DAO ĐỘNG MỰC NƯỚC BIỂN CUỐI PLEISTOCEN MUỘN - HOLOCEN Ở VÙNG BIỂN NAM TRUNG BỘ

NGUYỄN VĂN BÁCH² , NGUYỄN TIẾN HẢI¹, NGUYỄN HUY PHÚC¹,

  ¹Viện Khoa học và Công nghệ VN, Hoàng Quốc Việt, Hà Nội
²Ban Khoa  giáo TW, 7 Nguyễn Cảnh Chân, Hà Nội

 

Tóm tắt: Vùng biển ven bờ Nam Trung Bộ trong Đệ tứ chịu ảnh hưởng của các chu kỳ biển tiến, biển thoái. Trong biển tiến, nơi này trở thành biển và tích tụ trầm tích; trong biển thoái trở thành lục địa chịu tác động của phong hóa, bào mòn.

 Tại khu vực nghiên cứu, cuối Pleistocen, mực biển hạ xuống tới độ sâu 80 - 110 m (so với mực biển hiện tại), sau đó biển tiến vào Holocen giữa (biển tiến Flanđri). Sau Flanđri, biển có thoái chút ít, rồi mực nước dâng cao trở lại như hiện tại.

Dao động mực nước biển cuối Pleistocen đến Holocen thể hiện rõ nét thông qua các yếu tố đặc điểm trầm tích, tướng trầm tích bề mặt (0 - 10 m) đáy biển khu vực nghiên cứu và đặc điểm bề mặt ranh giới giữa các trầm tích.

 

MỞ ĐẦU

Vùng biển ven bờ Nam Trung Bộ (Hình 1) là một trong những vùng biển đã và đang diễn ra nhiều hoạt động kinh tế, an ninh - quốc phòng, đặc biệt là các hoạt động về tìm kiếm, thăm dò và khai thác dầu khí.

Trong Đệ tứ, do chịu ảnh hưởng của nhiều đợt biển tiến, biển thoái, vùng này đã có những thời gian trở thành lục địa với đường bờ nằm cách khá xa đường bờ hiện tại. Việc nghiên cứu và xác định các đường bờ ứng với các thời kỳ biển thoái có một ý nghĩa quan trọng trong việc nghiên cứu cảnh quan cổ địa lý, nguồn cung cấp vật liệu trầm tích biển, tìm kiếm, thăm dò khoáng sản sa khoáng v.v… Từ lâu, vùng biển này được nhiều nhà nghiên cứu quan tâm và các kết quả nghiên cứu đã cung cấp một khối lượng lớn tài liệu có giá trị cao, đồng thời đã khái quát hoặc bước đầu làm sáng tỏ nhiều vấn đề liên quan đến điều kiện tự nhiên của khu vực. Tuy nhiên, những nghiên cứu về cảnh quan cổ địa lý, đường bờ biển cổ còn hạn chế hoặc chung chung do thiếu cơ sở tài liệu.

Trong bài này, các tác giả mong muốn trên cơ sở đặc điểm trầm tích, tướng trầm tích và một số yếu tố dấu hiệu về cấu tạo, địa hình địa mạo... làm sáng tỏ sự dao động của mực nước biển từ cuối Pleistocen muộn đến nay, xác lập đường bờ biển cổ, giúp cho công tác nghiên cứu cảnh quan cổ địa lý, tìm kiếm sa khoáng, nghiên cứu nguồn cung cấp vật liệu trầm tích…

I. TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

 Mực nước biển ổn định trong một thời gian dài (chủ yếu vào thời kỳ mực nước cao nhất hoặc thấp nhất của các chu kỳ biển tiến, biển thoái) thường để lại những dấu ấn rõ nét thể hiện đường bờ. Đó là các bậc thềm mài mòn, mài mòn - tích tụ hoặc thềm tích tụ và sự phân bố có tính quy luật của các trầm tích từ bờ trở ra phía biển (ở những nơi không tạo nên các đầm phá ven bờ): trầm tích đới bờ (cuội, sạn, cát bột) à trầm tích biển nông ven bờ (bột cát, bột sét cát) à trầm tích biển sâu (sét, sét bột). Khi biển thoái, đường bờ lùi ra xa, nơi đó lộ ra và trở thành phần lục địa ven bờ, tại đó vật chất bề mặt chịu tác động của các quá trình phong hóa, bào mòn, mà kết quả là tạo nên tàn tích (eluvi) với bề mặt địa hình khá lồi lõm, phức tạp, không bằng phẳng, vật chất bị laterit hóa hoặc có biểu hiện laterit, vón cục, màu vàng, xám vàng.

