CHƯƠng 4 ĐẶC ĐIỂM ĐỊa hìNH, ĐỊa mạO với hoạt động tân kiến tạo

Giai đoạn tân kiến tạo diễn ra trong Tân sinh đại cách đây 65,5 triệu năm.

Hoạt động nâng và sụt diễn ra theo từng đợt, làm thành các bậc địa hình trên lãnh thổ Việt Nam với 6 chu kỳ.

Bề mặt bán bình nguyên cổ Paleogen hình thành cách đây 65,5 đến 38 triệu năm trong điều kiện khí hậu nóng ẩm, các hoạt động ngoại sinh đã san bằng các khối núi, lấp đầy các vùng trũng bằng các trầm tích hồ và các bể than, dầu khí... Bề mặt này sau được nâng lên và thấy ở độ cao 2.100-2.200m trên dãy Fanxipan.

Bề mặt bán bình nguyên cổ Paleogen bị phá vỡ vào Miocen sớm (N₁¹) khi vận động tạo núi Hymalya tác động nâng cao lãnh thổ nước ta, tạo nên chu kỳ 1. Cuối chu kỳ 1 hình thành bán bình nguyên ở độ cao 1.500-1.800m ở Sapa.

Chu kỳ 2 diễn ra vào Miocen muộn (N₁²) làm địa hình nâng cao hơn, cắt xẻ bề mặt bán bình nguyên của chu kỳ 1. Cuối chu kỳ 2 lại hình thành bán bình nguyên mà di tích còn thấy trên độ cao 1.000-1.400m (ở Đà Lạt nằm trên độ cao 1.500-1.600m).

Chu kỳ 3 diễn ra vào Pliocen sớm (N₂¹) cách đây khoảng 5 triệu năm với cường độ nâng mạnh, trung bình 500m, cực đại đến 1.200-1.500m như các dãy núi Fanxipan, Pusilung. Bề mặt bán bình nguyên của chu kỳ 3 hiện nằm trên độ cao 600-900m, khí hậu nóng ẩm.

Chu kỳ 4 diễn ra vào Pliocen muộn (N₂²), nâng mạnh ở Nam Trung Bộ, còn ở miền Bắc nâng ở mức trung bình, kèm theo là hoạt động phun trào bazan mạnh ở Tây Nguyên và Nam Trung Bộ. Trong trầm tích của chu kỳ 4 đã tìm thấy hoá thạch và di chỉ của Người Vượn. Chu kỳ 4 để lại di tích trên độ cao 200-600m. Khí hậu bắt đầu lạnh dần do sự xâm nhập của không khí lạnh từ phương Bắc xuống.

Chu kỳ 5 diễn ra vào Pleistocen sớm - giữa (Q₁^1-2) trong Đệ Tứ cách đây 2 triệu năm đã nâng cao và cắt xẻ bề mặt bán bình nguyên của chu kỳ 4 và làm sụt võng châu thổ sông Cửu Long. Hoạt động nâng sụt kèm phun trào bazan ở Đắk Lắk và Đông Nam Bộ. Hình thành các đảo núi lửa ngoài biển như Cồn Cỏ, Lý Sơn, Phú Quý.

Di tích của địa hình chu kỳ 5 là các trầm tích phù sa cổ ở Đông Nam Bộ, các đụn cát đỏ Bình Thuận, các thềm biển trên 20m; các thềm sông 25-45m và bề mặt bán bình nguyên là các bậc thềm xâm thực và xâm thực - tích tụ ở vùng núi trên độ cao 25-200m.

Chu kỳ 6 bắt đầu vào Pleistocen muộn (Q₁³) kéo dài đến tận ngày nay với cường độ yếu. Các trầm tích của chu kỳ này là các nham tướng vũng vịnh ven biển, các trầm tích sông, hồ. Chu kỳ này gắn với đợt băng hà Wurm và biển tiến Flandrian cách đây khoảng 17 đến 10 nghìn năm, các đợt ngưng nghỉ của biển tiến hình thành các thềm cát trắng cao 4-5m, các thềm biển cao 2m. Đảo Hòn Tro ở phía Nam đảo Phú Quý hình thành năm 1923 là sản phẩm của chu kỳ 6; hàng loạt các suối nước nóng là kết quả của chu kỳ hoạt động này.

Hiện nay vẫn còn các hoạt động của động đất ở Điện Biên và trên dải đất từ Tây Bắc xuống Bắc Trung Bộ.

Vào Pleistocen khí hậu lạnh dần (sau vận động tạo núi Hymalaya) làm thay đổi cảnh quan, làm đa dạng các giống loài sinh vật ở Việt Nam. Khí hậu nóng trở lại vào Holocen (Q₂).

4.5. Vấn đề dao động mực nước đại dương với biển tiến, biển thoái

Ngay từ năm 1986 A.P.Pavlov đã cho rằng, vấn đề dao động mực nước đại dương do những nguyên nhân địa chuẩn và thuỷ chuẩn. Người ta tính rằng, vào thời điểm thuỷ chuẩn thấp cực đại thì mực nước đại dương hạ xuống -101m so với mực nước đại dương hiện tại cho là 0m. Ngược lại, vào thời điểm thuỷ chuẩn cao nhất, cực đại thì mực nước dẫn tới hiện tượng biển tiến. Nhiều tác giả cho rằng, trong suốt thời kỳ Pleistocen mực địa chuẩn đại dương có xu thế thoái lui với tính chất toàn cầu như Tr.Maolaren (1842), E.Zuis (1888), K. K. Markov và nnk (1968). Do mực thuỷ chuẩn và mực địa chuẩn của đại dương dao động đưa đến việc hình thành những bậc thềm biển mài mòn trong suốt thời kỳ Đệ Tứ ở tất cả các miền bờ biển trên phạm vi toàn cầu. Những bậc thềm biển này, một số được nâng cao, phân bố trên phần lục địa hiện tại. Số khác bị nhấn chìm dưới nước biển hiện tại. Tại các vùng bờ biển hiện đại cũng có mặt bờ biển mài mòn. Biên độ của những đợt biển tiến và biển thoái còn bị phụ thuộc vào những điều kiện cụ thể của từng khu vực trên trái đất. Sự dao động mực nước nói chung còn phụ thuộc vào các kiểu bồn chứa nước. Lãnh thổ Việt Nam có mối quan hệ trực tiếp với các bồn chứa nước đại dương. Đối với những bồn này, quy luật chung của sự dao động mức nước đại dương như sau: Biển tiến trùng với thời kỳ gian băng, biến thoái vào thời kỳ băng hà.

