Tiến Sĩ Đặc điểm thạch luận thành tạo turbidit hệ tầng Cô Tô (O-Sct) và ý nghĩa địa động lực của chúng

LUẬN ÁN TIẾN SỸ ĐỊA CHẤT
NĂM 2013

Trang1
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁNi2
DANH MỤC CÁC BIỂU BẢNG TRONG LUẬN ÁNii3
DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, HÌNH VẼ TRONG LUẬN ÁNiii4
DANH MỤC CÁC ẢNH MINH HỌA TRONG LUẬN ÁNv5

MỞ ĐẦU16

Chương I: LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU THÀNH TẠO TRẦM TÍCH HỆ TẦNG CÔ TÔ20
Chương II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU THÀNH TẠO TURBIDIT HỆ TẦNG CÔ TÔ25
II.1 - CƠ SỞ LÝ THUYẾT25
II.1.1. Khái niệm turbidit25
II.1.2. Môi trường địa động lực thành tạo turbidit 32
II.2 - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34
II.2.1. Phương pháp thu thập, tổng hợp và xử lý tài liệu 34
II.2.2. Phương pháp nghiên cứu ngoài trời 35
II.2.3. Phương pháp nghiên cứu trong phòng35
II.2.3.1. Nghiên cứu thành phần vật chất 35
II.2.3.2. Nghiên cứu nguồn cung cấp vật liệu trầm tích38
II.2.3.3. Nghiên cứu môi trường địa động lực40


Chương III: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT VÀ CẤU TẠO - VI CẤU TẠO THÀNH TẠO TURBIDIT HỆ TẦNG CÔ TÔ43
III.1 - ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT43
III.1.1. Đặc điểm địa chất - trầm tích43
III.1.1.1. Đặc điểm địa tầng43
III.1.1.2. Đặc điểm uốn nếp - đứt gãy60
III.1.2 . Đặc điểm cấu tạo - vi cấu tạo62


Chương IV: ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN VẬT CHẤT THÀNH TẠO TURBIDIT HỆ TẦNG CÔ TÔ71
IV.1. THÀNH PHẦN THẠCH HỌC - KHOÁNG VẬT71
IV.2. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÓA82
IV.2.1. Nhóm nguyên tố chính83
IV.2.2. Nhóm nguyên hiếm và vết85


Chương V: NGUỒN GỐC VÀ Ý NGHĨA ĐỊA ĐỘNG LỰC THÀNH TẠO TURBIDIT HỆ TẦNG CÔ TÔ89
V.1. NGUỒN GỐC THÀNH TẠO TURBIDIT HỆ TẦNG CÔ TÔ89
V.1.1. Nguồn gốc vật liệu trầm tích89
V.1.2. Nguồn gốc vật liệu tha sinh93
V.2 - Ý NGHĨA ĐỊA ĐỘNG LỰC THÀNH TẠO TURBIDIT HỆ TẦNG CÔ TÔ93
V.2.1. Môi trường địa động lực thành tạo turbidit hệ tầng Cô Tô theo đặc điểm địa hóa95
V.2.1.1. Theo thành phần hóa học nhóm nguyên tố chính95
V.2.1.2. Theo thành phần hóa học nhóm nguyên tố hiếm, vết97
V.2.2. Môi trường địa động lực thành tạo turbidit hệ tầng Cô Tô theo đặc điểm địa chất - cấu trúc miền đông bắc Bắc Bộ

KẾT LUẬN 104

VĂN LIỆU THAM KHẢO106
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN115

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Thành tạo turbidit được quan tâm nghiên cứu từ rất sớm với công trình nghiên cứu của Walker (1938) về dòng chảy rối (turbidity currents). Keumn và Mighrini (1950) đưa ra giả thuyết dòng chảy rối là nguyên nhân của cát kết được phân cấp lắng đọng dưới nước sâu. Năm 1962, A.H.Bouma đưa ra khái niệm về turbidit Việc nghiên cứu turbidit có một ý nghĩa rất lớn trong luận giải bối cảnh kiến tạo và tìm kiếm khoáng sản, đặc biệt là tìm kiếm và thăm dò các hydrocacbon ở sườn lục địa. Ở Việt Nam, thành tạo turbidit mới chỉ được nghiên cứu đối với các trầm tích trẻ (Paleogen - Neogen), liên quan đến các thành tạo chứa dầu khí vùng Biển Đông. Các thành tạo turbidit tuổi cổ hầu như chưa được nghiên cứu, đặc biệt là nghiên cứu về thành phần vật chất, tiến trình thành tạo của chúng trong mối tương quan với bối cảnh kiến tạo - môi trường địa động lực.
Đối với các thành tạo trầm tích hệ tầng Cô Tô đã được nhiều nhà địa chất trong và ngoài nước quan tâm nghiên cứu (E. Patte, 1927; J.Fomaget (1952); Dovjikov A. E. và Jamoida A. I., 1961; Dovjikov A. E., 1965; Trần Văn Trị và Nguyễn Đình Uy, 1972; Phạm Văn Quang, 1978; Nguyễn Văn Phúc, Đinh Minh Mộng, Phạm Kim Ngân, Dương Xuân Hảo, Nguyễn Công Lượng và nnk, 1980; Vũ Khúc và Bùi Phú Mỹ, 1989; Lương Hồng Hược, ). Song trong công trình trên, các tác giả mới chỉ đề cập chủ yếu tới vấn đề địa tầng và tuổi thành tạo của chúng. Những nghiên cứu gần đây của Nguyễn Xuân Tùng và Trần Văn Trị (1992); Phạm Thanh Bình và Nguyễn Công Lượng (1999); Nguyễn Xuân Khiển (2000); Tống Duy Thanh, Vũ Khúc (đồng chủ biên, 2005); Đặng Trần Huyên và nnk (2007); Trần Văn Trị, Vũ Khúc (đồng chủ biên, 2009) bước đầu đề cập đến bối cảnh kiến tạo của các trầm tích hệ tầng Cô Tô. Tuy nhiên, những công trình nghiên cứu trên mới chỉ dừng lại ở mức độ mô tả, phân chia sơ bộ, còn thiếu những công trình nghiên cứu chi tiết về thành phần vật chất theo hướng định lượng (thạch học, khoáng vật, địa hóa nguyên tố chính và nguyên tố hiêm/vết) một cách đồng bộ, nên việc luận giải nguồn cung cấp vật liệu trầm tích và cơ chế thành tạo của chúng còn nhiều ý kiến khác nhau, thiếu sức thuyết phục và được xem là một nhiệm vụ cấp thiết hiện nay.
Với đặc tính turbidit là một kiểu cấu tạo trầm tích đặc trưng được hình thành gắn liền với các hoạt động địa động lực phá hủy sườn/thềm lục địa, tạo nên nguồn vật liệu trầm tích đổ lở xuống và lắng đọng ở môi trường biển sâu, trong chế độ thủy thạch động lực phức tạp. Do đó, việc khẳng định được sự hiện diện của kiểu cấu tạo này có ý nghĩa khoa học quan trọng, đặc biệt là tái lập chế độ địa kiến tạo trong mối liên quan với lịch sử phát triển địa chất khu vực.
Để góp phần giải quyết những vấn đề còn tồn tại nêu trên, đồng thời nâng cao giá trị khoa học của các thành tạo turbidit hệ tầng Cô Tô, NCS đã lựa chọn luận án nghiên cứu với tiêu đề: “Đặc điểm thạch luận thành tạo turbidit hệ tầng Cô Tô (O-Sct) và ý nghĩa địa động lực của chúng”
2. Mục tiêu của luận án
- Làm sáng tỏ đặc điểm địa chất, cấu tạo, thành phần vật chất (thạch học, khoáng vật, địa hóa) thành tạo turbidit hệ tầng Cô Tô (O3-S1ct).
- Xác định mối quan hệ giữa thành tạo turbidit hệ tầng Cô Tô (O3-S1ct) với môi trường địa động lực sinh thành của chúng.
3. Nhiệm vụ của luận án
- Nghiên cứu chi tiết về đặc điểm địa chất, cấu tạo của turbidit qua các mặt cắt chi tiết, xây dựng cột địa tầng của chúng và cột địa tầng tổng hợp của thành tạo turbidit hệ tầng Cô Tô (O3-S1ct).
- Nghiên cứu chi tiết các đặc điểm về thành phần vật chất (khoáng vật, thạch học, đặc điểm địa hóa) và cơ chế thành tạo của turbidit hệ tầng Cô Tô (O3-S1ct).
- Xác định nguồn gốc vật liệu trầm tích và ý nghĩa địa động lực thành tạo turbidit hệ tầng Cô Tô (O3-S1ct).
4. Phạm vi nghiên cứu
Vùng nghiên cứu thuộc diện tích đảo Cô Tô và Thanh Lân, quần đảo Cô Tô, tỉnh Quảng Ninh với toạ độ địa lý: 20056’00” ư 21015’00” vĩ độ Bắc và 107043’00” ư 108001’00” kinh độ Đông (hình 1 - Sơ đồ vùng nghiên cứu).