VẤN ĐỀ PHÂN CHIA ĐỊA TẦNG VÀ TUỔI CÁC TRẦM TÍCH LỤC ĐỊA Ỏ đảo Phú Quốc, quần đảo Thổ Chu, quần đảo An Thới, TỈNH KIÊN GIANG

Đảo Phú Quốc, quần đảo Thổ Chu, quần đảo An Thới (tỉnh Kiên Giang) nằm trong vịnh Thái Lan.

Về địa chất, đến những năm gần đây, tài liệu vẫn còn rất ít. Năm 1975 về trước, các nhà địa chất Pháp xếp các trầm tích lục địa này vào môt phân vị là “Cát kết thượng” có tuổi khoảng Jura-Creta [13].

Sau năm 1975, trên Bản đồ địa chất Việt Nam tỷ lệ 1:500.000 do Trần Đức Lương, Nguyễn Xuân Bao đồng chủ biên [15], các trầm tích ba nơi trên đã được xếp vào một phân vị: hệ tầng Phú Quốc, tuổi Jura muộn - Creta sớm. Nhưng trong chuyên khảo Địa chất Việt Nam, Tập 1: Địa tầng do Vũ Khúc, Bùi Phú Mỹ đồng chủ biên [18] lại xếp hệ tầng Phú Quốc vào tuổi Jura không phân chia.

Rồi đến các tờ bản đồ quốc gia tỷ lệ 1:200.000 - nhóm tờ Đồng bằng Nam Bộ do Nguyễn Ngọc Hoa chủ biên (1991, Lưu trữ địa chất) lại cho tuổi của hệ tầng Phú Quốc là Creta muộn. Khi hiệu đính các tờ bản đồ nói trên để xuất bản, Nguyễn Xuân Bao và nnk. [12] sửa đổi tuổi của hệ tầng là Creta sớm.

Tất cả những thay đổi đó chỉ dựa vào đối sánh với các vùng lân cận chứ không có tài liệu thực tế nào.

Đến khi tiến hành lập bản đồ địa chất tỷ lệ 1:50.000 nhóm tờ Hà Tiên - Phú Quốc do Trương Công Đượng chủ biên [17], lần đầu tiên đã tìm được hoá thạch thực vật mà theo nhà cổ sinh Trịnh Dánh có tuổi Miocen muộn, nên đã xếp lại tuổi hệ tầng Phú Quốc phân bố tại đảo Phú Quốc, quần đảo Thổ Chu, quần đảo An Thới vào Miocen muộn.

Cùng thời gian, đề tài Địa tầng Phanerozoi Tây Nam Bộ do Trịnh Dánh chủ biên [16] cũng hoàn thành. Tuổi của hệ tầng Phú Quốc cũng được định là Miocen muộn.

Trong những năm 2000-2004, Liên đoàn Địa chất thuỷ văn - Địa chất công trình Miền Nam có đề án Điều tra nguồn gốc nước dưới đất ở các đảo thuộc lãnh thổ Việt Nam nằm trong vịnh Thái Lan do Trần Hồng Lĩnh làm chủ nhiệm. Đã tiến hành 25 lỗ khoan (đảo Phú Quốc 14 lỗ, quần đảo Thổ Chu 6 lỗ, quần đảo An Thới 5 lỗ) và khảo sát địa chất trên các đảo nói trên. Đã thu thập được nhiều tài liệu về địa tầng và cổ sinh, bước đầu làm cơ sở cho việc định tuổi và phân chia địa tầng đối với các trầm tích lục địa ở ba nơi này.

Kết quả mới cho thấy các trầm tích ở đảo Phú Quốc, quần đảo Thổ Chu, quần đảo An Thới không có cùng một tuổi mà có ba tuổi khác nhau: trầm tích ở quần đảo Thổ Chu tuổi Creta sớm, quần đảo An Thới là Miocen, còn đảo Phú Quốc có cả ba: một ít trầm tích Creta hạ được xếp vào hệ tầng Thổ Chu, một ít trầm tích Miocen được xếp vào hệ tầng An Thới, còn lại là trầm tích Creta thượng. Từ đó phân chia chúng thành ba hệ tầng:

1) Hệ tầng Thổ Chu tuổi Creta sớm (K₁tc).

2) Đề nghị xác lập một phân vị mới là hệ tầng Hàm Ninh tuổi Creta muộn (K₂hn).

3) Hệ tầng An Thới tuổi Miocen (N₁at).

Các hệ tầng Thổ Chu và Hàm Ninh được xếp vào một loạt là loạt Phú Quốc.

Đây là một vấn đề mà nhiều người đang quan tâm, nên trong thời gian làm việc các tác giả đã thông báo kịp thời những tài liệu mới thu thập được. Bài này nhằm tổng hợp tài liệu để có cái nhìn chung, đồng thời bổ sung những tài liệu mà trong các bài trước chưa có, như các kết quả xác định hoá thạch gỗ, các tập hợp BTPH phát hiện thêm, v.v..

Bài báo sẽ trình bày về việc phân chia địa tầng cho các trầm tích ở ba nơi: Phú Quốc, Thổ Chu, An Thới, và luận bàn về tuổi địa chất của chúng.

HỆ CRETA, LOẠT PHÚ QUỐC

Thống Creta hạ, hệ tầng Thổ Chu (K₁tc)

Hệ tầng Thổ Chu [2] phân bố ở quần đảo Thổ Chu, một ít ở ven bờ biển đông đông bắc và bắc đảo Phú Quốc, có thể ở một vài nơi khác chưa được ghi nhận.

Theo kết quả nghiên cứu các mẫu khoan và hành trình khảo sát, mặt cắt địa chất hệ tầng Thổ Chu lộ ra ở đảo Thổ Chu có thể chia ra thành 9 tập đá, từ dưới lên trên như sau:

Tập 1. Cát kết màu xám nhạt, hạt trung bình đến thô, gắn kết rắn chắc. Dày 10,50 m.

