TC §Þa chÊt;

I. MỞ ĐẦU

Thềm lục địa Vũng Tàu - Bình Thuận (thềm Mekong cổ, Hình 1, gọi tắt là TVTBT) là nơi có nhiều đặc trưng riêng về địa chất, địa hình - địa mạo, giàu tiềm năng tài nguyên thiên nhiên. Đây cũng là vùng biển quan trọng hàng đầu ở Việt Nam về phát triển kinh tế, an ninh - quốc phòng. Bề mặt của thềm này được cấu thành bởi các trầm tích thành tạo trong mối tương tác lục địa, biển và khí hậu từ cuối Pleistocen muộn đến nay.

Vùng ven biển TVTBT với địa hình gồm những đồi, núi cát đỏ kỳ vĩ và những thềm biển muôn vẻ cùng các thành tạo trầm tích, địa hình đáy biển, v.v. là những dấu ấn của lịch sử hoạt động địa chất chịu tác động trực tiếp của các hoạt động biển tiến, biển thoái trong Đệ tứ. Đối với TVTBT, đã có nhiều nghiên cứu về địa chất nói chung, địa chất Đệ tứ nói riêng; chẳng hạn nghiên cứu về thềm biển và đường bờ cổ của E. Saurin [9], về trầm tích Đệ tứ của Nguyễn Biểu và nnk [1], Nguyễn Địch Dỹ và nnk [3], Trần Nghi và nnk [11] v.v., trong đó Trần Nghi và nnk bắt đầu tiếp cận việc xác định các pha biển tiến, biển thoái trên cơ sở phân tích định lượng và các kiểu trầm tích tầng mặt.

Về địa tầng Holocen ở TVTBT, đã có một số nghiên cứu, nhưng kết quả chưa được chi tiết, chưa logic hoặc thiếu cơ sở khoa học; chẳng hạn Nguyễn Ngọc Hoa và nnk [5], Nguyễn Biểu và nnk [1].. đã xếp trầm tích Holocen vào 2 hệ tầng: Hậu Giang (Q₂^1-2) và Gò Công Đông (Q₂³). Hệ tầng Hậu Giang dày khoảng 15 m, gồm tập trầm tích biển tiến (trầm tích sông và trầm tích biển - đầm lầy) và tập trầm tích biển lùi (các trầm tích biển-sông, biển, biển-gió, biển - đầm lầy và ít bazan); hệ tầng Gò Công Đông dày 0-10 m gồm các trầm tích hiện đại phân bố trong đới độ sâu 0-20 m nước thuộc các tướng bãi triều, đầm lầy, cửa sông và bazan trẻ ở vùng biển quanh đảo Hòn Tro. Các hệ tầng này chủ yếu được thiết lập ở đới biển 0-20 m nước và phần lục địa ven biển, nên chưa phản ánh hết được phần thềm lục địa, chưa chi tiết và chưa thực sự phản ánh được vai trò và đặc điểm hoạt động của biển trong Holocen - biển tiến Flanđri.

Để có thể xác lập chi tiết địa tầng Holocen, cần phải dựa vào các yếu tố phản ánh được đặc điểm quá trình dao động của mực nước biển trong mối tương tác với lục địa. Đó là các yếu tố: đường bờ biển, đặc điểm và thành phần vật chất, tướng… Bài báo này mong muốn từ các yếu tố nêu trên, làm sáng tỏ các thành tạo trầm tích trên bề mặt thềm TVTBT hình thành từ cuối Pleistocen muộn đến Holocen và quan hệ giữa chúng. Ngoài ra, các tác giả còn hy vọng kết quả của bài báo có thể góp phần làm sáng tỏ lịch sử tiến hóa địa chất Đệ tứ nói chung, địa chất cuối Pleistocen - Holocen nói riêng ở TVTBT, đồng thời có thể là cơ sở phục vụ cho những nghiên cứu về cổ địa lý, tài nguyên sa khoáng biển…v.v. ở đây và các vùng kế cận.

II. TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

Trong địa chất học nói chung, trầm tích học nói riêng, thiết lập và phân chia địa tầng là một trong những vấn đề quan trọng, không thể thiếu được. Để thực hiện được vấn đề này, có thể sử dụng nhiều yếu tố như tuổi địa chất, môi trường thành tạo, đặc điểm phân bố trầm tích, hóa thạch …

Trên cơ sở phân tích các mặt cắt địa chấn nông phân giải cao, đặc điểm, tướng và tuổi tuyệt đối, Nguyễn Tiến Hải và nnk [7] đã xác lập quá trình biển tiến cuối Pleistocen muộn - Holocen ở biển đông nam Việt Nam, trong đó mực nước biển có các thời gian ngưng nghỉ sau: mực nước thấp nhất trước biển tiến ở vị trí ~98 m nước (thấp hơn mực nước biển trung bình hiện nay, viết tắt là “thấp hơn MNBtbhn”) với đới bờ biển ở vị trí ~90-110 m nước (thấp hơn MNBtbhn) vào thời gian ~14.700 năm BP; ~60 m nước (thấp hơn MNBtbhn) với đới bờ biển ở vị trí ~50-70 m nước (thấp hơn MNBtbhn) vào thời gian ~10.000 năm BP, ~28 m nước (thấp hơn MNBtbhn) với đới bờ biển ở vị trí ~20-40 m nước (thấp hơn MNBtbhn) vào thời gian ~9.200 năm BP và mực nước cao nhất ở vị trí ~5 m (cao hơn MNBtbhn) vào thời gian ~5.000 năm BP. Từ 5.000 năm BP đến nay, ban đầu mực nước biển hạ xuống tới ~1,5 m (thấp hơn MNBtbhn), sau đó dâng cao trở lại đến vị trí ~2,3 m (cao hơn MNBtbhn), tiếp theo lại hạ xuống thấp hơn mực nước hiện nay chút ít rồi dâng dần và đạt tới mực nước hiện nay.

Như vậy, từ ~5.000 năm BP đến nay, tuy mực nước có dao động lên xuống nhưng mức độ không lớn, nghĩa là đới đường bờ chuyển dịch không đáng kể và như vậy các trầm tích hình thành trong thời gian này cũng ít biến động về điều kiện thành tạo.

2. Ranh giới dưới và địa tầng Holocen thềm lục địa Vũng Tàu - Bình Thuận

Như trên đã nêu, từ ~14.700 năm BP (cuối Pleistocen muộn) đến nay, mực nước biển TVTBT dâng là chủ yếu với một số điểm dừng - ngưng nghỉ của mực nước; như vậy, ranh giới giữa các thành tạo Pleistocenthượng và Holocen là ranh giới chuyển tiếp chỉnh hợp, khó có thể vạch rõ được. Trong điều kiện hiện nay, việc xếp các trầm tích hình thành trong thời gian 14.700 - ~10.000 năm BP ở TVTBT thành một tập có tuổi cuối Pleistocen muộn - đầu Holocen là hợp lý và các trầm tích hình thành từ 14.700 năm BP đến nay là tập trầm tích biển tiến khá lớn có tuổi cuối Pleistocen muộn - nay (Q₁^3b-Q₂³) gồm 4 tập nhỏ (mỗi tập hình thành tương ứng với thời gian ngưng nghỉ giữa 2 mực nước kế tiếp nhau, Hình 2):

- Tập 1. Trầm tích Pleistocen thượng, phần b - Holocen hạ, phần a (Q₁^3b-Q₂^1a): Dày ~0-10 m, gồm các trầm tích: sông (a), đầm lầy (b), sông-biển (tiền châu thổ - cửa sông, am) và bãi triều (m). Đây là các trầm tích hình thành trong khoảng thời gian từ cuối Pleistocen muộn đến đầu Holocen (14.700 - ~10.000 năm BP) với chế độ biển tiến từ mực nước ~98 m đến ~60 m.

Trầm tích sông là cát, sạn? phân lớp xiên trong các lòng sông cổ kéo dài theo phương đông-tây trên bề mặt thềm lục địa. Trầm tích đầm lầy chủ yếu là các lớp mỏng bùn sét dạng thấu kính phủ trực tiếp trên các thành tạo sông Pleistocen. Trầm tích sông-biển gồm các lớp mỏng bùn cát xen kẽ phân bố dọc theo đới độ sâu 100-120 m nước (ven rìa thềm); trong cát, mảnh vụn chiếm ưu thế và có khá nhiều tàn tích thực vật; hàm lượng carbonat và carbon hữu cơ thấp (<1% và 0,5%). Trầm tích bãi triều phân bố ở đới 90-95 m nước, gồm các lớp mỏng cát và bùn xen kẽ do ảnh hưởng của thủy triều với biên độ không lớn; trong trầm tích, hàm lượng cát dao động 24-89% với thành phần chủ yếu là mảnh vụn đá, ít mảnh vỏ sinh vật biển và thực vật; hàm lượng carbonat thấp; chiều dày trầm tích 10-30 cm.

