Lo¹t §å Sn (D1 – D2gv ®s)

MỞ ĐẦU

Sự có mặt của các trầm tích Đevon trong đới Quảng Ninh [23] thuộc địa phận các tỉnh Hải Dương, Quảng Ninh và thành phố Hải Phòng đã được đề cập đến trong nhiều công trình nghiên cứu địa chất. Từ những phát hiện ban đầu của H. Lantenois [8] ghi nhận sự có mặt của các trầm tích trước Carbon và sự phân chia có tính khái quát các trầm tích Eifel tướng lục nguyên và các trầm tích Eifel - Givet tướng carbonat của Jamoida A.I. [3] đã đi đến việc phân chia chi tiết ra các phân vị địa tầng: điệp Kiến An (S₂ ka), điệp Sông Giá, tầng Dưỡng Động (D₂e dđ), Tràng Kênh (D₂gv tk) của Nguyễn Quang Hạp [13]; điệp Yên Phụ (D₂e yp), điệp Lỗ Sơn (D_2-3? ls) của Phạm Văn Quang [15]; điệp Sông Cầu (D₁sc) của Trần Văn Trị, Nguyễn Đình Uy [23], Trần Văn Trị và nnk. [24]; điệp Đồ Sơn (D₁đs) của Nguyễn Công Lượng [11]; hệ tầng Si Ka (D₁ sk) của P. Janvier và nnk. [4,5]. Ở đây có thể dễ nhận thấy sự không thống nhất trong cách phân chia các phân vị địa tầng. Cùng một đối tượng là đá lục nguyên, Nguyễn Quang Hạp [13] gọi là tầng Dưỡng Động, trong khi đó Phạm Văn Quang [15] gọi là điệp Yên Phụ v.v.... Tuổi của hệ tầng Đồ Sơn, từ chỗ chỉ coi là Đevon sớm: Trần Văn Trị, Nguyễn Đình Uy [23], P. Janvier và nnk. [4] đến việc xếp hệ tầng Đồ Sơn vào Givet - Đevon muộn: J. Long và nnk. [9], Tống Duy Thanh và nnk. [20] hoặc D₃-C₁: Ngô Quang Toàn [10]. Vị trí địa tầng của hệ tầng Đồ Sơn cũng có những ý kiến khác nhau, như nằm trên hệ tầng Tràng Kênh: J. Long và nnk. [9], nằm trên hệ tầng Dưỡng Động: Tống Duy Thanh, Tạ Hoà Phương [22]. Thành phần trầm tích của hệ tầng Tràng Kênh cũng cần được xem xét lại. Phần lớn các nhà nghiên cứu [1, 13, 14, 20] đều cho rằng, tập silic chứa Trùng tia, đá vôi chứa các ổ silic lộ ra ở dải Pháp Cổ - Phi Liệt - Đò Đụn thuộc phần giữa của hệ tầng Tràng Kênh. Đó là những vấn đề không bình thường trong một hệ tầng, nếu xét về sự tiến hoá của bồn trầm tích.

Những tài liệu đo vẽ chi tiết các mặt cắt sinh địa tầng và những phát hiện mới về cổ sinh qua các đề tài "Nghiên cứu cổ sinh địa tầng và tướng đá cổ địa lý các thành tạo trầm tích D₃-C₁ Bắc Việt Nam" (1999 - 2001); "Địa tầng các trầm tích Phanerozoi ở Đông Bắc Việt Nam" (2004 - 2006) đã góp phần làm rõ hơn về trật tự địa tầng, bối cảnh cổ địa lý của các thành tạo trầm tích Đevon trong đới Quảng Ninh.