Tập 2. Cát bột kết màu xám nhạt, đôi chỗ có màu nâu nhạt gồm các lớp cát kết hạt mịn xen các lớp bột kết cấu tạo xiên và chứa mảnh vụn thực vật hoá than. Dày 30 m.

Tại lỗ khoan TK 1, ở độ sâu 46,50 m có Bào tử phấn hoa (BTPH): Cicatricosisporites dorogensis, Cic. brevilaesuratus, Cic. sp., Classopollis sp., Camarozonosporites sp., Lygodium sp., Cyathidites sp., Osmundicites sp., Onychiumsporites sp., Faveotriletes sp., Retitriletes sp.

Ở độ sâu 3,50 m có: Cicatricosisporites dorogensis, Cic. brevilaesuratus, Cic. sp, Classopollis sp., Camarozonosporites sp., Lygodium sp., Cyathidites sp., Verrucosisporites sp., Sphagnum sp., Monocolpopollenites sp., và Tảo: Algakis, Pediastrum.

Tập 3. Bột kết màu xám lục xen lớp mỏng cát kết hạt mịn, phân lớp, rắn chắc (đá mài). Dày 12 m.

Tại các lỗ khoan TK6, ở độ sâu 18,50 m có: Cicatricosisporites dorogensis, Cic. brevilaesuratus, Cic. sp., Classopollis sp., Lygodium sp., Cyathidites sp., Sphagnum sp., Faveotriletes sp., Aneimia sp., Retitriletes sp., Monocolpopollenites sp., Ginkgo sp., Retimonocolpopollenites sp., và Tảo: Algakis.

Tập 4. Cát kết màu xám nâu, hạt thô đến trung bình, cấu tạo phân lớp dày, thường gặp phân lớp xiên. Phần dưới có sạn sỏi thạch anh. Dày 31 m.

Tại lỗ khoan TK3, ở độ sâu 3 m có: Classopollis sp., Brachyphyllum sp., Triletes sp., Selaginella sp., Lygodium sp.

Tại lỗ khoan TK6, ở độ sâu 15,50 m có: Cicatricosisporites australiensis, Cic. sp., Classopollis sp., Camarozonosporites sp., Cyathidites sp., Monocolpopollenites sp.

Trong cát kết phần trên cùng của tập 4 ở bãi Chiến Thắng, đảo Thổ Chu, trên mực nước biển khoảng 30 m, trong đá gốc đã phát hiện hoá thạch Thân gỗ silic hoá. Ngoài ra, ở bãi Ngự, bãi Nhất và bãi Vòng cũng đã tìm thấy loại gỗ hoá đá này. Đặc biệt là ở hòn Xanh, trên mặt đảo phân bố cát bột kết màu xám lục (đá mài) thuộc tập 3 chứa rất nhiều thân gỗ silic hoá có kích thước và chiều dài lớn. Tuy hoá thạch gỗ chưa thấy trong mẫu lõi khoan, nhưng nhờ mực nước biển và các đá màu xám lục (đá mài) tập 3, có thể xác định được vị trí địa tầng của chúng ở khoảng phần trên của tập 4 hoặc phần dưới của tập 5. Thân gỗ silic thu thập năm 2001 (mẫu TC.1) được xác định là Cycadeanoxylon sp.

Tập 5. Cát kết, ít bột kết. Cát kết hạt mịn xen bột kết màu nâu, phân lớp mỏng đến trung bình. Các lớp bột kết kém rắn chắc, dễ vỡ vụn theo mặt lớp, có nhiều mảnh vụn hoá than, màu đen, vết vạch nâu đen, cứng giòn. Dày 25,50 m.

Tại lỗ khoan TK4 ở độ sâu 58 m có: Cicatricosisporites dorogensis, Cic. brevilaesuratus, Cic. sp., Classopollis sp.,
Brachyphyllum sp., Camarozonosporites sp., Selaginella sp., Lygodium sp., Cyathidites sp., Cibotium sp., Monocolpopollenites sp., Verrucosisporites sp., Deltoidosporites sp., Gleichenia sp., Sphagnum sp., Ginkgo sp., Osmundicites sp., Monocolpopollenites sp., Echimonocolpopollenites sp. và Tảo: Algakis, Pediastrum.

Ở độ sâu 53 m có: Cicatricosisporites dorogensis, Classopollis sp., Brachyphyllum sp., Camarozonosporites sp., Triletes sp., Lygodium sp., Monocolpopollenites sp., Gleichenia sp., Ginkgo sp., Pinuspollenites sp..

Ở độ sâu 93 m có Cicatricosisporites angicanalis, Cic. dorogensis, Cic. brevilaesuratus, Cic. australiensis, Cic. sp., Coniopteris sp., Classopollis sp., Brachyphyllum sp., Camarozonosporites sp., Reticulatisporites sp., Lygodium sp., Matorisporites sp., Ginkgo sp., Verrucosisporites sp., Cibotium sp., Deltoidosporites sp., Triletes sp., Gleichenia sp., Sphagnum sp., Faveotriletes sp., Osmundicites sp., Retitriletes sp., Pilosisporites sp., Monocolpopollenites sp. và Tảo Algakis.

Tập 6. Bột kết màu nâu loang lổ, phân lớp mỏng, dễ vỡ vụn và tách theo mặt lớp. Ở lỗ khoan TK5, giữa tập có cát kết hạt nhỏ màu xám lục nhạt, có nơi phớt hồng. Dày 32 m.

Tại lỗ khoan LK5 có BTPH và vi vụn thực vật khác, tất cả đều bị ép dẹt mạnh và than hóa.