Theo các văn kiện quốc tế, kỷ Đệ Tứ còn gọi là kỷ băng hà. Các thời kỳ băng hà từ cổ đến trẻ bao gồm: Gunz, Mindel, Riss và Wurm. Băng hà Dunai xuất hiện vào Pleistocen. Các thời kỳ gian băng từ cổ đến trẻ: Dunnai - Gunz (D - G), Gunz - Mindel (G - M), Mindel - Riss (M - R), Riss - Wurm [(R-W₁) và (W₁-W₂)] . Thời kỳ băng hà Wurm là thời kỳ băng hà xảy ra mạnh nhất, chiếm diện tích rộng ở Bắc bán cầu và cũng xảy ra gần đây nhất, bao gồm băng hà Wurm₁ và băng hà Wurm₂ (tương ứng với biển tiến Vĩnh Phúc).

Ngoài ra, ở Việt Nam cũng tương đồng với hai sự kiện xảy ra có tính toàn cầu là biển tiến Flandrian xảy ra từ 18.000-5.000 năm (Q₁³-Q₂^1-2), biển lùi từ 5.000 đến khoảng 1.000 năm và biển tiến hiện đại từ 1.000 năm đến nay.

Về ranh giới tuổi tuyệt đối, có thể sử dụng mốc quan trọng như khu vực Đông Nam Á đã thống nhất:

- Ranh giới Miocen - Pliocen: 5 triệu năm.

- Ranh giới Pliocen - Pleistocen sớm: 1,6 triệu năm.

- Ranh giới Pleistocen sớm - Pleistocen giữa: 700.000 năm.

- Ranh giới Pleistocen giữa - Pleistocen muộn: 125.000 năm.

- Ranh giới Pleistocen muộn - Holocen: 10.000 năm.

- Ranh giới Holocen sớm - Holocen giữa: 5.000 năm.

- Ranh giới Holocen giữa - Holocen muộn: 3.000 năm.

Dựa vào quy luật chung và các sự kiện có tính toàn cầu đó, thông qua những cơ sở khoa học nêu ở phần trên, các đợt biển tiến - biển thoái ở Việt Nam trong kỷ Đệ Tứ được xác lập như sau:

- Biển tiến Pleistocen sớm,

- Biển thoái Pleistocen sớm,

- Biển tiến Pleistocen giữa,

- Biển thoái Pleistocen giữa,

- Biển tiến Pleistocen muộn lần đầu,

- Biển thoái Pleistocen muộn lần đầu,

- Biển tiến Pleistocen muộn lần thứ hai,

- Biển thoái Pleistocen muộn lần thứ hai,

- Biển tiến Holocen giữa.

- Biển thoái Holocen muộn.

Thời kỳ gian băng Dunai - Gunz làm cho mực nước đại dương dâng cao dẫn tới một đợt biển tiến vào Pleistocen. Ở khu vực Đông Nam Á và Việt Nam tại các bồn trũng như: Đồng bằng Sông Hồng, sông Cửu Long và thềm lục địa, hình thành trầm tích biển với sự có mặt của hoá đá Foraminifera, tảo nước mặn và Nannoplanton. Trầm tích hệ tầng Vĩnh Bảo và hệ tầng Bình Minh ở hai đồng bằng lớn của nước ta có nguồn gốc biển. Biển tiến vào cuối Pliocen kéo sang đầu Pleistocen sớm với các thành tạo trầm tích Pliocen - Pleistocen sớm (N₂-Q₁), thí dụ như địa tầng Bà Miêu (N₂-Q₁) khi lập bản đồ địa chất Việt Nam tỷ lệ 1/500.000, hoặc cũng có tác giả cho rằng, trầm tích Pleistocen sớm ở Việt Nam không có mặt, hoặc khi phát hiện thì phân chia và xem như thiếu phần thấp nhất của Pleistocen sớm. Rõ ràng đây cũng là một vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu, gắn liền với vấn đề ranh giới Neogen - Đệ Tứ.

Thời kỳ gian băng Gunz - Mindel gắn liền với đợt biển tiến xảy ra vào Pleistocen sớm ở Việt Nam. Thời kỳ biển tiến này để lại các dấu ấn thềm biển mài mòn ở độ cao ­+100-125m ở Đông Bắc, +100m ở Trung Bộ. Tại đồng bằng sông Hồng trầm tích nguồn gốc biển hoặc hỗn hợp sông biển thuộc địa tầng Thái Thuỵ (Hoàng Ngọc Kỷ) hoặc hệ tầng Lệ Chi (Ngô Quang Toàn) được thành tạo. Ở đồng bằng sông Cửu Long đó là trầm tích hệ tầng Cà Mau (Nguyễn Ngọc Hoa và nnk). Đợt biển tiến này được tập thể tác giả của công trình “Thành lập bản đồ địa chất Đệ Tứ Việt Nam, tỷ lệ 1/500.000” (1994) gọi là biển tiến Pleistocen sớm. Nguyễn Địch Dỹ (1987), trong luận án tiến sỹ của mình gọi đợt biển tiến này là biển tiến Thái Thuỵ, ở đây chúng được gọi là biển tiến Lệ Chi (đồng bằng sông Hồng), biển tiến Cà Mau (đồng bằng sông Cửu Long) để tiện cho việc phân biệt.

Sau đợt biển tiến này, lãnh thổ nước ta, chủ yếu tại các vùng đồng bằng ven biển là đợt biển thoái. Đợt biển thoái này được Nguyễn Địch Dỹ (1987) gọi là đợt biển thoái Hải Dương. Trầm tích của thời kỳ biển thoái này thay đổi độ hạt từ mịn sang thô, có nguồn gốc lục địa hoặc hỗn hợp sông - biển. Khi biển tiến, có khối núi đá dọc đường bờ cổ bị mài mòn, khi biển thoái các xâm thực cơ sở bị hạ thấp, quá trình xâm thực đáy phát triển, để lại các thềm sông, thềm sông của các hệ thống sông ở Đông Bắc dao động trong khoảng 50-85m, ở khu vực sông Hồng là 50-90m, còn ở miền Trung Bộ trong khoảng 50-80m. Đợt biển thoái này có thể so sánh với thời kỳ băng hà Mindel, nó bắt đầu vào cuối Pleistocen sớm và kéo sang tới đầu Pleistocen giữa.