I. VỀ CÁC PHÂN VỊ ĐỊA TẦNG ĐEVON ĐÃ ĐƯỢC PHÂN CHIA TRONG ĐỚI QUẢNG NINH QUA CÁC THỜI KỲ NGHIÊN CỨU

1. Về hệ tầng Đồ Sơn

Các thành tạo Đevon trong đới Quảng Ninh lần đầu tiên được Lantenois H. [8] mô tả dưới tên gọi “Cát kết Đồ Sơn”, tuổi trước Carbon, chứa hoá thạch Tay cuộn Rhynchonella. Patte E. [14] cho rằng, ngoài bán đảo Đồ Sơn, loại cát kết này còn lộ ra ở Kiến An. Tại đây, chúng bị trầm tích chứa hoá thạch Tay cuộn tuổi Frasni Spirifer cf. ziczac Roemer phủ lên trên. Cát kết ở đảo Con Mang và một số đảo khác ở vịnh Bắc Bộ và các núi thuộc dải Quảng Ninh - Chí Linh cũng được ông xếp vào Đevon. Trong các công trình địa chất tiếp theo, ý kiến của các nhà nghiên cứu rất khác nhau về cát kết ở bán đảo Đồ Sơn và ở một số vùng khác thuộc các tỉnh Quảng Ninh, Hải Dương và thành phố Hải Phòng. Saurin E. [16, 17] cho tuổi Đevon; Jamoiđa A.I. [3] phủ nhận sự có mặt của trầm tích Đevon ở vùng Kiến An, bởi một lẽ ở đây đã phát hiện ra các hoá thạch Tay cuộn và San hô bốn tia cho tuổi Silur muộn như Retziella weberi Nik., Eospirifer cf. linxoides Nal., Xiphelasma sp., Nipponophyllum sp.. Cát kết trên bán đảo Đồ Sơn, các đảo Ngọc Vừng, Trà Bản, Quán Lạn và cát kết dạng quarzit trên dải Đông Triều - Quảng Ninh được ông xếp vào bậc Eifel. Cát kết lộ trên đảo Con Mang và một số đảo khác ở vịnh Bắc Bộ và các núi thuộc dải Quảng Yên - Chí Linh được coi thuộc hệ tầng Hà Cối (J₁hc) vì đã phát hiện hoá thạch thực vật Mesozoi như Bernoullia zeilleri P’an, Asterotheca cottonii Zeill. v.v.. Nguyễn Quang Hạp [13] coi “Cát kết Đồ Sơn” cùng tuổi với cát kết và đá vôi chứa hoá thạch San hô và Tay cuộn lộ ra ở thị xã Kiến An thuộc hệ tầng Kiến An, tuổi Silur muộn. Toàn bộ cát kết, bột kết lộ ra ở Hiệp Sơn Hạ (vùng Kinh Môn, Hải Dương), Dưỡng Động (vùng Thuỷ Nguyên, Tp. Hải Phòng) được ông xếp vào hệ tầng Dưỡng Động, một phân vị địa tầng mới do ông xác lập, tuổi Eifel. Trần Văn Trị, Nguyễn Đình Uy [23]; Trần Văn Trị và nnk. [24] coi “Cát kết Đồ Sơn” thuộc điệp Sông Cầu, tuổi Đevon sớm; Vũ Khúc, Bùi Phú Mỹ [25] coi thuộc hệ tầng Đồ Sơn, có vị trí địa tầng nằm dưới hệ tầng Dưỡng Động, tuổi Đevon sớm; Janvier P. và nnk. [4] xếp “Cát kết Đồ Sơn” vào hệ tầng Si Ka, coi chúng có cùng tuổi với “Cát kết đỏ cổ” ở xứ Wales ở Anh hoặc đảo Spitsberg ở Na Uy; J. Long và nnk. [9] đã phát hiện di tích cá cổ Vietnamaspis, một giống mới trong cát kết ở bờ phía tây bán đảo Đồ Sơn dưới chân “Biệt thự Bảo Đại” 100 m thuộc phức hệ cá cổ Bothriolepis có tuổi Đevon giữa - Đevon muộn. Vì vậy, hệ tầng Đồ Sơn cũng được coi thuộc Givet, Đevon muộn và xếp nằm trên hệ tầng Lỗ Sơn (= hệ tầng Tràng Kênh); Ngô Quang Toàn [10] coi “Cát kết Đồ Sơn” thuộc chu kỳ trầm tích Đevon thượng - Carbon hạ? chuyển tướng ngang với các trầm tích lục nguyên - carbonat của hệ tầng Phố Hàn (D₃-C₁ph); P. Janvier và nnk. [7] cho rằng hệ tầng Đồ Sơn bao gồm các trầm tích Silur thượng? - Đevon hạ lộ ra ở phần dưới chứa hoá thạch cá cổ Wangolepis và Eurypterid Rhinocarcinosoma; phần trên của hệ tầng gồm cuội kết, sạn kết, cát kết phân lớp xiên, cát kết quarzit chứa hoá thạch cá Vietnamaspis, Bothriolepis và thực vật Cây vẩy Lepidodendropsis, tuổi Givet - Đevon muộn. Ranh giới giữa hai phần của hệ tầng được coi là không chỉnh hợp, đánh dấu bằng lớp sạn kết nằm trên các lớp chứa Rhinocarcinosoma. Tống Duy Thanh và nnk. [22] coi hệ tầng Đồ Sơn có tuổi Givet - Frasni và có vị trí địa tầng nằm trên hệ tầng Dưỡng Động và dưới hệ tầng Tràng Kênh. Kết quả nghiên cứu mới của chúng tôi về các trầm tích từng được mô tả thuộc hệ tầng Đồ Sơn ở bán đảo Đồ Sơn cũng như trên các đảo ở vịnh Bái Tử Long sẽ được trình bày chi tiết ở phần sau.

2. Về hệ tầng Dưỡng Động

Theo mô tả ban đầu của Nguyễn Quang Hạp [13], hệ tầng gồm 6 tập, bắt đầu bằng các tập cuội, sạn, cát kết; chuyển dần lên là bột kết, cát kết phân lớp xiên chứa cuội, kết thúc bằng tập bột kết xen cát kết và đá phiến sét với tổng bề dày 800-1000 m, chứa hoá thạch Tay cuộn, San hô tuổi Eifel, lộ ở một số vùng thuộc huyện Thủy Nguyên, Tp. Hải Phòng và huyện Kinh Môn, tỉnh Hải Dương. Ranh giới dưới với hệ tầng Kiến An (S₂ ka) không rõ, ranh giới trên chuyển tiếp lên hệ tầng Tràng Kênh (D₂ tk).

Phạm Văn Quang [15] không công nhận tên gọi “tầng Dưỡng Động” và đưa ra tên gọi “điệp Yên Phụ” (D₂e yp) gồm hai phụ điệp: phụ điệp dưới có chiều dày 150 - 220 m, gồm cát kết thạch anh, cát kết xen bột kết, đá phiến sét; phụ điệp trên gồm chủ yếu đá phiến sét-sericit xen kẽ cát bột kết, dày 300 - 380 m. Tổng bề dày của điệp Yên Phụ là 350 - 600 m.

Nguyễn Công Lượng [11] cho rằng điệp Yên Phụ lộ cả trên các đảo Trà Bản, Châu Dấp, Ngọc Vừng, Lũ Con, Vạn Sao, Lộc Dữ, Thừa Cống ở vùng vịnh Bái Tử Long, chiếm diện tích 100 - 124 km². Các công bố sau này của Tống Duy Thanh và nnk. [20, 21]; Vũ Khúc, Bùi Phú Mỹ [25]; Tạ Hoà Phương và nnk. [19] coi "điệp Yên Phụ" là đồng nghĩa với hệ tầng Dưỡng Động và đưa lại những nội dung cơ bản của hệ tầng đã được Nguyễn Quang Hạp [13], Phạm Văn Quang [15] và Nguyễn Công Lượng [11] mô tả, đồng thời có bổ sung một số tài liệu về cổ sinh mới được phát hiện trong thời gian gần đây. Riêng về vị trí địa tầng, Tống Duy Thanh, Tạ Hoà Phương [22] cho là hệ tầng Dưỡng Động nằm dưới hệ tầng Đồ Sơn.

Chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu lại mặt cắt Hiệp Sơn Hạ (Hiệp Hạ) nơi được coi là có mặt cắt chuẩn của hệ tầng Dưỡng Động, cũng như các mặt cắt khác ở vùng Kinh Môn, tỉnh Hải Dương; vùng Thuỷ Nguyên, Tp. Hải Phòng và các đảo trong vịnh Bái Tử Long thuộc tỉnh Quảng Ninh. Kết quả nghiên cứu mới cho thấy, các mặt cắt của hệ tầng Dưỡng Động thường bắt đầu bằng tập đá phiến sét chứa hoá thạch Tay cuộn, San hô, Huệ biển cho tuổi D₁-D₂, đặc trưng cho tướng biển nông. Các tập cuội kết, sạn kết, cát kết phân lớp xiên chỉ gặp ở phần trên của mặt cắt, nay được chúng tôi coi thuộc hệ tầng Đồ Sơn, đặc trưng cho tướng sông, suối và tam giác châu.

3. Về hệ tầng Tràng Kênh

Hệ tầng này do Nguyễn Quang Hạp [13] xác lập và mô tả dưới tên gọi “tầng Tràng Kênh” với 2 phụ tầng. Phụ tầng dưới gồm 4 lớp:

Lớp 1. Đá vôi sinh vật có kiến trúc giả trứng cá, lộ ra ở nam làng Hạ Chiểu. Dày 70-80 m.

Lớp 2. Đá vôi màu đen, hạt mịn, chứa nhiều di tích hữu cơ, kiến trúc giả trứng cá. Dày 50 m.

Lớp 3. Đá phiến silic màu đen, kiến trúc hạt ẩn tinh, lộ thành dải chạy dài từ Tràng Kênh qua Thụy Khê, Phà Đụn tới Hạ Chiểu. Dày 100 - 120 m.

Lớp 4. Đá vôi chứa sét, hạt mịn và chứa nhiều di tích hữu cơ. Dày 20 - 40 m.

Bề dày toàn bộ của phụ tầng dưới là 250 - 280 m. Theo tác giả, phụ tầng dưới chứa hoá thạch Syringopora cf. eifeliensis Schl., Amphipora cf. ramosa Phil., Crassialveolites crassus Lec. cho tuổi Eifel muộn - Givet sớm. Phụ tầng trên gồm đá vôi xám sáng, đôi khi chuyển thành màu trắng và trắng hồng, cấu tạo dạng khối, chứa hoá thạch Scoliopora denticulata (M. E. H.), Caliapora battersbyi (M. E. H.), tuổi Givet.

Phạm Văn Quang [15] mô tả một mặt cắt tương tự, nhưng đưa ra một tên gọi mới là “điệp Lỗ Sơn” với thành phần gồm 4 tập, tương ứng với 4 lớp như mô tả của Nguyễn Quang Hạp [13] và cho tuổi D₂gv - D₃?.

Dương Xuân Hảo, Nguyễn Thơm, Nguyễn Đức Khoa [1] và Dương Xuân Hảo [23] coi hệ tầng thuộc bậc Givet với thành phần trầm tích gồm 3 phần: phần dưới gồm đá vôi đen chứa hoá thạch Lỗ tầng và San hô tuổi Givet, dày 150 m; phần giữa gồm chủ yếu đá phiến silic, chứa Trùng tia, dày 50 m; phần trên gồm đá vôi phân lớp dày chứa Lỗ tầng và San hô tuổi Givet. Nằm không chỉnh hợp lên trên là đá vôi Carbon - Permi.

Tống Duy Thanh và nnk. [20] công nhận tên gọi “điệp Lỗ Sơn” cho các trầm tích Givet lộ ra ở đây với thành phần thạch học và trật tự địa tầng như mô tả của Dương Xuân Hảo, Nguyễn Thơm và Nguyễn Đức Khoa [1], nhưng nằm chỉnh hợp trên “điệp Lỗ Sơn” còn 300 m đá vôi của Đevon thượng có chứa hoá thạch Lỗ tầng Amphipora laxeperforata Lec., A. patokensis minor (Riab.) và Trùng lỗ Quasiendothyra.

Ngô Quang Toàn và nnk. [10] cho rằng tập silic được mô tả ở phần giữa của “điệp Lỗ Sơn” thuộc thành phần trầm tích của hệ tầng Phố Hàn (D₃-C₁ph), một phân vị địa tầng mới của Bản đồ địa chất và khoáng sản 1:50.000 nhóm tờ Hải Phòng. Nguyễn Hữu Hùng và nnk. [12] đã dẫn ra nhiều mặt cắt khác nhau của hệ tầng Tràng Kênh kể cả trên đất liền và trên các đảo ở vịnh Hạ Long và Bái Tử Long và đã đưa đến kết luận: ngoài các yếu tố Givet và Frasni sớm, còn có các yếu tố của Frasni giữa - muộn và Famen.