Như vậy, muốn làm sáng tỏ đường bờ biển cổ ứng với thời kỳ biển tiến cao nhất, nhất thiết phải dựa vào các bậc thềm biển và sự phân bố của các tướng trầm tích; còn đối với đường bờ tương ứng với biển thoái, ngoài các yếu tố trên, cần phải tìm hiểu các dấu hiệu thể hiện môi trường trên cạn của các thành tạo phía lục địa của đường bờ như: đặc điểm địa hình - địa mạo, dấu hiệu phong hóa...

Với cách tiếp cận như vậy, các tác giả đã nghiên cứu đặc điểm trầm tích và sự thay đổi tướng trầm tích theo địa tầng, nghiên cứu cấu tạo, đặc điểm bề mặt trầm tích và các một số dấu hiệu liên quan.

 Để phục vụ cho bài viết, các tác giả sử dụng chủ yếu các tài liệu và mẫu vật thu thập trong chuyến khảo sát hỗn hợp Việt-Đức trong các năm 1997 và 1999 bằng tàu Sonne (Hình 1).

II. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, PHÂN TÍCH CÁC YẾU TỐ, DẤU HIỆU THỂ HIỆN MÔI TRƯỜNG CẢNH QUAN  KHU VỰC

    1. Các thành tạo trầm tích bề mặt đáy biển

Theo kết quả phân tích trầm tích các cột mẫu ống phóng trọng lực kết hợp với tài liệu địa chấn, có thể chia các trầm tích từ bề mặt đáy biển đến độ sâu trên dưới 10 m thành 3 tập (bảng 1 và các hình 2, 3):

 

- Tập 1 (từ 0 m đến độ sâu 1-6 m): trầm tích Holocen giữa-muộn biển nông ven bờ gồm bùn chứa cát màu xám nhạt, phía trên có màu xám nâu vàng, phần dưới đôi chỗ có các ổ cát, chứa nhiều Trùng lỗ Globoquadrina dutertrei, Globigerinoides trilobus; Globigerinella spinifera,…Dày 1-6 m. Kích thước vật liệu thay đổi theo xu hướng giảm dần từ dưới lên. Thành phần độ hạt (trung bình): sét: 62,8%, bột 30,3% và cát 6,75%; Md: 0,007 mm.

- Tập 2 (từ độ sâu 6 đến 8-10 m): trầm tích biển nông ven bờ, thành phần chủ yếu là sét bột cát (có nơi là bột cát) màu xám nhạt chuyển lên trên có màu vàng, nâu vàng nhạt, chứa nhiều Trùng lỗ Globoquadrina dutertrei, Globigerinella spinifera, Amphistegina sp. Dày 2 - 4 m.  Ở phần dưới, hàm lượng cát (hạt vừa - nhỏ) tăng, tạo thành nhiều ổ cát. Thành phần độ hạt (trung bình): sét 42%, bột 39,8% và cát 21,96%.

  - Tập 3: phần trên (từ vài đến 10 cm) là sét tàn tích (eluvi) màu xám vàng bị laterit hóa. Phần dưới từ độ sâu 3-10 m trở xuống là sét màu xám nhạt, chứa Trùng lỗ: Globigerinella spinifera, vỏ Giáp xác,…Thành phần độ hạt (trung bình): sét 51,45%, bột 39,75%, cát 8,82%, Md: 0,009 mm.

Bảng 1. Tổng hợp một số tham số của các trầm tích bề mặt
 vùng biển ven bờ Nam Trung Bộ

Như vậy, trên mặt cắt trầm tích từ bề mặt đáy biển (0 m) đến độ sâu khoảng 10 m, sự thay đổi một số đặc điểm của trầm tích từ dưới lên có tính quy luật: + Kích thước vật liệu: lớn (cát) à nhỏ (sét) - lớn (cát)à nhỏ (sét) - lớn (bột) à nhỏ (sét); ++ màu sắc: xám nhạt, xám trắng à xám vàng - xám nhạt, xám trắng à vàng, nâu vàng - xám nhạt, xám trắng à xám nâu vàng. Ngoài ra, trong các tập trầm tích trên, sự phân bố của di tích sinh vật khá giống nhau - thường tập trung trong trầm tích sét (phần trên của mỗi tập trầm tích).

Sự thay đổi có tính chu kỳ, quy luật của kích thước vật liệu, màu sắc, di tích sinh vật, ... là những dấu hiệu quan trọng thể hiện sự thay đổi tính chất của môi trường trầm tích, độ sâu bồn trầm tích, khoảng cách so với nguồn cung cấp vật liệu.

2. Tướng trầm tích

Những kết quả nghiên cứu cho thấy, các trầm tích nghiên cứu được thành tạo trong môi trường biển (chủ yếu biển nông ven bờ), tuy nhiên phần bề mặt của tập 3 lại thể hiện các dấu hiệu môi trường lục địa (phong hóa, oxy hóa, bào mòn) với vật chất là tàn tích (eluvi) phát triển từ trầm tích biển thành tạo trước đó. Từ dưới lên, sự thay đổi của tướng trầm tích thể hiện như sau: trầm tích biển (m) à trầm tích eluvi (e) à trầm tích biển (m) à trầm tích biển (m). Như vậy, vùng nghiên cứu đã trải qua các môi trường (theo thời gian từ cuối Pleistocen muộn đến nay): biển à lục địa à biển à biển.

3. Đặc điểm cấu tạo, địa mạo bề mặt các tập trầm tích

Trên mặt cắt địa chấn, ranh giới chuyển tiếp giữa các tập trầm tích không hoàn toàn giống nhau, thể hiện đặc trưng cấu tạo, diện mạo bề mặt của chúng. Với bề mặt ranh giới chuyển tiếp khá bằng phẳng giữa tập 1 và tập 2, ta thấy giữa chúng có sự chuyển tiếp từ từ, không có bất chỉnh hợp hoặc gián đoạn rõ rệt. Ngược lại, bề mặt ranh giới giữa tập 2 và tập 3 lại không bằng phẳng, mà trên đó có nhiều rãnh, khe thể hiện quá trình phong hóa, bào mòn khá mạnh. Đây là một ranh giới gián đoạn, bất chỉnh hợp rõ ràng.

BÀN LUẬN

Từ những nghiên cứu trên, ta thấy sau thời gian thành tạo tập trầm tích 3 (trong điều kiện môi trường biển) là thời kỳ nó lộ ra trên bề mặt (biển thoái) chịu tác động mạnh của các quá trình phong hóa, xói mòn, rửa trôi. Kết quả là vật chất bề mặt tập 3 tạo nên tàn tích (eluvi) với địa hình bề mặt khá phức tạp, nhiều rãnh, khe, gồ ghề; còn sự chuyển tiếp giữa 2 tập trầm tích 1 và 2 là từ từ, không có biểu hiện rõ ràng môi trường trên cạn – chứng tỏ trong thời gian đó, nơi đây vẫn tồn tại chế độ biển. Những nghiên cứu [3] về các đê cát và trầm tích Holocen phân bố ven bờ cũng chứng tỏ sau biển tiến Flanđri (biển tiến cuối cùng) đến nay vùng này vẫn là biển ven bờ.

Kết quả phân tích các cột mẫu BN1, BN3, BN4, BN5, BN6, BN18, BN19, AN 12 … (Hình 1) cho thấy có sự thay đổi rõ rệt về tướng thành tạo (trầm tích biển - eluvi – trầm tích biển) trong khoảng từ 73 đến 115 m độ sâu (so với mực nước biển hiện tại); còn ở mặt cắt trầm tích các ống phóng BN7 (119,4 m), BN8 (143,7 m), BN9 (213,9 m), BN10 (283,9 m), BN11 (710,7 m), BN15 (381,6 m), BN21 (155,3 m), BN22 (184 m), BN23 (280,1 m), AN2, AN3, AN4, AN5, AN6, AN7 (đều có độ sâu trên 110 m) không gặp các biểu hiện trên. Như vậy, có thể đưa ra nhận định: đường bờ biển cổ ở cuối Pleistocen muộn nằm ở khoảng vị trí từ độ sâu 80 đến 110 m nước (so với mực biển hiện nay (Hình 1). Nhiều kết quả nghiên cứu trước đây cũng cho rằng đường bờ biển lùi thấp nhất vào cuối Pleistocen muộn ở khu vực thềm lục địa Nam Trung Bộ có vị trí khoảng 70-100 m [3, 5]. Các nghiên cứu của các nhà địa chất nước ngoài [1] cũng cho kết quả tương tự.

 Các mặt cắt địa chấn - địa tầng ở biển lân cận ven bờ bắc đảo Bornéo (có độ sâu tương tự các mẫu ở biển Nam Trung Bộ) cũng cho thấy vào thời kỳ cuối Pleistocen (mẫu than bùn trên bề mặt bào mòn trầm tích Pleistocen muộn có tuổi tuyệt đối là 9000 năm [4], đường bờ biển cổ ở vị trí khoảng 80–110 m độ sâu so với mực biển hiện nay.

Sau thời kỳ biển thoái thấp nhất bắt đầu từ cuối Pleistocen muộn đến nay, mực biển có hạ thấp nhưng mức độ không đáng kể (có thể khẳng định chưa bao giờ hạ xuống tới độ sâu thấp nhất ~50 m).

KẾT LUẬN

  - Vào thời kỳ cuối Pleistocen muộn, mực nước biển hạ thấp nhất tới độ sâu 80-110 m tại vùng biển Nam Trung Bộ, đường bờ có hướng chủ đạo kéo dài B-N.

- Trong Holocen, mực biển có hạ thấp, nhưng mức độ không đáng kể.

- Các đặc điểm thay đổi kích thước vật liệu trầm tích, di tích sinh vật, tướng trầm tích, hình thái cấu trúc bề mặt trầm tích,… được sử dụng có kết quả trong nghiên cứu xác lập đường bờ biển ứng với các mực biển thấp nhất.

Công trình này được hoàn thành với sự hỗ trợ của Chương trình nghiên cứu cơ bản.

VĂN LIỆU

1. Batchelor C., 1979. Discontinuously rising Late Kainozoic eustatic sea-levels, with special reference to Sundaland, SE Asia. Geologie  en Mujnbouw. Vol 58. 

2. Biswas B., 1973. Quaternary change in sea-level in the South China Sea. Geol. Soc. Malaysia, Bull. 6 : 229-256. Kualalumpur.

3. Nguyễn Thế Tiệp, 1989. Lịch sử phát triển các mực biển cổ ở Việt Nam. Địa chất biển Đông và các miền kế cận. Thông tin chuyên đề, Trung tâm Thông tin Tư liệu khoa học, Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam.

4. Trần Nghi, Nguyễn Biểu, 1995. Những suy nghĩ về mối quan hệ giữa địa chất Đệ tứ phần đất liền và thềm lục địa Việt Nam. Các công trình nghiên cứu ĐC & ĐVL Biển, II : 91-99. Nxb KHKT, Hà Nội.

5. Stattinger K. et al, 1997. Cruise Report Sonne 115. Berl. Rep. Institute für Geowiss Universität Kiel.

6. Wiesner M.G. et al, 1999. Cruise Report Sonne 140. Berl. -Rep. Institute für Geowiss Universität Kiel. Nr.7.