Ở độ sâu 65 m có Cicatricosisporites angicanalis, Cic. dorogensis, Cic. brevilaesuratus, Cic. sp., Coniopteris sp., Brachyphyllum sp., Camarozonosporites sp., Selaginella sp., Reticulatisporites sp., Contignisporites sp., Matorisporites sp., Lygodium sp., Cyathidites sp., Onychiumsporites sp., Verrucosisporites sp., Monocolpopollenites sp. Retimonocolpopollenites sp., Pinuspollenites sp. và Tảo Algakis.

Trong lỗ khoan còn có Tảo Chlorophyceae không xác định và ít di tích Trùng hai roi (Dinoflagellata).

Ở độ sâu 63 m còn có Cicatricosisporites dorogensis, Cic. sp., Coniopteris sp., Classopollis sp., Brachyphyllum sp., Camarozonosporites sp., Lygodium sp., Cyathidites sp., Onychiumsporites sp., Gleichenia sp., Faveotriletes sp., Osmundicites sp., Ginkgo sp., Monocolpopollenites sp. và Tảo Algakis.

Tập 7. Sét kết và ít bột kết. Sét kết màu nâu nhạt, hạt nhỏ đến vừa xen các lớp mỏng bột kết màu xám. Tiếp trên là bột kết màu xám xen ít sét phân lớp mỏng. Dày 30 m.

Tại lỗ khoan TK5, ở độ sâu 44 m có Cicatricosisporites dorogensis, Classopollis sp., Brachyphyllum sp., Camarozonosporites sp., Selaginella sp., Reticulatisporites sp., Lygodium sp., Triletes sp., Cibotium sp., Monocolpopollenites sp. và Tảo Algakis.

Ở độ sâu 22 m có Cicatricosisporites sp., Classopollis sp., Brachyphyllum sp., Reticulatisporites sp., Deltoidosporites sp., Polypodiisporites sp. và Tảo Algakis.

Tập 8. Cuội kết, sạn kết và cát kết. Dưới cùng của tập là cát sạn kết màu xám nhạt chứa cuội đa khoáng; đá rắn chắc. Giữa tập là cát kết màu xám nâu, hạt thô chứa ít sạn sỏi thạch anh. Trên cùng là cát kết hạt vừa màu xám trắng phớt vàng. Bề dày của tập theo lỗ khoan là 19 m.

Tập 9. Cát kết, ít bột kết và sét kết. Cao hơn, theo khảo sát địa chất còn có khoảng 20-25 m cát kết màu xám nâu nhạt, hạt vừa, phân lớp dày xen ít lớp mỏng bột kết, sét bột kết màu xám trắng.

Như vậy, bề dày chung của hệ tầng Thổ Chu thấy được là 210-215 m, nhưng phần địa tầng lộ trên mực nước biển chỉ khoảng 140-145 m. Hệ tầng gồm những trầm tích vũng vịnh, châu thổ sông.

Mặt cắt kể trên bị các trầm tích Đệ tứ phủ. Trong thềm cao khoảng 20 m phát hiện được các di chỉ khảo cổ thuộc Văn hóa Sa Huỳnh.

Nhà cổ sinh Nguyễn Đức Tùng, người xác định hóa thạch vi thực vật cho rằng đặc trưng của phức hệ là sự phong phú, nhưng kém đa dạng, của BTPH và chưa phát hiện được phấn hoa thực vật Bí tử. Sự có mặt nhiều loài của Cicatricosisporites, Coniopteris, Classopollis và Brachyphyllum là điều đáng chú ý, vì chúng có thời gian tồn tại khá ngắn trong lịch sử địa chất. Như sự phân tích đã trình bày trong các bài báo trước đây [3, 4], phức hệ BTPH thu thập ở Thổ Chu cho tuổi chắc chắn là Jura muộn - Creta sớm. Nhưng do sự phong phú của các loài thuộc giống Cicatricosisporites và đặc biệt là sự phồn thịnh của Classopollis, Brachyphyllum cùng với sự có mặt của Coniopteris nên theo Nguyễn Đức Tùng, phức hệ BTPH thu thập ở quần đảo Thổ Chu có tuổi địa chất là Creta sớm.

Trong sưu tập năm 2001, mẫu thân gỗ silic hóa (mẫu TC1) đã được D. Pons và C. Vozenin-Serra (Phòng Cổ thực vật, Viện Bảo tàng Thiên nhiên Paris) xác định là Cycadeaxylon sp. (thực vật Hạt trần thuộc Cycadeoideae) và cho biết thêm là: “Dạng này đã được mô tả ở Campuchia trong thềm phù sa sông Mekong, xuất xứ từ các Cát kết thượng tuổi Creta. Cũng trong Cát kết thượng ở Thổ Chu, phần kéo dài về phía nam của Cát kết thượng ở Campuchia (H. Fontaine, 1967), tại phía bắc, phía đông Bãi Ngự và ở chân phía tây mũi Bãi Vòng, trước đây đã mô tả Prototaxoxylon asiaticum, Protopodocarpoxylon orientale và Pr. Paraorientale (Serra, 1969). Những gỗ hóa đá này đều trẻ hơn những gỗ thu thập ở Treng. Tại đó, chúng nằm ở chân hệ tầng Cát kết thượng tuổi Neocom. Vì thế, rất có thể những trầm tích ở Thổ Chu có tuổi Creta sớm”.

Tại đảo Phú Quốc, những tập trầm tích được xếp vào hệ tầng Thổ Chu phân bố ở ven bờ phía bắc và đông bắc của đảo. Bề dày khoảng trên dưới 100 m. Quan hệ dưới không quan sát được. Bên trên là cuội kết đa khoáng tạo nên chân của dãy Hàm Ninh. Mặt cắt gồm cát kết màu xám, xám sẫm, cát kết xám sáng, xám lục đậm. Tập hợp BTPH thu thập ở lõi khoan (PK10) gồm có Cicatricosisporites minutaestriatus, Cic. brevilaesuratus, Classopollis sp., Brachyphyllum sp., v.v…

Ở Xà Lực, xã Bãi Thơm, tây nam núi Đá Chồng và đông bắc núi Vu Quắp, tại một công trình khai thác huyền cũ, trong đá thải có thân gỗ silic hóa (mẫu PQ3) được hai nhà cổ sinh Pháp nói trên xác định là Protophyllocladoxylon xenoxyloides Serra, 1969. Loài này đã được mô tả ở Rovieng Phnom Ker (Campuchia), có thể thuộc Podozamites gặp nhiều trong Trias - Creta sớm.

