MỞ ĐẦU
J.
Deprat [1] là người đầu tiên mô tả hệ tầng Chang Pung là “Série de Changpoung”
theo mặt cắt lộ ra từ đồn biên phòng Chang Pung (biên giới Việt-Trung) đi xuống
sông Nho Quế. Theo quan niệm của ông, trầm tích Cambri ở mặt cắt này gồm các
lớp đá vôi xen kẽ với các lớp đá phiến sét, bột kết, cát kết thuộc Acađi
(Cambri trung) và Potsđami (Cambri thượng) với bề dày tổng cộng là 1762 m.
Đovjikov
và nnk [2] vẫn theo lộ trình trên đã mô tả lại mặt cắt Chang Pung với 11 tập
đá. Ông đã gặp di tích Bọ ba thùy Drepanura
sp. trong tập 1 ở đường biên giới nên xếp các trầm tích Cambri ở phía Việt Nam
vào thống Cambri thượng với bề dày đạt tới 1000 m.
Phạm
Kim Ngân [1970, Lưu trữ Địa chất] đã
khảo sát mặt cắt Chang Pung và gặp đới Cyclolorenzella
- Blackwelderia - Drepanura ở chân đồn biên phòng Chang Pung, các di tích
Saukiidae bảo tồn xấu ở bản Tông Qua Chải và đới Calvinella walcotti ở bản Seo Thèn Pả, nhưng vẫn mô tả trầm tích
Cambri thượng trong một mặt cắt đơn nghiêng với bề dày khoảng 1100 m. Tác giả
này cũng đo vẽ một mặt cắt phụ trợ từ Chang Pung đi về phía đông nam qua bản
Hiao San xuống sông Nho Quế. Tại mặt cắt này không gặp phần cao nhất của hệ
tầng Chang Pung mà chỉ gặp tập đá phiến sét chứa Prosaukia (?) sp. có quan hệ kiến tạo với tập đá phiến sét màu tím
đỏ thuộc Đevon hạ.
Hoàng
Xuân Tình và nnk [3] đã mô tả các
trầm tích nói trên là "điệp Chang Pung" tuổi Cambri muộn, dày 1630 m,
gồm 3 phụ điệp, nhưng tại tập 6 (tập trên cùng) của phụ điệp giữa đã gặp đới Calvinella walcotti. Và như vậy bề dày
của "điệp Chang Pung" chỉ còn
790 m.
Ngay
từ năm 1920, Jacob C. và Bourret R. [4] đã cho rằng có sự lặp lại của đới Ptychaspis walcotti (= Calvinella walcotti).
Sau đó Kobayashi T. [5] và Saurin E.
[10] đều có nhắc lại vấn đề này, nhưng chưa có sự nghiên cứu cụ thể.
Gần
đây, sau khi nghiên cứu lại tài liệu của Phạm Kim Ngân [1970, Lưu trữ Địa chất], Hoàng Xuân Tình [3] và nhất là tài liệu
khảo sát của Trần Hữu Dần năm 1993, chúng tôi xin đề cập chi tiết việc lặp lại
của đới Calvinella walcotti trong bài
báo này.
I. MÔ TẢ MẶT CẮT CHANG PUNG
Từ
trước đến nay các nhà địa chất khảo sát mặt cắt Chang Pung đều đi theo con
đường mòn từ đồn biên phòng Chang Pung (còn gọi là Sam Pun), qua các bản Giàng
Cái, Tông Qua Chải, Seo Thèn Pả xuống sông Nho Quế. Ở mặt cắt này đá lộ khá
tốt. Các tập đá carbonat và lục nguyên nằm xen kẽ nhau, cắm nghiêng về phía tây
nam từ 225 đến 235°, với góc
dốc trung bình từ 35 đến 45° (Hình 1).
Các
trầm tích Paleozoi hạ được phân chia làm 15 tập, trong đó tập 1-tập 12 thuộc hệ
tầng Chang Pung và tập 13-tập 15 thuộc hệ tầng Lutxia. Từ dưới lên như sau
(Hình 2):
Tập 1: dày trên 100 m, gồm đá vôi tái kết tinh
yếu hạt nhỏ đến vừa, màu xám tro đến xám đen, rất ít lớp có màu xám sáng, phân
lớp mỏng từ vài đến 25-30 cm, chủ yếu là đá vôi đolomit hạt mịn chứa tàn tích
sinh vật, trong đó thành phần chính là calcit: 70-75%, đolomit: 20-22%,
siđerit: 5-10%, thỉnh thoảng có xen kẹp ít lớp mỏng đá vôi sét và cát kết, bột
kết vôi. Các lớp cát kết, bột kết thường bị phong hóa bở rời, màu xám vàng đến
vàng đậm, di tích Bọ ba thùy bảo tồn kém:
Damesella sp. Ở lớp thấp nhất của tập (chân đồn biên phòng Chang Pung),
trong lớp đá phiến sét - bột kết, Phạm Kim Ngân đã tìm được Blackwelderia sp., Cyclolorenzella tonkinensis (Mansuy), Drepanura premesnili Berg., Damesella
brevicaudata Walc., Pseudagnostus
douvillei (Mans.) ... (mẫu T. 66).
Tập 2: dày 55 m, có thể chia thành 3 hệ lớp:
-
Hệ lớp dưới (dày 15 m) gồm đá phiến sét vôi và sét kết, bột kết vôi bị sericit
hóa yếu, màu xám phớt xanh, phong hóa màu xám vàng, phân lớp mỏng từ 1 đến 4-5
cm, chứa nhiều di tích Tay cuộn nhỏ bảo tồn kém.
-
Hệ lớp giữa (dày 26 m) gồm đá vôi, đá vôi đolomit hạt mịn và đá vôi sét tái kết
tinh yếu màu xám tro đến xám đen, hạt nhỏ, phân lớp từ mỏng (0,5 cm) ở các lớp
đá vôi nhiều sét đến trung bình (25 cm), mặt lớp thường có nhiều sét phân bố
không đều nên khi bị phong hóa rửa lũa có bề mặt không phẳng.
-
Hệ lớp trên (dày 14 m) gồm các đá phiến sét, bột kết, cát - bột kết ít nhiều
chứa vôi, màu xám phớt xanh, phong hóa màu xám vàng. Trong các lớp cát bột kết
ở phần thấp đã bị phong hóa thành màu vàng có nhiều gai má Bọ ba thùy và ít
Tập 3: dày 70 m, gồm đá vôi đolomit xen ít lớp
mỏng đá vôi sét, tái kết tinh yếu, màu xám, hạt nhỏ - trung bình, phân lớp từ
2-3 đến 20-30 cm. Ở phần thấp của tập có xen ít lớp mỏng (từ 3 đến 15-20 cm) đá
vôi cát và cát bột vôi phong hóa màu vàng, xốp nhẹ chứa nhiều di tích Tay cuộn Billingsella sp. kích thước lớn.
Tập 4: dày 65 m, gồm đá phiến sét, bột kết, ở
phần thấp của tập thường có xen ít lớp mỏng đá cát bột kết; còn ở phần trên lại
thường xen với đá phiến sét vôi. Tất cả các đá đều bị sericit hóa yếu. Đá phân
lớp mỏng từ 1-2 đến 10 cm, hầu hết có màu xám tro, phớt xanh, khi phong hóa có
màu xám vàng, vàng phớt đỏ tím, chứa các di tích Bọ ba thùy bảo tồn kém và Tay
cuộn bảo tồn tốt: Billingsella tonkiniana
(Mans.) (mẫu 25/1). Mới đây Phạm Kim Ngân đã tìm thấy các di tích hóa thạch này
dọc theo phương kéo dài về phía đông nam của mặt cắt Hiao San (mẫu T. 68/2).
Tập 5: dày 50 m, gồm đá vôi xen ít đá vôi sét,
tái kết tinh yếu, hạt nhỏ đến vừa, màu xám tro đến xám đen, phân lớp mỏng từ 2
đến 25-30 cm, mặt lớp thường có nhiều sét phân bố không đều.
