ĐỀ XUẤT MẶT CẮT THAM KHẢO BỔ TRỢ CHO HỆ TẦNG SI PHAI Ở VÙNG
ĐỒNG VĂN - MÈO VẠC, TỈNH HÀ GIANG
TẠ HÒA
PHƯƠNG1, NGUYỄN ĐỨC PHONG2, NGUYỄN VĂN VƯỢNG1
1 Trường Đại học Khoa học tự nhiên Hà Nội,
334 Nguyễn Trãi, Thanh Xuân, Hà Nội
2 Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản, Thanh Xuân, Hà Nội
Tóm tắt: Hệ tầng Si Phai tại mặt cắt chuẩn chọn
(lectostratotyp) lộ không đầy đủ do có quan hệ kiến tạo với hệ tầng Tốc Tát nằm
trên. Phần cao nhất của hệ tầng Si Phai đã được phát hiện tại mặt cắt Mã Pì
Lèn, bao gồm đá vôi xen vôi-silic, silic-vôi màu xám, chứa hóa thạch Vỏ nón
(Nowakia sp.) và Răng nón (Polygnathus sp., Palmatolepis hassi, Pa.
triangularis, Ancyrodella nodosa). Những lớp đá vôi thuộc phần trên cùng của hệ
tầng Si Phai chuyển tiếp dần sang đá vôi dạng dải của hệ tầng Tốc Tát. Tài liệu
cổ sinh và cấu trúc mới cho phép định tuổi lại cho hệ tầng Si Phai: từ Emsi đến
Famen (D1em-D3fm). Mặt cắt Mã Pì Lèn trong vùng Đồng Văn
- Mèo Vạc được đề xuất làm mặt cắt tham khảo bổ trợ (hypostratotyp) cho hệ tầng
Si Phai.
Khối
lượng ứng với hệ tầng Si Phai trước đây từng được xếp vào “série” Mã Pì Lèn [2]
và định tuổi là Gothlandi. Thực ra “série”
Mã Pì Lèn của J. Deprat bao gồm khoảng địa tầng nằm trên “série” Mia Lé ở mặt cắt Đồng Văn, nay được xếp vào các hệ tầng
Si Phai, Tốc Tát, Lũng Nậm và Bắc Sơn.
E. Vasilevskaja (trong [5]) mô tả khối lượng
địa tầng ứng với hệ tầng Si Phai vào phân vị Eifel-Givet. Hoàng Xuân Tình [6],
Tạ Hòa Phương [8] coi khối lượng địa tầng kể trên thuộc điệp Nà Quản. Theo Tống
Duy Thanh và nnk. [14], khối lượng địa tầng kể trên bằng hai hệ tầng Nà Quản và
Hạ Lang gộp lại. Tống Duy Thanh, Nguyễn Đức Khoa (trong [17]) lập loạt Bản Páp,
gồm các hệ tầng Nà Quản, Hạ Lang, Si Phai, Tràng Kênh, đá vôi Xóm Máy và “hệ
tầng” Bản Páp. Trong Tống Duy Thanh và nnk. [16], hệ tầng Si Phai được coi là
đồng nghĩa của hệ tầng Bản Páp.
Tạ Hòa Phương [9, 10] đã giữ tên gọi hệ tầng
Si Phai với nội dung như đề xuất của Đặng Trần Huyên [4]: gồm các đá vôi, vôi
silic, silic vôi và đá phiến silic nằm trên hệ tầng Mia Lé và nằm dưới đá vôi
dạng dải của hệ tầng Tốc Tát.