Ở Rạch Vẹm, xã Cửa Cạn, trong đá thải công trình khai thác cũ cũng thu thập được hóa thạch gỗ silic hóa (mẫu PQ.1, PQ.2) không xác định được.

Ở bắc mũi Đền Phạch, đã thu thập được các vết in thực vật mà Trịnh Dánh đã xác định là có tuổi Miocen muộn và thân gỗ silic hóa có tuổi khoảng cuối Creta sớm - đầu Creta muộn (K₁⁶- K₂¹). Vấn đề này sẽ giải trình ở phần sau, trong hệ tầng Hàm Ninh.

Từ các kết quả xác định BTPH và gỗ silic hóa, các tác giả nhận thấy việc xếp các trầm tích ở quần đảo Thổ Chu và vùng ven biển bắc, đông đông bắc đảo Phú Quốc vào hệ tầng Thổ Chu với tuổi Creta sớm là thích hợp.

Thống Creta thượng, hệ tầng Hàm Ninh (K₂ hn)

Hệ tầng Hàm Ninh, được xác lập trong công trình này, phân bố ở đảo Phú Quốc và 5 trong 15 đảo thuộc quần đảo An Thới, là hòn Dăm (2 đảo), hòn Gầm Ghì (hòn Anh Đông), hòn Xưởng (hòn Anh Tây) và hòn Tranh (hòn Cái Bàn).

Mặt cắt chuẩn của hệ tầng là mặt cắt Bắc mũi Đền Phạch - cầu Suối Lớn và hành trình ven biển từ bắc mũi Đền Phạch qua mũi Đá Trãi đến gần mũi Ông Thượng, nằm ở phần nam đảo, mô tả trong công trình đo vẽ địa chất tỷ lệ 1:50.000 nhóm tờ Hà Tiên - Phú Quốc do Trương Công Đượng chủ biên [17]. Trong bài báo này, các tài liệu BTPH dẫn ra do các tác giả mới thu thập.

Mặt cắt Bắc mũi Đền Phạch - Cầu Suối Lớn

Mặt cắt lộ ra ở bắc mũi Đền Phạch 600 m, cách đỉnh 242 khoảng 100 m về ĐN. Bờ biển thoải, có đá gốc lộ ra hoàn toàn trên diện rộng. Từ mép nước trở lên mặt cắt có thể chia ra làm hai phần.

Phần dưới gồm 2 tập:

Tập 1. Thấp nhất là cát kết xám lục nhạt, hạt mịn, chuyển lên cát kết xám sáng hạt thô, phân lớp đến dạng khối. Dày hơn 2 m.

Tập 2. Cát kết chứa huyền, gồm các lớp có và không có huyền xen kẽ nhau, bề dày mỗi lớp khoảng 30-50 cm. Tập dày 3-4 m.

Từ mép nước biển vào trong độ 20 m có di tích hố khai thác huyền từ thời Pháp. Chung quanh hố đào còn sót lại các khối đá cát kết kích thước 30 x 40 cm, rắn chắc, có vết in thực vật (mẫu HP.7685) và rải rác các ổ huyền nhỏ, rộng 1 đến vài mm, dài 10-20 cm.

Bề dày phần dưới tại mặt cắt này khoảng trên dưới 10 m.

Phần trên gồm trầm tích hạt thô, chủ yếu là cát kết hạt thô màu xám sáng, nâu nhạt, phớt tím, rải rác có xen sạn kết, thấu kính cuội kết, hạt cuội là thạch anh. Đá phân lớp dày, phổ biến có cấu tạo phân lớp xiên. Bề dày khoảng 200-250 m.

Bề dày phần trên tại mặt cắt này khoảng 300 m.

Lộ trình dọc bờ biển từ bắc mũi Đền Phạch đến gần mũi Ông Thượng

Phía bắc mũi Đền Phạch 600 m, cũng bắt đầu từ hố đào khai thác huyền, đã tìm được hóa thạch thực vật. Gần ngay đó, trên mặt bờ biển bắt gặp gỗ silic hóa (mẫu HP.7663/1, còn mang số PQ1). Mặt cắt gồm hai phần.

Phần dưới: Theo hướng nam, dọc bờ biển đến mũi Đền Phạch lộ gần như liên tục cát kết đôi chỗ xen cuội sạn kết dạng thấu kính. Cát kết dạng khối rắn chắc chứa huyền. Diện chứa huyền đôi khi rộng đến vài chục mét vuông. Huyền phân bố thành ổ nhỏ dày 1-2 mm, dài 10-15 cm.

Từ mũi Đền Phạch theo bờ biển qua mũi Đá Trãi, gần đến mũi Ông Thượng, trên bờ biển lộ cát kết tạo thành vách lởm chởm. Tiếp trên là cát kết xám, xám lục nhạt, hạt mịn đồng nhất, bị phong hóa. Bề dày phần dưới khoảng trên dưới 10 m.

Phần trên: Cát kết hạt thô, đôi chỗ xen sạn kết, cuội kết thạch anh phân lớp dày. Không còn thấy huyền và di tích thực vật. Tại mũi Đá Trãi, trong cát kết có xen bột kết và ít sét kết.

