ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Ngọc Anh ĐẶC ĐIỂM VÀ TIẾN HÓA THẠCH ĐỘNG LỰC CÁC THÀNH TẠO TRẦM TÍCH TẦNG MẶT VÙNG BIỂN NÔNG VEN BỜ HẢI PHÒNG - QUẢNG NINH LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT HÀ NỘI - 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Ngọc Anh ĐẶC ĐIỂM VÀ TIẾN HÓA THẠCH ĐỘNG LỰC CÁC THÀNH TẠO TRẦM TÍCH TẦNG MẶT VÙNG BIỂN NÔNG VEN BỜ HẢI PHÒNG - QUẢNG NINH Chuyên ngành: Thạch học Mã số: 62 44 57 01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. PGS.TS. Nguyễn Văn Vượng 2. PGS.TS. Trần Đức Thạnh HÀ NỘI - 2014 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất cứ công trình nào khác. NCS. Nguyễn Ngọc Anh ii LỜI CẢM ƠN Luận án được hoàn thành tại Khoa Địa chất, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Nguyễn Văn Vượng và PGS.TS Trần Đức Thạnh. Trong quá trình hoàn thành luận án, NCS đã nhận được sự giúp đỡ vô cùng quý báu của GS.TS Trần Nghi, PGS.TS Doãn Đình Lâm và của các cán bộ Khoa Địa chất, Viện Tài nguyên và Môi trường biển và Trung tâm Địa chất và Khoáng sản biển. NCS trân trọng cảm ơn sự giúp đỡ quý báu đó. 1 MỤC LỤC Trang Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục 1 Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt 3 Danh mục bảng 5 Danh mục hình vẽ và ảnh minh họa 6 MỞ ĐẦU 9 CHƯƠNG 1. KHÁI QUÁT VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 16 1.1. VỊ TRÍ ĐỊA LÝ 16 1.2. ĐỊA HÌNH 17 1.3. ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU - KHÍ TƯỢNG 17 1.4. ĐẶC ĐIỂM THỦY VĂN LỤC ĐỊA 19 1.5. ĐẶC ĐIỂM HẢI VĂN 22 1.6. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA TẦNG 25 1.7. ĐẶC ĐIỂM MAGMA 34 CHƯƠNG 2. LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU, CƠ SỞ TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36 2.1. LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU 36 2.2. CƠ SỞ TÀI LIỆU 45 2.2.1. Tài liệu địa chấn 45 2.2.2. Tài liệu địa chất 46 2.3. PHƯƠNG PHÁP LUẬN và PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 48 2.3.1. Phương pháp luận 48 2.2.2. Phương pháp nghiên cứu 49 CHƯƠNG 3. ĐẶC ĐIỂM TRẦM TÍCH TẦNG MẶT KHU VỰC BIỂN NÔNG VEN BỜ HẢI PHÒNG - QUẢNG NINH 56 3.1. CƠ SỞ PHÂN LOẠI TRẦM TÍCH 56 3.2. ĐẶC ĐIỂM VÀ QUY LUẬT PHÂN BỐ TRẦM TÍCH 58 CHƯƠNG 4. ĐẶC ĐIỂM TƯỚNG ĐÁ VÀ TIẾN HÓA THẠCH ĐỘNG LỰC CÁC TRẦM TÍCH TẦNG MẶT KHU VỰC BIỂN NÔNG VEN BỜ HẢI PHÒNG – QUẢNG NINH 88 4.1. TƯỚNG TRẦM TÍCH 88 4.1.1. Khái niệm 88 4.1.2. Phân loại 90 4.1.3. Đặc điểm tướng trầm tích 91 4.2. TIẾN HÓA THẠCH ĐỘNG LỰC CÁC THÀNH TẠO TRẦM TÍCH TẦNG MẶT KHU VỰC BIỂN NÔNG VEN BỜ HẢI PHÒNG - 126 2 QUẢNG NINH 4.2.1. Giai đoạn biển tiến đầu Pleistocen muộn (    ) 126 4.2.2. Giai đoạn biển thoái cuối Pleistocen muộn (    ) 134 4.2.3. Giai đoạn biển tiến Flandrian 136 4.2.4. Giai đoạn biển thoái sau biển tiến Flandrian và biển tiến hiện đại 141 KẾT LUẬN 152 DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 153 