Trong thời kỳ gian băng Mindel - Riss, lãnh thổ Việt Nam lại xuất hiện một đợt biển tiến. Nguyễn Địch Dỹ (1987) gọi là biển tiến Tiền Hải ở đồng bằng sông Hồng và biển tiến Long Toàn ở đồng bằng sông Cửu Long. Trong công trình này, đợt biển tiến này được ghi nhận ở Trung Bộ với tên gọi biển tiến Phan Thiết. Trầm tích của thời kỳ biển tiến này ở đồng bằng sông Hồng được Vũ Đình Chỉnh (1977) xác lập hệ tầng Tiền Hải. Sau này, các nhà địa chất đo vẽ gộp vào địa tầng Hà Nội. Tại đồng bằng sông Cửu Long là trầm tích của hệ tầng Long Toàn và ở Nam Trung Bộ là trầm tích của hệ tầng Phan Thiết (phần thấp). Những trầm tích trên, trừ cát đỏ Phan Thiết, chứa khá phong phú hoá đá Foraminifera, tảo Diatomei nước mặn. Sau đợt biển tiến này là thời kỳ biển thoái tương ứng với thời kỳ băng hà Riss. Biển thoái này được Nguyễn Địch Dỹ (1987) gọi là biển thoái Hà Nội. Dấu ấn của các đợt biển thoái và biển tiến để lại thềm biển mài mòn ở độ cao +30-70m ở Đông Bắc và +50-80m ở Trung Bộ. Thềm sông ở Đông Bắc như sông Cầu 50-60m, sông Hồng 30-40m, sông Mã 50-60m. Biển thoái Hà Nội kéo dài từ cuối Pleistocen giữa sang đầu Pleistocen muộn.

Thời kỳ gian băng Riss - Wurm, có thể nói xảy ra vào thời gian đầu của Pleistocen muộn trên lãnh thổ Việt Nam, trong đó các đồng bằng ven biển còn được mở rộng về phía biển khá xa. Thời kỳ này, do biển thoái, lãnh thổ Việt Nam nối liền với Philipin và Indonesia (theo A.M.Alexeiev, 1975). Nhưng vào thời kỳ gian băng này, biển lại tiến vào phần lục địa của các đồng bằng ven biển hiện nay của nước ta. Dấu ấn của đợt biển này là thềm biển ở độ cao 25-38m tại vùng Đông Bắc hoặc 25-40m ở Trung Bộ. Trầm tích tương ứng tại các vùng sụt như ở đồng bằng sông Hồng là trầm tích hệ tầng Vĩnh Phúc; ở Trung Bộ là trầm tích hệ tầng Suối Chùa, còn ở đồng bằng sông Cửu Long là trần tích hệ tầng Long Mỹ. Những trầm tích của các hệ tầng này có nguồn gốc biển với hoá đá Foraminifera và tảo nước mặn. Đợt biển tiến này được Nguyễn Đức Tâm (1982, 1994) gọi là biển tiến Vĩnh Phúc, Nguyễn Địch Dỹ (1987) gọi là biển tiến Diêm Điền. Trong thời kỳ băng hà Wurm, chi tiết hơn còn đợt gian băng giữa Wurm₁ và Wurm₂. Chính đợt gian băng này lại xuất hiện một lần biển tiến nữa vào cuối Pleistocen muộn. Nói như vậy, có nghĩa là sau đợt biển tiến Vĩnh Phúc hoặc Long Mỹ hay Diêm Điền đã tồn tại một lần biển thoái. Biển tiến này tạo nên thềm biển 10-16m ở Đông Bắc và 10-15m ở Trung Bộ. Đợt biển tiến này được Lê Đức An (1992) gọi là biển tiến Cà Ná.

Sau đợt biển tiến này, các đồng bằng ven biển Việt Nam lại trải qua thời kỳ biển thoái, nhiều nơi hầu như bị quá trình rữa trôi nên không phát hiện được những thành tạo trầm tích Holocen sớm. Cũng phải nói rằng vào Holocen, các nhà nghiên cứu Đệ Tứ trên thế giới đều phát hiện dấu ấn của đợt biển tiến và được gọi là biển tiến Flandrian. Biển tiến này xuất hiện vào Holocen giữa. Ở Việt Nam các thềm biển ở độ cao 4m là dấu vết của đợt biển tiến này và có tên gọi là biển tiến Hải Hưng (Nguyễn Địch Dỹ, 1987) hoặc biển tiến Đống Đa (Nguyễn Đức Tâm, 1982). Còn bậc thềm biển độ cao 1,5-2,5m hay 1,5-2m cũng như các ngấn nước ở vùng đá vôi thành tạo vào Holocen muộn. Nguyễn Đức Tâm, Đỗ Tuyết và nnk (1994) cho đó là biển lấn và gọi là biển lấn Quảng Xương.

4.6. Chu kỳ trầm tích và lịch sử tiến hóa các thành tạo Đệ Tứ

Nghiên cứu nhịp (chu kỳ) trầm tích đối với các trầm tích Đệ Tứ ở Việt Nam. Trong mối quan hệ với các pha biển lùi và biển tiến đã giúp phân biệt được 5 chu kỳ trầm tích trên lục địa và 6 chu kỳ trên thềm lục địa.

Các chu kỳ trầm tích trên thềm lục địa được phân biệt nhờ các tập phản xạ của sóng địa chấn và sự lặp lại thành phần độ hạt và môi trường trầm tích tương ứng với 6 phân vị địa tầng sau đây:

Chu kỳ 1: Các trầm tích Pleistocen sớm (Q₁ ^l);

Chu kỳ 2: Các trầm tích Pleistocen giữa (_);

Chu kỳ 3: Các trầm tích Pleistocen giữa - muộn, phần sớm (_);

Chu kỳ 4: Các trầm tích Pleistocen muộn, phần sớm (_);

Chu kỳ 5: Các trầm tích Pleistocen muộn, phần muộn và trầm tích Holocen sớm - giữa (_- Q₂^1-2);

Chu kỳ 6: Các trầm tích Holocen muộn (Q₂³).

