BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG VIỆN NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN BÁO CÁO ĐỊA TẦNG CÁC TRẦM TÍCH PERMI THƯỢNG - TRIAS HẠ ĐIỀU KIỆN THÀNH TẠO VÀ KHOÁNG SẢN CÓ LIÊN QUAN Ở KHU VỰC BẮC BỘ 6615 26/10/2007 Hà Nội, 10-2004 BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG VIỆN NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN Các tác giả: Đặng Trần Huyên, Đoàn Nhật Trưởng, Nguyễn Đình Hữu, Nguyễn Linh Ngọc,Phạm Đức Lương, Trần Hữu Dần, Nguyễn Văn Vượng, Nguyễn Hữu Hùng, Nguyễn Đức Phong, Phạm Văn Hải, Nguyễn Đức Chính, Nguyễn Thị Minh Phương Những người tham gia: Đặng Mỹ Cung, Nguyễn Thế Vấn, Nguyễn Thi Lan, Nguyễn Thị Hồng Nhung, Nguyễn Xuân Quang, Trần Minh Khang, Tr ần Thị Nhuần BÁO CÁO ĐỊA TẦNG CÁC TRẦM TÍCH PERMI THƯỢNG - TRIAS HẠ, ĐIỀU KIỆN THÀNH TẠO VÀ KHOÁNG SẢN LIÊN QUAN Ở KHU VỰC BẮC BỘ VIỆN TRƯỞNG VIỆN NC ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN TS NGUYỄN XUÂN KHIỂN CHỦ NHIỆM ĐỀ ÁN TS ĐẶNG TRẦN HUYÊN Hà Nội, 10-2004 3 MỤC LỤC Các văn bản pháp lý 6 Lời nói đầu 37 Chương I. Lịch sử nghiên cứu địa tầng, điều kiện thành tạo và khoáng sản có liên quan của các trầm tích Permi thượng - Trias hạ ở khu vực Bắc Bộ 43 1. Nghiên cứa địa tầng các trầm tích Permi thượng - Trias hạ 43 2. Nghiên cứu điều kiện thành tạo các trầm tích Permi thượng - Trias hạ 57 3. Các khoáng sản ngoại sinh trong địa tầng các trầm tích Permi th ượng - Trias hạ 57 4. Những vấn đề tồn tại 58 Chương II. Phương pháp nghiên cứu 60 1. Nhóm các phương pháp kỹ thuật 60 2. Nhóm các phương pháp chuyên môn 60 Chương III. Địa tầng 63 1. Thang địa tầng sử dụng trong báo cáo 63 2. Các phân vị địa tầng 65 2.1. Vùng Duyên hải Đông Bắc Bộ 65 Hệ tầng Bãi Cháy 65 2.2. Vùng Đông Bắc Bộ 71 Hệ tầng Đồng Đăng 72 Hệ tầng Lạng Sơn 82 Hệ t ầng Bắc Thủy 88 Hệ tầng Bằng Giang 96 Hệ tầng Sông Hiến 108 Hệ tầng Hồng Ngài 121 2.3. Vùng Tây Bắc Bộ 127 Phức hệ Cẩm Thủy 127 Loạt Yên Duyệt 178 Hệ tầng Tiên Quang 179 Hệ tầng Nà Có 188 4 Hệ tầng Hua Tất 190 Hệ tầng Pa Khôm 197 2.4. Vùng Cực Tây Bắc Bộ 204 Đá vôi Mường Nhé 204 Chương IV. Sinh địa tầng 208 1. Các sinh đới trong Permi thượng 208 2. Các sinh đới trong Trias hạ 209 3. Đối sánh địa tầng 218 Chương V. Ranh giới Permi - Trias 225 1. Nghiên cứu ranh giới Permi -Trias bằng phương pháp sinh địa tầng 227 2. Nghiên cứu ranh giới Permi -Trias bằng phương pháp MESC 235 Chương VI. Điều kiện thành tạo các trầm tích Permi thượng - Trias hạ ở khu vực Bắc Bộ 239 1. Đặc điểm thành phần vật chất của các tổ hợp thạch kiến tạo Permi thượng - Trias hạ Bắc Bộ Việt Nam 239 1.1. Đặc điểm tổ hợp thạch kiến tạo đồng tạo núi va chạm mảng PZ muộn - MZ sớm Đông Bắc Bộ 239 1.2. Đặc điểm tổ hợp thạch kiến tạo rift PZ muộn - MZ sớm Tây Bắc Bộ 243 2. Bối cảnh kiến tạo 253 2.1. Vị trí kiến tạo các bồn trầm tích cuối