TÀI LIỆU THAM KHẢO 154 3 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT STT Viết tắt Nghĩa là 1 3D Ba chiều 2  Thang  (Phi) 3   Độ chọn lọc 4  Đường kính hạt trung bình 5 a aluvi 6 am Châu thổ 7   Số góc lồi của hạt trầm tích thứ i 8 G Trầm tích sạn 9 HP Hợp phần 10 HST Miền hệ thống biển cao 11 gS Trầm tích cát sạn 12 (g)S Trầm tích cát lẫn sạn 13 (g)mS Trầm tích cát bùn lẫn sạn 14 LST Miền hệ thống biển thấp 15   Đường kính hạt trung bình 16 mS Trầm tích cát bùn 17 mgS Trầm tích cát bùn sạn 18 n Số mẫu trầm tích 19  Tổng số cặp mẫu trầm tích 20 Ncs Nghiên cứu sinh 21 ,  Các ký hiệu xác suất trong bài toán của McLaren 22    Pleistocen muộn phần sớm 23    Pleistocen muộn phần muộn 24    Holocen sớm – giữa 25    Holocen muộn 26   Hệ số mài tròn của một hạt trầm tích bất kỳ nào đó 27   Hệ số mài tròn của lát mỏng trầm tích 28 rh Rất hiếm 29 S Trầm tích cát 30 sG Trầm tích sạn cát 31 siS Trầm tích cát bột 32 sM Trầm tích bùn cát 33 sSi Trầm tích bột cát 34   Độ bất đối xứng 4 35   Độ chọn lọc 36 TB Trung bình 37 tr. Trang 38 TST Miền hệ thống biển tiến 39 UBKHNN Ủy Ban Khoa Học Nhà Nước 40  −  Bài kiểm tra thống kê theo khái niệm của Spiegel (1961) 5 DANH MỤC BIỂU BẢNG STT Tên bảng Trang 1 Bảng 1.1 Đặc điểm một số sông chính vùng ven biển Hải Phòng – Quảng Ninh 20 2 Bảng 3.1 Thang phân loại cấp hạt của Krumbein và Folk 57 3 Bảng 3.2 Bảng tổng hợp các thông số trầm tích tầng mặt khu vực biển nông ven bờ Hải Phòng - Quảng Ninh 86 4 Bảng 4.1 Tổng hợp các tham số minh giải địa chấn nông phân giải cao tuyến L1 theo quan điểm địa tầng phân tập 96 5 Bảng 4.2 Tổng hợp các tham số minh giải địa chấn nông phân giải cao tuyến L2 theo quan điểm địa tầng phân tập 104 6 Bảng 4.3 Tổng hợp các tham số tướng trầm tích tầng mặt khu vực biển nông ven bờ Hải Phòng - Quảng Ninh 124 7 Bảng 4.4 Kết quả phân tích tuổi tuyệt đối C 14 từ mẫu bùn bã hữu cơ hệ tầng Vĩnh Phúc 128 8 Bảng 4.5 Các chu kỳ băng hà - gian băng tương ứng với tuổi địa chất, tuổi tuyệt đối và dấu ấn địa chất 135 6 DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ẢNH MINH HỌA STT Tên hình vẽ và ảnh minh họa Trang 1 Hình 1.1 Bản đồ khu vực biển nông ven bờ Hải Phòng - Quảng Ninh 16 2 Hình 1.2 Bản đồ địa hình 3D khu vực vịnh Bắc Bộ 17 3 Hình 1.3 Mô hình số địa hình khu vực đáy vịnh Bắc Bộ 18 4 Hình 1.4 Hoa gió tháng 1 và tháng 7 tại Bạch Long Vĩ 19 5 Hình 1.5 Bản đồ dòng chảy tầng mặt mùa đông vùng biển Việt Nam và kế cận 24 6 Hình 1.6 Bản đồ dòng chảy tầng mặt mùa hè vùng biển Việt Nam và kế cận 25 7 Hình 2.1 Vị trí các tuyến địa chấn và các trạm thu mẫu trầm tích tầng mặt trong khu vực nghiên cứu 46 8 Hình 3.1 Biểu đồ phân loại trầm tích của Hội Địa chất Hoàng Gia Anh 58 9 Hình 3.2 Bản đồ trầm tích tầng mặt khu vực biển nông ven bờ Hải Phòng - Quảng Ninh 61 10 Hình 3.3 Bản đồ phân bố kích thước hạt trung bình của trầm tích tầng mặt khu vưc biển nông ven bờ Hải Phòng - Quảng