- Tập 2. Trầm tích Holocen hạ, phần b (Q₂^1b): Dày ~0-5 m, gồm các trầm tích sông-biển (am), bãi triều (m) và đê cát ven biển (ms) được thành tạo trong thời gian đầu Holocen sớm (~10.000-9.200 năm BP) với chế độ biển tiến từ mực nước ~60 m đến ~28 m (thấp hơn MNBtbhn).

Trầm tích sông-biển gồm cát, bột màu xám, xám nâu vàng chứa tàn tích sinh vật biển, phân bố khá rộng trong đới 30-80 m nước kéo dài theo phương ĐB-TN. Trầm tích bãi triều chủ yếu là cát sạn pha bùn (hàm lượng sạn ~15%) phân bố ven bờ Vũng Tàu - Phò Trì trong đới 55-65 m nước; vật liệu có độ mài tròn khá tốt (R_o: 0,65) và độ chọn lọc trung bình (S_o: 1,8); trong sạn, ngoài vụn vỏ sò, có mặt khá phổ biến sạn lục nguyên. Cát đê biển ven bờ gồm cát pha sạn phân bố chủ yếu ở ven bờ Vũng Tàu - Phò Trì trong đới 30-40 m nước (song song với đường bờ) tạo thành các đê cát kéo dài 1-50 km với độ cao 2-4 m trên nền cát sạn; trong trầm tích, cát chiếm hàm lượng cao (~87-93%) với độ mài tròn tốt (R_o: ³ 0,7) và độ chọn lọc cao (S_o: 1,1-1,2), hàm lượng Q > 90%, thành phần SiO₂ > 80%.

- Tập 3. Trầm tích Holocen hạ, phần c - Holocen trung, phần a (Q₂^1c-Q₂^2a): Dày ~0-8 m, gồm các trầm tích sông-biển (tiền châu thổ - cửa sông, am), vũng vịnh (mb), bãi triều (m) và biển nông ven bờ (m). Tập này hình thành trong khoảng thời gian từ ~9.200 - ~5.000 năm BP với chế độ biển tiến từ mực nước ~28 m (thấp hơn MNBtbhn) đến ~+5m.

Trầm tích sông-biển dày ~30 cm gồm cát hạt nhỏ và bùn xám nâu, xám vàng phân bố trong đới 20-30 m nước dọc theo đường bờ hiện nay. Trầm tích vũng vịnh chủ yếu là bùn pha cát xám đen phân bố trong đới 10-15 m nước ở ven bờ Vũng Tàu - Phò Trì; trong trầm tích, hàm lượng bùn sét chiếm ~43,7%; trị số cation trao đổi khá cao thể hiện tính kiềm mạnh (KT = 1,8). Trầm tích bãi triều là cát, tạo thành các gò, gờ cát nằm ven bờ; trầm tích có độ hạt nhỏ (Md: 1,18 mm); hàm lượng bùn ~13,5%. Trầm tích biển nông ven bờ được gồm bùn sét giàu vật chất hữu cơ, tỷ lệ các nhóm sét tương đương nhau, chứng tỏ nguồn cung cấp vật liệu chủ yếu là lục địa (từ các vỏ phong hóa) và lắng đọng trong các trũng có động lực yếu.

Tập 4. Trầm tích Holocen trung, phần b - Holocen thượng (Q₂^2b-Q₂³): Dày ~0-10 m, gồm các trầm tích cửa sông (am), biển-sông-đầm lầy (mab), biển-sông (ma), bãi triều (m), đê cát biển ven bờ (ms), biển nông (m), ám tiêu san hô (m) và biển-gió (mv). Tập này hình thành trong khoảng thời gian từ ~ 5.000 năm BP đến nay với chế độ biển từ mực nước ~+5 m đến ~0 m hiện nay.