Phần thấp nhất của mỗi chu kỳ có thành phần hạt thô là chủ yếu thuộc tướng lục địa ứng với lúc biển lùi xa nhất. Ngược lại phần cao nhất của mỗi chu kỳ có thành phần hạt mịn là chủ yếu thuộc tướng biển hoặc sông - biển hỗn hợp.

Như vậy, mỗi chu kỳ trầm tích phản ánh một bức tranh của một chu kỳ biển tiến mà khởi điểm là lúc biển lùi cực đại và kết thúc là lúc biển tiến cực đại.

Có thể coi mối quan hệ giữa các chu kỳ trầm tích và chu kỳ băng hà thế giới là mối quan hệ nhân quả, là cơ sở quan trọng nhất để phân chia và đối sánh với các giai đoạn và sự kiện địa chất quan trọng trong toàn lãnh thổ và lãnh hải Việt Nam. Theo các văn liệu quốc tế thì trong Pliocen - Đệ Tứ có các chu kỳ băng hà (biển lùi) có tính chất hành tinh để lại dấu ấn quan trọng về địa chất trên đáy biển thềm lục địa Việt Nam:

- Băng hà Dunai, xảy ra trong Pliocen (N₂) để lại đường bờ cổ sâu >2.500m nước.

- Băng hà Gunz xảy ra trong Pleistocen sớm (Q_l^l) để lại đường bờ cổ sâu 2.000-2.500m nước.

- Băng hà Mindel xảy ra trong Pleistocen giữa (_) để lại đường bờ cổ sâu 500-600m nước.

- Băng hà Riss xảy ra trong cuối Pleistocen giữa để lại đường bờ cổ sâu 400-500m nước.

- Băng hà Wurm₁ xảy ra trong đầu Pleistocen muộn (_) đã để lại đới đường bờ cổ sâu 200-300m nước.

- Băng hà Wurm₂ xảy ra trong cuối Pleistocen muộn (_) đã để lại đới đường bờ cổ sâu 120-20m nước.

Trong Holocen có hai đường bờ cổ sâu 50-60m và 25-30m liên quan đến pha biển tiến đến Flandrian. Đồng thời các đường bờ cổ nằm trên đất liền (tức là các thềm biển) lại liên quan đến các chu kỳ gian băng (biển tiến) quan trọng đó là:

- N₂² - Dunai - Gunz (D - G) tạo thềm biển cao 100-l20m (?);

- Q₁² - Gunz - Mindel (G - M) tạo thềm biển cao 80-100m (?);

- _- Mindel - Riss (M - R) tạo thềm biển cao 60-80m (?);

- _- Riss - Wurm₁ (R - W₁) tạo thềm biển cao 40-60m (?);

- _^_ Wurm_l - Wurm₂ (W₁ - W₂) tạo thềm biển cao 10m, 20-25m;

- Q₂² - Flandrian tạo thềm biển cao 4-6m;

- Q₂³ - Biển tiến hiện đại.

Trong Pliocen biểu hiện các chu kỳ trầm tích không rõ nên các chu kỳ trầm tích chỉ được phân chia trong trầm tích Đệ Tứ.

Giai đoạn biển lùi do ảnh hưởng của băng hà Dunai và biển tiến do ảnh hưởng của gian băng D-G thành tạo trầm tích Pliocen (N₂). Đây là thời kỳ tích tụ các trầm tích chứa than và kaolin trong các trũng địa hào giữa các núi phủ bất chỉnh hợp trên bình đồ cấu trúc Miocen bị uốn nếp nâng lên và bị xâm thực bào mòn.

Trầm tích Pliocen có hai tập:

- Tập trên: Bột sét vũng vịnh xám xanh biển nông (Ostracoda, Cypradlis sp). Leptocythure sp, Candona sp.) và cuội bẩn lẫn sét tướng vũng vịnh ven bờ chứa Bào tử phấn hoa Acrotischum-Castanca-Platycarya và Tảo Diatomae: Actinella sp. và Fragillaria sp.

Trong giai đoạn Pliocen sớm mở đầu cho một pha kiến tạo mạnh đi cùng với vật liệu thô lục địa và do địa hình phân cắt, năng lượng dòng chảy mạnh thì đã xuất hiện nhiều khe nứt sâu tạo đường phun trào bazan như Buôn Ma Thuột, PLeiku, Xuân Lộc và đáy Biển Đông cho khoảng dao động từ 4 triệu năm trở đi. Theo Lê Duy Bách (1969), Nguyễn Xuân Dương (1977) đều cho rằng bazan Phủ Quỳ (Nghệ An), Vĩnh Linh (Quảng Trị) đều thuộc kiểu phun trào chảy tràn theo khe nứt kiến tạo và thường có sự phân đới: dưới là bazan olivin đặc xít xám đen, trên là bazan bọt xốp, nhẹ.

Trong giai đoạn Đệ Tứ có 6 chu kỳ trầm tích

Chu kỳ thứ nhất:

Giai đoạn biển lùi ảnh hưởng của băng hà Gunz và giai đoạn biển tiến bị ảnh hưởng của gian băng (G-M) thành tạo trầm tích có tuổi Pleistocen sớm (Q₁¹). Ở đồng bằng Bắc Bộ và đồng bằng Thanh Hóa - Vinh cũng như các đồng bằng ven biển miền Trung xuất hiện một tầng cuội đa khoáng phân bố ở đầu chu kỳ song chủ yếu vẫn là cuội sạn thạch anh được mài tròn từ tốt đến trung bình, kích thước từ 0,2cm đến 5cm. Ở đồng bằng Nam Bộ vật liệu có kích thước giảm hơn, nhiều chỗ chuyển sang sạn cát song có thể khẳng định giai đoạn đầu Pleistocen sớm ảnh hưởng của băng hà Gunz và có sự nâng lên đáng kể của các vùng rìa đồng bằng do chuyển động khối tảng, tạo nên các bồn sụt và khối nâng tương phản. Tiếp đến là những trận mưa lũ lớn đã lôi cuốn toàn bộ sản phẩm phong hóa vật lý xuống các bồn trũng Đệ Tứ bằng những dòng chảy lớn như sông Hồng, sông Mã, sông Cửu Long và nhiều các sông cổ ngắn và dốc ở miền Trung tạo nên một bề dày trầm tích hạt thô đáng kể từ 10-25m, trong đó lượng cuội sạn thay đổi từ 15-20%.