Sau đó, đến gần mũi Ông Thượng đều lộ trầm tích hạt thô, gồm cát kết hạt thô xen sạn kết, thấu kính cuội kết hạt cuội thạch anh; đá màu xám sáng, đôi khi nâu nhạt, giống phần trên của mặt cắt Bắc Đền Phạch - cầu Suối Lớn. Trên bờ biển lộ ra một thân quặng sắt dạng thấm lọc, giống quặng ở Hòn Cao, quần đảo Thổ Chu, dài khoảng 10 m, rộng 1,5-2 m. Phần trên dày khoảng 250 m.

Tài liệu các mặt cắt mô tả bên trên cho thấy trầm tích nghiên cứu gồm hai phần: phần dưới gồm cát kết hạt mịn có hệ lớp chứa huyền cùng với hóa thạch thực vật và gỗ silic hóa, dày khoảng 10-100 m. Phần trên gồm các trầm tích hạt thô hơn, như cát kết hạt thô, sạn kết xen các thấu kính cuội kết hạt cuội thạch anh; cát kết thường có cấu tạo phân lớp xiên; dày khoảng 250 m.

Hóa thạch thu thập được trong các mặt cắt gồm các điểm sau:

1. Hóa thạch thực vật và gỗ silic hóa

Đã thu thập được hai điểm hóa thạch thực vật (HP.7685) và gỗ silic hóa (HP.7668/1, còn mang số PQ.4) ở bắc mũi Đền Phạch. Hóa thạch thực vật được Trịnh Dánh xác định là Laurus similis Knowlton, Phragmites oeningensis A. Brongn. tuổi Miocen giữa-muộn, có thể là Miocen muộn. Hóa thạch gỗ silic hóa do D. Pons và C. Vozenin-Serra (Viện Bảo tàng Thiên nhiên Paris) xác định là Protopodocarpoxylon orientale Serra; dạng này đã được thu thập ở Thổ Chu và được xác định có tuổi Neocom (K₁n) và ở Tong Vay (Savannakhet) được xác định có tuổi Albi-Cenoman (K₁al-K₂cm).

Trước đây (1967), Laurus similis cũng đã được tìm thấy trong hệ tầng Yên Châu ở Pu Sam Cáp (Lai Châu) và được Trịnh Dánh xác định là có tuổi Creta muộn - Miocen. Do trầm tích chứa hóa thạch bị phun trào kiềm Paleogen phủ nên được định tuổi là Creta muộn.

Tuổi của thực vật và gỗ ở đây tưởng chừng như mâu thuẫn nhau, nhưng nếu coi tuổi của thực vật là Creta muộn, thay vì Miocen muộn, thì lại phù hợp với nhau. Như vậy, hệ lớp chứa huyền cùng với hóa thạch thực vật và gỗ silic hóa có tuổi ở khoảng thời muộn nhất của Creta sớm và thời sớm nhất của Creta muộn, xem như là thuộc ranh giới giữa hai thống hạ và thượng của hệ Creta. Có thể xem hệ lớp này là tầng đánh dấu để phân chia 2 phần dưới và trên của mặt cắt. Phần dưới được xếp vào hệ tầng Thổ Chu tuổi Creta sớm, và phần trên được xếp vào hệ tầng Hàm Ninh tuổi Creta muộn.

2. Hóa thạch BTPH

Theo tài liệu khảo sát lộ trình, thì trong phần trầm tích hạt thô nằm trên ở các mặt cắt nghiên cứu, cho đến nay, mới chỉ thu thập được một điểm BTPH (HP.11007) trong lộ trình Dương Đông - Suối Đá. Điểm hóa thạch này gồm có: Bào tử Aneimia (K₁-K₂), Gleichenia (T₃-K₁), Polypodiaceae, Cystopteris, Polypodium; Phấn hoa Classopollis (J-E₂, chủ yếu là K), Podozamites (T₃-K₂), Sterculia (E₃-nay), Alnus (K₂-nay), và Magnolia (K₂-nay). Theo Phạm Văn Hải, “chúng có mặt chủ yếu từ Oligocen đến nay. Một vài loài ngoại lai có tuổi Mesozoi muộn. Theo tình hình thực tế của các mặt cắt, mẫu này có thể xếp vào Creta muộn – Miocen”.

Theo tài liệu thu thập trong các lỗ khoan, thì trong số 14 lỗ khoan đã khoan ở phần giữa và bắc đảo Phú Quốc có 10 lỗ có BTPH, theo Nguyễn Đức Tùng, đều có tuổi Creta; riêng 4 mẫu PK.6/49,2; PK.6/70; PK10/17,5 và PK.18/40 cho tuổi Creta muộn.

Tập hợp BTPH ở đây gồm có: Aneimia, Brachyphyllum, Classopollis, Cyathea, Cicatricosisporites brevilaesuratus, Cic. sp., Faveotriletes, Gleichenia, Ginkgo, Lygodium, Monocolpopollenites, Osmundicites, Pteridium, Pteris, Microlepia, Distatriangulisporites, Echimonocolpopollenites, Retitriletes, Schizea, Triletes, Tricolporopollenites, Verrucosisporites, Verrucatosporites, Polypodiisporites,Pinus, Selaginella. Ngoài ra, Trần Hữu Dần còn phát hiện thêm Tricolpites, Ovalipollis, Lycopodiumsporites, Ginkgocycadophytus, Eucommiidites, Divisisporites, Araucariacites ở lỗ khoan PK.10; mẫu PK.10/17,5 còn có Quercus. Theo nhà cổ sinh này, hóa thạch BTPH cho tuổi Creta.

¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯

* Trong lập luận về tuổi, các tác giả còn chưa quan tâm đến một đặc điểm về cổ khí hậu thế Creta muộn, thể hiện rõ trên toàn Đông Nam Á. Đó là một thời kỳ khô hạn rất khắc nghiệt, làm cho trầm tích có màu đỏ khá sẫm, đồng thời tạo nên các tầng evaporit có chỗ dày đến hơn 100 m (Đồng Hến, Savannakhet thuộc Nam và Trung Lào) và làm cho Khủng long bị tuyệt diệt (BTT.).

