Tiến Sĩ Đặc điểm môi trường trầm tích và lịch sử phát triển địa chất Holoxen vùng cửa sông ven biển của hệ t

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU . 1
CHƯƠNG 1: LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU 7
1.1. Lịch sử nghiên cứu . 7
1.2. Hệ phương pháp nghiên cứu . 22
1.2.1. Phương pháp luận 22
1.2.2. Các phương pháp nghiên cứu 23
CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA MẠO – ĐỊA CHẤT VÙNG CỬA SÔNG
VEN BIỂN HỆ THỐNG SÔNG CỬU LONG . 29
2.1. Đặc điểm địa mạo . 29
2.1.1. Địa hình nguồn gốc sông . 29
2.1.2. Địa hình nguồn gốc hỗn hợp sông – biển . 32
2.1.3. Địa hình nguồn gốc biển 33
2.2. Đặc điểm địa chất . 36
2.2.1. Địa tầng . 36
2.2.2. Kiến tạo . 53
CHƯƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM TƯỚNG TRẦM TÍCH HOLOXEN VÙNG
CỬA SÔNG VEN BIỂN CỦA HỆ THỐNG SÔNG CỬU LONG . 61
3.1. Cơ sở lý luận 61
3.1.1. Khái niệm về châu thổ (Delta) . 61
3.1.2. Khái niệm về estuary . 62
3.1.3. Khái niệm về thung lũng cắt xẻ . 63
3.1.4. Định nghĩa về tướng trầm tích. 63
3.1.5. Tổ hợp tướng trầm tích. . 64
3.1.6. Định luật Walther 64
3.2. Nhóm tướng bồi lấp thung lũng cắt xẻ 65
3.2.1. Tướng cát sạn sỏi lòng sông 65
3.2.2. Tướng bột cát đê tự nhiên 66
3.2.3. Tướng sét bột đầm lầy nước ngọt . 67
3.2.4. Tướng bột sét đồng bằng ngập lụt 68

vi


3.2.5. Tướng bột sét trên triều 69
3.3. Nhóm tướng trầm tích estuary – vũng vịnh . 73
3.3.1. Tướng sét bột cát bãi triều 73
3.3.2. Tướng cát bột lạch triều . 74
3.3.3. Tướng sét bột vũng vịnh 74
3.3.4. Tướng bar cát chắn cửa vịnh 76
3.3.5. Tướng cát bột sét sau bờ 77
3.3.6. Tướng cát bột sét tiền bờ . 79
3.4. Nhóm tướng trầm tích châu thổ 84
3.4.1. Tướng sét bột chân châu thổ 84
3.4.2. Tướng bột sét tiền châu thổ 85
3.4.3. Tướng cát bột cửa phân lưu . 86
3.4.4. Tướng cát bột lòng phân lưu 87
3.4.5. Tướng bột sét vụng gian lưu 88
3.4.6. Tướng cát-bột-sét đới gian triều 89
3.4.7. Tướng cát bột lạch triều . 91
3.4.8. Tướng bột sét đới trên triều . 93
3.4.9. Tướng cồn cát ven biển 94
CHƯƠNG 4: LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN ĐỊA CHẤT HOLOXEN VÙNG
CỬA SÔNG VEN BIỂN CỦA HỆ THỐNG SÔNG CỬU LONG . 105
4.1. Giai đoạn bồi lấp thung lũng cắt xẻ . 106
4.2. Giai đoạn estuary – vũng vịnh 115
4.3. Giai đoạn châu thổ 120
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 129
CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 132
TÀI LIỆU THAM KHẢO 134