Sự có mặt của hạt vụn microclin và plagiocla trung tính có song tinh sắc nét và rất tươi trong thành phần hạt thô (cuội, sạn) lót đầy đồng bằng Bắc Bộ (Trần Nghi, 1995) chứng tỏ vào giai đoạn này yếu tố phong hóa vật lý thống trị, còn yếu tố phong hóa hóa học rất mờ nhạt, vì felspat còn tươi nên sét xuất hiện trong trầm tích không đáng kể. Như vậy, xét về đặc điểm biến đổi của felspat thì có thể cho phép suy luận khí hậu lúc này là ôn hòa - khô xen lẫn những trận mưa lớn. Tương ứng với pha biển lùi này là giai đoạn băng hà, mà ở Việt Nam xuất hiện các dạng thực vật ưa lạnh như Salix, Juglans... Giai đoạn này, các con sông ở miền Trung đóng vai trò vận chuyển cát ra biển với một cường độ lớn.

Đến cuối Pleistocen sớm biển tiến toàn cầu cùng với gian băng Gunz - Mindel để lại dấu ấn thềm biển cao 80-100m phân bố ở Quảng Ninh và ven rìa đồng bằng miền Trung. Đợt biển tiến này đã để lại một thực thể trầm tích kiểu châu thổ và vũng vịnh ở đồng bằng Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ, Nam Bộ và trầm tích sét bột vũng vịnh ở các đồng bằng ven biển miền Trung. Biển tiến là thời kỳ băng tan khí hậu ấm áp và nhờ vậy ở Việt Nam lúc này xuất hiện một chế độ khí hậu nóng ẩm với quá trình phong hóa hóa học phát triển tạo các khoáng vật sét mang đến lắng đọng ở các bồn trầm tích. Tuy nhiên, tỷ lệ sét vẫn nhỏ bé, tướng bột sét châu thổ và vũng vịnh không vượt quá 5m chiều dày. Trong đó các mặt cắt trầm tích đã thể hiện sự chuyển tướng theo không gian và thời gian phù hợp với quá trình dịch chuyển đường bờ vào lục địa.

Ở miền Trung Việt Nam trong giai đoạn biển tiến Pleistocen sớm đã bắt đầu hình thành thế hệ đê cát ven bờ và Lagoon đầu tiên trong kỷ Đệ Tứ. Các đê cát cổ này được Trần Nghi (1998) phát hiện ở Hòn Rơm (Bắc Mũi Né) với một tầng cát đỏ nằm dưới, có bề mặt bị laterit hóa với các kiểu “mũ sắt” bị tectit nguyên dạng cắm trên bề mặt. Như vậy, có mối liên quan giữa quá trình tạo sét ở vùng xâm thực và trầm tích sét ở bồn trũng, cũng như mối quan hệ giữa quá trình tạo vỏ latent (đá ong, kết vón) với giai đoạn làm loang lỗ trầm tích tầng mặt sau khi biển rút.

Chu kỳ thứ hai (_):

Giai đoạn biển lùi do băng hà Midel và biển tiến do gian băng (M-R) thành tạo chu kỳ trầm tích Pleistocen giữa (_). Trên lãnh thổ Việt Nam xảy ra một pha nâng mạnh ở vùng ven rìa đồng bằng. Các dòng chảy có năng lượng lớn xuất hiện nhiều tướng proluvi (fans). Toàn bộ đồng bằng Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ và Nam Bộ cũng như các đồng bằng kiểu hố sụt khối tảng miền Trung được tích tụ một tầng cuội sạn cát dày (10-80m). Các đồng bằng này lúc bấy giờ đang trong chế độ lục địa. Các tầng cuội-sạn được tạo nên do hoạt động của hàng loạt các con sông ngắn và dốc bắt nguồn từ vùng xâm thực ở phía Đông dãy Trường Sơn. Mặt khác, chúng phải vươn dài ra rất xa ngoài thềm lục địa để đổ vào bờ biển cổ ở độ sâu trên 500m nước so với mực biển hiện đại và độ sâu từ 50-80m của các địa tầng thuộc bồn trũng Kainozoi (sông Hồng, sông Cửu Long, Nam Côn Sơn...).

Đó là giai đoạn phong hóa vật lý thống trị và nguồn cát do sông mang tới lần thứ hai không chỉ phân bố trên toàn bộ đới ven bờ hiện tại mà đến tận các mép ngoài của thềm lục địa.

Các lát mỏng thạch học mài từ cát bở rời cho biết các hạt tinh thể plagiocla còn tươi và sắc nét tương tự như trong giai đoạn biển lùi đầu Pleistocen sớm. Nghĩa là khí hậu lạnh hơn hiện tại và có nhiều đợt mưa dữ dội nhưng tương đối khô. Điều đó cũng phù hợp với khí hậu vùng Đông Nam Á. Trên đồng bằng Bắc Bộ trong trầm tích lúc này có một số Bào tử phấn thuộc loại ưa lạnh như Corylus, Tilia, Juglans có xu thế tăng lên.

Vào cuối Pleistocen giữa (_) trong các thành tạo trầm tích, lượng bột sét tăng lên trên 50%, đặc biệt từ Bắc vào Nam xuất hiện trầm tích biển thuộc nhiều tướng khác nhau:

- Tướng sét kaolin-hydromica-monmorilonit vũng vịnh ở đồng bằng Bắc Bộ, đồng bằng Thanh Hóa, đồng bằng Nam Bộ.

- Tướng đê cát ven biển cổ phân lớp ngang, xiên chéo rất phổ biến ở miền Trung, đặc biệt cát đỏ Phan Thiết có tuổi nhiệt huỳnh quang thạch anh 145-204 nghìn năm cách ngày nay phân bố từ 0m sát bờ biển đến thềm cát cao 80m.

Các tướng biển này là bằng chứng của một pha biển tiến rộng khắp ở Việt Nam. Có thể có độ cao của mực nước biển cực đại ứng với thềm biển 25-40m gặp ở ven rìa đồng bằng Bắc Bộ, đồng bằng Thanh Hóa, 40-60m rất nhiều nơi ven biển và trên các đảo ở Nam Trung Bộ và cát đỏ ở độ cao 60-80m (Phan Thiết). Các quan sát của các tác giả hoàn toàn phù hợp với ngấn biển 31m ở Đá Chông, Cẩm Phả do Adecxon và Nguyễn Thế Thôn phát hiện năm 1987 với tuổi được xác định là Q₁².