II. NHỮNG SỬA ĐỔI VỀ ĐỊA TẦNG ĐEVON TRONG ĐỚI QUẢNG NINH

1. Loạt Ngọc Vừng (D₁-D₂ nv)

Trong bài báo này, loạt Ngọc Vừng được xác lập để chỉ một loạt trầm tích lục nguyên hình thành trong một chu kỳ trầm tích từ Lochkov của Đevon sớm đến Eifel của Đevon giữa. Loạt này gồm các hệ tầng Vạn Cảnh và Dưỡng Động nằm chỉnh hợp với nhau. Trên thực tế, việc tách bạch hai hệ tầng này dựa trên đặc điểm thạch học là một vấn đề khó khăn đối với công tác đo vẽ bản đồ địa chất, nhưng khi xét đến bối cảnh cổ địa lý, việc thành lập mới loạt Ngọc Vừng và hệ tầng Vạn Cảnh là cần thiết. Hệ tầng Vạn Cảnh gồm cát kết, bột kết chứa phong phú hoá thạch thực vật thuỷ sinh, cá cổ, Eurypterid đặc trưng cho tướng vũng vịnh, ven bờ. Hệ tầng Dưỡng Động gồm đá phiến sét vôi xen kẹp các lớp cát kết, bột kết vôi chứa Tay cuộn, San hô, Huệ biển đặc trưng cho trầm tích tướng biển nông, gần bờ. Trên đất liền, các trầm tích của loạt Ngọc Vừng thường lộ ra không đầy đủ. Trên bán đảo Đồ Sơn chỉ lộ ra các trầm tích thuộc phần dưới của loạt, bao gồm các lớp chứa cá cổ, Eurypterid và thực vật thuỷ sinh, tuổi Lochkov-Praga thuộc hệ tầng Vạn Cảnh. Phủ không chỉnh hợp lên trên là hệ tầng Đồ Sơn. Trong các vùng Kinh Môn, tỉnh Hải Dương và Thuỷ Nguyên, Tp. Hải Phòng thường chỉ lộ ra các trầm tích thuộc phần trên của loạt (hệ tầng Dưỡng Động). Trên các đảo ở vịnh Bái Tử Long, trong đó có đảo Ngọc Vừng, đều có thể thấy được thành phần đầy đủ của loạt.

a. Hệ tầng Vạn Cảnh (D₁vc)

Hệ tầng lộ trên các đảo Ngọc Vừng, Vạn Cảnh, Cống Đông, Cống Tây, Phượng Hoàng, Thẻ Vàng, Đống Chén (đảo Dài), Vạn Dưới, Châu Dấp, Trà Bản ở vùng vịnh Bái Tử Long và trên bán đảo Đồ Sơn, được coi thuộc phần thấp nhất của mặt cắt Đevon trong đới Quảng Ninh. Mặt cắt bờ tây đảo Vạn Cảnh (Hình 1.2) được chọn làm mặt cắt chuẩn cho hệ tầng. Bắt đầu từ bờ phía đông sườn núi Sơn Tàu trên bờ tây đảo Vạn Cảnh (F. 609; x = 20^o52'22''B; y = 107^o20'14'' Đ), cách bến tàu khách Ngọc Vừng 3,5 km về phía B-TB, sát mép nước biển, lộ liên tục nhưng khá đơn điệu các lớp bột kết màu xám vàng, phân lớp mỏng xen kẽ gần như luân phiên với các lớp cát kết màu xám trắng, phân lớp cỡ 10 - 20 cm. Đá có thế nằm thoải (30^o) cắm về phía T-TB (280^o) và lộ liên tục trên quãng gần 1 km. Trong tất cả các lớp cát kết, bột kết của hệ tầng, đều phát hiện được thực vật thuỷ sinh Taeniocrada? cf. decheniana, Psilophytites ? sp. Bề dày của hệ tầng ở mặt cắt này ước tính >200 m. Nằm trên với thế nằm chỉnh hợp là các lớp đá phiến sét vôi xen bột kết vôi, chứa hoá thạch Tay cuộn Tulynetes nongpoensis (Mans.) của hệ tầng Dưỡng Động (D_1-2 dđ).

Trên đảo Ngọc Vừng, mặt cắt tốt nhất của hệ tầng lộ dọc theo đường ô tô từ bến tàu khách Ngọc Vừng về trung tâm xã Ngọc Vừng (Hình 1.1), gồm bột kết màu xám, phong hoá có màu đỏ nâu xen các lớp cát kết màu xám. Đá cắm về phía TN, góc dốc khoảng 40-45^o. Tại điểm lộ F.603 (x = 20^o50’49” B; y = 107^o20’36” Đ), cách cảng Ngọc Vừng 200 m về phía nam, vách bên phải đường ô tô, lộ ra các vỉa dày đặc hoá thạch thực vật thuỷ sinh Taeniocrada? cf. decheniana, Psilophytites ? sp.. Ngoài ra, trong các lớp cát kết còn thu thập được các di tích cá?, Lingula và Chân rìu. Bề dày >200 m.

Trên đảo Cống Tây, sau trụ sở UBND xã Thắng Lợi, trong bột kết màu xám xanh, xám trắng lộ ở vách núi, đã thu thập được di tích Eurypterid bảo tồn xấu và thực vật thuỷ sinh Psilophytites ? sp. (F.604; x = 20^o53'09'' B; y = 107^o18'51'' Đ). Tại bờ cực nam của đảo Cống Đông (F.607; x = 20^o53'09'' B; y = 107^o18'51'' Đ), trong cát kết lộ sát mép nước biển, đã thu thập được thực vật thuỷ sinh Taeniocrada? sp.. Bề dày của hệ tầng ở hai mặt cắt này quan sát được >200 m.

Trên đảo Châu Dấp (Hình 1.3), đoạn nối liền với mỏm tây nam của đảo Trà Bản, lộ ra các lớp cát kết, bột kết chứa vôi màu xám trắng, phân lớp trung bình đến dày, cắm về phía B-TB (340^o), góc dốc 45^o. Trên vách phải đường ô tô mới mở, cách Văn phòng Công ty Nuôi trồng Thuỷ sản Mỹ-Việt 100 m về phía tây nam, đã thu thập được các di tích cá cổ và rất phong phú các di tích Chân rìu, Chân bụng và Chân đầu kiểu Orthoceras (F. 613; x = 20^o54' 21'' B; y =107^o26'27'' Đ). Bề dày > 200 m. Trên đảo Trà Bản (Hình 1.5), hệ tầng Vạn Cảnh lộ dọc theo vách đường ô tô, từ trụ sở UBND xã Bản Sen đến thôn Đồng Danh, gồm cát kết, bột kết sáng màu, đá phiến sét màu đỏ nâu. Bề dày >200 m. Tại các điểm lộ F.621 (x = 20^o58’13” B; y = 107^o29’23” Đ), cách trụ sở UBND xã Bản Sen 300m về phía nam, trong cát kết và điểm lộ F.620 (x = 20^o57'33'' B; y = 107^o29'23'' Đ); tại Đồng Danh, cách trụ sở UBND xã 1,5 km về phía nam, trong bột kết màu vàng nâu đã thu thập được các di tích thực vật thuỷ sinh Psilophytites ? sp. và Vỏ cứng. Một điều đáng lưu ý, tại mặt cắt này, nằm trực tiếp trên tập bột kết chứa thực vật Đevon sớm là cát kết dạng quarzit chứa phong phú di tích cá và thực vật Lepidodendropsis của hệ tầng Đồ Sơn.

