ĐỊA CHẤT ĐỆ TỨ VÙNG BIỂN VIỆT NAM
4.1. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT ĐỆ TỨ
4.1.1. Cơ sở phân chia địa tầng Pliocen - Đệ tứ
Trên cơ sở tổng hợp tài liệu cổ sinh của một số giếng khoan trên thềm lục địa, phân tích tài liệu địa chấn địa tầng, thạch địa tầng và các tài liệu khác đồng thời có sự đối sánh với ranh giới địa tầng trên đất liền có thể nêu những nét khái quát sau.
a. Đặc điểm ranh giới địa chất theo sinh- địa tầng
Trầm tích Đệ tứ không phải là đối tượng thăm dò dầu khí nên các giếng khoan thường phá mẫu, tuy nhiên ở một số giếng khoan có lấy mẫu phân tích để nghiên cứu địa tầng.
Theo các kết quả phân tích cổ sinh trầm tích tầng mặt đáy biển có tuổi cổ nhất là Pleistocen muộn và trên nó là Holocen, trong các giếng khoan còn gặp các tập hợp vi cổ sinh tuổi Pleistocen sớm, giữa và muộn.
Tuổi Pleistocen của trầm tích dựa vào sự có mặt của các đại biểu Foraminifera: Globorotalia truncatulinoides và Globigerinella calida (đới N22). Trong các trầm tích Pleistocen ở thềm lục địa miền Trung và Bể Nam Côn Sơn có chứa phong phú hoá đá
Plankton Foraminifera và các Foraminifera bám đáy như: Bolivina, Bulimina, Uvigerina, Nodosaria, Ammonia, Cibicides... Điều này cho phép xác định trầm tích này được thành tạo ở môi trường biển nông, thềm giữa-ngoài đến sườn trên. Ở Vịnh Bắc Bộ và Bể Cửu Long, thành phần phức hệ Foraminifera trong trầm tích Pleistocen chủ yếu là nhóm bám đáy: Pseudorotalia, Asterorotalia, Textularia, Ammonia… và ít Plankton, điều này cho thấy trầm tích ở những vùng này được thành tạo trong môi trường biển nông, thềm trong.
Nhóm hoá đá Nannofossil gặp ít, chúng chứa Pseudoemiliana laculosa, Gephyrocapsa oceanica, Helicosphaera selli, tương ứng với đới NN19, tuổi Pleistocen. Nhóm Bào tử phấn phong phú và đa dạng chủ yếu là: Liquidambar, Phyloclladus, Dacrydium...
Như vậy, các trầm tích tuổi Pleistocen được xác định bởi đới N22 của Foraminifera plankton và đới NN19 của Nannofossil. Đáy của trầm tích Pleistocen được xác định ở khoan 119-CH-IX ở độ sâu 650m và giếng khoan 118-CVX-IX ở độ sâu 840m bởi sự xuất hiện lần đầu của các hoá đá đới N22 và đới NN19, cũng như sự xuất hiện lần cuối của các hoá đá đới N21 và NN18 của trầm tích Pliocen.
Trầm tích Pliocen: Trầm tích Pliocen ở vịnh Bắc Bộ là Hệ tầng Vĩnh Bảo, ở thềm lục địa Miền Trung và Miền Nam là Hệ tầng Biển Đông. Thành phần trầm tích chủ yếu là cát màu xám, vàng nhạt; xen kẽ có bột sét kết, gắn kết yếu, ngâm trong nước đều mềm bở. Trầm tích này chứa khoáng vật glauconit và rất nhiều hoá đá Foraminifera, Nannofossil, bào tử phấn hoa.
Nhóm Foraminifera bao gồm: Globorotalia tosaensis, Grt. margaritae, Pulleniatina obliquiloculata, Globoquadrina altispira, Globigerinoides extremus, Sphaeroidinella dehiscens, Hastigerina aequilateralis... Tuổi của phức hệ dựa vào sự có mặt của Globoquadrina altispira- Sphaeroidinella dehiscens, tương ứng đới N19; Globigerinoides extremus, Globorotalia margaritae, tương ứng đới N19-20 và Globorotalia tosaensis, Pulleniatina obliquioculata, tương ứng đới N21.
Nhóm Nannofossil đặc trưng bởi Discoaster brouweri, D. pentaradiatus, D. surculus, D. tamalis, Coccolithus pliopelagicus, Helicosphaera kamtneri. Các hoá đá này thuộc đới N13-N18 tuổi Pliocen.
Nhóm bào tử phấn đặc trưng: Dacrydium, Pinus, Florschuetzia meridionalis, F.levipoli, Chenopodium, Liquidambar, Podocarpus imbricatus cũng cho tuổi Pliocen.
Ranh giới trên của Pliocen được xác định bởi sự diệt chủng của Globorotalia tosaensis (N21) và Discoaster brouweri (NN18), cũng như sự xuất hiện của Globorotalia truncatulinoides (N22) và Pseudoemiliana lacunosa, Gephyrocapsa oceanica (NN19). Ranh giới dưới của Pliocen được xác định bởi sự xuất hiện lần đầu của Globorotalia margaritae, Globigerinoides extremus (N19) và sự kết thúc của Discoaster quinqueramus (NN11), D. berggerii (NN11), Globorotalia pleisiotumida, globigerina nepenthes (N17).
Một số Foraminifera có ý nghĩa địa tầng theo các giới hạn phân bố được nêu trên hình 4.1.
b. Đặc điểm ranh giới địa chất theo địa chấn- địa tầng
Bên cạnh hạn chế về phân bố mẫu tại từng giếng khoan, tài liệu cổ sinh còn phân bố không đồng đều, vì vậy để xác định ranh giới địa tầng cần sử dụng tài liệu địa chấn và địa vật lý giếng khoan. Các tập địa chấn được phân chia tỉ mỉ dựa trên các đặc điểm kết thúc phản xạ như kề áp đáy, phủ đáy, kề áp nóc. Độ dâng mực nước biển tương đối trong một tập được xác định bằng biên độ nâng của tính từ phản xạ kề áp đáy thấp nhất cho tới phản xạ cao nhất trong tập.
Độ hạ mực nước biển được tính từ đỉnh tập dưới cho tới kề áp đáy đầu tiên của tập tiếp theo (Evans eta, 1984,...).
Các dấu hiệu để xác định các mặt ranh giới phản xạ gồm:
- Ranh giới gây nên do thay đổi thành phần thạch học và độ gắn kết. Tin cậy nhất là các mặt phản xạ do có các lớp vỏ phong hoá tạo vào thời gian biển lùi. Ngoài ra còn có các lớp bùn vôi, đá vôi tạo kỳ biển tiến đạt đỉnh cao nhất.
- Ranh giới lồi lõm, ghồ ghề liên quan tới quá trình bào mòn xâm thực bề mặt các lớp trầm tích và các loại đá magma, biến chất.
Loại này phổ biến ở đới biển ven bờ 0 - 50m nước miền Trung, Quảng Ninh, Hà Tiên - Rạch Giá.
- Ranh giới kiểu kề áp đáy, kề áp nóc gián đoạn trầm tích hoặc bào mòn. Các ranh giới này có mặt ở rìa thềm lục địa độ sâu 100- 300m nước.
- Ranh giới kiểu vát nhọn - cắt cụt là kết quả của gián đoạn và bào mòn trầm tích trong giai đoạn ngắn hoặc là có sự trượt lở do đứt gãy gây nên thường đi song song với kiểu trên, gặp nhiều ở vùng nước 0 - 20m; 90 - 200m.
- Ranh giới bất chỉnh hợp góc kiến tạo như ở vịnh Bắc Bộ, đảo Bạch Long Vĩ.
Hình 4.1. Một số Foraminifera có ý nghĩa địa tầng theo các giới hạn phân bố
(xuất hiện hoặc diệt chủng) (Mai Văn Lạc, 2000)
Khắp nơi vùng ônđới, xíchđạo (Việt Nam và thế giới)
Các ranh giới do bào mòn và vỏ phong hoá tạo nên khi mực nước biển lùi xa ngoài thềm lục địa có ý nghĩa quan trọng trong việc phân chia và so sánh địa tầng Pliocen - Đệ tứ thềm lục địa đặc biệt là ở các bồn trũng trước châu thổ Sông Hồng, Đà Nẵng, Cửu Long. Các ranh giới này thường dễ bị phá huỷ do hoạt động của sông cổ, tuy nhiên ở nhiều nơi nó còn giữ được giúp ta liên kết được chúng với nhau.
Qua phân tích các băng địa chấn thấy trầm tích biển tiến thể hiện khá tốt trong mặt cắt và phủ gần như toàn bộ diện tích thềm lục địa.
Trên mặt cắt phần biển lùi có thể chia trầm tích châu thổ, aluvi (lòng sông và bãi bồi, hồ, đầm lầy và biển nông).
c. Đặc điểm ranh giới địa chất theo thạch địa tầng và tuổi tuyệt đối Xác định thành phần thạch học, tướng, môi trường trầm tích và tính chu kỳ của nó trong mối quan hệ với biển thoái, biển tiến, xác định các lớp phong hoá sau mỗi pha biển tiến. Tuổi tuyệt đối C14, TL được xác định theo nhiệt huỳnh quang thạch anh.
Về ranh giới tuổi tuyệt đối có thể sử dụng các mốc quan trọng như khu vực Đông Nam Á đã thống nhất: Pliocen - Miocen (5 triệu năm), Pliocen - Pleistocen dưới (1,6 triệu năm), Pleistocen dưới - Pleistocen giữa (700.000 năm), Pleistocen giữa - Pleistocen muộn (125.000 năm), Pleistocen muộn - Holocen (10.000 năm), Holocen sớm - Holocen giữa (5.000 năm) và Holocen giữa - Holocen muộn (2.000 năm).
d. Cơ sở xác định đường bờ cổ
Những căn cứ khoa học và những dấu hiệu trực tiếp xác định ranh giới đường bờ cổ được thu thập qua nhiều lần khảo sát trên đáy biển thềm lục địa Việt Nam và các vùng kế cận bao gồm:
- Dấu hiệu địa hình - địa mạo về các bậc thềm biển ngập nước, dấu ấn mài mòn do sóng vỗ ven bờ phân bố có quy luật theo độ sâu.
Càng ra sâu các thành tạo trầm tích và tuổi bậc thềm càng cổ và ngược lại.
- Thành phần hạt thô (sạn, cuội) trầm tích tầng mặt phân bố thành các trường đặc biệt được coi là bằng chứng của đới bờ biển cổ:
• Cuội, sạn mài tròn tốt tạo thành dải khuôn theo đường đẳng sâu đó là bằng chứng của bãi triều cổ do sóng tác động.
• Đê cát ngầm chọn lọc tốt chạy song song với đường đẳng sâu cộng sinh với các thể sét bùn cổ là bằng chứng về tổ hợp cộng sinh
tướng đê cát - lagoon ven bờ có sóng hoạt động mạnh.
- Sự có mặt các hệ thống nón quạt cửa sông với mạng lưới lòng sông cổ và lạch triều dạng rẻ quạt hoặc cành cây là bằng chứng của một hệ châu thổ tàn dư đã từng hình thành và phát triển ngay trên đới bờ cổ.
- Các tập phản xạ địa chấn tương ứng với các chu kỳ trầm tích.
Mặt cắt đầy đủ nhất của Đệ tứ bao gồm 6 chu kỳ: Pleistocen sớm (Q11), Pleistocen giữa (Q12), Pleistocen muộn phần sớm (Q13-1), Pleistocen muộn phần muộn (Q13-2), Holocen (Q21-2) và Holocen muộn (Q23).
- Dấu hiệu lòng sông cổ và lạch triều phát triển trong phần dưới của một chu kỳ tương ứng với thời kỳ biển lùi lục địa mở rộng hoạt động của sông thắng thế. Trong mặt cắt địa chấn thấy rõ phân lớp xiên chéo lòng sông.
- Dấu hiệu biển tiến thấy rõ trong mặt cắt địa chấn là các cấu tạo kề áp đáy, áp sườn…
- Tuổi tuyệt đối: C14, nhiệt huỳnh quang thạch anh mới có vài số liệu ở quanh các đảo, biển nông Hà Tĩnh…
- Phân tích thành phần trầm tích qua mẫu ống phóng trọng lực:
- Quan sát bề dày và sự phân bố của tầng sét xám xanh vũng vịnh giàu monmonilonit, có tính chất đánh dấu. Quan sát diện và độ sâu phân bố của tầng sét loang lổ biển thoái Pleistocen muộn (Q13).
- Sự có mặt các lớp than bùn trên đáy biển ở các độ sâu 25 - 30m và sự xuất hiện các trường cát, sóng cát chứa sạn laterit là bằng chứng của đới bờ cổ Pleistocen muộn - Holocen sớm (Q13 - Q21) bắt đầu biển tiến Flandrian. Sóng hoạt động mạnh bào mòn và tái lắng đọng tầng trầm tích loang lổ.
- Cuối cùng là phương pháp đối sánh trầm tích Đệ tứ vùng đất liền và thềm lục địa. Có như vậy mới đảm bảo tính hợp lý và sự chính xác về quy luật về sự tiến hoá trong mối quan hệ với sự thay đổi mực nước biển toàn cầu và chuyển động kiến tạo như một yếu tố địa phương.