ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN THỊ THU CÚC ĐỊA TẦNG VÀ MÔI TRƯỜNG TRẦM TÍCH HOLOCEN VÙNG VEN BIỂN SÔNG TIỀN LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT Hà Nội - 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN THỊ THU CÚC ĐỊA TẦNG VÀ MÔI TRƯỜNG TRẦM TÍCH HOLOCEN VÙNG VEN BIỂN SÔNG TIỀN Chuyên ngành: Cổ sinh và Địa tầng Mã số: 62 44 55 10 LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Tạ Hòa Phương PGS.TS. Doãn Đình Lâm HÀ NỘI - 2015 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 kỳ công trình nào khác. Tác giả luận án Nguyễn Thị Thu Cúc LỜI CẢM ƠN Luận án được thực hiện tại bộ môn Địa chất lịch sử, khoa Địa chất trường Đại học Khoa học tự nhiên Hà Nội. Trước hết tác giả tỏ lòng biết ơn chân thành đối với sự hướng dẫn tận tình của PGS.TS. Tạ Hòa Phương và PGS.TS. Doãn Đình Lâm. Trong quá trình thực hiện luận án Nghiên cứu sinh (NCS) đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình và góp ý của các nhà khoa học như PGS.TS. Đào Thị Miên, GS.TSKH. Tống Duy Thanh, GS.TS. Trần Nghi, GS.TSKH. Đặng Trung Thuận, PGS.TS. Nguyễn Văn Vượng, PGS.TS. Đỗ Minh Đức, PGS.TSKH. Nguyễn Địch Dỹ, TS. Đinh Văn Thuận, TS. Lê Thị Nghinh, TS. Nguyễn Thùy Dương, TS. Đinh Xuân Thành, TS. Đoàn Nhật Trưởng, TS. Vũ Quang Lân, TS. Phạm Văn Hải, PGS.TS. Nguyễn Xuân Khiển, PGS.TS. Chu Văn Ngợi; các nhà Khoa học và đồng nghiệp ở Khoa Địa chất, trường ĐH Khoa học Tự nhiên, Viện Địa chất, Viện Địa chất và Địa vật lý biển (Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam), Trường ĐH Mỏ- Địa chất, Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản, Liên đoàn Bản đồ Địa chất Miền Bắc, Viện sinh thái và cảnh quan (Institute of Botany and Landscape Ecology, University Greifswald, Germany), trường Đại học Tổng hợp Greifswald, Cộng Hòa Liên Bang Đức. Trong thời gian học tập và thực hiện luận án, NCS nhận được sự quan tâm giúp đỡ và tạo mọi điều kiện của Ban Giám hiệu trường ĐH Khoa học Tự nhiên và Phòng Đào tạo sau Đại học của Trường, sự giúp đỡ của bộ môn Địa chất, khoa Địa chất. NCS xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các nhà khoa học, các anh chị và các bạn đồng nghiệp cùng các đơn vị và cơ quan đã dành cho NCS mọi sự động viên, giúp đỡ quí báu để thực hiện và hoàn thành luận án này. Trong quá trình làm luận án, bên cạnh kinh phí đào tạo của Nhà trường, NCS còn nhận được sự tài trợ kinh phí từ dự án TrigA, đề tài mã số 105.01.79.09 và đề tài mã số 105.06.09.09 của Quỹ phát triển khoa học và công nghệ Quốc gia (Nafosted), đề tài mã số QGTD.11.05 của Đại học Quốc gia Hà nội. Luận án của NCS đã được phép sử dụng dữ liệu thực tế (mẫu trầm tích và tài liệu khảo sát thực địa), một số kết quả phân tích của đề tài Chương trình đề tài cấp