Trên bán đảo Đồ Sơn (Hình 2.4), hệ tầng thường nằm ở phần thấp của các mặt cắt. Tại sườn núi phía đông bắc làng Ngọc Xuyên, mặt cắt hệ tầng lộ ra ở đây bắt đầu bằng tập bột kết phân lớp 10-20 cm, màu xám trắng, lục nhạt, chứa nhiều vẩy sericit, xen kẽ gần như luân phiên với các lớp cát kết vôi, phân lớp 30-40 cm. Đá có thế nằm thoải, góc dốc15^o, cắm về B-TB. Tại điểm lộ F.589 (x = 20^o43’03” B; y = 106^o45’19” Đ), trong bột kết đã thu thập được các di tích Eurypterid, cá, Lingula. Cũng tại chân sườn núi này, sát nhà dân ở thôn Ngọc Xuyên, P. Janvier và nnk. [4-7] đã sưu tập được cá cổ: Yunnanolepis, Zhanjilepis, Wangolepis và Eurypterida Rhynocarcinosoma dosonensis, Hyghmilleria sp., thực vật Cooksonia. Bề dày tập ~ 80 m. Chuyển tiếp lên trên là tập cát kết phân lớp dày xen các lớp mỏng bột kết màu đỏ chứa phong phú Lingula kích thước lớn, lộ ra ở phần cuối dải núi này. Ngoài Lingula, trong cát kết còn gặp rất phong phú các dấu vết hoạt động của sinh vật đường kính 8-10 mm, dạng ống, cắt vuông góc mặt lớp của đá, chiều dài 20-30 cm . Bề dày tập ~ 35 m. Nằm trên tập 2 là cuội kết, sạn kết, cát kết phân lớp xiên, cát kết sáng màu lộ ra ở trên đỉnh 98, được coi thuộc hệ tầng Đồ Sơn. Mặt cắt tương tự cũng lộ ra ở mỏ đá Nam Thôn (x = 20^o42’30” B,
y = 106^o47’08” Đ), gồm bột kết màu xám trắng, phớt lục xen các lớp cát kết sáng màu, phân lớp 0,4 - 0,5 m; chứa di tích cá cổ Galeaspis và các di tích Eurypterid giống như ở vết lộ F.598 (ở Ngọc Xuyên). Tại mặt cắt này có thể quan sát được tập cuội kết, sạn kết, cát kết phân lớp xiên của hệ tầng Đồ Sơn nằm không chỉnh hợp trên hệ tầng Vạn Cảnh mà P. Janvier [7] đã mô tả. Bề dày chung của hệ tầng quan sát được ở bán đảo Đồ Sơn >110 m; trên các đảo là >200 m.

Quan hệ địa tầng và tuổi: Ở các đảo trong vịnh Bái Tử Long cũng như trên bán đảo Đồ Sơn đều không thấy được ranh giới dưới của hệ tầng Vạn Cảnh vì bị chìm dưới mực nước biển. Ranh giới trên của hệ tầng quan sát được tại bờ tây đảo Vạn Cảnh. Ranh giới này được vạch ở giữa 2 lớp: lớp cát kết chứa hoá thạch thực vật Psilophytites ? sp. nằm dưới và lớp đá phiến sét vôi chứa Tay cuộn Tulynetes nongpoensis của hệ tầng Dưỡng Động nằm trên. Trên đảo Trà Bản, theo mặt cắt từ trụ sở UBND xã Bản Sen đi Nà Sắn, hệ tầng nằm chỉnh hợp dưới các lớp đá phiến sét vôi chứa Tay cuộn và Huệ biển của hệ tầng Dưỡng Động. Trên bán đảo Đồ Sơn, ranh giới trên của hệ tầng được coi là không chỉnh hợp dưới hệ tầng Đồ Sơn chứa các hóa thạch cá và thực vật Lepidodendropsis, tuổi Givet. Vấn đề này sẽ được chúng tôi đề cập chi tiết hơn ở phần sau.

Có nhiều ý kiến khác nhau về tuổi của hệ tầng Vạn Cảnh. Trước hết cần loại trừ yếu tố Givet vì thực tế các hoá thạch cá cổ Bothriolepis và thực vật Lepidodendropsis cho tuổi Givet trên bán đảo Đồ Sơn cũng như trên đảo Trà Bản không đi cùng với các lớp chứa cá và thực vật thuỷ sinh Đevon hạ, chúng có vị trí địa tầng nằm trên rất rõ ràng ở tất cả các mặt cắt. Trên cơ sở các phức hệ cá cổ Yunnanolepis, Wangolepis; Eurypterida Rhynocarcinosoma dosonensis, Hyghmilleria sp. và thực vật Cooksonia, P. Janvier và nnk. [4-7] cho rằng các lớp chứa hoá thạch kể trên thuộc Silur muộn - Đevon sớm. Tuy nhiên, cũng tại điểm lộ chứa cá cổ và Eurypterid ở Ngọc Xuyên, Zhu Huaicheng và Li Jun (Viện Địa chất và Cổ sinh Nam Kinh) đã xác định được Bào tử: Calamospora sp., Retusotriletes rotundus, R. warringtonii, Apiculiretusispora sp., Dictotriletes subgranifer, Emphanisporites neglectus, E. cf. micronatus, Archaeozonotriletes sp. và Acritarcha: Veryhachium sp. cho tuổi Đevon sớm (Vũ Khúc và nnk., 2000). Theo quan điểm của chúng tôi, trong đới Quảng Ninh, sự có mặt của các trầm tích Silur thượng thuộc hệ tầng Kiến An, cách Đồ Sơn 15 km về phía tây bắc, đảm bảo một sự khác biệt rõ ràng, kể cả thành phần trầm tích và phức hệ cổ sinh. Do vậy các yếu tố Silur muộn ở bán Đảo Đồ Sơn cần được loại trừ. Cùng với các kết quả nghiên cứu hoá thạch thực vật thuỷ sinh mới được sưu tập trên các đảo ở vùng vịnh Bái Tử Long trong mùa thực địa đầu năm 2005, được gửi đến GS Wang Yi, Viện Địa chất và Cổ sinh Nam Kinh, Trung Quốc nghiên cứu và xác định gồm Taeniocrada? cf. decheniana, Psilophytites ? sp. cho tuổi Đevon sớm và được ông so sánh với các hoá thạch thực vật Đevon sớm ở Đông Vân Nam, Trung Quốc. Như vậy, tuổi Đevon sớm của hệ tầng Vạn Cảnh là chấp nhận được và ta có thể đối sánh hệ tầng ngang với các hệ tầng Si Ka và Bắc Bun ở miền Đông Bắc Bộ.

