Điều kiện tự nhiên (Đktn), tài nguyên thiên nhiên (tntn), môi trường sinh thái của Hà Nội khá phong phú và đa dạng

Thống Holocen

Hệ tầng Hải Hưng do Hoàng Ngọc Kỷ xác lập năm 1978 [69]. Hệ tầng được thành tạo trong khoảng thời gian từ 10.000 - 4000 năm cách ngày nay. Trong khoảng thời gian này, đồng bằng Bắc bộ trong đó có Hà Nội chịu ảnh hưởng của đợt biển tiến cực đại Flandrian. Đường bờ biển tiến cực đại này đồng thời là giới hạn diện phân bố của trầm tích sét xám xanh, dẻo, mịn (đồng nhất về độ hạt) và ổn định về bề dày trên mặt bằng rộng lớn từ Nhổn đến dọc sông Đuống, mở rộng về phía Nam và Tây Nam.

Hệ tầng được đặc trưng bằng hai kiểu nguồn gốc: trầm tích hồ - đầm lầy trước biển tiến nằm dưới (mặt cắt chính được được nghiên cứu tại Giảng Võ - tầng Giảng Võ) và trầm tích biển với màu xám xanh, mịn dẻo nằm trên (mặt cắt điển hình được nghiên cứu tại hồ Đống Đa - tầng Đống Đa). Hệ tầng Hải Hưng được chia thành 2 phụ hệ tầng sau:

Phụ hệ tầng Hải Hưng dưới, trầm tích hồ - đầm lầy (lb Q₂^{1 - 2} hh₁): phân bố rộng khắp ở các huyện Từ Liêm, Gia Lâm ở độ sâu 4 - 18m. Trong những đới sát ven bờ sông Đuống, sông Hồng do quá trình xâm thực sâu của dòng sông nên không gặp trầm tích này.

Thành phần trầm tích hồ - đầm lầy chủ yếu là sét, bột cát chứa tàn tích thực vật, lớp mỏng than bùn. Mặt cắt điển hình quan sát tại LK.6 - HN (Ái Mộ - Gia Lâm) ở độ sâu 18 - 4,5m, dày 13,5m từ dưới lên như sau:

Tập 1 (18 - 12,5m): bột cát, bột sét lẫn nhiều mùn thực vật, màu xám, đen nhạt, độ chọn lọc kém đến rất kém mang tính môi trường axit khử, đặc trưng cho đầm lầy ven biển. Dày 5,4 m.

Tập 2 (12,6 - 4,5m): bột sét, bùn lẫn mùn và xác thực vật phân huỷ chưa hết, màu xám, xám sẫm chứa tập hợp tảo nước ngọt, lợ, mặn. Bề dày lớp 8,1 m. Tập này bị lớp sét xám xanh nguồn gốc biển phụ hệ tầng Hải Hưng trên (mQ₂^{1 - 2} hh₂) nằm chỉnh hợp lên trên.

Mặt cắt tại Đông Hội (Đông Anh), trật tự địa tầng từ dưới lên như sau:

Tập 1 (5,5 - 4,5m): than bùn lẫn sét màu đen, cành cây, lá cây, dày 0,5 - 1,0m nằm phủ không chỉnh hợp trên lớp sét màu loang lổ của hệ tầng Vĩnh Phúc.

Tập 2 (4,5 - 2,5m): sét bột màu xám, xám đen lẫn mùn thực vật, dày 2m. Nằm trực tiếp lên lớp này là lớp sét màu xám xanh.

Tại mỏ than bùn Dân Chủ, Lỗ Khê (Đông Anh) có mặt cắt như sau:

Phần dưới: cát sét lẫn tàn tích thực vật

Phần trên: sét bột màu xám xen kẹp thấu kính than bùn, dày 3 - 5m.

Trong các lỗ khoan ở các vùng Thanh Trì, Gia Lâm, Từ Liêm và nội thành đều bắt gặp trầm tích này.

Ven theo đường bờ biển cổ, trầm tích này thường chứa than bùn; ở khu vực nội thành thường là bùn nên về mặt địa chất công trình đây là tầng đất yếu.

Tổng hợp các lỗ khoan địa chất công trình bắt gặp các lớp than bùn hoặc sét có chứa tàn tích thực vật, vật chất hữu cơ có chiều dày thường nhỏ hơn 2m. Trong khu vực nội thành tầng bùn nguồn gốc hồ - đầm lầy chiều dày có chỗ tới 20 m và phân bố thành 2 mảng [126].

Mảng 1: từ hồ Hoàn Kiếm - Văn Chương - Giảng Võ - Thành Công - Ngọc Khánh - Liễu Giai - Dịch Vọng.

Mảng 2: Thanh Nhàn - Quỳnh Lôi - Vĩnh Tuy - Mai Động - Pháp Vân - Giáp Bát - Thịnh Liệt - Văn Điển - Triều Khúc - Đại Mỗ - mở rộng xuống Thường Tín.

Tầng đất yếu này không thuận tiện cho việc xây dựng các công trình nhà cao tầng, các công trình có tải trọng lớn. Ngoài ra cũng cần lưu ý những diện tích chứa tầng bùn này thường bị sụt lún đất mạnh nhất khi xảy ra hiện tượng tháo khô do các Nhà máy nước khai thác nước ngầm ở tầng chứa nước phía dưới. Hiện tượng ô nhiễm tầng nước ngầm ở những khu vực này cũng cần lưu ý hơn. Bởi vậy công tác khảo sát thiết kế công trình cần phải được tiến hành một cách thận trọng và chi tiết trước khi xây dựng những công trình lớn.

Phụ hệ tầng Hải Hưng trên, trầm tích biển (m Q₂^{1 - 2} hh₂): trầm tích biển thuộc phụ hệ tầng trên hệ tầng Hải Hưng trên phân bố từ Nhổn, Chợ Đăm, Cầu Diễn, dọc theo sông Đuống và phát triển về phía Nam, Đông Nam thành phố Hà Nội. Nhìn chung chúng bị phủ bởi trầm tích aluvi của hệ tầng Thái Bình (aQ₂³ tb₁), chỉ lộ ra diện hẹp dọc bờ trái sông Hồng thuộc các xã Xuân Canh, Vĩnh Ngọc, Hải Bối. Chiều dày của trầm tích dao động từ 0,5 - 4,0 và nằm ở độ cao tuyệt đối +3m so với mực nước biển. Về quan hệ dưới nó gắn liền với tích tụ hồ - đầm lầy chứa than bùn thuộc phụ hệ tầng dưới của hệ tầng Hải Hưng (lbQ₂^{1 - 2} hh₁) và nhiều nơi còn phủ lên bề mặt bóc mòn của hệ tầng Vĩnh Phúc (như ở Cổ Nhuế, Xuân Đỉnh, Dương Xá).

Thành phần của trầm tích này khá đồng nhất bao gồm sét, sét bột có màu đặc trưng là xám xanh, xám xanh lơ, xanh xám. Một số nơi như ở ngã ba Nhổn, Chợ Đăm, Cầu Diễn phần đáy của trầm tích có chứa ít mùn thực vật.

Trong sét xám xanh ở Tây Thanh Xuân, Bát Tràng ở độ sâu 3 - 3,5m có chứa tập hợp foraminifera. Sét có độ hạt khá mịn Md=0,01 - 0,08, độ chọn lọc tương đối tốt S₀ = 1,1 - 1,9. Tổ hợp khoáng vật sét phổ biến là: hydromica - kaolinit - monmorilonit, hydromica - kaolinit - clorit. Sét xám xanh được dùng làm dung dịch khoan, làm gốm.

Với hai kiểu nguồn gốc mô tả ở trên, hệ tầng Hải Hưng phản ánh giai đoạn mà cả đồng bằng Bắc Bộ từng bước bị ngập chìm dần trong biển. Giai doạn đầu biển tiến dần vào đồng bằng và hình thành nên tầng trầm tích hồ - đầm lầy ven biển trong khoảng thời gian 10.000 - 6.000 năm trước đây. Giai đoạn sau, biển tiến mạnh mà ranh giới đường bờ lấn vào sâu nhất. Lúc này cả đồng bằng Bắc bộ là một vịnh biển kín, nông với môi trường thuỷ động lực khá yên tĩnh, môi trường khử thống trị dẫn tới lắng đọng vật liệu sét có xám xanh rất đặc trưng.

Phụ thống Holocen thượng

Hệ tầng Thái Bình, nguồn gốc sông, sông - hồ - đầm lầy (a, alb Q₂³ tb)

Hệ tầng Thái Bình đã được Hoàng Ngọc Kỷ và đồng nghiệp năm 1978 xác lập khi nghiên cứu mặt cắt của các trầm tích trẻ ở Thái Bình. Đây là các trầm tích hiện đại được thành tạo sau khi biển lùi, mực nuớc biển hạ thấp, vai trò sông Hồng lớn dần trong quá trình hình thành đồng bằng sông Hồng, trong đó có diện mạo thành phố Hà Nội ngày nay. Trầm tích hiện đại chủ yếu có nguồn gốc sông phân bố dọc hai bên bờ các sông Hồng, sông Đuống, sông Cầu, sông Cà Lồ... Hệ thống đê điều được thiết lập dọc theo các sông kể trên, dẫn tới phần trầm tích trong đê bị ngừng bồi đắp phù sa, trong khi đó ở ngoài đê hàng năm vào mùa lũ, các bãi bồi lại được phủ lớp mỏng phù sa: cát, bột, sét màu mỡ. Trên cơ sở đó hệ tầng Thái Bình được tách thành 2 phụ hệ tầng sau:

Phụ hệ tầng dưới (Q₂³ tb₁): phụ hệ tầng dưới hệ tầng Thái Bình bao gồm tích tụ sông tướng bãi bồi trong đê và tích tụ sông - hồ - đầm lầy.

Tích tụ sông, tướng bãi bồi trong đê (aQ₂³ tb₁): thành tạo trầm tích này phân bố rộng rãi trên bề mặt đồng bằng trong đê, phổ biến từ Từ Liêm đến Đông Anh rồi trải rộng về phía Nam, Đông Nam, Tây Nam thành phố Hà Nội.

Về quan hệ, tích tụ trầm tích sông phụ hệ tầng Thái Bình dưới nằm phủ lên các thành tạo cổ hơn: tích tụ hệ tầng Hải Hưng, Vĩnh Phúc.

Liên hệ mặt cắt của các lỗ khoan qua các tuyến I - I, II - II, III - III, IV - IV và các vết lộ tự nhiên cho thấy tích tụ aluvi (aQ₂³tb₁) nằm ở độ sâu 0 m đến 35,5m với chiều dày lớn nhất đạt gần 26,15m.

Trên cơ sở tài liệu lỗ khoan cho thấy thành phần vật chất cấu tạo trầm tích chia thành 3 tập từ dưới lên như sau:

Các tài liệu khoan ĐCCT cho thấy phức hệ thach học aQ₂³tb₁ bao gồm các kiểu thạch học: sét pha, cát pha, sét, cát. Kết quả thí nghiệm chỉ tiêu cơ lý các kiểu thạch học tướng bãi bồi trong đê thể hiện trong báo cáo chuyên đề.

Trầm tích sông tướng bãi bồi trong đê được hình thành trong quá trình biển lùi dần ra khỏi đồng bằng và hệ thống sông Hồng đã tải phù sa bồi đắp nên đồng bằng sông Hồng phát triển dần ra biển. Khoảng thời gian bồi đắp kéo dài từ 4000 - 2000 năm cách ngày nay. Vào thế kỷ XIII, Nhà Trần đã cho xây dựng hệ thống đê sông Hồng, từ đó đồng bằng trong đê không được bồi đắp nữa, đồng thời bị biến cải do hoạt động khai thác của con người và có địa hình thấp hơn so với ngoài đê.

Trầm tích sông - hồ - đầm lầy (albQ₂³ tb₁): có diện phân bố nhỏ hẹp, rải rác ở Đông Anh và trong khu vực nội thành. Đây thực chất là các ao, hồ trũng sót hay các lòng sông cổ hình móng ngựa dang bị đầm lầy hoá. Trầm tích kiểu nguồn gốc này được thành tạo chủ yếu do quá trình đổi dòng của sông Hồng, do hoạt động đắp đê ven sông dẫn tới sông, rạch trong đê ứ nước bị đầm lầy hoá dần.

Thành phần chính của trầm tích này là sét, bột sét, bột cát màu xám, xám tro, xám đen lẫn vật chất hữu cơ, tàn tích thực vật, đôi nơi gặp di tích ốc xoắn hiện đại. Chiều dày trầm tích 1 - 3 m.

Hiện tại, tốc độ đô thị hóa tăng nhanh dẫn đến việc san lấp ao hồ để lấy diện tích xây dung. Trên diện tích phân bố các ao hồ này, cấu trúc nền đất phức tạp, gồm 3 hay 4 lớp đất khác nhau. Trên cùng chủ yếu là đất loại sét, tiếp đến là bùn sét pha, bề dày có khi tới 10 - 15m; dưới cùng là cát nguồn gốc sông. Nền đất kiểu này yếu, không thuận lợi cho xây dựng, diện phân bố không rộng quanh khu vực hồ Hoàn Kiếm, Văn Chương, Đống Đa, Trung Hoà, Triều Khúc, Yên Sở...

Phụ hệ tầng trên (aQ₂³tb₂): đây là trầm tích sông tướng bãi bồi ven lòng phân bố ở ngoài đê sông Hồng, Đuống, Cầu, Cà Lồ, Nhuệ và các sông suối nhánh.

Trầm tích này ở các sông suối nhánh có thành phần cuội, sỏi, sạn, cát lẫn bột sét màu nâu, vàng xám. Ven sông Hồng, sông Đuống, sông Cầu thành phần chủ yếu là bột sét, bột cát, cát màu nâu nhạt với chiều dày biến đổi 2 - 15 m. Trong các lỗ khoan sâu, bề dày trầm tích lớn nhất là 9,35m ở LK.1 - HN.

Các lỗ khoan tay ngoài bãi Liên Mạc (sông Hồng) cho thấy mặt cắt từ dưới lên gồm 3 lớp:

Lớp 1 (6,23 - 3,2m): cát hạt từ trung bình đến thô.

Lớp 2 (3,2 - 0,3m): cát hạt mịn lẫn bột sét màu xám đen, thành phần cát chiếm 80 - 90%, bột sét 10%.

Lớp 3 (0,3 - 0m): bột sét màu nâu, bề mặt có thảm cỏ phát triển. Thành phần bột sét chiếm 90%, cát 10%.

Đôi chỗ trong cát có mảnh vỏ trai, hến nước ngọt. Các trầm tích bãi bồi hiện đại ngoài đê đang được khai thác làm cát san lấp hay dùng làm vữa trát trong xây dựng.

Kể từ khi có hệ thống đê, hoạt động xâm thực ngang của sông bị hạn chế về mặt không gian. Một phần lượng phù sa được bồi tụ ngay tại lòng sông tạo nên bãi bồi ngoài đê hiện tại cao hơn bề mặt địa hình trong đê.

Hệ Đệ tứ không phân chia (Q)

Trầm tích Đệ tứ không phân chia có nguồn gốc chủ yếu là aluvu - deluvi (adQ) diện tích nhỏ hẹp nằm rải rác ở các vùng trũng hẹp ở Xóm Cóc (xã Minh Quang), ở phía Nam núi An Lõm và ở phía Đông núi Dền thuộc vùng núi Sóc Sơn. Sự thành tạo chúng liên quan đến dòng chảy tạm thời và có sự tham gia của quá trình rửa trôi vật chất trên sườn xuống. Thành phần vật chất gồm cát, bột sét, lẫn ít dăm sạn kết vón oxyt sắt với chiều dày từ 0,5 - 1,5m. Hiện nay các diện tích này đang được khai thác trồng cây công nghiệp như chè, thuốc lá và cấy lúa.