Như vậy, trong thời điểm này đã ấn định một đường bờ cổ ven rìa các đồng bằng và ven biển miền Trung tương ứng với độ cao thềm bậc III hiện tại (30-80m). Độ cao hiện tại bị thay đổi giữa các vùng khác nhau không còn như cùng một độ cao biển tiến thời điểm ban đầu do chuyển động kiến tạo địa phương. Ví dụ: ở Nam Trung Bộ chuyển động nâng mạnh hơn ven rìa đồng bằng Bắc Bộ và những nơi khác.

Liên quan đến đới đường bờ cổ này, các tác giả cho rằng có một thành tạo trầm tích đã xuất hiện rất độc đáo, đó là tướng trầm tích bãi triều cổ bao gồm cát-bột màu xám, xám vàng chọn lọc từ trung bình đến kém, có thành phần ít khoáng đến đa khoáng, cấu tạo khối kiểu đất cổ, phân bố ven rìa đồng bằng từ Bắc vào Nam, ở độ cao từ 25-35m. Chính thực thể này có tác giả đã nhận thức sai lầm và cho rằng đó là trầm tích Locss.





Giai đoạn biển lùi do băng hà Riss và biển tiến do gian băng (R-W) thành tạo chu kỳ trầm tích Pleistocen giữa - muộn (Q₁^2-3). Vào đầu _ trên các đồng bằng ở Việt Nam phát triển các tướng cát sạn aluvi phủ trên sét loang lỗ (_-_). Sự chuyển tiếp trầm tích đột ngột và sự phong hóa loang lỗ của tầng dưới là chứng cớ của một giai đoạn biển lùi, gián đoạn trầm tích, khí hậu có chế độ ấm khô - ẩm xen kẽ nhau, nước ngầm lên xuống gây nên phong hóa thấm đọng. Giai đoạn biển lùi này ứng với băng hà Riss. Trong địa tầng có sự xuất hiện tướng đá, cát sạn, lòng sông phân lớp xiên chéo. Ví dụ: cát vàng xây dựng ở sông Cà Lồ (Hà Nội) và các đồng bằng ven biển miền Trung vôi hàm lượng cát thay đổi từ 46-65%.

Vào cuối Q₁³ có sự kiện quan trọng:

Biển tiến khu vực với các tướng sét bột vũng vịnh lớn ở vùng đồng bằng sông Hồng và đồng bằng sông Cửu Long, tướng đê cát ven bờ, lagoon ở khu vực miền Trung ứng với bậc thềm cao 10-16m, 16-25m. Thành phần sét và các chỉ tiêu địa hóa môi trường (pH, Kt) đã chứng minh cho môi trường vịnh biển điển hình.

Điều cần phải xác định là biển tiến cuối Q₁^2-3 và trầm tích bắt gặp trên đồng bằng phân bố đến đâu để vạch đường bờ cổ cho đúng. Quả thực đó là một vấn đề khá phức tạp. Trầm tích cát xám, cát vàng phủ lên trên bề mặt trầm tích Q₁^2-3 ở rìa các đồng bằng cao 10-25m có nguồn gốc biển với các lý do:

- Tầng trầm tích này phủ bám bề mặt của đồng bằng ở độ cao 10-20m, phân bố ở ven rìa đồng bằng sông Hồng (Tiên Sơn, Đông Anh), 15-25m (đền Nam Giao ven biển miền Trung, Huế, Quảng Trị, Phan Thiết) và 10-15m ở rìa vùng đồng bằng sông Cửu Long (Thủ Đức, Long An…). Trầm tích có độ chọn lọc từ trung bình đến tốt (So = 1,3-2,5).

- Trầm tích có sự phân dị độ hạt theo mặt cắt, trong lớp có cấu tạo khối song cả tầng trầm tích lại có cấu tạo xích ma, phủ chờm lên nhau kiểu chồng gối của một cấu trúc bãi triều dốc vũng vịnh nửa kín.

- Trầm tích có thành phần rất khác nhau ở ven rìa đồng bằng Bắc Bộ và Thanh Hóa chủ yếu là cát bột, cát bột lẫn sạn đa khoáng phân dị kém, độ mài tròn kém (Ro = 0,35); độ chọn lọc trung bình (So = 2,0-2,5). Ở ven rìa đồng bằng Thừa Thiên Huế, mặt cắt điển hình là đền Nam Giao ở độ cao 20m cát vàng nghệ có độ chọn lọc trung bình đến tốt (So = 1,3-l,8); độ mài tròn trung bình (Ro = 0,6); thành phần đơn khoáng đến ít khoáng. Lượng bột thấp hơn trầm tích ở rìa đồng bằng Bắc Bộ, Thanh Hóa (10%). Lượng thạch anh luôn lớn hơn 70% chứng tỏ môi trường có động lực sóng mạnh hơn, biển hở do sườn Đông dãy Trường Sơn chính là bờ biển cổ.



Chu kỳ này có một pha biển lùi và một pha biển tiến.

Pha biển lùi do ảnh hưởng của băng hà Wurm₁ và pha biển tiến do ảnh hưởng của gian băng W₁-W₂ . Trong giai đoạn này có ba quá trình xảy ra:

- Trong pha biển lùi các dòng sông vươn dài theo đường bờ ra tới độ sâu 200-300m nước tạo nên tướng cát bột sét aluvi và châu thổ.

- Trong pha biển tiến đường bờ lên tới độ cao 15m tạo nên tầng sét bột vũng vịnh và châu thổ phủ kín toàn bộ các đồng bằng ven biển thuộc hệ tầng Vĩnh Phúc, Mộc Hóa, Namô... Pha biển tiến này được gọi là “biển tiến Vĩnh Phúc”.

Chu kỳ thứ năm (_- Q₂^1-2):

Pha biển lùi do băng hà W₂ (băng hà cuối cùng) và pha biển tiến Flandrian (_- Q₂^1-2) đã cấu thành chu kỳ trầm tích thứ năm.

Trong trầm tích cát tướng lòng sông của (_) không gặp felspat tươi, đồng thời xen kẹp nhiều thấu kính bột sét chứng tỏ giai đoạn này không khí ấm hơn, phong hóa hóa học mạnh hơn trước.

Nét đặc trưng là bề mặt của trầm tích (_) trên toàn lãnh thổ và lãnh hải nước ta có màu loang lỗ đã chứng minh cho một thời biển lùi xa đến độ sâu thấp hơn mực nước biển hiện tại 100-120m ứng với băng hà Wurm₂. Khí hậu nóng khô xen kẽ với nóng ẩm đã tạo điều kiện cho nước ngầm hoạt động theo cơ chế thấm đọng. Mùa mưa Fe⁺² đến, mùa khô oxi hóa Fe⁺² thành Fe⁺³ màu vàng, nâu, đỏ. Kết quả là đã nhuộm cát trắng thành cát vàng và cát thành tạo giai đoạn trước tiếp tục bị “nhuộm” để biến thành nâu đỏ, thậm chí “kết vón cát” như kết vón laterit vậy (Phan Thiết) đặc trưng của vùng khí hậu khô nóng.

Có thể liên hệ giai đoạn tạo loang lỗ của trầm tích (hệ tầng Vĩnh Phúc, Củ Chi, Mộc Hóa) có tuổi (_) tương đương với một giai đoạn tạo phong hóa laterit ở vùng rìa đồng bằng.

Kết quả phân tích thành phần hóa học cho thấy tỉ số hàm lượng Fe₂0₃/Fe0 trong trầm tích đôi khi đạt tới >4,0. Các dạng Bào tử phấn ưa nóng ẩm như: Polypodiaceae, Palmae, cùng một số dạng ưa khô như Ginkgo, Larix cũng là một lời giải hợp lý cho nhận định trên.

Pha biển tiến Flandrian được bắt đầu từ khoảng 1.800 năm ở đới bờ sâu -100 tới -l20m nước đến khoảng 5.000 năm cách ngày nay ở độ cao +4,5m (ngấn biển trên vách đá vôi Hà Tiên, Ninh Bình) với diện tích rộng lớn phủ kín hầu hết thềm lục địa Biển Đông và biển Tây vịnh Thái Lan các thành tạo trầm tích biển tiến được đặc trưng bởi sự đa dạng về tướng và có tuổi trẻ dần từ sâu đến nông, từ biển vào tận đường bờ cực đại.

Với trầm tích cát trắng lý tưởng và xuất hiện than bùn trước và sau biển tiến Holocen giữa là một hiện tượng mới lạ trong tiến hóa trầm tích Đệ Tứ. Môi trường trầm tích tạo than bùn chủ yếu có chế độ khử và đã tẩy cát thạch anh trở thành cát trắng lý tưởng theo cơ chế hóa học sau khi đã được làm sạch trong môi trường có động lực sóng mạnh. Với tầng sét xám xanh, tướng vũng vịnh phổ biến khắp các bồn trầm tích Đệ Tứ ở Việt Nam, các vỉa than bùn nằm dưới và trên nó lại thêm một bằng chứng nữa cho một giai đoạn khí hậu ấm áp ôn hoà. Các dạng Bào tử ưa ẩm nóng như Polypodiaceae, Quercusceae... cũng được phát hiện trong trầm tích tướng đầm lầy.

Ở đồng bằng Bắc Bộ và Nam Bộ, trầm tích Holocen sớm - giữa thuộc chu kỳ thứ 5 được đặc trưng bởi hai phức hệ tướng cộng sinh theo thời gian và không gian như sau:

- Phức hệ trầm tích thứ nhất bao gồm cát bột tướng delta và sét bột giàu mùn bã hữu cơ và các vỉa than bùn.

- Phức hệ thứ hai phủ trực tiếp lên phức hệ thứ nhất bao gồm sét xám xanh tướng biển vũng vịnh.

Đối với các vùng ven biển miền Trung, các cảnh quan trầm tích mang tính đặc thù và khác hẵn với trầm tích của hai đồng bằng lớn nói trên, đó là sự cộng sinh chặt chẽ giữa các đê cát ven bờ với các lagoon bên trong.

Giai đoạn biển tiến cực đại trong Holocen giữa đã để lại dấu ấn đậm nét của một đường bờ cổ ven rìa các đồng bằng hiện đại. Những dấu ấn được coi là tiêu chí xác định đường bờ cổ cực đại là:

- Than bùn ven rìa tướng đầm lầy ven biển.

- Cát trắng với hàm lượng thạch anh trên 98% có độ chọn lọc và mài tròn tốt phân bố ven rìa các lagoon và đồng bằng giáp núi ở miền Trung.

- Tầng sét xám xanh tướng vũng vịnh chứa foraminifera và sét monmorilonit ở đồng bằng Bắc Bộ và Nam Bộ.

Trầm tích Holocen sớm - giữa ở ven biển miền Trung Việt Nam phát triển kế thừa và phủ trên bề mặt loang lỗ của các trầm tích (_). Có thể phân biệt 4 thành tạo trầm tích Holocen sớm - giữa từ bờ biển vào đến chân dãy núi Trường Sơn như sau:

- Trầm tích cát trắng, trắng xám phớt vàng thuộc tướng đê cát ven bờ.

- Trầm tích bùn sét giàu vật chất hữu cơ thuộc tướng lagoon hẹp nước sâu.

- Trầm tích bột sét pha cát thuộc tướng lagoon rộng nước nông.

- Trầm tích bãi triều cổ ven bờ.

Ở đồng bằng ven biển miền Trung Việt Nam từ Nghệ An đến Phan Thiết trong giai đoạn Holocen sớm - giữa đã hình thành một loạt các cảnh quan trầm tích rất đặc thù đó là tổ hợp cộng sinh giữa các đê cát ven bờ (coastal sandy bars) và các lagoon ở bên trong đê cát. Các đê cát được phát triển kế thừa các đê cát của giai đoạn biển tiến trước (đê cát Q₁^3-2) chúng phủ kín tôn cao thêm hoặc phủ chỉnh hợp bên sườn trong hoặc sườn phía ngoài của đê cát cổ vàng nghệ. Do tác động mạnh mẽ của sóng biển và do môi trường trầm tích của các lagoon có chế độ khử thống trị của một thời kỳ khí hậu nóng ẩm mưa nhiều, cát thạch anh của các đê cát thay đổi từ 6-l0m thậm chí ở Phan Thiết có nơi lên tới 50m do nâng kiến tạo mới.

Nhìn chung, khối lượng các thành tạo trong biển tiến Holocen giữa ở ven biển miền Trung Việt Nam hết sức lớn. Cát có độ chọn lọc và mài tròn rất tốt. Hàm lượng thạch anh chiếm từ 97-100%. Nhiều nơi cát trắng đang được khai thác làm thủy tinh với chất lượng tốt.

Ở Nghệ An, tại xã Quỳnh Lưu bên cạnh các đê cát thạch anh lại có thêm các đê cát sò điệp có độ cao từ khoảng 4m so với mực nước biển. Theo Viện Khảo cổ, vỏ sò Mollusca này có tuổi 4.500 năm; ở Bàu Tró (thành phố Đồng Hới) đê cát ven biển lagoon có tuổi 6.000 năm.

Đây là trầm tích đặc trưng cho các lagoon kế liền với các đê cát chạy dọc bờ và song song với đê cát. Các lagoon kế thừa các lagoon thế hệ trước Holocen và bị lùi hóa theo các thời gian khác nhau. Nhìn chung, chúng kết thúc hoạt động với tư cách “một lagoon” trong pha biển lùi Holocen giữa - muộn cùng với việc hình thành các đồng bằng phía trong lục địa. Lúc đó, các lagoon chỉ còn lại một lạch thoát triều và còn hoạt động cho đến ngày nay (ví dụ: ở sông Lũy, Phan Thiết, sông Nhật Lệ - Quảng Bình, Cửa Khẩu - Hà Tĩnh...). Bên cạnh đó vẫn có các lagoon đang hoạt động như một lagoon điển hình như phá Tam Giang, vịnh Nước Ngọt, phá Quảng Nam...

Biển tiến Holocen giữa được thể hiện trong các trầm tích lagoon là lớp vỏ sò dày từ 0,3-1,0, nằm sâu 0,5m cách đáy rất phổ biến ở hầu hết các lagoon có tuổi từ 6.000-5.000năm.

c) Trầm tích bột sét pha cát thuộc tướng lagoon cạn:

Hiện tại, đây là các đồng bằng dạng bán nguyệt ven biển được hoàn thiện vào giai đoạn Holocen giữa - muộn. Trong giai đoạn biển tiến cực đại Holocen giữa chúng là các vịnh nông ven bờ được lắng đọng bởi các trầm tích bột sét pha cát màu xám xanh, xám nâu có thế năng ôxy hóa yếu và độ pH dao động từ 7,2-7,5. Cộng sinh với các lagoon cạn bị lùi hóa là các vỉa than bùn ven rìa đồng bằng như Vĩnh Thành (Nghệ An), Đức Sơn (Hà Tĩnh), Ba Đồn (Quảng Bình), Phú Vang (Huế), Ngọc Sơn (Quảng Nam), Nghĩa Thắng (Quảng Ngãi), sông Cầu (Phú Yên)... Các vỉa than bùn này thuộc tướng đầm lầy ven biển của pha biển tiến Holocen trung.

Phân bố thành từng dải ven chân phía Đông dãy núi Trường Sơn ở độ cao từ 5-8m có nơi trên 20m với các tướng bộ pha cát của lagoon. Do hoạt động của sóng vỗ ven bờ cổ nên cát thạch anh hạt trung có độ chọn lọc tốt và mài tròn từ tốt đến trung bình.

Chu kỳ thứ sáu có thể tính từ giai đoạn biển lùi sau biển tiến Flandrian và biển tiến hiện đại Holocen muộn có thể lấy mốc từ 3.500 năm ứng với đường bờ cổ tạo ngấn biển +2,5m cho đến ngày nay.

Pha biển lùi đã để lại dấu ấn rõ nét trên toàn bộ các đồng bằng ven biển Việt Nam hiện tại bằng sự chuyển tướng liên tục từ lục địa sang biển, đồng thời với quá trình dịch chuyển đường bờ ra phía biển.

Từ 1.000 năm đến nay do đắp đê nên phù sa sông Hồng không được đưa vào lắng đọng trên mặt đồng bằng để tăng bề dày tướng bột cát-sét bãi bồi và sét bột châu thổ mà lắng đọng ngay trên lòng sông và bãi bồi ngoài đê ngày một cao hơn tạo nên sự chênh lệch về độ cao so với bề mặt đồng ruộng trong đê là 8m.

Thời kỳ từ 3.500 năm đến nay đồng bằng châu thổ luôn luôn được mở rộng về phía biển theo từng chu kỳ ngắn, được đánh dấu bằng các giồng cát nổi cao chạy song song với đường bờ có độ cao từ 2-3m so với mực nước biển. Chúng là di chỉ của các cồn cát cửa sông được bồi tụ mở rộng diện tích từ phía biển vào lục địa và cộng sinh với tướng bùn sét đầm lầy ven biển có địa hình thấp phía trong.

Đồng bằng Nam Bộ cũng tiến hóa theo cơ chế như đồng bằng Bắc Bộ, song khác ở chỗ là không có hiện tượng đắp đê nhân tạo hóa. Các thế hệ giồng cát từ trong ra biển có tuổi trẻ dần từ 4.000 năm đến 3.500 năm ở Cao Lãnh - Đồng Tháp ứng với đường bờ cổ +2,5m và trẻ dần theo các đới giồng cát ven biển hiện đại. Điều lý thú là quá trình thành tạo bán đảo Cà Mau trong Holocen muộn xảy ra theo một cơ chế độc đáo. Vật liệu trầm tích là của sông Cửu Long mang đến do các dòng biển ven bờ sau đó được bồi tụ do quá trình lắp ghép các cồn cát Biển Đông và bồi tụ tăng trưởng theo cơ chế phân dị ngược bởi sóng dồn đẩy vật liệu mịn từ ngoài khơi vào bờ (vịnh Thái Lan).

Trong pha biển tiến hiện đại (từ 1.000 năm trở lại đây) với tốc độ dâng của nước biển 1-2 mm/năm, trầm tích Đệ Tứ ven biển liên tục bị biến động theo hai hướng bồi tụ và xói lở. Hầu hết bờ biển Việt Nam đang bị xói lở trừ châu thổ sông Hồng, sông Cửu Long và bờ biển phía Tây bán đảo Cà Mau thì lại đang được bồi tụ mạnh. Cửa sông Bạch Đằng và cửa sông Soài Rạp đang bị xói lở mạnh và đang phát triển kiểu estuary do châu thổ thiếu hụt trầm tích bị phá hủy bởi mực nước biển dâng cao.