b. Hệ tầng Dưỡng Động (D_1-2dđ)

Trong công trình này, hệ tầng Dưỡng Động được coi là chỉ gồm các tập đá phiến sét vôi, bột kết vôi xen cát kết chứa các hoá thạch Tay cuộn, Huệ biển, San hô, đặc trưng cho tướng trầm tích biển nông. Các tập cuội kết, sạn kết, cát kết dạng quarzit không chứa hoá thạch biển thường lộ ra ở phần trên của mặt cắt, trước đây thường được mô tả là thành phần của hệ tầng Dưỡng Động, nay chúng tôi coi thuộc hệ tầng Đồ Sơn. Trên đất liền, hệ tầng Dưỡng Động chủ yếu lộ ra ở vùng Kinh Môn, tỉnh Hải Dương và Thuỷ Nguyên, Tp. Hải Phòng. Trên biển, chúng lộ ra trên các đảo Ngọc Vừng, Phượng Hoàng, Vạn Cảnh, Đông Chén, Châu Dấp và Trà Bản thuộc vịnh Bái Tử Long. Hệ tầng có ranh giới dưới chỉnh hợp trên hệ tầng Vạn Cảnh và ranh giới trên được coi không chỉnh hợp dưới hệ tầng Đồ Sơn.

Các mặt cắt của hệ tầng Dưỡng Động ở trên đất liền gồm có:

Mặt cắt Hiệp Sơn Hạ (Hình 2.3). Lộ ra ở eo núi phía nam làng Hiệp Hạ (trên bản đồ địa hình 1:50.000 ghi là Hiệp Sơn Hạ), cách thị trấn Kinh Môn 1,5 km về phía tây bắc. Chân mặt cắt lộ ra tại ngã ba từ đường nhựa rẽ về phía đông bắc theo đường cấp phối vào làng Hiệp Hạ (x = 20^o59’22” B; y = 106^o32’12” Đ). Nhìn chung, thế nằm của các lớp đá khá ổn định, đơn nghiêng, cắm về B-TB 350^o với góc dốc 40-45^o.

Tập 1. Đá phiến sét vôi màu xám xanh, đá phiến sericit chứa các dấu vết Tay cuộn và Huệ biển bảo tồn xấu. Ở phần giữa và phần trên của tập xuất hiện các lớp cát kết quarzit phân dải mỏng, có chiều dày 0,5 - 1 m. Dày 200 m.

Tập 2. Cát kết, bột kết, đá phiến sét xen kẽ gần như luân phiên, màu xám trắng, phong hoá có màu đỏ nâu, chứa nhiều vảy mica. Các lớp bột kết có bề dày 0,2 - 0,3 m, cát kết dày 0,25 - 0,5 m, đôi chỗ gặp các lớp quarzit màu trắng trong, rắn chắc, dày 0,4 - 0,5 m. Bề dày tập: 170 m.

Tập 3. Đá phiến sét xen bột kết màu tím gụ có nhiều vảy mica chứa các di tích Tay cuộn và Chân rìu bảo tồn xấu. Dày 50 m. Bề dày tổng cộng của mặt cắt là 420 m.

Hệ tầng Dưỡng Động ở vùng Lỗ Sơn (Hình 2.1) phân bố thành dải, hướng TB-ĐN, từ núi Tử Lạc qua núi Cúc Tiền đến núi La Dương. Không thấy được mặt cắt đầy đủ của hệ tầng vì địa hình phân cắt và bị đá phun trào keratophyr xuyên cắt. Tổng hợp các đoạn mặt cắt, chúng tôi lập lại trật tự địa tầng của hệ tầng ở vùng Lỗ Sơn như sau:

Tập 1. Đá phiến sét đen xen bột kết màu xám trắng, phong hoá có màu tím gụ, chứa phong phú hoá thạch Tay cuộn: Schizophoria cf. macfarlami Grabau, S. cf. impressa Hall, Atrypa cf. desquamata Sow., A. cf. magna Grabau, Chlupacina cf. nariensis Rach., Bacbonetes sp. và các vết in đài Rugosa (F.569; x = 21^o01'09'' B; y = 106^o34'56'' Đ), cách ngã ba Hoàng Thạch - Lỗ Sơn - Tử Lạc 750 m về phía đông nam). Bề dày 50 m.

Tập 2. Cát kết hạt nhỏ màu xám trắng, phân lớp 20 - 30 cm xen các lớp mỏng đá phiến sét đen, phong hoá có màu tím gụ, chứa hoá thạch Tay cuộn: Chonetipustula sp. và các di tích Huệ biển (F.570, tây bắc làng Tử Lạc 1,5 km; x = 21^o01’54” B; y = 106^o35’10” Đ). Bề dày 70 m.