Tập 6: dày 85 m, gồm đá phiến sét, đá phiến sét
vôi, rất ít lớp bột kết vôi; ở phần giữa tập có 2 lớp đá vôi, đá vôi sét, mỗi
lớp dày khoảng 1 m, phân lớp 10-20 cm. Đá phiến sét và sét vôi có màu xám phớt
xanh, phân lớp rất mỏng từ 1 đến 3-4 cm. Những lớp sét có nhiều vôi hơn khi
tươi thì rắn chắc, khó đập vỡ, khi phong hóa lại dễ bong theo mặt lớp khá phẳng
và chứa nhiều di tích Bọ ba thùy và Tay cuộn thường bảo tồn rất kém. Theo đường
phương về phía đông nam ở mặt cắt Hiao San, Phạm Kim Ngân (1970) gặp Prochuangia mansuyi Kob. (mẫu T. 68/1).
Tập 7: dày 20 m, gồm đá vôi tái kết tinh yếu,
hạt nhỏ đến vừa, màu xám đen, phân lớp từ 5 đến 45 cm, có xen ít lớp mỏng đá
vôi sét.
Tập 8: dày 100 m, gồm đá phiến sét, sét bột kết
màu xám tro, xám xanh, xám phớt vàng, phong hóa màu vàng đôi khi vàng phớt đỏ
tím. Các đá này đều bị sericit hóa yếu, phân lớp mỏng (vài centimét). Ở phần
thấp của tập có xen vài lớp đá vôi sét (khoảng 30 cm). Trong các lớp đá sét bột
kết phong hóa màu vàng nằm ngay dưới các lớp đá vôi sét vừa nêu trên có nhiều
di tích Bọ ba thùy bảo tồn kém, trong đó có dạng thuộc họ Tsinaniidae (mẫu 11).
Phần cao của tập chủ yếu là đá phiến sét bột kết màu xám vàng và có xen lớp đá
vôi trứng cá màu đen dày 50 cm. Về phía đông nam, theo đường phương của tập gặp
hóa thạch Bọ ba thùy kích thước nhỏ gồm Irvingella
sp., Pagodia sp., Caulaspina sp. (mẫu T.71, Phạm Kim
Ngân).
Tập 9: dày 100 m, gồm đá vôi, đá vôi sét, đá
vôi đolomit hạt mịn chứa bột. Đá vôi đolomit màu xám, phân lớp trung bình
(20-40 cm), thành phần calcit: 75-77%, đolomit: 20-25%. Đá vôi sét thường phân
lớp mỏng hơn có khi phân phiến mỏng vài centimét.
Tập 10: dày 35 m, gồm đá phiến sét, sét bột kết
màu xám phớt xanh, phong hóa màu vàng đến vàng phớt đỏ tím. Đá bị sericit hóa
yếu, phân lớp mỏng vài centimet, thường dễ bị phong hóa mềm bở. Ở phần thấp của
tập, trong đá phiến sét bột kết màu xám vàng có nhiều di tích Bọ ba thùy bảo
tồn khá tốt gồm Prosaukia angulata (Mans.)
(mẫu 13), Haniwa sp. (mẫu T.61).
Tập 11: dày 70 m, đá vôi hạt mịn chứa tàn tích
sinh vật, màu xám tro đến xám đen, phân lớp trung bình (30-50 cm), cấu tạo
đường khâu, có xen rất ít lớp mỏng đá vôi sét. Trong lớp đá vôi thuộc tập này,
Huỳnh Văn Bi đã tìm được Dictyella
mansuyi Kob., Tsinania sp. (mẫu
817).
Tập 12: dày 55 m, đá phiến sét, bột kết, xen ít
sét bột kết và cát bột kết màu xám vàng, phong hóa màu vàng, vàng phớt đỏ. Đá
phiến sét có thành phần khoáng vật sét: 70-75%, chlorit, sericit (ít): 15-16%,
thạch anh silic: 10-12%. Ở phần cao nhất của tập, trong lớp đá phiến bột kết
gặp Calvinella walcotti (Mans.), Eoorthis sp.
(mẫu 15).
Đới
Bọ ba thùy Calvinella walcotti là đới
hóa thạch cao nhất của mặt cắt Cambri thượng.