Năm 1984, khi nghiên cứu thành hệ dãy ngang ở Việt Nam, P.D. Rodnikova (Liên Xô cũ) đã thu thập mẫu trong cát kết và sét ở Phú Quốc (mẫu 90, 93a, 94a và 87a) để phân tích BTPH. Một mẫu sét (94a) phân tích tại Phòng thí nghiệm Viện VNIGRI bằng phương pháp ngâm mủn đã cho kết quả. Trong thành phần của cặn có hai mảnh Spermatites elongatus Miner, là hóa thạch được biết trong Creta muộn ở Greenland và trầm tích biển Jura trung ở Dagestan, ít mảnh gỗ thực vật Khỏa tử (Gymnospermae), bào tử Nấm Exesisporites, Tetrasporites (Fungi dispersae), và tương đối nhiều phấn hoa Đệ tam và Đệ tứ. Căn cứ vào Spermatites elongatus, M.A. Petrosiants cho rằng mẫu này có tuổi Jura-Creta.

3. Các phương pháp khác

Năm 2000, khi nghiên cứu khoáng vật và quá trình tạo đá của cát kết và bột kết lấy ở đảo Phú Quốc, J.R. Glasmann (Sở Địa chất Texas, Hoa Kỳ) cho rằng chúng đã hình thành trước Đệ tam. Do ranh giới dưới của mặt cắt không có yếu tố Jura, nên có thể coi chúng thuộc Creta.

G. Rinaldi, cũng làm việc ở Sở này, đã nghiên cứu mẫu bitum thể cứng ở Phú Quốc và nhận xét: “Nguồn gốc của bitum chiết từ hai mẫu ở Phú Quốc không có gì nghi ngờ là được sản sinh từ thực vật Khỏa tử Mesozoi”. Với các hiểu biết về địa chất Phú Quốc hiện nay, có thể thấy là các mẫu bitum thể cứng kể trên đã được thu thập trong phần trên cùng của Creta hạ, trong hệ lớp chứa huyền cùng gỗ silic hóa và di tích thực vật thuộc hệ tầng Thổ Chu.

Tập hợp BTPH do Rodnikova thu thập, khi xác định, Petrosiants đã đưa ra hai tuổi thực tế đã gặp chúng là Jura giữa và Creta muộn, nhưng ở đây yếu tố Jura giữa có thể bị loại trừ và tuổi thích hợp hơn cả là Creta muộn.

Nhìn chung, các kết quả xác định hóa thạch và nghiên cứu quá trình tạo đá và bitum của các nhà nghiên cứu nước ngoài đều cho tuổi là trước Đệ tam, không có kết quả nào cho là Miocen. Thành tạo cung cấp mẫu là các trầm tích hạt thô nằm trên hệ tầng Thổ Chu tuổi Creta sớm và bị phủ bởi hệ tầng An Thới tuổi Miocen. Do đó, tuổi của chúng là Creta muộn. Để ghi nhận chúng, các tác giả đề nghị xác lập một phân vị mới là hệ tầng Hàm Ninh tuổi Creta muộn*.

Hai hệ tầng Thổ Chu và Hàm Ninh hợp thành loạt Phú Quốc.

HỆ NEOGEN

Thống Miocen, hệ tầng An Thới (N₁ at)

Hệ tầng An Thới [5] phân bố trên 10 trong số 15 đảo thuộc quần đảo An Thới, là hòn Dừa, hòn Rọi, hòn Thơm, hòn Đụng (hòn Vang), hòn Kim Quy, hòn May Rút Trong, hòn Móng Tay (hòn Xương), hòn May Rút ngoài, hòn Buồm và hòn Dơi. Ngoài ra, chúng còn có mặt rải rác trên đảo Phú Quốc.

Mặt cắt được mô tả theo lỗ khoan K4, khoan ở hòn Thơm. Từ dưới lên, hệ tầng gồm 14 tập đá.

Tập 1. Sét bột kết màu xám đen, phớt tím; dày 14 m. Ở độ sâu 87,5 m có BTPH: Cyathea, Polypodiisporites, Quercus và Tảo nước ngọt: Pediastrum, Botryococcus.

Tập 2. Cát kết, sạn sỏi và cuội kết màu xám, xám lục; dày 16 m. Ở độ sâu 66-67 m có BTPH: Lygodium, Tricolporopollenites.

Tập 3. Cát kết xám, xám nâu; dày 2 m.

Tập 4. Bột sét kết xám lục, xám sẫm, mềm bở; dày 2,5 m.

Tập 5. Cát kết, ít sạn kết màu xám sáng, xám lục; dày 5 m.

Tập 6. Sét bột kết xám lục và nâu; dày 1 m.

Tập 7. Cát sạn kết xám sáng, xám nâu, xám trắng; dày 7 m. Ở độ sâu 51,5 m có BT Polypodiisporites, phấn Khỏa tử Pteris, Pinus, phấn Bí tử Carya, Lithocarpus, Quercus, Tricolporopollenites và Tảo nước ngọt Pediastrum, Botryococcus.

Tập 8. Sét bột kết xám lục, xám sẫm phớt tím; dày 1,5 m.

Tập 9. Cát kết xám nâu, xám lục; dày 3 m.

Tập 10. Sét bột kết xám lục, xám sẫm, cứng chắc; dày 6 m.

Tập 11. Cát sạn kết xám, xám nâu phớt tím; dày 4 m.

Tập 12. Sét bột kết nâu phớt tím; dày 4 m.

Tập 13. Cát kết xen sét bột kết xám nâu phớt đỏ, nâu đậm, vỡ vụn; dày 16 m.