Trầm tích cửa sông là các bãi cát trước cửa các con sông trong TVTBT với thành phần chủ yếu là cát đa khoáng đến ít khoáng có độ chọn lọc kém - trung bình (So ³2,0), độ mài tròn trung bình - tốt; vật liệu chủ yếu do sông tải ra và được sóng, dòng triều tái phân bố - lắng đọng. Trầm tích biển-sông-đầm lầy chủ yếu là bùn, sét màu xám đen tạo thành một số diện hẹp ven bờ vùng Vũng Tàu. Trầm tích biển-sông tạo thành một trường khá rộng ở biển phía tây nam Vũng Tàu. Trầm tích bãi triều là cát pha sạn phân bố ven bờ hiện đại, nhiều nhất ở đoạn bờ Vũng Tàu - Phò Trì; loại trầm tích này chứa sạn lục nguyên, vụn vỏ sò với hàm lượng ~15,8%, bùn sét chiếm £3,2%; đặc biệt, ở bờ biển Phan Thiết, do hiện tượng xói lở cát đỏ Pleistocen và tái tạo bãi triều mới, nên cát trong bãi triều có 3 màu chính là trắng, vàng nghệ và đỏ. Trầm tích biển ven bờ gồm tảng, cuội, sỏi và bùn cát phân bố nhiều ở đoạn bờ Vĩnh Hảo - Long Hương dọc theo sườn ngập nước (đới trong của thềm); vật liệu có độ mài tròn khá tốt; dần ra phía biển là cát hạt vừa, lớn và nhỏ màu vàng, xám vàng với thành phần chính là thạch anh (70-80%), ít felspat và vảy mica; khoáng vật nặng chủ yếu là ilmenit và magnetit, chứa ít sinh vật biển. Thành tạo ám tiêu san hô tạo thành các cồn nổi phân bố chủ yếu ở đới 50-60 m nước; thực tế, các ám tiêu này có thể đã hình thành từ Holocen sớm-giữa hoặc kế thừa từ các ám tiêu hình thành trong Pleistocen. Trầm tích biển-gió là thành tạo cát màu đỏ, vàng và xám trắng phân bố dọc bờ biển hiện nay (nhiều nhất ở Phan Thiết); trầm tích này hiện vẫn đang hình thành trên các đụn cát trắng.

IV. KẾT LUẬN

1) Ranh giới giữa trầm tích cuối Pleistocen muộn và Holocen ở thềm lục địa Vũng Tàu - Bình Thuận là ranh giới chuyển tiếp từ từ.

2) Trầm tích phần trên Pleistocen thượng - Holocen ở thềm lục địa là trầm tích biển tiến được thành tạo và tiến hóa trong quá trình biển tiến sau biển thoái cuối Pleistocen, gồm 4 tập hình thành tương ứng với 4 giai đoạn mực nước ngưng nghỉ: ~98 m (thấp hơn MNBtbhn) vào thời gian ~14.700 năm BP; ~60 m (thấp hơn MNBtbhn) vào thời gian ~10.000 năm BP; ~28 m (thấp hơn MNBtbhn) vào thời gian ~9.200 năm BP; và ~5-0 m (cao hơn MNBtbhn) vào từ ~5.000 năm BP - ngày nay. Đó là:

- Tập 1. Trầm tích Pleistocen thượng, phần b - Holocen hạ, phần a (Q₁^3b-Q₂^1a): dày ~0-10 m, gồm cát, sạn(?) sông phân lớp xiên trong các lòng sông cổ kéo dài theo phương tây-đông; bùn sét đầm lầy tạo thành các lớp mỏng dạng thấu kính; các lớp mỏng bùn cát sông-biển giàu mảnh vụn và vật liệu thực vật; cát và bùn bãi triều xen kẽ chứa nhiều mảnh vụn đá, ít mảnh vỏ sinh vật biển và thực vật.

- Tập 2. Trầm tích Holocen hạ, phần b (Q₂^1b): dày ~0-5 m, gồm cát, bột sông-biển màu xám, xám nâu vàng chứa tàn tích sinh vật biển; cát sạn bùn bãi triều chứa nhiều vụn vỏ sò và sạn lục nguyên; cát pha sạn đê biển ven bờ có độ mài tròn và chọn lọc tốt.

- Tập 3. Trầm tích Holocen hạ, phần c - Holocen trung, phần a (Q₂^1c-Q₂^2a): dày ~0-8 m, gồm cát hạt nhỏ và bùn sông-biển xám nâu, xám vàng; bùn pha cát vũng vịnh màu xám đen; cát và gò, gờ cát bãi triều; bùn sét biển nông ven bờ giàu vật chất hữu cơ.