Tập 3. Cát kết màu xám vàng, phân lớp dày 0,5 - 1 m xen các lớp bột kết chứa Tay cuộn và Huệ biển bảo tồn xấu. Dày 80 m. Tập này lộ ra chủ yếu ở sườn bắc núi Cúc Tiền. Bề dày chung của hệ tầng ở Lỗ Sơn không quá 200 m.

Mặt cắt núi Trại Giáo vùng Thuỷ Nguyên lộ ra tại núi Trại Giáo, xã Ngũ Lão, huyện Thuỷ Nguyên, thành phố Hải Phòng. Mặt cắt đơn nghiêng cắm về phía N-TN, góc dốc 45^o. Trật tự địa tầng từ dưới lên như sau:

- Đá phiến sét đen chứa hoá thạch Tay cuộn, Huệ biển bảo tồn xấu (F.503; x = 20^o56’40” B; y = 106^o42’46” Đ). Dày 10 m.

- Cát kết màu xám sáng. Dày 15 m.

- Cát kết xen bột kết, đá phiến sét màu xám đen, phong hoá có màu nâu đỏ. Dày 35 m. Bề dày chung 60 m. Nằm trên với thế nằm gần như chỉnh hợp là cát kết dạng quarzit của hệ tầng Đồ Sơn.

Mặt cắt Dưỡng Động (Hình 2.2). Ở vùng Tràng Kênh (Minh Đức), hệ tầng Dưỡng Động phân bố thành dải, theo hướng tây bắc - đông nam, từ núi Phượng Hoàng qua núi Triệu Cao đến làng Dưỡng Động. Cũng như ở vùng Kinh Môn, hệ tầng thường bị đá phun trào keratophyr xuyên cắt. Cho dù chịu ảnh hưởng của các hoạt động kiến tạo - magma, gây xáo trộn ở một vài nơi, nhưng nhìn chung trong toàn vùng, hệ tầng thường chiếm vị trí địa tầng thấp nhất ở các mặt cắt.

Trong các moong khai thác đá phiến sét làm phụ gia xi măng của nhà máy Chinh Phong ở phía tây thị trấn Minh Đức, tại xóm Đông và trên các ngọn đồi, dọc theo đuờng ôtô từ thị trấn Minh Đức đến làng Dưỡng Động, lộ ra các lớp đá phiến sét đen xen kẽ gần như luân phiên với các lớp bột kết màu tím gụ. Tại điểm lộ F. 576 (x = 20^o57’32” B; y = 106^o44’09” Đ), sườn phía đông núi Phượng Hoàng, trong đá phiến sét đen bị nén ép mạnh đã sưu tập được hoá thạch Tay cuộn và Huệ biển nhưng bảo tồn xấu. Nằm trên với quan hệ không rõ là cát kết dạng quarzit của hệ tầng Đồ Sơn và đá vôi chứa Lỗ tầng của hệ tầng Tràng Kênh. Bề dày chung của hệ tầng lộ ra trong vùng Dưỡng Động và Tràng Kênh >150 m.

Các mặt cắt của hệ tầng Dưỡng Động trên các đảo. Tại bờ đông đảo Ngọc Vừng (Hình 1.1), cách điểm cực nam của đảo 400 m, sát với mực nước biển, lộ ra các lớp đá phiến sét dày 10-15 cm, xen kẽ luân phiên với các lớp bột kết chứa vôi, cát kết dạng quarzit dày 10-30 cm. Đá có thế nằm dốc đứng, phương B-TB và N-ĐN (Hình 4), đôi chỗ uốn lượn vò nhàu, chứa khá phong phú Tay cuộn Đevon sớm, gồm Eoschuchertella guangxiensis Wang et Rong, Howellella sp., Aulacella cf. zhamoidai Zuong et Rzhon., Pseudoschizophoria sp., Spinolicosta sp., Eospirifer sp., Stropheodonta sp., Platyorthis cf. longi Zuong, Tulynetes nongpoensis (Mans.) và các vết in dài của San hô bốn tia, vết in đốt thân Huệ biển không xác định được (F. 600; x = 20^o47'56'' B; y = 107^o22'57'' Đ). Bề dày chung của hệ tầng ở mặt cắt này >100 m. Ranh giới dưới không quan sát được vì bị chìm dưới mực nước biển. Ranh giới trên bị các tảng lớn cuội kết, sạn kết và cát kết phân lớp xiên của hệ tầng Đồ Sơn phủ lấp.

Trên bờ tây đảo Vạn Cảnh (Hình 1.2), cách bến tàu khách Ngọc Vừng 3,5 km về phía B-TB, lộ ra các lớp đá phiến sét xen bột kết vôi. Đá có thế nằm thoải, góc dốc 30^o, cắm về phía tây (270^o). Trong bột kết đã thu thập được các di tích Tay cuộn Tulynetes nongpoensis (Mans.) và các hoá thạch Tay cuộn khác giống như điểm lộ F.600 ở bờ đông đảo Ngọc Vừng (F.608, x = 20^o52’33” B; y = 107^o19’52” Đ). Tại mặt cắt này thấy được ranh giới dưới của hệ tầng, theo đó hệ tầng nằm chỉnh hợp trên cát kết chứa thực vật thuỷ sinh của hệ tầng Vạn Cảnh. Bề dày >100 m.

Trên đảo Trà Bản (Hình 1.5), hệ tầng Dưỡng Động lộ trên vách đường ô tô ven đảo, đoạn từ trụ sở UBND xã Bản Sen đến làng Nà Sắn, gồm đá phiến sét đen, đá phiến sét vôi, bột kết chứa vôi xen với cát kết. Tại điểm lộ F. 616 (x = 20^o58’42” B; y = 107^o29’41” Đ), ở vách bên trái đường ô tô, cách UBND xã Bản Sen 1,8 km về phía bắc, trong đá phiến sét đen đã thu thập được các di tích Huệ biển và Tay cuộn bảo tồn xấu. Tại điểm lộ F.618 (x = 20^o58’35” B; y = 107^o29’34” Đ), trong đá phiến sét đen đã thu thập được các di tích Chân rìu. Bề dày chung của hệ tầng ở mặt cắt này >200 m.