vii


DANH MỤC CÁC BIỂU BẢNG
Bảng 1.1. Tuổi tuyệt đối các bậc thềm biển trên đảo ở Việt Nam . 13
Bảng 2.1. Bảng liên hệ địa tầng Holoxen vùng đồng bằng sông Cửu Long 40
Bảng 3.1. Đặc điểm thạch học, khoáng vật nhóm tướng bồi lấp thung lũng cắt
xẻ . 71
Bảng 3.2. Đặc điểm cổ sinh và hóa – lý môi trường nhóm tướng bồi lấp thung
lũng cắt xẻ 72
Bảng 3.3. Đặc điểm thạch học, khoáng vật nhóm tướng estuary – vũng vịnh82
Bảng 3.4. Đặc điểm cổ sinh và hóa – lý môi trường nhóm tướng estuary -
vũng vịnh . 83
Bảng 3.5. Đặc điểm thạch học, khoáng vật nhóm tướng châu thổ . 96
Bảng 3.6. Đặc điểm cổ sinh và hóa – lý môi trường nhóm tướng châu thổ . 97

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1. Sơ đồ vị trí vùng nghiên cứu 6
Hình 1.1. Phân loại châu thổ (theo Galloway, 1975) 8
Hình 1.2. Dao động mực nước biển trong Holoxen (Nguyễn Ngọc và Nguyễn
Thế Tiệp, 1998) 13
Hình 1.3. Cấu tạo độ hạt mịn dần (graded bedding) 24
Hình 2.1. Sơ đồ địa mạo vùng cửa sông ven biển của hệ thống sông Cửu Long
. 35
Hình 2.2. Cột địa tầng tổng hợp Holoxen vùng nghiên cứu 51
Hình 2.3. Sơ đồ địa chất Holoxen vùng cửa sông ven biển của hệ thống sông
Cửu Long . 52
Hình 2.4. Sơ đồ tân kiến tạo và địa động lực hiện đại vùng nghiên cứu và khu
vực lân cận . 59
Hình 3.1. Mặt cắt phân chia các vùng biển (theo Reading H.G. 1996) 79

viii


Hình 3.2. Mặt cắt tướng trầm tích lỗ khoan Sóc Trăng (LKST) 98
Hình 3.3. Mặt cắt tướng trầm tích lỗ khoanTrà Vinh (LKTV). . 99
Hình 3.4. Mặt cắt tướng trầm tích lỗ khoan Bến Tre 1 (LKBT1) 100
Hình 3.5. Mặt cắt tướng trầm tích lỗ khoan Bến Tre 2 (LKBT2) 101
Hình 3.6. Mặt cắt tướng trầm tích lỗ khoan Bến Tre 3 (LKBT3) 102
Hình 3.7. Mặt cắt tướng đá cổ địa lý Holoxen vùng cửa sông ven biển của hệ
thống sông Cửu Long . 103
Hình 4.1. Sơ đồ dao động mực nước biển trong Holoxen tại thềm Sunda
Hanebuth và nnk (2000) 108
Hình 4.2. Mặt cắt địa chấn nông phân giải cao tuyến cửa Đại - cửa Hàm
Luông . 111
Hình 4.3. Mặt cắt địa tầng phân tập – tướng trầm tích Holoxen vùng cửa sông
ven biển của hệ thống sông Cửu Long 112
Hình 4.4. Mặt cắt 3D địa tầng phân tập Holoxen vùng cửa sông ven biển của
hệ thống sông Cửu Long. . 113
Hình 4.5. Sơ đồ tướng đá cổ địa lý thời kỳ giữa Holoxen sớm . 114
Hình 4.6. Sơ đồ dao động mực nước biển trong Holoxen (Lê Đức An, 1996)
. 115
Hình 4.7. Estuary do sóng thống trị (Gary Nichol, 2009) . 116
Hình 4.8. Sơ đồ tướng đá cổ địa lý thời kỳ đầu Holoxen giữa 119
Hình 4.9. Sơ đồ dịch chuyển đường bờ giai đoạn biển lùi Holoxen vùng cửa
sông ven biển của hệ thống sông Cửu Long . 126
Hình 4.10. Sơ đồ tướng đá cổ địa lý thời kỳ cuối Holoxen muộn . 127