- Tập 4. Trầm tích Holocen trung, phần b - Holocen thượng (Q₂^2b-Q₂³): dày ~0-10 m, gồm cát đa khoáng đến ít khoáng cửa sông, độ chọn lọc kém - trung bình và độ mài tròn trung bình - tốt; bùn sét biển-sông-đầm lầy màu xám đen; cát pha sạn bãi triều chứa nhiều sạn lục nguyên và vụn vỏ sò, một số nơi cát có ba màu là trắng, vàng nghệ và đỏ; tảng, cuội, sỏi và bùn cát biển ven bờ phân bố dọc theo sườn ngập nước (0-18 m nước); ám tiêu san hô phân bố ở đới 50-60 m nước và cát biển-gió đỏ, vàng, xám trắng phân bố dọc bờ biển hiện nay.

Công trình này được hoàn thành với sự hỗ trợ của đề tài NCCB mã số 7.187.06.

VĂN LIỆU

1. Nguyễn Biểu (Chủ biên), 2001. Địa chất biển nông ven bờ (0-30 m nước) Việt Nam. Thuyết minh Bản đồ địa chất biển nông ven bờ (0-30 m nước) Việt Nam tỷ lệ 1:500.000, 172 trg. Lưu trữ Địa chất, Hà Nội.

2. Nguyễn Biểu, Nguyễn Tiến Hải, Nguyễn Huy Phúc, Nguyễn Quốc Hưng, 2006. Sự thay đổi mực nước biển và các trầm tích đi kèm thời kỳ Pleistocen muộn - Holocen ở thềm lục địa Nam Trung Bộ. TC Địa chất, A/292 : 10-24. Hà Nội.

3. Nguyễn Địch Dỹ (Chủ biên), 1995. Địa chất Đệ tứ và đánh giá tiềm năng khoáng sản liên quan. Báo cáo kết quả đề tài khoa học KT.01-07. Lưu trữ Viện Địa chất, Hà Nội.

4. Nguyễn Đức Thắng (Chủ biên), 1999. Địa chất và khoáng sản tờ Phan Thiết. Thuyết minh kèm theo BĐĐC tờ Phan Thiết tỷ lệ 1:200.000. Cục ĐC&KS VN, Hà Nội.

5. Nguyễn Ngọc Hoa (Chủ biên), 1995. Địa chất và khoáng sản tờ Trà Vinh - Côn Đảo. Thuyết minh kèm theo BĐĐC tờ Trà Vinh - Côn Đảo tỷ lệ 1:200.000. Cục ĐCVN, Hà Nội.

6. Nguyễn Thế Tiệp, 1989. Lịch sử phát triển các mực biển cổ ở Việt Nam. Địa chất Biển Đông và các miền kế cận, Thông tin chuyên đề, tr. 50-54. Trung tâm TTTL KH, Viện KHVN, Hà Nội.

7. Nguyễn Tiến Hải (Chủ biên), 2005. Tiến hóa đới ven biển, dao động mực nước biển và quá trình tích tụ vật liệu lục nguyên (phù sa) trong Holocen ở thềm lục địa vùng biển giữa châu thổ Mekong và Nha Trang, đông nam Việt Nam. Báo cáo KH Đề tài hợp tác Việt-Đức, Viện TTTL KH, Bộ KH&CN, Hà Nội.

8. Nguyễn Văn Tạc, 1995. Đặc điểm địa mạo và trầm tích Đệ tứ phần thềm lục địa Việt Nam. Luận án PTS Địa lý - Địa chất, 127 trg. Đại học MĐC, Hà Nội.

9. Saurin E., 1957. Notes sur quelques formations récentes du Vietnam méridional. Việt Nam ĐCKL, 4 : 25-34. Saigon.

10. Schimanski A., 2002. Holocene Sedimentation on the Vietnamese shelf: From source to sink. Doctor Thesis, pp.110. Unv. Kiel, Germany.

11. Trần Nghi (Chủ biên), 2005. Địa chất biển. Nxb Đại học Quốc gia Hà Nội, 334 trg.

12. Wiesner M.G. et al, 1999. Cruise Report Sonne 140 (Singapore-Nhatrang-Manila). Univ. Kiel, Germany, pp.157.