Tập 14. Sét bột kết xám nâu, xám sáng; dày 3 m.

Như vậy, từ tập 1 đến tập 6 đá chủ yếu có màu xám lục, còn từ tập 7 đến tập 14 chủ yếu có màu xám nâu. Bề dày chung của hệ tầng là 85 m. Trong suốt mặt cắt, các tập cát kết đều xen sạn kết, cuội kết, bột kết và sét kết, tạo thành những nhịp trầm tích từ thô đến mịn. Phủ trên hệ tầng là sét bột xám vàng chứa nhiều sạn sỏi laterit, dày khoảng 15 m, có lẽ là trầm tích Đệ tứ.

Chưa khống chế được bề dày của hệ tầng, do chưa quan sát được ranh giới dưới

Dựa vào tập hợp BTPH thu thập từ các tập 1, 2 và 7, Nguyễn Đức Tùng cho rằng: “Mẫu BTPH nghèo và kém đa dạng. Các dạng đã gặp thường thấy trong các trầm tích Miocen ở Việt Nam”. Tảo nước ngọt thu thập được có nhiều khả năng thuộc môi trường hồ.

Hệ tầng An Thới không chỉ phân bố trên quần đảo An Thới, mà còn có mặt cả trên đảo Phú Quốc. Trước hết, phải kể đến diện tích tây nam đảo, từ xã An Thới (Phú Quốc), Trại giam Phú Quốc về phía bắc đến Dương Tơ. Đó là những tập sét kết, bột kết bị phong hóa có màu nâu đỏ, tím, loang lổ, cấu tạo phân lớp song son. Các nhịp trầm tích thể hiện khá rõ. Bề dày quan sát được khoảng vài chục đến trăm mét.

Ở cảng 3 Vùng 5 Hải quân và ở D.563 Hải quân (An Thới) còn thấy xen các lớp cát kết dạng khối, nhiều khe nứt, phong hóa dạng vỏ. Đối diện với Trại giam Phú Quốc, dưới tập cát kết lộ sét bột kết màu nâu tím nhạt, có khe nứt gần như thẳng đứng.

Nhìn trên bình đồ cấu trúc, có thể thấy các trầm tích ở quần đảo An Thới và đầu phía tây nam đảo Phú Quốc, từ mũi Hạnh đến Dương Tơ chủ yếu là những trầm tích màu nâu đỏ có phương bắc-nam nằm không chỉnh hợp thoải (10-15°) trên các trầm tích màu xám trắng, xám vàng có phương TB-ĐN, góc cắm lớn hơn (25-30°), lộ ra ở mũi Ông Đội và hòn Dăm. Có thể xem đó là quan hệ của trầm tích Miocen hệ tầng An Thới phủ trên trầm tích Creta thượng hệ tầng Hàm Ninh.

Trong sét bột ở D.536 xã An Thới có BTPH (sưu tập của Nguyễn Đức Tùng) có Acrostichum aureum, Crassoretitriletes nanhaiensis, Stenochlaena palustris, Calophyllum, Caryapollenites, Osmundacidites, Classopollis, Polypodiisporites, Piceapollenites, Casuarina cainozoicus, Monocolpopollenites, Botryococcus, Cyclotella và Tảo Diatomae.

Tại Bãi Vòng (sưu tập của Nguyễn Đức Tùng) có Florschuetzia semilobata, Acrostichum aureum, Faveolites, Brachyphyllum, Classopollis, Casuarina cainozoicus, Danaea triassica, Germniamonoletes, Leiotriletes Nypa type, Psilatricolporites, Botryococcus, Cyclotella và Tảo Diatomae.

Sau bệnh viện Phú Quốc (Dương Đông) lộ ra các lớp sét mỏng (30-50 m) xen trong cát sạn kết màu nâu đỏ, mặt lớp gần ngang và có những khe nứt thẳng đứng, chứa BTPH: Acrostichum aureum, Stenochlaena palustris, Classopollis, Pinuspollenites, Taxodium, Cyclotella và Tảo Diatomae.

Tập hợp BTPH do Nguyễn Chí Hưởng, Phạm Hùng và Phạm Văn Hải thu thập trên bờ biển bắc Phú Quốc (mẫu 2556a, b, c, d) gồm có: Florschuetzia levipoli, Fl. trilobata, Stenochlaena palustris, Echiperisporites, Dacrydium, Lygodium microphyllum, Rhus, Cyathea, Canthiumpollenites, Margocolporites, Fagus, Sapotaceae gen. indet., Polypodium, Pinus, Gleichenia và Trùng hai roi. Các BTPH trên, theo Phạm Văn Hải, đặc trưng cho thực vật biển ven bờ, vùng ngập mặn, tuổi Miocen đến nay. Dựa vào các tài liệu kể trên, các trầm tích ở đảo Phú Quốc cũng được các tác giả xếp vào hệ tầng An Thới. Những nơi chứa các trầm tích này có thể là những trũng Miocen, mà cơ chế hình thành chưa được nghiên cứu.

Để thay lời kết luận, xin nêu các việc đã làm được như sau:

- Sau nhiều năm hóa thạch gỗ silic hóa không được nghiên cứu. Qua công trình này, một số đã được xác định, và cùng với BTPH đã góp phần vào việc định tuổi cho trầm tích chứa chúng và loại trừ yếu tố Jura, như đã có ở các công trình trước đây.

- Tài liệu thu thập được cho thấy các trầm tích trên đảo Phú Quốc, quần đảo Thổ Chu và quần đảo An Thới không cùng một tuổi, mà có 3 tuổi khác nhau. Dựa vào đó, đã đưa ra khung phân chia địa tầng cho chúng.