nhà nước mã số KC09.06/06-10; đề tài mã số KC09.13/11-15. NCS xin chân thành cảm ơn tới các Cơ quan chủ trì, Cơ quan chủ quản và các chủ nhiệm đề tài, dự án trên. 1 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 4 DANH MỤC CÁC BIỂU BẢNG 5 DANH MỤC CÁC ẢNH VÀ HÌNH 6 MỞ ĐẦU 9 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VÙNG NGHIÊN CỨU 15 1.1. Đặc điểm điều kiện tự nhiên 15 1.1.1. Vị trí địa lý 15 1.1.2. Đặc điểm khí hậu, khí tượng 16 1.1.3. Đặc điểm thủy văn 17 1.1.4. Đặc điểm hải văn 20 1.2. Đặc điểm địa hình 21 1.2.1. Địa hình lục địa ven biển tuổi Holocen muộn 22 1.2.2. Địa hình ven biển tuổi Holocen muộn-hiện đại 27 1.3. Một số đặc điểm địa chất vùng nghiên cứu 29 1.3.1. Địa tầng Đệ tứ 29 1.3.2. Vài nét về đặc điểm địa động lực hiện đại 46 CHƯƠNG 2. LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU, CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 48 2.1. Lịch sử nghiên cứu vùng ven biển sông Tiền 48 2.2. Cách tiếp cận 52 2.2.1. Tiếp cận sinh địa tầng 52 2.2.2. Tiếp cận cổ sinh thái 52 2.3. Phương pháp nghiên cứu 52 2.3.1. Phương pháp nghiên cứu ngoài thực địa 52 2.3.2. Phương pháp nghiên cứu trong phòng thí nghiệm 52 2 CHƯƠNG 3. ĐẶC ĐIỂM HÓA THẠCH DIATOMEAE TRONG TRẦM TÍCH HOLOCEN VÙNG VEN BIỂN SÔNG TIỀN 57 3.1. Giới thiệu chung về Diatomeae 57 3.2. Đặc điểm hóa thạch Diatomeae trong trầm tích Holocen vùng nghiên cứu 58 3.2.1. Thành phần phân loại 58 3.2.2. Một số loài Diatomeae điển hình phát hiện trong vùng nghiên cứu 63 3.3. Các nhóm sinh thái Diatomeae trong trầm tích Holocen vùng nghiên cứu 67 3.3.1. Nhóm sinh thái Diatomeae biển trôi nổi 67 3.3.2. Nhóm sinh thái Diatomeae đới bờ trôi nổi 68 3.3.3. Nhóm sinh thái Diatomeae đới bờ bám đáy 68 3.3.4. Nhóm sinh thái Diatomeae nước ngọt 69 3.4. Cơ sở phân chia các mức địa tầng và các đới sinh thái địa tầng Diatomeae trong trầm tích Holocen vùng nghiên cứu 74 3.4.1. Đặc điểm sinh thái của Diatomeae 74 3.4.2. Mật độ của hóa thạch Diatomeae trong mẫu trầm tích 74 3.4.3. Mức độ chỉ thị môi trường của Diatomeae 75 3.5. Đặc điểm phân bố Diatomeae trong trầm tích Holocen vùng nghiên cứu 75 3.5.1. Phân bố Diatomeae trong trầm tích Holocen lỗ khoan LKBT1-KC09 75 3.5.2. Phân bố Diatomeae trong trầm tích Holocen lỗ khoan LKBT2-KC09 78 3.5.3. Phân bố Diatomeae trong trầm tích Holocen lỗ khoan LKBT3-KC09 81 3.5.4. Phân bố Diatomeae trong trầm tích Holocen tại một số lỗ khoan tay 84 3.5.5. Phân bố Diatomeae trong trầm tích Holocen tầng mặt 85 CHƯƠNG 4. ĐẶC ĐIỂM SINH THÁI ĐỊA TẦNG DIATOMEAE TRONG TRẦM TÍCH HOLOCEN VÙNG VEN BIỂN SÔNG TIỀN 87 4.1. Đới TDEZ-1 87 4.2. Đới TDEZ-2 89 4.2.1. Phụ đới TDEZ-2a 93 3 4.2.2. Phụ đới TDEZ-2b 95 4.2.3. Phụ đới TDEZ-2c 96 4.3. Đới TDEZ-3 101 4.4. Đới TDEZ-4 101 CHƯƠNG 5. MÔI TRƯỜNG TRẦM