Tại mặt cắt chuẩn của hệ tầng Si Phai có mặt
một tập đá vôi, vôi sét dày khoảng 40 m, lộ gần bể nước bản Si Phai, có chứa
chủ yếu các hóa thạch Vỏ nón (Tentaculita) và Răng nón (Conodonta) có tuổi từ
Givet đến Frasni. Tập này từng được xếp vào hệ tầng Tốc Tát [8]. Về sau, Tạ Hòa
Phương [9, 10] đã coi chúng là phần trên của hệ tầng Si Phai, với quan hệ không
rõ ràng, hoặc quan hệ kiến tạo, với hệ tầng Tốc Tát nằm trên. Nếu đúng là quan
hệ kiến tạo thì có nghĩa phần cao nhất của hệ tầng Si Phai vắng mặt trong mặt
cắt chuẩn này. Vì vậy cần phải tìm trong khu vực một mặt cắt tham khảo bổ trợ
(hypostratotyp), nhằm mở rộng sự hiểu biết về phần cao nhất của hệ tầng Si Phai
và ranh giới của nó với hệ tầng Tốc Tát.
Gần đây, chúng tôi lại có dịp đến vùng Đồng
Văn - Mèo Vạc và bước đầu nghiên cứu mặt cắt Mã Pì Lèn. Tại đây, chúng tôi đã
phát hiện những trầm tích thuộc phần trên cùng của hệ tầng Si Phai, có quan hệ
chuyển tiếp rõ ràng lên tầng đá vôi sọc dải của hệ tầng Tốc Tát. Chúng tôi cho
rằng, mặt cắt Mã Pì Lèn là mặt cắt bổ sung đầy đủ cho mặt cắt chuẩn của hệ tầng
Si Phai trong vùng Đồng Văn - Mèo Vạc, đáp ứng tiêu chuẩn của một mặt cắt tham
khảo bổ trợ của hệ tầng..
II.
MẶT CẮT MÃ PÌ LÈN
Mặt cắt Mã Pì Lèn được đo vẽ theo Quốc lộ 4C
từ Mèo Vạc về Đồng Văn, đoạn từ Km 8 đến Km 11. Tại khoảng Km 8 có biểu hiện của một đứt gẫy, ở cánh nam (phía Mèo Vạc)
lộ ra các đá vôi màu xám sáng của hệ tầng Bắc Sơn (C-P bs), cánh bắc (phía Đồng Văn) lộ ra tập đá vôi, silic-vôi của hệ
tầng Si Phai. Đá của hệ tầng trong mặt cắt bị uốn nếp phức tạp: có mặt các nếp
uốn đối xứng, bất đối xứng, đảo, thậm chí có cả các vi uốn nếp (Hình 1,
2).

Hình 1, 2. Đá của hệ tầng Si Phai bị
uốn nếp phức tạp; vết lộ ĐV.46 (1), ĐV.48 (2) (Ảnh Tạ Hòa Phương).
|
|
|
Hình 3, 4. Phần chuyển tiếp giữa trầm tích carbonat màu
xám, phân lớp vừa và mỏng của hệ tầng Si Phai và đá vôi dạng dải của hệ tầng
Tốc Tát. Có thể thấy các dải đá vôi đang hình thành, ngày một nhiều hơn; vết lộ
ĐV.64 (Ảnh Tạ Hòa Phương).
Trình tự địa tầng
từ dưới lên như sau:
- Tập 1: Đá vôi màu xám, xám sẫm, hạt
mịn, xen các lớp đá phiến silic mỏng màu xám, dòn; dày 60 m; chứa hoá
thạch Vỏ nón Nowakia sp. indet..
- Tập 2: Đá vôi, vôi sét màu xám, phân
lớp trung bình và mỏng, xen ít lớp silic vôi màu đen, dày 40 m. Ở phần trên
cùng của tập xuất hiện những dải đá vôi sáng màu, ngày càng nhiều hơn (Hình 3,
4). Đá của tập uốn nếp phức tạp, trong đó có cả những nếp uốn đảo. Phần trên
của tập có thế nằm đảo. Đá vôi và vôi sét chứa hóa thạch Răng nón: Polygnathus sp. (ĐV.64/1, ĐV.64/2), Palmatolepis hassi, Polygnathus sp.
(ĐV.64/5), Palmatolepis sp.
(ĐV.64/7), Palmatolepis hassi, Ancyrodella nodosa (ĐV.64/8),
Palmatolepis triangularis (ĐV.64/12,
ĐV64/13).
- Tập 3: Đá vôi dạng dải và phân lớp mỏng nhiều màu, gồm các dải
hoặc lớp mỏng đá vôi, sét vôi hoặc sét silic (dày 0,5-30 cm, thường 1-3 cm) xen
kẽ, dày >200 m. Các dải đá vôi hạt mịn thường có màu xám, xám lục, phớt
hồng, các dải sét vôi hoặc sét silic màu nâu đỏ, xám lục, xám hồng v.v.. Trong
đá vôi của tập đã phát hiện được các hóa thạch Răng nón: Palmatolepis glabra, Pa. pectinata, Polygnathus sp. (ĐV.64/19). Tập 3 phân bố ở đoạn đỉnh đèo Mã Pì Lèn (Hình
5), có ranh giới kiến tạo với đá vôi màu xám sáng, phân lớp dày của hệ tầng Bắc
Sơn (C-P bs).

Hình 5. Quan hệ chuyển tiếp của hệ tầng Si Phai và hệ tầng Tốc Tát. Đá
vôi sọc dải
hệ tầng Tốc Tát lộ ra tại đỉnh đèo Mã Pì
Lèn (Ảnh Tạ Hòa Phương).
III. HỆ TẦNG SI
PHAI (D1-D3 sp)
- Điệp Si Phai: Đặng Trần Huyên 1979;
Tống Duy Thanh 1979 (tầng Chi Phai, D1-D2), Nguyễn Hữu
Hùng và nnk. 1991 (D1-D2); Tống Duy Thanh, Nguyễn Đức
Khoa 2000 (hệ tầng, D1-D2), Tạ Hoà Phương 2000, 2002 (hệ
tầng, D1-D3), Nguyễn Hữu Hùng 2007 (hệ tầng, D1-D2).
- Série
de Ma Pi Leun (part.): Deprat 1915 (Gothlandien).
- Calcaires eiféliens: Bourret 1922;
Tống Duy Thanh 1967.
- Các bậc Eifel-Givet (part.):
Vasilevskaia (trong Đovjikov và nnk. 1965).
- Điệp Nà Quản : Hoàng Xuân Tình và
nnk. 1976 (Eifel-Givet?), Tong Duy Thanh 1979; Tống Duy Thanh và nnk. 1986,
1988 (D1-D2), Tạ Hòa Phương 1994.
- Hệ tầng Bản Páp: Tống Duy Thanh và
nnk. 2005 (D1-D3).
Mặt cắt chuẩn chọn (Lectostratotyp): Mặt cắt Đồng
Văn - sông Nho Quế, đoạn gần đèo Si Phai, huyện Đồng Văn, tỉnh Hà Giang; x = 23016',
y = 105022'. Mặt cắt tham khảo bổ sung (Hypostratotyp): Mặt cắt Mã
Pì Lèn, mô tả ở bên trên.
Theo mô tả ban đầu của Đặng Trần Huyên [3],
hệ tầng gồm các đá vôi, vôi silic, silic vôi, đá phiến silic nằm trên hệ tầng
Mia Lé và dưới “tầng đá vôi vân đỏ dạng dải” của hệ tầng Tốc Tát. Hệ tầng có
khối lượng gần tương đương với hệ tầng Nà Quản ở Cao Bằng, nhưng phân biệt với
hệ tầng Nà Quản bởi các trầm tích của hệ tầng được hình thành trong điều kiện
biển sâu hơn, chứa phong phú hoá thạch biển khơi Vỏ nón và Răng nón, ứng với
khoảng tuổi Emsi-Givet.
Tạ Hoà Phương [9, 10] đã có những nghiên cứu
bổ sung về địa tầng Devon ở mặt cắt Đồng Văn. Trong các bài báo đó, hệ tầng Si
Phai có trình tự địa tầng như sau (từ dưới lên trên):
- Tập 1: Đá vôi màu
đen xen sét vôi, thấu kính và ổ silic chứa hoá thạch Vỏ nón Nowakia acuaria,
N. zlichovensis, N. barrandei, N. praecursor và Răng nón
thuộc đới Polygnathus excavatus. Dày 140 m.
- Tập 2: Đá vôi màu đen, hạt mịn xen các lớp đá phiến silic chứa Vỏ nón thuộc các
đới Nowakia elegans, N. cancellata, N. richteri và Răng nón thuộc các
đới Polygnathus nothoperbonus, P. inversus, P. serotinus. Dày 110 m.
- Tập 3: Đá phiến silic màu đen chứa Răng nón thuộc đới Polygnathus
serotinus và Vỏ nón thuộc đới Nowakia otomari. Bề dày 60 m.
- Tập
4: Đá vôi, vôi sét màu xám, phớt hồng, phân lớp trung bình và mỏng chứa Vỏ
nón thuộc giống Homoctenus và Răng nón thuộc các đới Polygnathus
varcus, P. cristatus, P. disparilis và Palmatolepis transitans.
Trong tập đá vôi xen vôi sét này, Nguyễn Hữu Hùng sưu tập được một mẫu Dạng lỗ
tầng Stachyodes costulata. Bề dày 40 m.

Hình 6. Một phần mặt cắt
địa chất Mã Pì Lèn, đoạn có quan hệ chuyển tiếp giữa hệ tầng Si Phai và hệ tầng
Tốc Tát.
Tại mặt cắt kể trên, hệ tầng Si Phai nằm
chỉnh hợp trên hệ tầng Mia Lé, còn ranh giới trên không rõ ràng: chuyển tiếp (?)
hoặc quan hệ kiến tạo với hệ tầng Tốc Tát.
Tạ Hòa Phương cũng đã xác định 8 đới Vỏ nón
và Răng nón theo trình tự từ dưới lên như sau: 1) Đới Nowakia acuaria;
2) Đới Polygnathus excavatus; 3) Đới Polygnathus
nothoperbonus; 4) Đới Polygnathus inversus; 5) Đới
Polygnathus serotinus; 6) Đới Polygnathus varcus; 7)
Đới Palmatolepis disparilis; và 8) Đới Palmatolepis
transitans. Trong số các đới này,
đới đầu tiên là đới Vỏ nón.
Căn cứ vào các đới hóa thạch kể trên, tuổi
của hệ tầng Si Phai được xác định từ Emsi đến Frasni sớm.

Hình 7. Cột địa tầng mặt cắt Mã Pì
Lèn.
Trong đợt
khảo sát thực địa gần đây, các tác giả đã nghiên cứu mặt cắt Mã Pì Lèn (xem mô
tả ở phần trên). Tại đây lộ những lớp đá vôi thuộc phần trên cùng của hệ tầng
Si Phai. Đó là các đá vôi màu xám, xám sẫm, hạt mịn, xen các lớp đá phiến silic
mỏng màu xám, dòn, với tổng bề dày khoảng 100 m. Trong đá vôi gặp di tích các
nhóm hóa thạch biển khơi (Răng nón, Vỏ nón). Đặc biệt, trong phần cao của mặt
cắt, chúng tôi đã quan sát được khoảng ranh giới chuyển tiếp giữa hai hệ tầng
Si Phai và Tốc Tát. Có thể thấy sự xuất hiện những dải đá vôi màu xám sáng hơn
trên nền đá vôi tối màu của hệ tầng Si Phai (Hình 3-5). Đây là một ranh giới
chuyển tiếp rất điển hình, với sự xuất hiện ngày càng nhiều hơn các dải vôi
sáng màu, trước khi chuyển sang đá vôi sọc dải điển hình của hệ tầng Tốc Tát.
Các tập 1 và 2 của mặt cắt Mã Pì Lèn mô tả ở phần trên là thuộc hệ tầng Si
Phai.
Mặt cắt Mã Pì Lèn chính là một bổ sung rất
tốt cho mặt cắt chuẩn của hệ tầng Si Phai tại vùng Đồng Văn - Mèo Vạc. Đó chính
là đoạn thiếu hụt tại phần cao của mặt cắt Đồng Văn. Chúng tôi đề nghị coi mặt
cắt Mã Pì Lèn là mặt cắt tham khảo bổ trợ (hypostratotyp), nhằm mở rộng sự hiểu
biết về phần cao nhất của hệ tầng Si Phai và ranh giới chuyển tiếp của nó với
hệ tầng Tốc Tát. Qua mặt cắt Mã Pì Lèn, có thể khẳng định quan hệ kiến tạo giữa
hệ tầng Si Phai và hệ tầng Tốc Tát tại mặt cắt chuẩn, đã làm mất mất phần trên
cùng của hệ tầng Si Phai.
Một điều
đáng lưu ý là tại mặt cắt tham khảo bổ trợ này khoảng ranh giới giữa các bậc
Frasni và Famen của Devon thượng (giữa các đới hóa thạch Răng nón Palmatolepis hassi và Pa. triangularis) lại nằm trong đá vôi
xám màu thuộc phần cao hệ tầng Si Phai, trong khi đó, ranh giới Frasni/Famen
chính thức được xác lập trong tập đá vôi sọc dải thuộc phần thấp nhất của hệ
tầng Tốc Tát tại đoạn mặt cắt đèo Si Phai [11]. Để xác định chính xác ranh giới
Frasni/Famen tại mặt cắt Mã Pì Lèn, chắc chắn còn phải đầu tư thêm nhiều công
sức trong tương lai.
Sở dĩ
chúng tôi xếp tập đá vôi, vôi silic khá dày, bị uốn nếp mạnh tại mặt cắt Mã Pì
Lèn vào khối lượng của hệ tầng Si Phai bởi vì chúng chủ yếu gồm các loại đá
thường gặp trong hệ tầng Si Phai tại mặt cắt chuẩn (thành phần đá, màu sắc đá
và các nhóm hóa thạch tìm được trong chúng đều tương đồng). Tập đá này không
thể coi là hợp phần của hệ tầng Tốc Tát vốn được xem là có cấu tạo dạng dải
điển hình. Chính Đặng Trần Huyên [4] cũng cho là hệ tầng Si Phai nằm dưới “tầng
đá vôi vân đỏ dạng dải” của hệ tầng Tốc Tát.
Trong vùng
Đồng Văn, hệ tầng Si Phai còn lộ ở chỏm núi đá vôi trước đồn biên phòng Lũng
Cú, tại bản Má Lẻ. Ở đây, đá của hệ tầng chứa nhiều hóa thạch Vỏ nón thuộc các
đới từ Nowakia zlichovensis đến N. barrandei, và hệ tầng Si Phai nằm
chuyển tiếp trên đá phiến sét của hệ tầng Mia Lé.
IV.
KẾT LUẬN
Hệ tầng Si Phai tại mặt cắt chuẩn chọn (lectostratotyp) lộ không đầy đủ
do có quan hệ kiến tạo với hệ tầng Tốc Tát nằm trên.
Mặt cắt Mã Pì Lèn gồm đá vôi xen vôi silic, silic vôi màu xám, chứa hóa
thạch Vỏ nón Nowakia sp. và Răng nón Polygnathus sp.,
Palmatolepis hassi, Pa. triangularis, Ancyrodella nodosa nằm chỉnh hợp dưới
đá vôi dạng dải của hệ tầng Tốc Tát, chính là phần cao nhất của hệ tầng Si
Phai.
Các tài
liệu cổ sinh mới cho phép định tuổi lại cho hệ tầng Si Phai: từ Emsi đến Famen
(D1em-D3fm sp).
Mặt cắt Mã Pì Lèn được đề xuất làm mặt cắt tham khảo bổ trợ (hypostratotyp) cho
hệ tầng Si Phai, nhằm mở rộng sự hiểu biết về phần cao nhất của hệ tầng này và
ranh giới chuyển tiếp của nó với hệ tầng Tốc Tát.
Lời cảm ơn: Bài báo được hoàn thành trong khuôn khổ đề
tài QG 08-12, với sự tài trợ của Quỹ Phát triển khoa học và công nghệ quốc gia.
Các tác giả xin chân thành cảm ơn.
VĂN LIỆU CHÍNH
1. Bourret R., 1922. Études géologiques sur le Nord Est
du Tonkin (Feuilles de Baolac, Caobang, Backan, Thatkhe et Long Tcheou). Bull. SGI, XI/1 : 326 p., Hanoi.
2. Deprat J., 1915. Études géologiques sur la région septentrional du Haut Tonkin. Mém.
SGI, IV/4. Hanoi.
3. Đặng Trần Huyên, 1976. Phát hiện Tentaculites Đevon vùng Đồng Văn
và ý nghĩa địa tầng của chúng. TC Sinh
vật - địa học, XIV/2 : 61-63. Hà Nội.
4. Đặng Trần Huyên, 1979. Dẫn liệu mới về địa tầng Đevon vùng Đồng Văn. TC Địa chất, 142 : 22-24. Hà Nội.
5. Đovjikov A.E. (Chủ biên), 1965. Địa chất miền Bắc Việt Nam. Tổng cục ĐC,
Hà Nội (bản tiếng Nga).
6. Hoàng Xuân
Tình, 1976. Về các trầm tích Devon hạ ở tờ Bảo Lạc. Bản đồ Địa chất, 30 : 20-27.
Liên đoàn BĐĐC, Hà Nội.
7. Nguyễn Hữu
Hùng, Đoàn Nhật Trưởng, Đặng Trần Huyên, 1991. Tài liệu mới về
các trầm tích Devon trong khối Bắc Sơn. TC Các khoa học về
TĐ, 13/2 : 33-39. Hà Nội.
8. Tạ Hoà Phương, 1994: New discovery of Devonian and Lower
Carboniferous pelagic fossils in Dong Van area (Ha Giang province, Việt
9. Tạ Hoà Phương, 2000. Địa tầng
10. Tạ Hoà Phương,
2002. Sinh địa tầng Răng nón Đevon - Carbon tại mặt
cắt Đồng Văn (Hà Giang). TC Địa chất, A/268 : 1-8. Hà Nội.
11. Tạ Hoà Phương, Nguyễn Thị Thuỷ, Đoàn Nhật Trưởng, Nguyễn Công
Thuận, 2004. Về ranh giới Frasni/Famen (
12. Tong-Dzuy Thanh, 1967. Les Coelentérés du Dévonien au
Vietnam. Partie I. Les coraux tabulatomorphes du Dévonien au Nord Vietnam. Acta
Sci. Vietnam., Sect. Biol.-Geogr.-Geol., III : 1-304. Hà Nội.
13. Tống Duy Thanh, 1979. Địa tầng
14. Tống Duy
Thanh (Chủ biên), 1986. Hệ Đevon ở Việt
15. Tống Duy Thanh,
Nguyễn Đức Khoa, 2000. Mục:
Si Phai (Chi Phai) (Hệ tầng, Formation). In: Vũ Khúc (Chủ biên). Sách
tra cứu các phân vị địa chất Việt
16. Tống Duy Thanh, Vũ Khúc (Chủ biên), 2005. Các phân vị địa
tầng Việt Nam. NXB Đại học quốc gia Hà
Nội. 504 tr. (Bản tiếng Anh, 2006).
17. Vũ Khúc, Đào Đình Thục, Lê Duy Bách, Tống Duy Thanh, Trần Tất Thắng,
Trần Văn Trị, Trịnh Dánh 2000. Sách tra cứu
các phân vị địa chất Việt Nam. Cục
ĐC&KS VN. Hà Nội, 432 tr.