- Các trầm tích Creta hạ ở Thổ Chu và Creta ở Phú Quốc là phần kéo dài về phía nam của hệ tầng “Cát kết thượng” ở Lào và Campuchia [6], nhưng các trầm tích Miocen An Thới có thể liên quan đến sự hình thành vịnh Thái Lan. Đây là phần rìa trũng Kainozoi của vịnh. Nhưng dù là Creta hay Miocen cũng đều có thể là đối tượng cần nghiên cứu về tiềm năng dầu khí ở khu vực tây nam đất nước.

Tuy nhiên, vì là một việc kết hợp nên tuy có nhận được sự giúp đỡ của các đơn vị, các đồng nghiệp, nhưng mục đích chính là điều tra nguồn nước dưới đất trên các đảo, nên mặt nghiên cứu sâu về địa chất bị hạn chế. Nhiều việc chưa tiến hành được, như nghiên cứu cấu trúc, quan hệ địa tầng chưa khảo sát được tỉ mỉ, một số mặt cắt chưa được đo vẽ chi tiết. Mong rằng trong những năm tới công việc này sẽ được tiếp tục.

Nhân dịp bài báo được công bố, các tác giả xin cảm ơn Liên đoàn Bản đồ địa chất Miền Nam và Liên đoàn Địa chất thủy văn - Địa chất công trình Miền Nam đã giúp đỡ nhiều mặt trong quá trình làm việc và tạo điều kiện để sự phối hợp nghiên cứu được thuận lợi. Xin gửi đến các nhà cổ sinh Việt Nam và Pháp lời cám ơn chân thành vì đã giúp đỡ các tác giả trong việc nghiên cứu hóa thạch. Xin cảm ơn GS. Tống Duy Thanh đã giúp các tác giả để hóa thạch gỗ được xác định và cảm ơn KS. Hoàng Đình Khảm đã giúp đỡ trong việc thu thập tài liệu tại thực địa.

VĂN LIỆU

1. Bùi Phú Mỹ, 1970. Thành hệ màu đỏ Pu Sam Cáp. Địa chất, 93-94 : 26-28. Hà Nội.

2. Bùi Phú Mỹ, Trần Hồng Lĩnh, Khiếu Văn Giáp, Hoàng Đình Khảm, 2002. Các trầm tích màu đỏ ở quần đảo Thổ Chu, tỉnh Kiên Giang. TC Địa chất, A/268 : 9-14. Hà Nội.

3. Bùi Phú Mỹ, Trần Hồng Lĩnh, 2003. Tài liệu mới về hệ tầng Thổ Chu, tỉnh Kiên Giang. TC Địa chất, A/275 : 51-54. Hà Nội.

4. Bùi Phú Mỹ, Trần Hồng Lĩnh, 2003. Tài liệu mới về các trầm tích lục địa màu đỏ ở đảo Phú Quốc, tỉnh Kiên Giang. TC Địa chất, A/276 : 10-18. Hà Nội.

5. Bùi Phú Mỹ, Trần Hồng Lĩnh, 2005. Các trầm tích lục địa màu đỏ ở quần đảo An Thới. TC Địa chất, A/287 : 1-7. Hà Nội.

6. Fontaine H., 1967. Note sur l’archipel de Thổ Châu. Việt Nam Địa chất khảo lục, 10 : 17-22. Sài Gòn.

7. Fontaine H., 1969. Remarque sur Phú Quốc et l’archipel d’An Thới. Việt Nam Địa chất khảo lục, 10 : 109-115. Sài Gòn.

8. Gianfranco R., 2000. Geochemic evaluation of two solid bitum samples from Phu Quoc Island, offshore Vietnam. Memorandum, Texas 77478.

9. Glassmann J.R., 2000. Mineralogy and diagenetic history of water well and outcrop samples from Phu Quoc Island, Viet Nam. Willamette Geol. Surv., Texas.

10. Nguyễn Đức Tùng (Chủ biên), 1998. Báo cáo Khảo sát thực địa đảo Phú Quốc và vùng ven biển Rạch Giá - Hà Tiên nhằm phục vụ cho việc đánh giá địa chất dầu khí. Lưu trữ Tổng công ty Dầu khí Việt Nam, Hà Nội.

11. Nguyễn Ngọc Hoa (Chủ biên), 1996. Bản đồ địa chất và khoáng sản Việt Nam 1:200.000. Loạt tờ Đồng bằng Nam Bộ, kèm theo thuyết minh. Cục Địa chất Việt Nam, Hà Nội.

12. Nguyễn Xuân Bao, Vũ Như Hùng, Trịnh Long, 2000. Hiệu đính tuổi một số phân vị địa tầng Mesozoi ở Nam Việt Nam. Địa chất, tài nguyên, môi trường miền Nam Việt Nam, tr. 16-19. Tp Hồ Chí Minh.

13. Saurin E., 1956. Từ điển địa tầng Đông Dương. Bản dịch. Nxb KH&KT, Hà Nội.

14. Serra C., 1969. Sur les bois fossiles de l’archipel de Thô Châu (golfe de Thailande). Việt Nam Địa chất khảo lục, 12 : 1-15. Sài Gòn.

15. Trần Đức Lương, Nguyễn Xuân Bao (Đồng chủ biên), 1988. Bản đồ địa chất Việt Nam tỷ lệ 1:500.000. Tổng cục Mỏ và Địa chất, Hà Nội.

16. Trịnh Dánh (Chủ biên), 1998. Báo cáo Địa tầng Phanerozoi miền Tây Nam Bộ. Lưu trữ Địa chất, Hà Nội.

17. Trương Công Đượng (Chủ biên), 1997. Báo cáo Địa chất và khoáng sản nhóm tờ Phú Quốc - Hà Tiên. Lưu trữ Địa chất, Hà Nội.

18. Vũ Khúc, Bùi Phú Mỹ (Đồng chủ biên), 1989. Địa chất Việt Nam. Tập 1. Địa tầng. Tổng cục Mỏ và Địa chất, Hà Nội.