TÍCH VÙNG VEN BIỂN SÔNG TIỀN TRONG HOLOCEN 105 5.1. Môi trường sông và cửa sông ven biển 105 5.1.1. Môi trường sông 105 5.1.2. Môi trường cửa sông ven biển 107 5.2. Môi trường estuary - vũng vịnh 113 5.2.1. Môi trường estuary 113 5.2.2. Môi trường vũng vịnh 114 5.3. Môi trường châu thổ (delta) 120 5.3.1. Môi trường chân châu thổ (prodelta) 120 5.3.2. Môi trường tiền châu thổ (delta front) 121 5.3.3. Môi trường đồng bằng châu thổ (delta plain) 122 5.4. Xu thế biến động môi trường trầm tích Holocen vùng ven biển sông Tiền 128 5.4.1. Giai đoạn biển tiến Holocen sớm-giữa 128 5.4.2. Giai đoạn biển thoái Holocen muộn 129 5.4.3. Giai đoạn hiện đại 130 KẾT LUẬN 131 DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 132 TÀI LIỆU THAM KHẢO 133 PHỤ LỤC 139 4 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BNVB: Biển nông ven bờ Bp: Cách ngày nay (before present) BTPH: Bào tử, Phấn hoa ĐBT: Đồng bằng triều NCS: Nghiên cứu sinh VNC: Vùng nghiên cứu TDEZ: Đới sinh thái địa tầng Diatomeae Sông Tiền (Tien river Diatom Ecozone) 5 DANH MỤC CÁC BIỂU BẢNG Bảng 1.1. Đặc điểm phân bố và kích thước các giồng vùng ven biển cửa sông Cửu Long 24 Bảng 1.2. Kích thước các dải đồng bằng tính theo đường nối Cửa Tiểu - Cửa Cung Hầu 24 Bảng 1.3. Chiều rộng các đồng bằng triều trong đới gian triều 25 Bảng 1.4. Các phân vị thạch địa tầng Holocen vùng nghiên cứu 37 Bảng 1.5. Kết quả phân tích mẫu 14 C trầm tích vùng ven biển sông Tiền trong lỗ khoan máy 40 Bảng 1.6. Kết quả phân tích mẫu 14 C trầm tích vùng ven biển sông Tiền trong lỗ khoan tay 42 Bảng 3.1.Thành phần phân loại Diatomeae trong trầm tích Holocen vùng ven biển sông Tiền 61 Bảng 3.2. Thành phần hóa thạch Diatomeae và đặc điểm sinh thái của chúng trong trầm tích Holocen vùng ven biển Sông Tiền 70 Bảng 5.1. Đặc điểm nhóm trầm tích thuộc môi trường cửa sông ven biển 110 Bảng 5.2. Đặc điểm nhóm trầm tích thuộc môi trường estuary-vũng vịnh 118 Bảng 5.3. Đặc điểm nhóm trầm tích thuộc môi trường châu thổ 123 6 DANH MỤC CÁC ẢNH VÀ HÌNH ẢNH Ảnh 1.1. Ranh giới Pleistocen (B, trầm tích phong hóa loang lổ)- Holocen (A, trầm tích đầm lầy nước ngọt) tại lỗ khoan LKBT3-KC09 32 Ảnh 1.2. Trầm tích sét bột thuộc tập 1, Hệ tầng Bình Đại tại lỗ khoan LKBT3-KC09 33 Ảnh 1.3: Trầm tích cát- bột- sét thuộc tập 2, Hệ tầng Bình Đại tại lỗ khoan LKBT3-KC09 34 Ảnh 1.4: Trầm tích bột -sét - cát thuộc tập 3, Hệ tầng Bình Đại tại lỗ khoan LKBT3-KC09 35 Ảnh 3.1. Actinocyclus curvatulus 63 Ảnh 3.2. Actinocyclus ehrenbergii 64 Ảnh 3.3. Coscinodiscus subtilis 64 Ảnh 3.4. Cyclotella stylorum 64 Ảnh 3.5. Cyclotella striata 65 Ảnh 3.6. Gomphonema longiceps 65 Ảnh 3.7. Grammatophora marina 66 Ảnh 3.8. Paralia sulcata 66 Ảnh 3.9. Surirella comis 66 Ảnh 3.10. Thalassionema nitzschioides 