Permi - đầu Trias Bắc Bộ Việt Nam 253 2.2. Hoạt động biến dạng kiến tạo cuối Permi - đầu Trias khu vực Tây Bắc Bộ 254 2.3. Hoạt động biến dạng kién tạo cuối Permi - đầu Trias khu vực Đông Bắc Bộ 256 3. Môi trường trầm tích 256 3.1. Môi trường ven bờ 256 3.2. Môi trường biển nông (thềm lục địa) 260 3.3. Môi trường sườn lục địa 264 4. Cộng sinh tướng 265 4.1. Đới cấu trúc Duyên hải 266 4.2. Đới cấu trúc Sông Hiến 266 4.3. Đới cấu trúc An Châu 273 5 4.4. Đới cấu trúc Tây Bắc 275 Chương VII. Vị trí địa tầng các khoáng sản ngoại sinh và tiền đề tìm kiếm 281 Chương VIII. Kinh tế 298 Những kết quả chính đạt được và những tồn tại của đề án 318 Kết luận 321 Văn liệu tham khảo 322 Phụ lục Các mặt cắt địa chất Các bản ảnh cổ sinh 331 346 6 LỜI NÓI ĐẦU Các trầm tích Permi thượng và Trias hạ ở Bắc Bộ phân bố khá rộng rãi tại các tỉnh Lai Châu, Sơn La, Hoà Bình, Ninh Bình, Thanh Hoá, Hà Tây (thuộc Tây Bắc Bộ); Hà Giang, Cao Bằng, Lạng Sơn và Quảng Ninh (thuộc Đông Bắc Bộ) với tổng diện tích khoảng 3.000km 2 (hình 1). Các trầm tích này được hình thành trong một giai đoạn địa chất không dài (khoảng 20 triệu năm) nhưng là một trong những giai đoạn có nhiều biến động nhất trong lịch sử phát triển địa chất ở Bắc Bộ, nó giữ vai trò định vị một bình đồ cấu trúc kiến tạo hoàn toàn mới cho khu vực. Vào cuối Permi giữa - đầu Permi muộn, môi trường trầm đọng đồng nhất, yên tĩnh đã t ừng tồn tại trong suốt Carbon - Permi giữa đã chấm dứt với một gián đoạn trầm tích mang tính khu vực được tiếp nối bằng hoạt động núi lửa mafic - siêu mafic mạnh mẽ ở Tây Bắc Bộ. Sau hoạt động núi lửa, ở vùng Tây Bắc Bộ và muộn hơn, ở vùng Đông Bắc Bộ đã xảy ra các đợt biển tiến - thoái với quy mô khác nhau. Vào đầu Trias sớm, ở vùng Đông Bắ c Bộ, hoạt động phun trào cũng đã xảy ra. Tất cả các hoạt động địa chất trên đã tạo ra sự đa dạng và phức tạp của các thành tạo Permi thượng - Trias hạ ở khu vực Bắc Bộ. Do sự đa dạng và phức tạp nói trên, đến nay, mặc dù công tác nghiên cứu địa tầng Permi thượng - Trias hạ đã đạt được nhiều thành tựu đáng kể nhưng vẫn còn nhiều tồn tại, đó là: - Các phân vị địa tầng được xác lập dựa trên Quy phạm địa tầng của Liên Xô trước đây không phù hợp với tiêu chí thạch địa tầng đang được áp dụng hiện nay, - Chưa có sự thống nhất trong phân chia các phân vị địa tầng Permi thượng - Trias hạ, - Vị trí và tuổi của một số phân vị địa tầng có liên quan đến các đá phun trào, - Các phân vị sinh địa tầng (các đới và phức hệ cổ sinh) chưa được nghiên cứu đồng bộ và chi tiết, - Điều kiện và môi trường thành tạo chưa được nghiên cứu theo hướng thạch luận nguồn gốc, - Các mặt cắt chứa khoáng sản có giá trị công nghiệp như bauxit, than, vật liệu xây dựng và tiền đề địa tầng cho các loại khoáng sản này chưa được chú trọng nghiên cứu, - Vấn đề ranh giới giữa hai h ệ Permi và Trias ở Việt