Tập
12 lộ ra ở gần bản Tông Qua Chải. Đoạn mặt cắt từ bản Tông Qua Chải đến bản Seo
Thèn Pả là sự lặp lại của 4 tập bắt đầu từ tập 9 (Hình 1) từ dưới lên:
- Tập 9a: đá vôi, đá vôi đolomit, đá vôi sét chứa
di tích Bọ ba thùy bảo tồn kém thuộc họ Saukiidae. Dày trên 110 m.
- Tập 10a: đá phiến sét, sét - bột kết bị sericit
hóa yếu. Trong tập này Hoàng Xuân Tình đã tìm được Prosaukia (?) sp. Dày 45 m.
- Tập 11a: đá vôi màu xám tro đến xám đen, tái kết
tinh yếu hạt nhỏ đến vừa, phân lớp trung bình đến khá dày (20-60 cm), xen kẹp
rất ít lớp mỏng đá vôi sét. Dày 70 m.
- Tập 12a: đá phiến sét, sét bột kết, xen rất ít
lớp bột kết hoặc cát bột kết. Trong tập này Phạm Kim Ngân đã tìm được Calvinella walcotti (Mans.) (mẫu T.64).
Dày 60 m. Tập này lộ ra ở gần bản Seo Thèn Pả. Sau đó mặt cắt tiếp tục.
Tập 13: dày 65 m, gồm đá vôi xen ít đá vôi sét,
màu xám tro đến xám đen, phân lớp không đều từ vài đến 50 cm. Ở phần thấp của
tập có ít lớp mỏng đá vôi trứng cá màu đen và đặc biệt trong một lớp cát kết
vôi bị phong hóa màu xám vàng phớt tím có nhiều di tích Huệ biển bảo tồn khá
tốt (mẫu 34/1). Trong một lớp đá vôi thuộc tập này, Lê Văn Đệ đã tìm thấy Pseudokainella sp. đặc trưng cho Orđovic
sớm.
Tập 14. Dày 40 m, đá phiến sét, sét bột kết và
ít đá phiến sét vôi, cát bột kết vôi. Trong bột kết vôi phong hóa màu vàng có
nhiều di tích Bọ ba thùy bảo tồn rất kém.
Tập 15. Dày > 100 m, gồm có đá vôi tái kết
tinh, hạt đến vừa, màu xám tro, phân lớp trung bình (20-70 cm). Ở phần cao của tập
có xen ít lớp mỏng (khoảng 10 cm) đá bột kết vôi phong hóa màu vàng chứa dày
đặc di tích Bọ ba thùy và Tay cuộn bảo tồn kém, trong đó chỉ xác định được các
dạng Orthida.
Sự
lặp lại các tập nêu trên là do đứt gãy chờm nghịch có phương tây bắc - đông nam
cắt qua Tông Qua Chải và cắm về tây nam khoảng 45° làm cho phần cao của mặt cắt từ tập 8 trượt chờm theo hướng
đông bắc lên tập 12. Hiện tượng đứt gãy chờm nghịch này còn quan sát rõ ở vùng
Lũng Làn - Sơn Vi thuộc huyện Mèo Vạc. Tại đây các trầm tích Cambri thượng và
Orđovic hạ trượt chờm lên cả trầm tích Đevon [3].
Phủ
trực tiếp trên mặt bào mòn của đá vôi tập 15 là các lớp cuội - sạn kết và cát
bột kết màu tím nâu đặc trưng cho hệ tầng Si Ka (Đevon hạ) ở trong vùng.
II. PHÂN TÍCH TÀI LIỆU MẶT
CẮT
a. Địa tầng
Khối
lượng hệ tầng Chang Pung quan sát thấy từ đồn biên phòng Chang Pung đến gần bản
Tông Qua Chải gồm 12 tập với tổng bề dày là 805 m. Hệ tầng Chang Pung được đặc
trưng bằng các hóa thạch Bọ ba thùy tuổi Cambri muộn, chuyển tiếp liên tục từ
các trầm tích Cambri trung (nằm ở phía Trung Quốc) và lên trên là hệ tầng
Lutxia (tập 13-15) chứa Pseudokainella
sp. và Huệ biển tuổi Orđovic sớm.
Hệ tầng Chang Pung có thể chia làm 3
phần:
-
Phần dưới (tập 1-3) dày 225 m, đặc trưng bởi sự ưu thế của trầm tích carbonat
chứa các Bọ ba thùy thuộc họ Damesellidae.
-
Phần giữa (tập 4-8) dày 320 m, đặc trưng bởi sự ưu thế của trầm tích lục nguyên
chứa Bọ ba thùy Prochuangia mansuyi
và Tay cuộn: Billingsella tonkiniana
- Phần trên (tập 9-12) dày 260 m, với sự
xen kẽ giữa trầm tích carbonat và lục nguyên chứa chủ yếu các Bọ ba thùy thuộc
họ Saukiidae.
b. Cổ sinh
Các
đới (hoặc hệ lớp) hoá thạch (chủ yếu là Bọ ba thùy) của hệ tầng Chang Pung có
trình tự từ dưới lên như sau:
1.
Cyclolorenzella tonkinensis -
Blackwelderia sp. - Drepanura
premesnili - Damesella brevicaudata
2.
Billingsella tonkiniana
3.
Prochuangia mansuyi
4.
Irvingella sp. - Pagodia sp. - Caulaspina
sp.
5.
Prosaukia angulata - Haniwa sp.
6.
Dictyella mansuyi - Tsinania sp.
7.
Calvinella walcotti - Eoorthis sp.
KẾT LUẬN
Việc nghiên cứu lại mặt cắt Chang Pung cho
thấy các lớp đá không chỉ có cấu trúc đơn nghiêng mà có sự lặp lại một đoạn của
mặt cắt, thể hiện rõ ràng bởi sự lặp lại của đới Calvinella walcotti. Vì vậy mà bề dày của hệ tầng Chang Pung giảm
đi nhiều so với các mô tả trước đây.
Mặt
cắt của vùng Chang Pung có thể coi là mặt cắt truyền thống cho việc nghiên cứu
các trầm tích Cambri thượng và Orđovic hạ, cũng như ranh giới giữa hai hệ
Cambri và Orđovic ở Việt Nam.
-
Đối với hệ tầng Lutxia đã phát hiện thêm các di tích Huệ biển góp phần nhận
biết thuận lợi các trầm tích Orđovic hạ trong mặt cắt ở ngoài trời.
Bài
viết nằm trong khuôn khổ đề tài "Hệ Cambri ở Việt Nam" thuộc Chương
trình nghiên cứu cơ bản do Hội đồng khoa học tự nhiên tài trợ. Nhân dịp công bố
bài nghiên cứu nhỏ này, các tác giả xin bày tỏ lòng chân thành cảm ơn.
VĂN LIỆU
1. Deprat J., 1915. Etudes geologiques sur la région
septentrionale du Haut
2. Đovjikov A.E., 1965. Địa chất miền Bắc Việt
4. Jacob C., Bourret R.,
1920. Itinéraire
géologique dans le Nord du Tonkin. Bull.
SGI, IX/1,
5. Kobayashi T., 1944. On the Cambrian formations in
6. Lương Hồng Hược, Trần Hữu Dần, Đàm Ngọc,
1996. Phân chia và liên hệ địa tầng Proterozoi thượng - Paleozoi hạ ở các
vùng Hà Giang và Vị Xuyên. TC Các khoa
học về Trái đất, 18/1: 44 - 49, Hà Nội.
7. Mansuy H., 1915. Faunes Cambriennes
du Haut
8. Mansuy H. 1916. Faunes Cambriennes
de l'Extrême Orient méridional. Mém. SGI,
V/1,
9. Phạm Kim Ngân, Lương Hồng Hược, 1977.
Phân định sinh địa tầng trầm tích Paleozoi sớm trong mặt cắt Săm Pun - Sông Nho
Quế. Địa chất 131 :5-6, Hà Nội.
10. Saurin E., 1956. Từ điển địa tầng
Đông Dương. Bản dịch tiếng Việt, 1970.
Nxb KHKT, Hà Nội.
11. Hoàng Xuân Tình và nnk, 1978; 2000.
Địa chất tờ Bảo Lạc tỉ lệ 1: 200.000. Viện TTLT Địa chất, Cục Địa chất và Khoáng sản, Hà
Nội.
11. Vũ Khúc (Chủ biên), 2000. Sách
tra cứu các phân vị địa chất Việt