67 Ảnh 5.1. Trầm tích đầm lầy nước ngọt chuyển tiếp lên trầm tích cửa sông ven biển tuổi Holocen sớm trong lỗ khoan LKBT3-KC09 106 Ảnh 5.2. Trầm tích cát thành tạo trong môi trường sông tuổi Holocen sớm trong lỗ khoan LKBT2-KC09 107 Ảnh 5.3. Trầm tích cửa sông ven biển trong lỗ khoan LKBT2-KC09 108 Ảnh 5.4. Trầm tích thuộc môi trường bãi triều trong lỗ khoan LKBT3-KC09 112 Ảnh 5.5. Trầm tích thuộc môi trường estuary trong lỗ khoan LKBT2-KC09 113 Ảnh 5.6. Trầm tích vũng vịnh trong lỗ khoan LKBT3-KC09 114 Ảnh 5.7. Trầm tích cồn cát chắn cửa vịnh trong lỗ khoan LKBT2-KC09 116 Ảnh 5.8. Trầm tích sét bột thuộc môi trường chân châu thổ (prodelta) 120 Ảnh 5.9. Trầm tích sét bột đầm lầy ven biển tuổi Holocen muộn tại lỗ khoan LKBT1-KC09 126 [...]... nhóm môi trường sinh thái đới bờ trôi nổi trong trầm tích Holocen vùng ven biển sông Tiền Hình 3.5 Một số hóa thạch Diatomeae nhóm môi trường sinh thái đới bờ bám đáy trong trầm tích Holocen vùng ven biển sông Tiền Hình 3.6 Một số hóa thạch Diatomeae nhóm môi trường sinh thái nước ngọt trong trầm tích Holocen vùng ven biển sông Tiền Hình 3.7 Biểu đồ tỷ lệ phần trăm mảnh vỏ Diatomeae và các mức địa tầng. .. thành vào cuối giai đoạn biển thoái Holocen muộn-hiện đại (Q23b) 12 Luận điểm 2 Ba kiểu môi trường trầm tích Holocen tồn tại ở vùng ven biển sông Tiền được xác lập dựa trên cơ sở phân tích đặc điểm trầm tích, các phức hệ hóa thạch Diatomeae và hóa thạch khác: môi trường sông và cửa sông ven biển, môi trường estuary-vũng vịnh và môi trường châu thổ 1- Môi trường sông được đặc trưng bởi sự có mặt của trầm. .. Sơ đồ vị trí vùng nghiên cứu Hình 1.2 Sơ đồ Địa chất Holocen vùng nghiên cứu Hình 3.1 Biểu đồ phân bố các giống Diatomeae trong trầm tích Holocen vùng ven biển sông Tiền Hình 3.2 Biểu đồ phân bố các nhóm sinh thái Diatomeae trong trầm tích Holocen vùng ven biển sông Tiền Hình 3.3 Một số hóa thạch Diatomeae nhóm môi trường sinh thái biển trôi nổi trong trầm tích Holocen vùng ven biển sông Tiền Hình 3.4... ngọt (Holocen muộn) 9 Bố cục của luận án Mở đầu Chương 1 Tổng quan về vùng nghiên cứu Chương 2 Lịch sử nghiên cứu, cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu Chương 3 Đặc điểm hóa thạch Diatomeae trong trầm tích Holocen vùng ven biển sông Tiền Chương 4 Đặc điểm sinh thái địa tầng Diatomeae trong trầm tích Holocen vùng ven biển sông Tiền Chương 5 Môi trường trầm tích vùng ven biển sông Tiền trong Holocen. .. ecozones) của vùng trong Holocen trên cơ sở nghiên cứu thành phần hóa thạch Diatomeae - Làm sáng tỏ môi trường trầm tích Holocen vùng ven biển sông Tiền trên cơ sở phân tích sưu tập hóa thạch Diatomeae và đặc điểm trầm tích 3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Các phức hệ Diatomeae và trầm tích Holocen thu