Quan hệ địa tầng và tuổi. Ranh giới dưới của hệ tầng Dưỡng Động ở các mặt cắt trên đất liền đều không quan sát được vì đã bị trầm tích Đệ tứ phủ lấp (như ở các vùng Kinh Môn, Thuỷ Nguyên, Dưỡng Động). Trên biển, ranh giới này cũng chỉ thấy được ở một số đảo. Trên bờ tây đảo Vạn Cảnh (F. 608) và trên đảo Trà Bản, theo mặt cắt từ trụ sở UBND xã Bản Sen đi Nà Sắn, hệ tầng nằm chỉnh hợp trên các lớp chứa hoá thạch thực vật thuỷ sinh Taeniocrada? cf. decheniana, Psilophytites ? sp. của hệ tầng Vạn Cảnh. Ranh giới trên của hệ tầng là ranh giới không chỉnh hợp dưới hệ tầng Đồ Sơn, quan sát được trên bờ đông đảo Ngọc Vừng. Tại các vết lộ F.600, F.601, lộ ra các lớp bột kết xen đá phiến sét và cát kết có thế nằm dốc đứng chứa phong phú hoá thạch Tay cuộn thuộc phức hệ Tulynetes nongpoensis (Hình 4). Nằm không chỉnh hợp trên chúng là cuội kết, sạn kết, cát kết phân lớp xiên của hệ tầng Đồ Sơn (Hình 5). Trên đất liền, ở các mặt cắt Tràng Kênh, Dưỡng Động, Trại Giáo, Cúc Tiền, Yên Phụ đều bắt gặp các tập sạn kết, cát kết phân lớp xiên, cát kết dạng quarzit thuộc hệ tầng Đồ Sơn có vị trí địa tầng nằm trên, nhưng với quan hệ dường như chỉnh hợp về mặt thế nằm, có thể coi thuộc hiện tượng bất chỉnh hợp song song.

Trong các công trình nghiên cứu trước đây, hệ tầng Dưỡng Động được coi có tuổi D_1-2 trên cơ sở các phát hiện rời rạc các điểm hoá thạch Euryspirifer cf. tonkinensis (Mans.), Syringopora cf. eifelensis Schl. trong các lỗ khoan ở Mạo Khê, Amphipora vatustior Gur. trong đá vôi ở phía bắc bến đò Quảng Yên, Atrypa ex gr. desquamata Sow. ở Khe Riềng và nam Dưỡng Động; Carinatina cf. arimaspa, Bacbochonetes janvieri, Indospirifer kwangsiensis, Aulacella zhamoidai ở Tử Lạc và nam huyện lỵ Chí Linh cũ. Trước hết cần lưu ý điểm hoá thạch Euryspirifer cf. tonkinensis (Mans.) do Safronov (1960) tìm được trong lõi khoan ở Mạo Khê là loại bảo tồn không đầy đủ và cho đến nay chưa ai phát hiện lại được các dạng tương tự ở đới Quảng Ninh . Loài Lỗ tầng Amphipora vatustior Gur. cho tuổi Eifel sưu tập trong đá vôi ở bắc bến phà Quảng Yên [3] do N. A. Flerova ở Viện Thăm dò Địa chất Liên bang Nga xác định có sự nhầm lẫn. Nghiên cứu lại các lát mỏng lưu trữ tại Phòng Cổ sinh Địa tầng, Viện NC Địa chất và Khoáng sản, chúng tôi nhận thấy chúng là phân loài Amphipora ramosa minor Riab., thường gặp trong các trầm tích Givet - Frasni ở Việt Nam. Thực tế điểm lộ chứa hoá thạch Lỗ tầng nêu trên nằm trong mặt cắt của hệ tầng Tràng Kênh. Cũng tại mặt cắt này, ở núi U Bò và núi Mỏ Vịt, Nguyễn Hữu Hùng và nnk. [12] đã sưu tập được một tập hợp Lỗ tầng và Trùng lỗ đặc trưng cho Frasni giữa-muộn gồm Amphipora pinguis Yav., A. simplet (Dong), Nanicella gallowayi (Thomas), Eonodosaria evlanensis (Lipina), Tichinella multiformis (Lipina), Multiseptida tikhinelliformis Truong, Eotournayella jubra (Lipina et Pronina) của phần trên hệ tầng Tràng Kênh.

Những sưu tập mới về cổ sinh trong hệ tầng Dưỡng Động ở bờ đông đảo Ngọc Vừng và ở Tử Lạc gồm Eoschuchertella guangxiensis Wang et Rong, Howellella sp., Aulacella cf. zhamoidai Zuong et Rzhon., Pseudoschizophoria sp., Spinulicosta sp., Eospirifer sp., Strophodonta sp., Platyorthis cf. longi Zuong, Tulynetes nongpoensis (Mans.). Đây là phức hệ Tay cuộn đã gặp ít nhiều trong các hệ tầng Mia Lé, Bản Nguồn ở Bắc Việt Nam và Yukiang (Úc Giang) ở Quảng Tây, Trung Quốc, ứng với khoảng Praga - Emsi. Trong số hóa thạch sưu tập trên đất liền ở Tử Lạc và Núi Thần (Lỗ Sơn), bên cạnh những loài và dạng Đevon sớm như Bacbochonetes janvieri Rach., Atrypa ex gr. reticularis Linn., Schellwienella sp., Chlupacina cf. nariensis Rach., còn gặp các dạng thường gặp trong trầm tích Đevon trung, bậc Givet như Atrypa (Desquamatia) cf. magna Grabau, Schizophoria cf. macfarlanii Grabau, Schizophoria cf. impressa Hall, Chonetipustula sp.. Do vậy tuổi hệ tầng Dưỡng Động được coi thuộc Emsi-Eifel.