Ninh 62 11 Hình 3.4 Bản đồ phân bố độ chọn lọc của trầm tích tầng mặt khu vực biển nông ven bờ Hải Phòng - Quảng Ninh 63 12 Hình 3.5 Bản đồ phân bố độ bất đối xứng của trầm tích tầng mặt khu vực biển nông ven bờ Hải Phòng - Quảng Ninh 64 13 Hình 3.6 Kết quả luận giải các trường trầm tích trên tuyến địa chấn L1_2 khu vực cửa sông Bạch Đằng 80 14 Hình 4.1 Bản đồ tướng trầm tích khu vực biển nông ven bờ Hải Phòng - Quảng Ninh 93 15 Hình 4.2 Mặt cắt địa chấn nông phân giải cao tuyến L1 95 16 Hình 4.3 Mặt cắt minh giải địa chấn nông phân giải cao tuyến L1 95 17 Hình 4.4 Mô hình số độ sâu đáy biển khu vực Hải Phòng - Quảng Ninh 99 18 Hình 4.5 Mặt cắt địa chấn nông phân giải cao tuyến L2 103 19 Hình 4.6 Mặt cắt minh giải địa chấn nông phân giải cao tuyến L2 103 20 Hình 4.7 Địa tầng trầm tích Pleistocen muộn - Holocen khu vực vịnh Bắc Bộ theo quan điểm địa tầng phân tập 105 21 Hình 4.8 Các chu kỳ dao động mực biển tương ứng với các thời kỳ 127 [...]... nhiễm trầm tích đáy Trong khi đó, vấn đề nghiên cứu thạch động lực các thành tạo trầm tích tầng mặt hiện nay vẫn còn bỏ ngỏ và nó sẽ là mục tiêu và nhiệm vụ sẽ được giải quyết trong 12 luận án này 4 Nội dung nghiên cứu Để đạt được các mục tiêu nghiên cứu nêu ở trên, các nội dung nghiên cứu chủ yếu của luận án được đặt ra là: - Nghiên cứu đặc điểm thạch học và quy luật phân bố trầm tích tầng mặt khu... được hiểu theo một số cách hiểu khác nhau tùy thuộc vào quan điểm của mỗi nhà trầm tích luận khác nhau Vì vậy, việc xác định được khái niệm “trầm tích tầng mặt” sẽ đóng một vai trò rất quan trọng trong nghiên cứu trầm tích bởi lẽ nó ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình thu thập mẫu trầm tích và luận giải kết quả nghiên cứu Theo quan niệm của các nhà nghiên cứu địa tầng và địa chất dầu khí thì trầm tích tầng... đánh giá tài nguyên vị thế, kỳ quan biển đảo phục vụ cho chiến lược phát triển kinh tế xã hội Trong khi đó, vấn đề nghiên cứu mối quan hệ giữa các quá trình di chuyển, phân tán và lắng đọng trầm tích với chế độ thủy động lực của môi trường tích tụ trầm tích ở khu vực biển nông ven bờ Hải Phòng - Quảng Ninh lại ít nhận được sự quan tâm, mặc dù nó cũng đã được đề cập ít nhiều trong các nghiên cứu liên quan... biển nông ven bờ Hải Phòng - Quảng Ninh - Nghiên cứu đặc điểm tướng trầm tích và lịch sử tiến hóa thạch động lực các thành tạo trầm tích mặt khu vực biển nông ven bờ Hải Phòng - Quảng Ninh 5 Phương pháp nghiên cứu Để giải quyết các nội dung nghiên cứu nêu trên, luận án đã sử dụng các phương pháp nghiên cứu chủ yếu sau đây: Phương pháp thu thập mẫu ngoài thực địa, phương pháp phân tích độ hạt trầm tích,... vệ chủ quyền đất nước Trong những năm qua, các nghiên cứu về địa chất biển đã được tiến hành ở các vùng biển ven bờ, vùng thềm lục địa, đảo và các quần đảo, vùng nước sâu v.v nhưng chủ yếu tập trung vào hoạt động tìm kiếm, thăm dò và khai thác dầu khí ở các bồn trũng Tại các khu vực lân cận, vấn đề nghiên cứu địa chất vẫn chưa được quan tâm đúng mức, các kết quả đạt được mới chỉ dừng lại ở mức độ khái... 164 trang đánh máy với 8 bảng và 48 hình, ảnh minh họa có cấu trúc như sau: Mở đầu Chương 1 Khái quát về điều kiện tự nhiên Chương 2 Lịch sử nghiên cứu, cơ sở tài liệu và phương pháp nghiên cứu Chương 3 Đặc điểm trầm tích tầng mặt khu vực biển nông ven bờ Hải Phòng - Quảng Ninh Chương 4 Đặc điểm tướng đá - thạch động lực và tiến hóa trầm tích tầng mặt khu vực biển nông ven bờ Hải Phòng - Quảng Ninh Kết. .. xói lở và đồng thời cũng góp phần làm sáng tỏ nguyên nhân bồi lấp, biến động vùng cửa sông 13 7 Cơ sở tài liệu của luận án Luận án được xây dựng trên cơ sở tài liệu của chính bản thân tác giả thu thập, thực hiện trong quá trình tham gia 4 đề tài cấp nhà nước, 2 đề tài cấp ngành và 1 đề tài cấp Đại học Quốc gia Hà Nội từ 2005 đến nay; từ hơn 8 công bố trên các tạp chí và hội thảo khoa học trong và ngoài... KIỆN TỰ NHIÊN 1.1 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ Vùng biển nông ven bờ Hải Phòng - Quảng Ninh nằm ở phía tây bắc vịnh Bắc Bộ thuộc địa giới hành chính của tỉnh Quảng Ninh và thành phố Hải Phòng được giới hạn trong khoảng 20040’04,6’’ đến 21031’45,3’’ vĩ độ Bắc và 106058’44,8’’ đến 10801’31’’ kinh độ Đông, chiếm diện tích nghiên cứu khoảng 13000 km2 Dựa vào vị trí và điều kiện tự nhiên, vùng nghiên cứu có thể được chia... nam đảo Ba Mùn Mặt cắt của Loạt Sông Cầu gồm hai phần: phần dưới gồm cuội kết, sạn kết, chuyển lên trên là cát kết xen bột kết màu tím hoặc vàng; phần trên gồm các lớp bột kết xen cát kết dạng quarzit Tổng chiều dày của 27 Loạt Sông Cầu vào khoảng 600 - 1000 m Tuổi Devon được xác định theo tài liệu cổ sinh ở các vùng lân cận và nó phủ bất chỉnh hợp trên các thành tạo trầm tích của hệ tầng Cô Tô tuổi... các vùng Bình Liêu, Ba Chẽ, Đồng Ca v.v và đặc trưng bởi các trầm tích lục nguyên (cuội kết, cát kết và bột kết) xen với các đá nguồn gốc núi lửa (Ryolit, Ryolit Porphyr và cát kết tuf) Trên cơ sở thành phần vật chất và cấu tạo của mặt cắt, đặc biệt là sự có mặt của các đá nguồn gốc núi lửa, hệ tầng được phân thành hai phần Phần dưới ưu thế là thành phần lục nguyên, còn phần trên ưu thế là các đá nguồn . CHƯƠNG 2. LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU, CƠ SỞ TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36 2.1. LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU 36 2.2. CƠ SỞ TÀI LIỆU 45 2.2.1. Tài liệu địa chấn 45 2.2.2. Tài liệu địa chất 46 2.3 biển và đánh giá tài nguyên vị thế, kỳ quan biển đảo phục vụ cho chiến lược phát triển kinh tế xã hội. Trong khi đó, vấn đề nghiên cứu mối quan hệ giữa các quá trình di chuyển, phân tán và. hưởng trực tiếp đến quá trình thu thập mẫu trầm tích và luận giải kết quả nghiên cứu. Theo quan niệm của các nhà nghiên cứu địa tầng và địa chất dầu khí thì trầm tích tầng mặt là tầng trầm