thập được trong vùng nghiên cứu - Phạm vi nghiên cứu: vùng ven biển sông Tiền, bao... Đại - Bến Tre và LKBT2-KC09 tại An Đức Ba Tri - Bến Tre Hình 5.1 Đặc điểm môi trường trầm tích Holocen LKBT3-KC09 Hình 5.2 Đặc điểm môi trường trầm tích Holocen LKBT2-KC09 Hình 5.3 Đặc điểm môi trường trầm tích Holocen LKBT1-KC09 Hình 5.4 Biểu đồ biến động mực nước biển theo Church & White, 2006 8 MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề Vùng ven biển sông Tiền là vùng tiếp giáp với biển nằm ở hạ lưu sông Tiền, nhánh phía... Diatomeae (Diatomeae biển trôi nổi, Diatomeae đới bờ trôi nổi, Diatomeae đới bờ bám đáy và Diatomeae nước ngọt) tại vùng ven biển sông Tiền - Về địa tầng: a) Sinh thái địa tầng: Xác lập mới 4 đới sinh thái địa tầng Diatomeae trong trầm tích Holocen vùng ven biển sông Tiền: 1) TDEZ-1, ứng với giai đoạn biển tiến Holocen sớm; 2) TDEZ-2, ứng với giai đoạn biển tiến cực đại trong Holocen giữa; 3) TDEZ-3,... tầng và cách phân định môi trường trầm tích trong Holocen, NCS chọn tài luận án tiến sĩ của mình là: Địa tầng và môi trường trầm tích Holocen vùng ven biển sông Tiền Đề tài được thực hiện chủ yếu dựa trên cơ sở nghiên cứu nhóm hóa thạch Diatomeae, là nhóm có mặt khá phổ biến trong trầm tích Holocen vùng nghiên cứu 2 Mục tiêu của luận án - Phân chia các phân vị sinh thái địa tầng (ecostratigraphic... đoạn đầu biển thoái cuối Holocen giữa, đầu Holocen muộn và 4) TDEZ-4, ứng với giai đoạn biển thoái cuối Holocen muộn Các đới này là một trong những cơ sở để phân định các kiểu môi trường trầm tích trong vùng nghiên cứu b) Thạch địa tầng: Chỉnh lý nhỏ ranh giới dưới của hệ 13 tầng Bình Đại (Q21 bd) trên cơ sở phân tích đặc điểm trầm tích của hệ tầng trong vùng nghiên cứu - Về môi trường trầm tích: Qua... nghiên cứu thành phần trầm tích, đặc biệt chú trọng phân tích ý nghĩa sinh thái của hóa thạch Diatomeae, đã phân biệt được các môi trường trầm tích từng tồn tại trong Holocen tại vùng nghiên cứu: a) Môi trường sông, cửa sông ven biển hầu như vắng mặt Diatomeae (Holocen sớm); b) Môi trường estuary - vũng vịnh phong phú hóa thạch Diatomeae biển nông ven bờ (Holocen giữa); c) Môi trường châu thổ với sự . 5. MÔI TRƯỜNG TRẦM TÍCH VÙNG VEN BIỂN SÔNG TIỀN TRONG HOLOCEN 105 5.1. Môi trường sông và cửa sông ven biển 105 5.1.1. Môi trường sông 105 5.1.2. Môi trường cửa sông ven biển 107 5.2. Môi trường. rà soát lại địa tầng và cách phân định môi trường trầm tích trong Holocen, NCS chọn tài luận án tiến sĩ của mình là: Địa tầng và môi trường trầm tích Holocen vùng ven biển sông Tiền . Đề tài. bám đáy và Diatomeae nước ngọt) tại vùng ven biển sông Tiền. - Về địa tầng: a) Sinh thái địa tầng: Xác lập mới 4 đới sinh thái địa tầng Diatomeae trong trầm tích Holocen vùng ven biển sông Tiền: