bái Tử
Long tỉnh Quảng Ninh ..............................................................................................84
3.4.1. Quan điểm sử dụng .................................................................................................... 84
3.4.2. Thực trạng sử dụng .................................................................................................... 85
3.4.3. Đề xuất các giải pháp sử dụng bền vững tài nguyên địa hình karst khu vực vịnh Hạ
Long và Bái Tử Long........................................................................................................... 87
KẾT LUẬN ........................................................................................................................ 98
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................... 100

iii


DANH MỤC VIẾT TẮT
DFID

Cơ quan phát triển Quốc tế Vương quốc Anh
(The Department for International Development)

GIS

Hệ thống Thông tin Địa lý
(Geographical Information System)

IUCN

Hiệp hội Bảo tồn Thiên nhiên Quốc tế
(International Institute for Sustainable Development)

KTXH

Kinh tế xã hội

UNESCO

Tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hóa của Liên hiệp
quốc (The United Nations Educational, Scientific and
Cultural Organization)

iv


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Phạm vi khu vực nghiên cứu

3

Hình 1.2. Mối quan hệ giữa nguyên liệu, tài sản và tài nguyên địa mạo

5

Hình 1.3. Carư

8

Hình 1.4. Phễu karst

8

Hình 1.5. Thung lũng karst

8

Hình 1.6. Thung lũng mù

8

Hình 1.7. Cánh đồng karst

8

Hình 1.8. Cảnh quan karst cụm đỉnh – lũng

8

Hình 1.9. Cơ chế hình thành hang động

10

Hình 2.1. Bản đồ địa chất vịnh Hạ Long và Bái Tử Long

33

Hình 2.2. Đá vơi tại vịnh Bái Tử Long

34

Hình 2.3. Địa hình hàm ếch tại vịnh Bái Tử Long

41

Hình 2.4. Khối karst được bao phủ bởi thực vật

42

Hình 2.5. Đổ lở sườn và nứt tách các khối đá vôi khu vực đảo Đầu Bê, Hàng Trai 43
Hình 2.6. Khai thác đá vơi làm vật liệu xây dựng và trang trí

44

Hình 3.1. Phễu trên đảo Cọc Chèo

46

Hình 3.2. Phễu Cá Rơ trên đảo Cống Đỏ

46

Hình 3.3. Các kiểu địa hình và hang động Karst Vịnh Hạ Long

48

Hình 3.4. Bản đồ địa mạo karst Vịnh Hạ Long

49

Hình 3.5. Bản đồ địa mạo Vịnh Bái Tử Long

50

Hình 3.6. Hịn Đũa

60

Hình 3.7. Hịn Lư Hương

60

Hình 3.8. Hịn Chó Đá

60

Hình 3.9. Hịn Đầu Người

60

Hình 3.10. Xương cá heo bụng trắng

61

Hình 3.11. Karst dạng chóp trên vịnh Bái Tử Long

63

Hình 3.12. Hịn Phất Cờ

66

Hình 3.13. Hịn Xếp

66

v


Hình 3.14. Hịn Thiên Nga

66

Hình 3.15. Hịn Mồ Cơi

66

Hình 3.16. Du lịch hang Trống

69

Hình 3.17. Du lịch động thiên cung

69

Hình 3.18. Hịn Con Cóc, Hịn Trống Mái biểu tượng của Vịnh Hạ Long

70

Hình 3.19. Vẻ đẹp kỳ diệu trong hang Sửng Sốt

72

Hình 3.20. Vỏ ốc suối melania dấu tích thức ăn của người tiền sử Hạ Long
trong hang Mê Cung

73

Hình 3.21. Hồ Ba Hầm, thế giới riêng trong vịnh Hạ Long

75

Hình 3.22. Hang Nhà Trọ

75

Hình 3.23. Hang Soi Nhụ

76

Hình 3.24. Di tích khảo cổ khai quật được ở hang Soi Nhụ

78

Hình 3.25. Hội đình Quán Lạn

78

Hình 3.26. Cảnh quan trên đảo Trà Bản

79

Hình 3.27. Cảnh quan bên ngồi áng tùng con

80

Hình 3.28. Phễu Tùng Con

80

Hình 3.29. Ao Tiên trên đảo Máng Hà

80

vi


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Các yếu tố khí hậu khu vực vịnh Hạ Long và Bái Tử Long

39

Bảng 3.1. Đánh giá chi tiết địa hình karst Vịnh Hạ Long và Bái Tử Long

81

Bảng 3.2. Đánh giá chi tiết địa hình Phễu karst ngập nước Vịnh Hạ Long
và Bái Tử Long

83

vii


MỞ ĐẦU
Vịnh Hạ Long và Bái Tử Long là một mẫu hình tuyệt vời về karst trưởng
thành trong điều kiện nhiệt đới ẩm. Nơi đây có một q trình tiến hóa karst đầy đủ
trải qua 20 triệu năm nhờ sự kết hợp đồng thời của các yếu tố như tầng đá vơi dầy,
khí hậu nóng ẩm và q trình nâng kiến tạo chậm chạp. Ở đây có đủ tất cả các cấp
bậc cơ bản của địa hình karst theo trình tự tiến hóa từ phễu đến chóp, tháp và đồng
bằng karst, các hệ thống hang động cổ, hang động đang hoạt động, cả hang động
được tạo ra do quá trình biển và các ngấn nước hàm ếch ăn mòn của biển.
Sự độc đáo và đặc biệt của các hang động và cảnh quan karst khơng chỉ thể
hiện bên ngồi mà giá trị bên trong của chúng mới là rất lớn. Các vùng hang động
đá vơi có nguồn nước ngầm phong phú trong hệ thống các hang động có thể khai
thác phục vụ sinh hoạt, sản xuất; các vùng đá vôi cịn có hệ sinh thái đa dạng và độc
đáo, trong đó có nhiều loại động, thực vật quý hiếm con người chưa từng biết tới.
Những nét độc đáo của hệ thống hang động, địa hình hiểm trở, đa dạng sinh học là
tiềm năng lớn đối với sự phát triển du lịch của vùng như du lịch địa chất, du lịch

sinh thái, du lịch mạo hiểm...Ngoài ra các vùng hang động là nơi sinh sống của
đồng bào hàng chục dân tộc ít người với nhiều nền văn hóa đa dạng, đậm đà bản
sắc, cùng với những nét độc đáo về cảnh quan thiên nhiên, những đặc trưng văn
hóa, xã hội đã và đang đem đến rất nhiều ngạc nhiên, thích thú cho khách tham
quan. Tuy nhiên chưa có nhiều những nghiên cứu đánh giá về tài nguyên địa hình
karst cũng như các giá trị to lớn mà chúng đem lại ở khu vực Vịnh Bái Tử Long.
Đối với Vịnh Hạ Long, chủ yếu các cơng trình nghiên cứu địa chất, địa mạo cho
xây dựng hồ sơ di sản mới chỉ dừng lại ở mô tả, hiện trạng và sự phân bố, cịn việc
phân tích, đánh giá các địa hình này theo các tiêu chí cụ thể chưa được thực hiện.
Đề tài luận văn “Nghiên cứu đánh giá tài nguyên địa hình karst Vịnh Hạ
Long và Bái tử Long tỉnh Quảng Ninh phục vụ phát triển bền vững” nhằm làm
sáng tỏ các giá trị của cảnh quan địa hình karst. Trên cơ sở đó, đề xuất các giải pháp
nhằm phát triển bền vững nguồn tài nguyên quý giá này. Thêm nữa, việc nghiên

1


cứu đánh giá này sẽ là cơ sở cho việc phân tích những điểm khác biệt giữa vịnh Hạ
Long, Bái Tử Long, trong đó yếu tố địa hình đóng vai trò trụ cột, làm cơ sở cho
định hướng phát triển KTXH nói chúng, cho đầu tư, quy hoạch phát triển du lịch
biển đảo của Quảng Ninh nói riêng.
Mục tiêu của đề tài
Nghiên cứu làm rõ được những giá trị quan trọng của một số hang động và
dạng địa hình karst độc đáo ở tỉnh Quảng Ninh làm cơ sở cho đề xuất các giải pháp
phát triển bền vững các tài nguyên này.
Nội dung nghiên cứu
- Tổng quan nghiên cứu, đánh giá tài nguyên địa hình karst phục vụ phát
triển bền vững;
- Phân tích các nhân tố ảnh hưởng tới quá trình hình thành và phát triển địa
hình karst vịnh Hạ Long và Bái Tử Long;

- Nghiên cứu hiện trạng phân bố, đặc điểm địa hình karst ở Quảng Ninh và
thực trạng khai thác sử dụng;
- Đánh giá một số hang động và địa hình karst độc đáo ở Vịnh Hạ Long,
Vịnh Bái Tử Long;
- Nghiên cứu đề xuất định hướng sử dụng bền vững tài nguyên hang động và
các dạng địa hình karst độc đáo ở Quảng Ninh.
Phạm vi nghiên cứu
Về không gian: Vịnh Hạ Long và Vịnh Bái Tử Long là vùng biển đảo nằm ở
phía Đơng Bắc Việt Nam, được xác định trong tọa độ: 106°59' - 107°35' kinh độ Đông;
20°44' - 21°09' vĩ độ Bắc. Giới hạn trong diện tích khoảng 2.553km², hướng ra Vịnh
Bắc Bộ.

2


Hình 1.1. Phạm vi khu vực nghiên cứu trên ảnh vệ tinh (nguồn:Google Earth)
Về khoa học: Phân tích, đánh giá giá trị tài nguyên địa hình karst (nằm trên
mực nước biển hiện tại) ở khu vực vịnh Hạ Long và Bái Tử Long, gồm hang động
và các cảnh quan địa hình karst độc đáo làm cơ sở đề xuất định hướng các giải pháp
sử dụng bền vững.
Cấu trúc luận văn
Ngoài mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, phụ lục, luận văn được cấu trúc
thành 03 chương. Trong đó:
Chương 1: Tổng quan nghiên cứu tài nguyên địa hình karst
Chương 2: Phân tích các nhân tố ảnh hưởng đến sự hình thành và phát triển địa hình
karst Vịnh Hạ Long và Vịnh Bái Tử Long
Chương 3: Đánh giá tài nguyên địa hình karst Vịnh Hạ Long – Vịnh Bái Tử Long

3

CHƢƠNG I. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU TÀI NGUYÊN
ĐỊA HÌNH KARST
1.1. Một số khái niệm và thuật ngữ liên quan
1.1.1. Tài nguyên
Tài nguyên (resources): một nguyên liệu thô được chuyển thành tài nguyên
khi được con người sử dụng trong điều kiện xã hội, kinh tế, kỹ thuật đặc biệt (theo
quan niệm văn hóa).
Theo định nghĩa của Bộ Tài Ngun và Mơi Trường Việt Nam “Tài nguyên
là tất cả các dạng vật chất, tri thức được sử dụng để tạo ra của cải vật chất hoặc tạo
ra giá trị sử dụng mới của con người” và người ta phân loại tài nguyên như sau:
Theo quan hệ với con người: Tài nguyên thiên nhiên và tài nguyên xã hội.
Theo phương thức và khả năng tái tạo: Tài nguyên tái tạo và tài nguyên
không tái tạo.
Theo bản chất tự nhiên: Tài nguyên nước, tài nguyên đất, tài nguyên rừng, tài
nguyên khoáng sản, tài nguyên năng lượng, tài nguyên khi hậu cảnh quan, di sản
văn hóa kiến trúc, tri thức khoa học và thơng tin.
1.1.2 .Tài nguyên địa hình/Tài nguyên địa mạo
Theo Panizza[7], địa hình và các quá trình địa mạo được đánh giá là tài
ngun thơng qua 4 chỉ tiêu: khoa học, văn hóa, kinh tế-xã hội và phong cảnh.
Trong đó, chỉ tiêu khoa học phải đảm bảo được 4 đặc trưng là: 1- là mơ hình tiến
hóa địa mạo; 2-là một thực thể được sử dụng cho các mục đích giáo dục và đạo tào;
3- là một ví dụvề cổ địa mạo và 4- là trụ cột của hệ sinh thái.
Theo Panizza, để ứng dụng tốt cho các vấn đề mơi trường thì địa mạo được chia
thành 2 hướng: tài nguyên địa mạo và tai biến địa mạo.
“Tài nguyên địa mạo bao gồm các ngun liệu thơ (liên quan tới các q trình địa
mạo) và địa hình – cả hai loại có ích cho con người lẫn loại có thể trở nên có ích
phụ thuộc vào hoàn cảnh kinh tế xã hội và cơng nghệ”. Chẳng hạn, một bãi biển có
thể thu được giá trị và được xem là tài nguyên địa mạo khi được sử dụng cho các
khu nghỉ dưỡng ven biển.

4


Cũng theo tác giả trên, địa hình và các quá trình địa mạo đều được coi là tài sản nếu
chúng có giá trị. Từ những giá trị này, nếu được sử dụng thì chúng sẽ trởthành tài
nguyên thiên nhiên. Các thuộc tính mà có thể cho giá trị đối với tài sản, rồi trở
thành tài nguyên địa mạo bao gồm: khoa học, văn hóa, kinh tế - xã hội và phong
cảnh.

Hình 1.2. Mối quan hệ giữa nguyên liệu, tài sản và tài nguyên địa mạo
Tài nguyên địa hình karst: Địa hình karst trở thành tài ngun khi chúng có
giá trị sử dụng đối với lợi ích của con người như: khai thác các vật liệu phục vụ xây
dựng, trang trí, phát triển du lịch, khai thác nước ngầm…
1.1.3. Phát triển bền vững
Phát triển bền vững là “sự phát triển nhằm thoả mãn các nhu cầu hiện tại
của con người nhưng không tổn hại tới sự thoả mãn các nhu cầu của thế hệ tương
lai”
Phát triển bền vững tài nguyên địa hình karst: Một số cảnh quan địa hình
karts trong khu vực hiện đang được khai thác và sử dụng với nhiều mục đích khác
nhau để phục vụ du lịch, nguyên liệu cho các nghành công nghiệp. Tuy nhiên việc
khai thác địa hình karst sẽ dẫn đến mất cảnh quan và sinh cảnh sống của một số loài
đặc hữu của khu vực. Điều này đặt vấn đề là làm thế nào đảm bảo sự cân bằng giữa
phát triển kinh tế và bảo tồn đa dạng sinh học, bảo vệ môi trường. Hiện nay, nhiều
nhà khoa học trong và ngoài nước, cùng với doanh nghiệp, chính quyền địa phương,
cộng đồng và các thành phần liên quan khác đang có nhiều nỗ lực nhằm đưa ra giải
pháp nhằm đạt được một sự cân bằng hợp lý.
1.2. Địa hình karst và đánh giá tài nguyên địa hình karst
1.2.1. Quá trình karst
Karst là một quá trình thành tạo địa hình và làm thay đổi bề mặt Trái Đất,

nhưng không giống như các hoạt động của dòng chảy hay hoạt động của biển. Đây
là một quá trình đặc biệt. Cho đến nay đã có nhiều định nghĩa về karst như:

5


- Theo Kanev D.D (1980) cho rằng “Karst là toàn bộ các dạng địa hình được
thành tạo bởi sự hịa tan và phá hủy các đá”.
- Lê Bá Thảo và đồng nghiệp (1983): “Karst là tồn bộ các q trình hình
thành các dạng địa hình liên quan với sự lưu thơng của nước trong các đá dễ hịa
tan”.
- Bách khoa toàn thư về các thuật ngữ Địa lý định nghĩa: “Karst (hay là hiện
tượng karst) là hiện tượng liên quan với sự hòa tan các đá do nước tự nhiên về phức
hệ các dạng địa hình được thành tạo ở các khu vực có đá dễ hịa tan (đá vơi,
dolomit, thạch cao, đá muối,...).
- Theo Bách khoa toàn thư Địa lý, định nghĩa đơn giản “Karst là những hiện
tượng và q trình xuất hiện trong các đá bị hịa tan do nước tự nhiên”.
Karst được nghiên cứu theo nhiều phương pháp khác nhau phục vụ cho
những mục đích khác nhau, để tìm hiểu quá trình phát sinh và phát triển các kiểu
dạng và cảnh quan địa hình karst, cũng như chế độ thủy văn sông hồ và nguồn nước
do quá trình karst tạo thành. Như vậy, quá trình karst là các hiện tượng hịa tan có
liên quan đến các q trình hóa học trên địa hình đá vơi tạo thành các hệ thống hang
động độc đáo.
Quá trình karst phụ thuộc vào sự có mặt của các đá karst, đặc tính nứt nẻ và
thành tạo mạng lưới khe nứt kiến tạo trên địa hình đá vơi phụ thuộc vào sự vận
động của nước cùng khả năng hòa tan của đất đá, hình thành các hang động.
Từ các khái niệm trên có thể định nghĩa karst: là hiện tượng phong hóa đặc
trưng của những miền núi đá vơi bị nước chảy xói mịn. Sự xói mịn khơng phải do
cơ chế lực cơ học, mà chủ yếu là do khí C02 trong khơng khí hịa tan vào nước,
cộng với các ion dương của hydro (H+) tạo thành axit cacbonic. Axit cacbonic là

yếu tố chính trong q trình ăn mịn đá vơi. Sản phẩm của q trình phong hóa
Karst là các hang động với các nhũ đá, măng đá, song suối ngầm…
Karst bao hàm tổng thể các dạng địa hình độc đáo và các quá trình tạo ra
chúng, chủ yếu là quá trình rửa lũa, hoàn tan của nước trên mặt và nước dưới đất
đối với những loại đá có nhiều kẽ nứt, lỗ hổng, có thể hịa tan được và có khả năng

6


thấm nước. Hiện tượng karst biểu hiện trong địa hình qua những khía cạnh sau:
- Tạo ra hệ thống thủy văn ngầm và hệ thống thủy văn trên mặt độc đáo,
khác hẳn địa hình xâm thực nước chảy thơng thường.
- Tạo ra những dạng địa hình rỗng trên mặt và ngầm dưới đất trong khối đá
bị karst hóa.
- Tạo ra những địa hình âm trên bề mặt và những dạng địa hình rỗng ngầm
dưới đất trong khối đá khơng hịa tan nằm bên trên hoặc vây quanh các khối đá bị
karst hóa.
1.2.2. Địa hình karst
Về mặt hình thái có thể phân loại địa hình karst thành địa hình karst trên mặt
và địa hình karst ngầm:
Các dạng địa hình karst trên mặt:
 Carư: là những địa hình karst rất phổ biến, gồm các hố, hốc, khe, rãnh…hình
thù kỳ dị kích thước rất nhỏ (1-2m) đến khá lớn (5-10m), lởm chởm, sắc nhọn, rất
khó đi lại (hình 1.3).
 Phễu, lũng karst: là những nơi địa hình dạng phễu, kích thước hang chục đến
hang trăm mét. Phễu do sập đổ vòm hang động có vách đứng, đáy có hang, hốc hút
nước mặt, một phần bị phủ bởi sét, mùn cay và tảng lăn đá vơi (hình 1.4).
 Thung lũng karst: là những lũng karst kéo dài hang chục km, rộng có khi
hàng nghìn met, đáy có thể có nguồn lộ nước ngầm và dịng chảy mặt (hình 1.5).
 Thung lũng mù: là đoạn thung lũng bị chặn, ở phần thấp có một vài hang tiêu

nước. Khi mưa lớn, nước các nơi đổ về, các hang này bị lấp khơng tiêu nước có thể
gây ngập úng (hình 1.6).
 Cánh đồng karst: là những cánh đồng bằng phẳng, có thể có dịng chảy mặt
(hình 1.7).
 Đồng bằng gặm mịn: Có địa hình tương đối bằng phẳng, trên có núi sót
 Các dạng địa hình karst nổi cao: gồm các đỉnh, dãy, khối, tháp… kích thước
thay đổi, hình thù hết sức đa dạng, nổi cao giữa các địa hình thấp (hình 1.8).
Dạng karst ngầm: Đặc trưng cho địa hình karst ngầm đó là hang động

7


Hình 1.3. Carư

Hình 1.4. Phễu karst

Hình 1.5. Thung lũng karst

Hình 1.6. Thung lũng mù

Hình 1.7. Cánh đồng karst

Hình 1.8. Cảnh quan karst cụm đỉnh - lũng

Hang động là kết quả độc đáo của q trình karst, chỉ có ở các vùng đá vơi.
Có những hang hình thành từ xa xưa, nay được nâng lên rất cao. Chúng không phát
triển thêm do khơng cịn nước chảy (cịn gọi là hang khơ). Nhiều hang hiện đang

8

hình thành ở phần thấp, gần ngang bằng với mực nước sơng, suối xung quanh (cịn
gọi là hang ướt) nước trong hang lưu thơng với bên ngồi có thể chảy ra hịa với
sơng suối bên ngồi.
Q trình karst dưới sự hòa tan của nước: Nước mặt cũng như nước dưới
đất có tác dụng hồ tan đối với các đá có khả năng hoà tan, tuy nhiên tác dụng hoà
tan chỉ xảy ra khi nước có chứa nhiều khí CO2. Q trình hồ tan đá vơi trong nước
chứa nhiều khí CO2 ăn mòn xảy ra theo phản ứng thuận nghịch dưới đây.
H2O+CO2H2CO3 (1)
H2CO3+ (Ca,Mg)CO3(Ca,Mg)(HCO3)2(2)
(pha rắn)

(dạng hồ tan)

Nếu nước chứa CO2 ít thì H2CO3 ít dẫn đến tương tác với đá vơi (tác dụng
hồ tan) bị hạn chế và q trình hịa tan đá vơi khơng xảy ra nếu hàm lượng khí CO2
khơng vượt q lượng khí CO2 cân bằng. Nếu lượng khí CO2 nhiều vượt q lượng
khí CO2 cân bằng thì hàm lượng axit H2CO3 lớn gây hồ tan đá vơi và tạo nên
bicacbonat canxi Ca(HCO3)2.
Để xảy ra q trình hồ tan thì ngồi tác dụng hịa tan của khí CO2, nước
phải có chứa ít ion pha cứng, nếu trong nước có chứa nhiều ion pha cứng thì mơi
trường bị q bão hồ, q trình hồ tan đá hịa tan (ở đây là đá vơi) khơng tiếp
diễn, vì vậy hàm lượng ion pha cứng trong nước phải ít, tức là trong nước phải chứa
các muối khác gốc. Thực nghiệm của Xocolov D.X. cho thấy trong nước chứa nhiều
các muối khác gốc thoạt đầu làm tăng khả năng hoà tan nhưng đến một giới hạn nào
đó (tuỳ thuộc loại muối) thì sự gia tăng hàm lượng muối làm giảm độ hoà tan của
nước.

9

Hình 1.9. Cơ chế hình thành hang động. (David C. Culver, 1990)

 Quá trình hình thành hang động
Hang động được hình thành bởi các quá trình địa chất khác nhau, là sự kết
hợp của các q trình xói mịn hóa học do nước, hoạt động kiến tạo, vi sinh vật, áp
lực, ảnh hưởng khơng khí, và thậm chí cả việc đào bới [19].
Có 3 q trình hình thành chung của các hang động: (1) hang động được
hình thành bởi áp suất hoặc dịng chảy, (2) hang động xói mịn, và (3) hang động
hịa tan (A. Austin, 2004)
- Hang động hình thành bởi áp suất hay dịng chảy, thường tìm thấy trong
các ống dung nham núi lửa, T‟let hang động.
- Hang động xói mịn là những hang động bị tác động bởi sóng biển vào các
vách đá, loại này thường được gọi là hang biển.
- Hang động hòa tan, đây là loại hang động chiếm số lượng nhiều nhất trên
thế giới, chúng thường được hình thành do q trình hịa tan của nước trong các
loại đá dễ hòa tan như: đá vơi, thạch cao và một ít trong đá cẩm thạch, mỏ muối
hoặc trong khối băng. Trong đó, các hang động trên núi đá vôi chiếm số lượng lớn
nhất [17].
Thuật ngữ hang động thường được áp dụng để chỉ một khe hở tự nhiên,
trong các loại đá khác nhau, đủ lớn để con người đi vào. Thuật ngữ này mang tính
chủ quan, chỉ dựa trên khả năng tiếp cận của con người, khơng dựa vào q trình

10


hình thành, do đó thiếu khoa học (J. Fromaget, 1997). Đến nửa sau thế kỷ 19, nhờ
những tiến bộ trong thăm dò hang động của nhiều nhà khoa học trên thế giới, khái
niệm về hang động mới dần chính xác và khoa học hơn (Alexander Klimchouk,
1998). Một số khái niệm được chấp nhận và sử dụng hiện nay như:

- Theo hiệp hội hang động quốc tế, hang là sự mở rộng tự nhiên ở dưới các
khối núi đá có chiều rộng đủ để con người đi vào.
- Theo the National Park Service, hang có tổng chiều dài ít nhất 50 feet
(khoảng 15m), chứa các vùng bóng tối hoặc chiều dài của các đoạn hang vượt quá
chiều rộng của cửa ra vào.
- Theo Federal Cave Resources Protection Act of 1988, USA - FCRPA, bất
cứ chỗ trống, hốc, ngách, hoặc hệ thống các đoạn nối liền với nhau, xảy ra tự nhiên
bên dưới bề mặt của trái đất, trong một vách đá hoặc gờ đủ lớn để cho phép người
đi vào, dù lối vào hình thành tự nhiên hoặc do con người tạo nên.
- Theo Wikipedia, một hang động hoặc hang là một khoảng trống dưới đất tự
nhiên lớn đủ cho một con người đi vào.
Từ các khái niệm trên, thì hang động được hiểu là một hang, động kết nối
với mặt đất thơng qua lối vào, mà khơng xét đến hình thái, kích thước và nguồn gốc
[20]. Mặc dù, chưa có sự thống nhất về cách định nghĩa hang động giữa các quốc
gia gia với nhau, nhưng khái niệm về hang động của hiệp hội hang động thế giới
được chấp nhận và sử dụng rộng rãi bởi các hiệp hội hang động của nhiều quốc gia
(Klimchouk & Kasjan, 2001).
 Vai trò và giá trị của hang động
Các hang động thường phân bố ở các khu vực gần nguồn nước, nhiệt độ
luôn ổn định, nên được người cổ đại sử dụng để ẩn náo và tránh thú dữ [16], các
di cốt hóa thạch được tìm thấy ở các hang động khu vực Châu Âu, Châu Á, đã
được các nhà khoa
học xác định là của người vượn cổ có niên đại cách đây khoảng 300.000 năm [19].
Sử dụng trong việc chôn cất: Hang động cung cấp một số điều kiện thuận lợi
cho việc chơn cất người chết như: lựa chọn vị trí chơn cất, di thể có thể được đặt

11


trên sàn, hài cốt hoặc các lọ đựng hài cốt sau khi hỏa thiêu sẽ được bảo quản.

Khoảng 180.000 năm cách đây, trong thời kỳ đồ đá, hoặc trước đó, người thông
minh Neandertalensis đã sử dụng các hang động làm nơi chơn cất như hang Tabun
Cave, ở Israel. Ngồi ra, cịn có nhiều bằng chứng cho thấy việc chơn cất người
trong nhiều giai đoạn lịch sử khác nhau như: hang động Dorgone - Pháp, đã được
sử dụng từ thời kỳ tiền sử, hang Rouffignac được sử dụng trong 3 thời kỳ: đồ đá, đồ
đồng và đồ sắt. Việc sử dụng các hang động để chơn cất có thể do các nguyên nhân
sau: đây là điểm tự nhiên thuận lợi, lòng tin và tôn giáo. Đáng chú ý nhất, phong tục
này đã có từ thời kỳ đồ đá đến nay và được tìm thấy ở nhiều nơi khác nhau và trong
nhiều nền văn hóa khác nhau [17].
Sử dụng trong chiến tranh: Khu vực karst và các hang động với địa hình
hiểm trở, hoang vắng nên thường được sử dụng cho các mục đích quan trọng trong
quân sự như: mai phục, tấn công, ẩn náu, đào tạo và triển khai các kế hoạch tác
chiến và phòng thủ, cất giữ đạn dược, thử nghiệm vũ khí, thuận lợi cho việc chỉ huy
và tình báo, bệnh viện chữa trị cho các quân nhân, chôn cất người chết và giam cầm
tù nhân. Ngoài ra, hang động còn cung cấp ngồn nguyên liệu quan trọng trong việc
sản xuất vũ khí như: chì, kali nitrat, và một số kim loại khác, đây là thành phần
quan trọng để sản xuất đạn dược, thuốc súng [18].
Trong truyền thuyết và thần thoại: Hang động đóng một vai trị quan trọng
trong các truyền thuyết và thần thoại của nhiều nền văn hóa khác nhau. Các hang
động được sử dụng trong nhiều câu chuyện thần thoại do 3 đặc trưng nổi bật như
sau: trước tiên chúng thường được tưởng tượng như là đường xuống địa ngục; thứ
2, hang động thường được xem là nơi có nguồn sức mạnh siêu nhiên và sự sáng tạo
(theo người Hy Lạp cổ, thần Zeus đã được sinh ra trong một hang động trên đảo
Crete. Còn đối với ngưới Úc, các hang động là nơi liên kết với tổ tiên thời kỳ tạo
lập); thứ 3, chúng được xem là nơi ở của các vị thần, thánh, tổ tiên và các quái vật
khổng lồ trong hang động. Ngoài ra, hang động thường còn được biết đến như là
nơi cất giấu kho báu, vàng, bạc trong các truyền thuyết trên khắp thế giới.
Sử dụng cho du lịch: Các hang động với cảnh quan đặc sắc, giá trị tín

12

ngưỡng và tôn giáo, đã thu hút hàng trăm ngàn lượt khách du lịch hàng năm
(William B. White, 2000). Du lịch hang động được người Châu Âu khởi xướng từ
thế kỷ 15 (E. Hamilton-Smith, 1992). Vào đầu thế kỷ 17, hang động Vilenica ở
Slovenia là nơi đầu tiên thu phí, vì vậy nơi đây được cơng nhận là hang đầu tiên
của loại hình du lịch hang động (show cave).
Sử dụng nghiên cứu khoa học: Khám phá hang động đầu tiên được thực hiện
do các nhà leo núi và người dân tại địa phương cho mục đích thể thao, tìm kiếm tổ
yến, phân dơi, và du lịch tại địa phương (James E.Brady, 1999). Các hang động dần
dần thu hút nhiều nhà khoa học nghiên cứu, trên nhiều lĩnh vực khác nhau như:
khảo cổ, sinh học, sinh thái học, địa chất, cổ sinh học, thủy văn, các nghiên cứu này
dần làm sáng tỏ nhiều giá trị của các hang động.
Sử dụng hang động đã được con người quan tâm từ thời đồ đá đến nay,
nhưng vấn đề bảo vệ và phục hồi chúng chưa được quan tâm đúng mức, đã gây ra
các tác động mạnh về mặt cấu trúc, hình thái và chức năng hệ sinh thái của hang
động, từ đó làm cho chúng bị suy thối thậm chí là bị mất đi vĩnh viễn.
1.2.3. Đánh giá địa hình karst phục vụ phát triển bền vững
Theo panizza các tiêu chí có thể cho giá trị đối với địa hình để trở thành tài
nguyên địa mạo bao gồm: Giá trị khoa học, văn hóa, kinh tế-xã hội và giá trị phong
cảnh, cảnh vật. Tuy nhiên để đánh giá một cách cụ thể giá trị của tài ngun địa
hình karst cần phải có các tiêu chí sau:
 Tiêu chí về giá trị về khoa học
Trên quan điểm khoa học và trong lĩnh vực địa mạo, tầm quan trọng về giá
trị của tài nguyên địa mạo tự nhiên có thể đánh giá theo 4 đặc trưng (Panizza và
Piacente, 1993): 1) Là một mơ hình tiến hóa địa mạo, chẳng hạn như phễu karst. 2)
Là một vật thể được sử dụng cho các mục đích giáo dục, chẳng hạn một cột nhũ đá.
3) Là một ví dụ cổ địa mạo, chẳng hạn các tầng nhũ đá. 4) Địa hình có thể được
xem là tài ngun địa mạo bởi các khía cạnh khoa học của nó, cũng như khi nó là
trụ cột của hệ sinh thái, có thể bởi vì nó là một mơi trường sống dành riêng cho

những loài động vật hay thực vật đặc biêt, mà chúng là những yếu tố không thể

13


thiếu được trong một hệ sinh thái: Một vài vùng đất ngập nước hoặc các tích tụ
mảnh vụn là những ví dụ rõ rệt. Tuy nhiên, trong trường hợp này, các môn học
khác, như Động vật học hay Thực vật học, hơn là Địa mạo học, sẽ chỉ ra sự đóng
góp của tài sản địa mạo. Trong những trường hợp khác, việc xác định giá trị khoa
học của những đặc điểm hình thái đặc biệt, như hang động hoặc mái đá mà có lúc là
vị trí cư ngụ của người cổ đại, có thể lại nằm trong ranh giới của Khảo cổ học. Mỗi
đặc trưng trên đây có thể thừa nhận giá trị cao hay thấp nhờ mức độ hiếm có của nó,
nghĩa là tầm quan trọng của nó về mặt khơng gian; do đó, mức độ khác nhau về tầm
quan trọng có thể được quy cho một trong 4 loại đặc trưng đã xác nhận ở trên: - Địa
phương, khu vực, siêu khu vực và rộng rãi trên thế giới.
Tiêu chí này chỉ mức độ đa dạng các thuộc tính, tổ hợp, hệ thống và các q
trình địa chất, bao gồm đa dạng về vật chất như thạch học, khống vật, hố thạch
v.v.; đa dạng về địa hình - địa mạo và kiến trúc, cấu tạo; đa dạng về môi trường địa
chất (cổ và hiện đại); đa dạng về q trình và lịch sử tiển hố địa chất. Trong nhiều
yếu tố thành phần của tiêu chí, cần khẳng định các yếu tố nổi bật nhất, có tính tồn
cầu. Ví dụ với Vịnh Hạ Long, đó là lịch sử kiến tạo địa chất đa dạng, dài lâu và địa
mạo karst đá vôi trên biển như những giá trị di sản địa chất được UNESCO khẳng
định.
 Tiêu chí về giá trị thẩm mỹ
Đây có thể coi là một tiêu chí có phạm vi rất rộng, nó phụ thuộc rất nhiều
vào cảm nhận riêng của mỗi cá nhân, những người đến và tham quan vịnh. Tuy
nhiên, trong nghiên cứu của mình, luận văn đánh giá vịnh Hạ Long và Bái Tử Long
có giá trị về thẩm mỹ vô cùng phong phú. Cảnh quan tại đây mặc dù được nhiều tài
liệu đánh giá là có nét tương đồng với nhau, tuy nhiên nếu để ý kỹ chúng ta có thể
thấy được rất nhiều sự khác biệt trong cảnh quan hai vịnh.Vịnh Hạ Long nổi tiếng

với quần thể các đảo đá vôi với các dạng hình tháp đứng đơn độc và các đảo tháp
nối liên nhau cùng với các đảo đá vôi với nhiều hình thù độc đáo. Trong khi tại vịnh
Bái Tử Long bên cạnh các đảo đá vơi với nhiều hình thù, hình dạng như ở vịnh Hạ
Long, nó cịn có các đảo đất xen kẽ, các cộng đồng người dân sống trên đó. Điều này

14


tạo lên một sự phong phú và đa dạng về cảnh quan. Vì vậy, khi đi thuyền trên vịnh
Bái Tử Long, chúng ta có thể cảm nhận được nhiều sắc thái cảm xúc khác nhau.
 Tiêu chí về giá trị văn hóa, lịch sử
Giá trị văn hố (truyền thuyết dân gian, khảo cổ - lịch sử, giá trị tinh thần,
tâm linh, cảm xúc v.v.), giáo dục và cả giá trị kinh tế (điểm nhấn là du lịch địa chất
và tài nguyên khoáng sản), cần được đánh giá đầy đủ, hệ thống và đặt trong mối
quan hệ với các giá trị đa dạng địa chất.
Vịnh Hạ Long có giá trị văn hố rất lớn và có tiềm năng trình UNESCO tiếp
tục công nhận là di sản Thế giới. Giá trị văn hoá hết sức phong phú và đặc sắc bao
gồm các truyền thuyết dân gian (Rồng hạ); khảo cổ (các nền văn hoá Soi Nhụ,
Tiền Hạ Long, Hạ Long), lịch sử (chống Nguyên-Mông, chống Pháp Mỹ), cộng
đồng cư dân hiện đại (làng chài cửa Vạn), phong tục tập quán và thế giới tâm linh
v.v. Hịn Phụ Tử vốn có một truyền thuyết tuyệt đẹp về nguồn gốc cặp tháp
nghiêng, nói về cái chết nghĩa khí và anh hùng của một ngư dân giúp dân trừ nạn
thuỷ quái và tình cha con thật cảm động. Đó là những giá trị

nhân văn cao cả,

thiêng liêng, mang màu sắc tâm linh [12].
 Tiêu chí về giá trị kinh tế
Giá trị kinh tế từ tài nguyên địa hình karst rất quan trọng đối với sự phát triển
kinh tế xã hội đối với khu vực nói riêng và tỉnh Quảng Ninh nói chung. Đó là các

loại khống sản kim loại và đá vơi, xi măng phục vụ cho các ngành công nghiệp, vẻ
đẹp, độc đáo của địa hình karst làm xao xuyến bao khách du lịch trong và ngoài
nước đến với Vịnh Hạ Long và vịnh Bái Tử Long. Khoáng sản và du lịch mang lại
lợi ích kinh tế không nhỏ tuy nhiên khai thác cần đi đơi với bảo tồn các giá trị địa
hình karst.
 Tiêu chí về giá trị độc đáo, đặc sắc và kỳ vỹ
Muốn đánh giá nét độc đáo địa hình karst thì phải có những yếu tố, đặc điểm
khác thường so với các dạng địa hình khác, bao gồm các vật thể và hiện tượng hiếm
và độc đáo; tiêu biểu và đặc sắc; có quy mơ khơng gian đồ sộ, đại diện cho tầm
quốc gia, khu vực hoặc thế giới [12].

15


Ví dụ, ở Vịnh Hạ Long, các thuộc tính này đều liên quan đến địa chất và
địa mạo học và có thể nêu ra ví dụ về một số chỉ tiêu đứng hàng đầu thế giới như:
quy mơ địa hình karst đá vôi trên biển; sự phong phú, đa dạng và kỳ lạ của các
kiểu, dạng địa hình karst đá vôi; số lượng tháp đá trên biển; hệ thống hang hàm ếch
biển; thuỷ triều nhật triều đều biên độ lớn; ranh giới chuyển tiếp địa tầng giữa các
hệ Đê vôn và Cacbon v.v.
Kỳ quan thiên nhiên cặp hòn Phụ Tử là các dạng địa hình karst hình tháp
trên biển kết quả tiến hố tận cùng của q trình xâm thực, ăn mịn hố học đá vơi
tại vùng nhiệt đới ẩm. Cặp tháp đôi kiểu Phong Linh như Phụ Tử rất hiếm gặp và
càng đặc biệt, độc đáo vì đó là cặp tháp nghiêng nằm trên vùng biển. Q trình ăn
mịn hố học của nước biển và mài mịn của sóng biển trong vịng 5- 6 nghìn năm
qua đã tạo nên ngấn vách dạng hàm ếch quanh chân, làm tăng thêm vẻ đẹp độc đáo
cho đôi tháp. Ở Vịnh Hạ Long có Hịn Đũa, cũng là một kỳ quan tháp đá đáng giá,
sánh ngang tầm Phụ Tử, nhưng không phải tháp nghiêng như Phụ Tử.
Nếu như vịnh Hạ Long chỉ có các dạng địa hình karst đơn thuần nhưng bên
cạnh đó là vịnh Bái Tử Long ngồi địa hình karst cịn có các đảo đất xen kẽ tạo nên

cảnh quan độc đáo riêng biệt cho vùng này. Các bãi tắm dài có độ trong cao, cát
trắng mịn cũng là nét đặc trưng của vịnh Bái Tử Long tạo sức hút lớn đối với du
khách.
 Tiêu chí về giá trị đặc biệt cần bảo tồn
Giá trị đặc biệt là giá trị mang tính chất biểu tượng, mang những nét rất “đặc
sản” của một vùng và khi nhắc đến những vùng đó ai cũng nghĩ đến biểu tượng đó,
biểu tượng đó chính là các dạng tài nguyên địa hình độc đáo trong khu vực nghiên
cứu. Bên cạnh việc khai thác du lịch từ tài ngun địa hình đó thì cơng tác bảo vệ,
bảo tồn là rất quan trọng vì nó đóng vai trị trong việc duy trì biểu tượng hay nói
cách khác là sự duy trì “tâm hồn” của cảnh quan khu vực nghiên cứu.

16