Nam chuyển tiếp liên tục hay gián đoạn. Xuất phát từ những tồn tại trên, ngày 31/1/2002, Bộ trưởng Bộ Công nghiệp ra quyết định số 339 QĐ-CNCL, cho phép Viện Nghiên cứu Địa chất và Khoáng sản thi công đề tài nghiên cứu "Địa tầng các trầm tích Permi thượng - Trias hạ (P 3 - T 1 ), điều kiện thành tạo và khoáng sản có liên quan ở khu vực Bắc Bộ" với mục tiêu và nhiệm vụ: 7 1. Phân chia chi tiết các phân vị địa tầng, các trầm tích Permi thượng - Trias hạ (P 3 -T 1 ) trong phạm vi khu vực Bắc Bộ. 2. Nghiên cứu, xác lập các đới cổ sinh có mặt trong các trầm tích Permi thượng - Trias hạ (P 3 -T 1 ). 3. Xác định điều kiện và môi trường thành tạo của các trầm tích Permi thượng - Trias hạ và các tiền đề, dấu hiệu khoáng sản liên quan. Đề tài chính thức được thi công từ 01/2002 với sự phân công như sau: Nhóm nghiên cứu địa tầng Permi thượng gồm: Đoàn Nhật Trưởng (chịu trách nhiệm chính), Trần Hữu Dần, Nguyễn Đức Phong. Nhóm nghiên cứu địa tầng Trias hạ gồm: Đặng Trần Huyên (chịu trách nhiệm chính), Nguyễn Đình Hữu, Nguyễn Hữu Hùng, Trần Minh Khang. Nhóm nghiên cứu các đá núi lửa: Phạm Đức Lương (chịu trách nhiệm chính), Nguyễn Thế Vấn. Nhóm nghiên cứu điều kiện thành tạo các đá trầm tích: Nguyễn Linh Ngọc (chịu trách nhiệm chính), Nguyễn Xuân Quang, Nguyễn Đức Chính, Đặng Mỹ Cung. Nghiên cứu bối cảnh kiến tạo: Nguyễn Văn Vượng. Nghiên cứu tiền đề địa tầng của các khoáng sản ngo ại sinh: Trần Hữu Dần. Công tác văn phòng được thực hiện với sự phân công như sau: nghiên cứu và xác định Foraminifera do Đoàn Nhật Trưởng; Bào tử phấn hoa do Trần Hữu Dần và Phạm Văn Hải; Conodonta do Tạ Hòa Phương, Phạm Kim Ngân; Radiolaria do Trần Thị Nhuần; Bivalvia do Đặng Trần Huyên và Vũ Khúc; Ammonoidea do Vũ Khúc và Nguyễn Đình Hữu; Brachiopoda do Nguyễn Đức Phong và Nguyễn Hữu Hùng. Công tác văn phòng, phân tích tài liệu về trầm tích luận do Nguyễn Linh Ngọc đảm nhiệm; về các đá núi lửa do Phạm Đức Lương đảm nhiệm. Các kết quả phân tích thạch học, microfacies và tàn dư carbonat được thực hiện tại Phòng Phân tích khoáng thạch và Phòng Thạch luận - Trầm tích luận, Viện Nghiên cứu Địa chất và Khoáng sản. Các mẫu phân tích quang phổ plasma, hóa silicat do Trung tâm Phân tích Thí nghiệm Địa chất thực hiện. Mẫu Huỳnh quang tia X do Trung tâm Hạt nhân Thành phố Hồ Chí Minh thực hiện. Mẫu kích hoạ t neutron do Viện Nghiên cứu Hạt nhân Đà Lạt thực hiện. Phân tích khoáng vật bằng phương pháp Microsonde: Phòng Nghiên cứu Khoáng vật và Địa chất đồng vị, Viện Nghiên cứu Địa chất và Khoáng sản. Sau 3 năm nghiên cứu, những mục tiêu của đề tài đặt ra đã được hoàn thành tốt. Để đạt được những kết quả nêu trên, đề tài đã nhận được những ý kiến chỉ đạo sát sao từ Ban Giám đốc và các chuyên viên c ủa Bộ Tài nguyên và Môi trường. 8 Trong quá trình thi công cũng như tổng kết, đề tài được các Phòng, Ban chức năng của Viện tạo mọi điều kiện tốt nhất để hoàn thành đúng tiến độ. Trong quá trình làm báo cáo kết thúc, chúng tôi nhận được sự cộng tác, góp ý kiến của các cán bộ trong và ngoài Viện, đặc biệt là của GS TSKH Đặng Vũ Khúc, GS TS Phan Cự Tiến (Tổng hội Địa chất Việt Nam), TS Nguyễn Xuân Khiển (Viện Nghiên cứu Địa chấ t và Khoáng sản), TS Nguyễn Đức Thắng (Bộ Tài nguyên và Môi trường), PGS TS Tạ Hòa Phương (Đại học Quốc gia Hà Nội), GS TSKH Nguyễn Thị Kim Thoa (Viện Vật lý Địa cầu - Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam), PGS TS Bùi Minh Tâm (Viện Nghiên cứu Địa chất và Khoáng sản). Tập thể tác giả xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành. Cho dù đã hết sức nỗ lực nhằm hoàn thành tốt những mục tiêu của đề tài đặt ra nhưng ch ắc chắn báo cáo không tránh khỏi các sai sót và tồn tại. Chúng tôi mong nhận được sự đóng góp ý kiến rộng rãi của các nhà khoa học để báo cáo được hoàn thiện tốt nhất. [...]... CỨU ĐỊA TẦNG, ĐIỀU KIỆN THÀNH TẠO VÀ KHOÁNG SẢN CÓ LIÊN QUAN CỦA CÁC TRẦM TÍCH PERMI THƯỢNG - TRIAS HẠ Ở KHU VỰC BẮC BỘ Lịch sử nghiên cứu địa tầng, điều kiện thành tạo và các khoáng sản liên quan của các trầm tích Permi thượng - Trias hạ ở khu vực Bắc Bộ có thể chia thành hai giai đoạn chủ yếu: 1 Trước năm 1954, là thời kỳ do các nhà địa chất Pháp ở Sở Địa chất Đông Dương tiến hành (bao gồm cả các. .. của Liên Xô (cũ) không phù hợp với Quy phạm địa tầng mới do Cục Địa chất Việt Nam mới ban hành (1994) Điều đó đòi hỏi có sự rà soát lại tất cả các tư liệu địa chất - địa tầng tin cậy và có sự khảo sát nghiên cứu bổ sung đầy đủ tạo cơ sở cho việc phân chia chi tiết các phân vị địa tầng các trầm tích Permi thượng - Trias hạ (P3-T1) ở khu vực Bắc Bộ 2 NGHIÊN CỨU ĐIỀU KIỆN THÀNH TẠO CÁC TRẦM TÍCH PERMI THƯỢNG... Permi muộn và Trias sớm 27 4.3 TỒN TẠI TRONG VIỆC NGHIÊN CỨU CÁC KHOÁNG SẢN TRẦM TÍCH TRONG ĐỊA TẦNG PERMI THƯỢNG - TRIAS HẠ Trong các trầm tích Permi thượng - Trias hạ ở Bắc Bộ cho tới nay đã phát hiện được các mỏ bauxit có giá trị công nghiệp và than và các vật liệu xây dựng Điều cần thiết phải nghiên cứu các mặt cắt địa tầng chi tiết có chứa các khoáng sản này, xác định rõ hơn tiền đề địa tầng và. .. về địa tầng về điều kiện thành tạo và khoáng sản có liên quan của các trầm tích Permi thượng - Trias hạ ở khu vực Bắc Bộ cho thấy bên cạnh những kết quả đã đạt được vẫn còn nhiều tồn tại cần giải quyết 4.1 TỒN TẠI TRONG NGHIÊN CỨU ĐỊA TẦNG + Về thạch địa tầng: 1/ Phân chia địa tầng chưa theo tiêu chí thạch địa tầng 2/ Chưa có sự thống nhất trong việc phân chia các phân vị địa tầng Permi thượng Trias. .. các tác giả Pháp về Permi thượng chỉ mang tính chất phát hiện và tập trung ở khu vực Đông Bắc Bộ Các mô tả về các thành tạo không có được sự hoàn chỉnh của một phân vị địa tầng Một hạn chế khác là do không nghiên cứu địa tầng theo các mặt cắt cụ thể nên trật tự địa tầng có khi bị lẫn lộn 1.1.2 Các trầm tích Trias hạ Ở Đông Bắc Bộ (kể cả vùng Duyên hải Bắc Bộ) Các nghiên cứu địa tầng các trầm tích Trias. .. hệ tầng Cò Nòi và các hệ tầng Viên Nam, Tân Lạc - Quan hệ giữa hệ tầng Yên Duyệt và hệ tầng Cò Nòi - Vị trí và ý nghĩa địa tầng của lớp cuội sạn ở đáy hệ tầng Tân Lạc + Các phân vị sinh địa tầng (các đới cổ sinh) chưa được nghiên cứu đồng bộ và phân định đầy đủ cho khoảng địa tầng Permi thượng - Trias hạ dẫn đến việc đối sánh giữa các phân vị địa tầng và xác định các ranh giới thời địa tầng gặp nhiều... xen kẽ giữa lục địa và biển, trong đó bauxit được thành tạo còn liên quan với quá trình phong hoá mạnh mẽ và trong điều kiện khí hậu nóng ẩm 3 CÁC KHOÁNG SẢN NGOẠI SINH TRONG ĐỊA TẦNG CÁC TRẦM TÍCH PERMI THƯỢNG - TRIAS HẠ Các khoáng sản ngoại sinh quan trọng trong giai đoạn Permi thượng - Trias hạ gồm bauxit, than, đá vôi và vật liệu xây dựng Các quặng bauxit đã được phát hiện chủ yếu ở các vùng thuộc... vị Permi thượng ở Bắc Bộ nêu ở trên được Nguyễn Văn Liêm (1985) hệ thống lại trong công trình tổng hợp "Paleozoi thượng ở Việt Nam" Trong công trình này tác giả đã trình bày sơ đồ phân chia và liên hệ địa tầng chung cho toàn bộ lãnh thổ Trầm tích Permi thượng ở Đông Bắc Bộ bao gồm hai hệ tầng Đồng Đăng và Bãi Cháy, ứng với hai khu vực Bắc Bắc Bộ và Duyên hải Bắc Bộ Hệ tầng Đồng Đăng được đặc trưng bởi... Permi thượng) Năm 1952, Fromaget đưa ra sơ đồ những thành hệ biển và vũng vịnh Trias ở Tây Bắc Việt Nam và đã liên hệ phần thấp nhất của Trias ở khu vực này với các trầm tích Carni chứa Discotropites và Halobia Vì thế, theo ông, Trias của khu vực được bắt đầu từ Carni hoặc phần nào từ Ladin Nói chung các trầm tích Trias hạ ở Tây Bắc Bộ không được các nhà địa chất Pháp nghiên cứu kỹ như ở Đông Bắc Bộ và. .. hệ tầng Đồng Đăng” (trang 138 và trong sơ đồ tướng - địa tầng, trang 161) Điều này cần được đầu tư xem xét Sự phân chia các trầm tích Permi thượng ở Đông Bắc Bộ thành hai hệ tầng Đồng Đăng và Bãi Cháy như đã nêu ở trên không được các tác giả của Địa chất Việt Nam (Tập 1 - Địa tầng) tán thành Theo các tác giả này, hệ tầng hệ tầng Bãi Cháy là đồng nghĩa của hệ tầng Đồng Đăng (bảng I.2) 17 Ở Tây Bắc Bộ . CỨU ĐỊA TẦNG, ĐIỀU KIỆN THÀNH TẠO VÀ KHOÁNG SẢN CÓ LIÊN QUAN CỦA CÁC TRẦM TÍCH PERMI THƯỢNG - TRIAS HẠ Ở KHU VỰC BẮC BỘ Lịch sử nghiên cứu địa tầng, điều kiện thành tạo và các khoáng sản liên. nghiên cứu địa tầng, điều kiện thành tạo và khoáng sản có liên quan của các trầm tích Permi thượng - Trias hạ ở khu vực Bắc Bộ 43 1. Nghiên cứa địa tầng các trầm tích Permi thượng - Trias hạ. Khoáng sản thi công đề tài nghiên cứu " ;Địa tầng các trầm tích Permi thượng - Trias hạ (P 3 - T 1 ), điều kiện thành tạo và khoáng sản có liên quan ở khu vực Bắc Bộ& quot; với mục tiêu và