DANH MỤC ẢNH
Ảnh 3.1. Trầm tích cát sạn sỏi lòng sông trong lỗ khoan LKBT2 . 66
Ảnh 3.2. Trầm tích cát bột đê tự nhiên trong lỗ khoan LKBT2 . 67

ix


Ảnh 3.3. Trầm tích sét bột đầm lầy nước ngọt 68
Ảnh 3.4. Trầm tích bột sét đồng bằng ngập lụt tại lỗ khoan LKBT3 69
Ảnh 3.5. Trầm tích bột sét đới trên triều trong lỗ khoan LKBT2 70
Ảnh 3.6. Trầm tích cát bột sét bãi triều trong lỗ khoan LKBT2 73
Ảnh 3.7. Trầm tích cát bột lạch triều tại lỗ khoan LKBT3 74
Ảnh 3.8. Trầm tích sét bột estuary – vũng vịnh trong lỗ khoan LKBT3 76
Ảnh 3.9. Trầm tích bar cát chắn cửa vịnh trong lỗ khoan LKBT2 77
Ảnh 3.10. Trầm tích cát bột sét sau bờ tại lỗ khoan LKTV 78
Ảnh 3.11. Trầm tích cát bột tiền bờ (phần cao) tại lỗ khoan LKTV 80
Ảnh 3.12. Trầm tích cát bột sét tiền bờ (phần thấp) trong lỗ khoan LKTV . 81
Ảnh 3.13. Trầm tích sét bột chân châu thổ trong lỗ khoan LKBT1 . 84
Ảnh 3.14. Trầm tích sét bột tiền châu thổ trong lỗ khoan LKBT1 85
Ảnh 3.15. Trầm tích cát bột cửa phân lưu tại lỗ khoan Trà Vinh 86
Ảnh 3.16. Trầm tích cát bột lòng phân lưu tại lỗ khoan LKBT1 . 88
Ảnh 3.17. Trầm tích bột sét vụng gian lưu trong lỗ khoan LKBT3 . 89
Ảnh 3.18. Trầm tích cát bột sét đới gian triều trong lỗ khoan LKBT2 91
Ảnh 3.19. Trầm tích cồn cát ven biển trong lỗ khoan LKTV 95

x



DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

BP : Before present - Trước ngày nay
BTPH : Bào tử phấn hoa
ĐBNB : Đồng bằng Nam Bộ
ĐB : Đông bắc
ĐB-TN : Đông bắc – Tây nam
ĐN : Đông nam
HST : Highstand systems tract - Hệ thống trầm tích biển cao
LST : Lowstand systems tract - Hệ thống trầm tích biển thấp
NCS : Nghiên cứu sinh
TB : TB
TB-ĐN : TB - ĐN
TN : TN
TST : Transgressive systems tract - Hệ thống trầm tích biển tiến




1
MỞ ĐẦU
Sông Cửu Long là phần hạ lưu của sông Mekong chảy trên lãnh thổ
Việt Nam. Sông Mekong là một trong những con sông lớn nhất thế giới, bắt
nguồn từ Trung Quốc, chảy qua Lào, Myanma, Thái Lan, Campuchia và đổ ra
biển Đông ở Việt Nam.
Trong giai đoạn Holoxen – hiện đại, quá trình bồi đắp của sông Cửu
Long đã hình thành nên châu thổ sông Cửu Long, châu thổ có diện tích lớn
nhất nước ta chứa đựng nguồn tài nguyên thiên nhiên phong phú như thủy hải
sản, nông sản và tài nguyên khoáng sản. Châu thổ sông Cửu Long là vựa lúa
lớn nhất nước ta, sản lượng hàng năm chiếm hơn 50% tổng sản lượng lúa và
đóng góp khoảng 90% sản lượng gạo xuất khẩu của cả nước. Vùng đồng bằng
sông Cửu Long cũng là một trong những trung tâm kinh tế lớn của cả nước,
tập chung nhiều thành phố lớn, có mạng lưới giao thông phát triển cả về
đường bộ và đường thủy, nơi giao thương của các nước trong khu vực và
quốc tế.
Bên cạnh sự ưu đãi về tài nguyên vị thế, vùng châu thổ sông Cửu Long
cũng chịu nhiều tác động do thiên nhiên gây ra như lũ lụt, hạn hán, hoạt động
của thủy triều Trong những thập niên gần đây, biến đổi khí hậu đang là vấn
đề nóng bỏng trên toàn cầu, nhiều tác động xấu được dự báo có thể xảy ra như
hiện tượng nước biển dâng kéo theo quá trình ngập úng, xói lở, sạt lở gây tác
động nghiêm trọng đến vùng cửa sông ven biển. Vùng cửa sông ven biển của
hệ thống sông Cửu Long cũng được dự báo là vùng chịu ảnh hưởng nặng nhất
của châu thổ sông Cửu Long.
Những lợi thế về tài nguyên thiên nhiên hay những tác động tiêu cực do
thiên nhiên gây ra có liên quan trực tiếp tới môi trường trầm tích Holoxen, do
vậy nghiên cứu môi trường trầm tích Holoxen vùng cửa sông ven biển của hệ

2
thống sông Cửu Long thực sự cần thiết cho việc định hướng việc sử dụng hợp
lý tài nguyên thiên nhiên và phòng chống thiên tai.
Mặt khác, môi trường trầm tích là hướng nghiên cứu quan trọng trong
trầm tích học, đặc biệt là các đối tượng châu thổ hiện đại, có liên quan đến đợt
biển tiến gần đây nhất xảy ra trong Holoxen.
1. Mục tiêu của luận án: Làm sáng tỏ môi trường trầm tích Holoxen
và thiết lập các giai đoạn phát triển địa chất trong Holoxen vùng nghiên cứu.
2. Nhiệm vụ nghiên cứu:
- Chính xác hóa các phân vị địa tầng Holoxen vùng cửa sông ven biển
của hệ thống sông Cửu Long.
- Phân chia tướng trầm tích Holoxen xác lập điều kiện môi trường trầm
tích Holoxen vùng cửa sông ven biển của hệ thống sông Cửu Long.
- Thiết lập lịch sử phát triển địa chất Holoxen vùng cửa sông ven biển
của hệ thống sông Cửu Long.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
Đối tượng nghiên cứu là các trầm tích Holoxen vùng cửa sông ven
biển của hệ thống sông Cửu Long trong phạm vi 15-20 km từ bờ biển vào
đất liền (hình 1).
4. Cơ sở tài liệu:
+ Tài liệu khảo sát thực địa
Trong quá trình thực hiện các đề tài liên quan đến luận án, NCS đã tiến
hành các đợt khảo sát thực địa tại vùng nghiên cứu của đề tài luận án:
- Đợt 1, khảo sát thực địa năm 2009, tham gia là thành viên chính của
đề tài cấp nhà nước “Nghiên cứu biến động cửa sông và môi trường trầm tích

3
Holoxen-hiện đại vùng ven bờ châu thổ sông Cửu Long, phục vụ phát triển
bền vững kinh tế-xã hội”, mã số KC09.06/06-10.
- Đợt 2 (năm 2011), khảo sát và lấy mẫu tại khu vực cửa Tiểu, cửa Đại
với tư cách là thành viên chính thực hiện đề tài cơ bản “Nghiên cứu quá trình
hấp phụ các kim loại nặng của trầm tích tầng mặt khu vực cửa sông ven biển
trong bối cảnh biến đổi khí hậu. Lấy ví dụ cửa Tiểu, sông Tiền” mã số
105.99-2010.17.
+ Số liệu, tài liệu
Là thành viên chính của đề tài KC09.06/06-10, NCS đã trực tiếp xử lý
các tài liệu, số liệu của đề tài và trực tiếp viết các báo cáo chuyên đề về địa
tầng, chuyên đề tướng trầm tích và tham gia viết báo cáo tổng kết của đề tài.
- Thu thập và xử lý: 300 mẫu độ hạt; 20 mẫu khoáng vật sét; 150 mẫu
vi cổ sinh; 150 mẫu bào tử phấn hoa; 70 mẫu tảo Diatomeaee; 150 mẫu
foraminifera và 30 mẫu tuổi tuyệt đối phân tích bằng phương pháp 14 C thuộc
đề tài KC09/06-06.10.
- NCS trực tiếp mô tả, lấy mẫu và phân tích cấu tạo 300m khoan của 5
lỗ khoan vùng nghiên cứu.
- Mẫu do NCS phân tích bổ sung gồm: 70 mẫu độ hạt, 50 mẫu khoáng
vật sét bằng phương pháp nhiệt - rơnghen, 40 mẫu lát mỏng thạch học, 50
mẫu địa hóa môi trường, 30 mẫu bào tử phấn hoa và 20 mẫu tảo Diatomeaee.
5. Luận điểm bảo vệ:
Luận điểm 1: Môi trường trầm tích Holoxen vùng nghiên cứu được
phản ánh qua 20 tướng trầm tích thuộc ba nhóm tướng đặc trưng cho môi
trường trầm tích châu thổ và trước khi hình thành châu thổ:
- Nhóm tướng bồi lấp thung lũng cắt xẻ gồm 5 tướng trầm tích

4
- Nhóm tướng estuary – vũng vịnh gồm 6 tướng trầm tích
- Nhóm tướng châu thổ gồm 9 tướng trầm tích.
Luận điểm 2: Lịch sử phát triển địa chất Holoxen vùng cửa sông ven
biển hệ thống sông Cửu Long trải qua ba giai đoạn phát triển địa chất. (1)
Giai đoạn bồi lấp thung lũng cắt xẻ diễn ra vào cuối Pleistoxen muộn -
Holoxen sớm, (2) giai đoạn estuary - vũng vịnh diễn ra trong Holoxen giữa,
(3) giai đoạn châu thổ diễn ra trong Holoxen giữa – muộn.
6. Những điểm mới của luận án
- Một số kiểu nguồn gốc trầm tích mới được xác định gồm: trầm tích
nguồn gốc sông-đầm lầy thuộc hệ tầng Bình Đại; trầm tích nguồn gốc sông-
biển-đầm lầy thuộc hệ tầng Hậu Giang.
- Xác định 20 tướng trầm tích thuộc ba nhóm tướng (nhóm tướng bồi
lấp thung lũng cắt xẻ, nhóm tướng estuary vũng vịnh và nhóm tướng châu
thổ) đặc trưng cho môi trường trầm tích Holoxen vùng cửa sông ven biển của
hệ thống sông Cửu Long.
- Xác lập 3 giai đoạn phát triển địa chất trong Holoxen vùng cửa sông
ven biển hệ thống sông Cửu Long.
7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
+ Ý nghĩa khoa học: Kết quả của luận án làm sáng tỏ môi trường trầm
tích và lịch sử phát triển địa chất Holoxen và góp phần hoàn thiện địa tầng
Holoxen vùng cửa sông ven biển của hệ thống sông Cửu Long
+ Ý nghĩa thực tiễn: Kết quả của luận án là bộ dữ liệu cơ sở cho những
nghiên cứu về tai biến thiên nhiên vùng cửa sông ven biển, định hướng cho
việc quy hoạch và khai thác tài nguyên khoáng sản .

5
8. Bố cục của luận án
Mở đầu
- Chương 1: Lịch sử nghiên cứu và phương pháp nghiên cứu
- Chương 2: Đặc điểm địa mạo – địa chất vùng cửa sông ven biển của
hệ thống sông Cửu Long.
- Chương 3: Đặc điểm tướng trầm tích vùng cửa sông ven biển của hệ
thống sông Cửu Long.
- Chương 4: Lịch sử phát triển địa chất vùng cửa sông ven biển của hệ
thống sông Cửu Long.
Kết luận