CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1. VỊ TRÍ ĐỊA LÝ Khu vực nghiên cứu thuộc địa phận huyện Nguyên Bình tỉnh Cao Bằng và các huyện Ngân Sơn, Ba Bể tỉnh Bắc Kạn, có diện tích 600km2. Tọa độ địa lý: 22°30’- 22°40’ vĩ độ bắc.
ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN Vùng nghiên cứu thuộc vùng địa hình núi cao và trung bình tạo thành hệ thống núi cao Bảo Lạc - Nguyên Bình - Ngân Sơn, bao gồm các dãy núi cao sắp xếp thành dải kéo dài theo hướng Tây bắc - Đông nam. Sơ đồ địa lý tự nhiên khu vực nghiên cứu Những đỉnh cao đáng kể là: Pia Oắc (1930m), Phia Đén (1428m). Xen kẽ giữa các hệ thống núi cao là những đồi núi thấp và thung lũng phân bố trùng khớp với các lưu vực sông và suối lớn. 11 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Khu vực nghiên cứu thuộc vùng khí hậu nhiệt đới.
Trong mùa đông, từ tháng 11 năm trước đến tháng 4 năm sau, nhiệt độ giảm xuống khoảng 10-15 0C, đôi khi tới 50C, có ngày xuống tới 00C, có tuyết rơi ở các vùng núi cao như Tĩnh Túc, Pia Oắc. Mùa hè, từ tháng 5 đến tháng 10, nhiệt độ khoảng 28-35°C, ít khi vượt quá 40°C. Mưa rào thường xảy ra vào mùa hè, với lượng mưa trung bình trong các tháng này khoảng 400-600mm/tháng. Trong vùng nghiên cứu có các sông suối đầu nguồn của các hệ thống sông Nhieo, sông Năng là các chi lưu của sông Gâm, sông Nguyên Bình là chi lưu của sông Bằng.
Lưu lượng nước của các hệ thống sông suối không ổn định, có sự chênh lệch lớn giữa mùa khô và mùa mưa. Mạng sông suối là nguồn cung cấp nước thuận lợi cho nông nghiệp và phát triển thủy điện cỡ nhỏ và trung bình. ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ - XÃ HỘI Trong vùng nghiên cứu có quốc lộ 34 nối thành phố Cao Bằng qua Tĩnh Túc đến Bảo Lạc và tỉnh lộ 212 nối Nà Phặc và Tĩnh Túc. Giữa các xã trong khu vực nghiên cứu đã có đường liên xã thuận lợi cho việc vận chuyển bằng ô tô, đa số các xã đã được điện khí hoá.
Vùng có mật độ dân số tương đối thấp và nằm cách xa các đô thị lớn. Đô thị gần nhất là thành phố Cao Bằng, cách khoảng 60km về phía đông. Nơi đông dân cư nhất và là trung tâm công nghiệp là mỏ Tĩnh Túc. Dân cư trong vùng gồm 5 dân tộc: Dao đỏ, H'mông, Ngái (Hoa), Nùng và Kinh, chủ yếu là người Dao đỏ.
Trình độ văn hóa của nhân dân các dân tộc trong vùng khá cao. Tính đến năm 2002, đã phổ cập giáo dục tiểu học; tỷ lệ người biết chữ chiếm 75,7%. Nghề nghiệp chính của dân cư trong vùng là nghề nông và một ít là lâm nghiệp. Công nghiệp khai khoáng của vùng nút quặng Pia Oắc rất phát triển gồm các mỏ thiếc, wolfram, sắt.thu hút nhiều nhân công bản địa và nhân công của tỉnh Cao Bằng.
Hệ sinh thái có tính chất đa dạng sinh học cao với nhiều loại động thực vật quý hiếm, các loại rau quả ôn đới, các loại côn trùng dùng cho nghiên cứu khoa học và sưu tập, tạo tiền đề quan trọng cho phát triển nhiều loại hình du lịch khác nhau như: du lịch sinh thái, du lịch văn hóa. 12 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT 1. Địa tầng Trong khu vực nghiên cứu có mặt các thành tạo từ giới Paleozoi đến giới Mesozoi và giới Kainozoi.
Từ dưới lên trên gồm các loạt Sông Cầu (D 1 sc), hệ tầng Mia Lé (D1 ml), Nà Quản (D1-2 nq), Bắc Sơn (C-P bs), Đồng Đăng (P2 đđ) thuộc giới Paleozoi, Sông Hiến (T1 sh), Lân Pảng (T2a lp) thuộc giới Mesozoi và Đệ Tứ thuộc giới Kainozoi (hình 1-2). GIỚI PALEOZOI DEVON HẠ Loạt Sông Cầu (D1 sc) Loạt Sông Cầu lộ ra rất hạn chế ở phía Tây khu vực nghiên cứu của khối Pia Oắc và chiếm một diện tích rất nhỏ 7. Ở các vùng này, mặt cắt của loạt lộ ra bao gồm sạn kết, cát kết màu nâu đỏ chuyển lên đá phiến sét và sét vôi. Bề dày quan sát được khoảng 150-180m.
Các ranh giới dưới và trên của loạt đều không quan sát được. Tuổi của loạt là Đevon sớm được xác định dựa theo tài liệu ở tờ Tuyên Quang. Hệ tầng Mia Lé (D1 ml) Hệ tầng lộ ra khá rộng ở phần phía đông, phía tây và ở trung tâm của vùng, trong các cấu trúc nếp lồi ở Phia Đén trong khoảng diện tích 322 km 2 phân thành 2 hệ tầng. Phân hệ tầng dưới (D1 ml1) gồm 5 tập xen kẽ: đá phiến sét, đá vôi phân lớp mỏng , đá phiến sét sericite, đá vôi xám phân lớp trung bình, đá phiến sét xám đen.
Bề dày chung của phân hệ tầng dưới khoảng 370-500m. Phân hệ tầng trên (D1 ml2): đặc trưng bằng những tập dày đá vôi đen xen với các tập trầm tích lục nguyên mỏng, bao gồm 5 tập đá xen kẽ: đá vôi xám đen, đá phiến sét sericit, đá vôi và đá vôi sét xám đen, cát kết phân lớp dày, đá vôi xám phân lớp trung bình. Bề dày chung của phân hệ tầng trên khoảng 500m. Hệ tầng Mia Lé nằm chỉnh hợp trên loạt Sông Cầu và dưới hệ tầng Nà Quản.
13 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tuổi của hệ tầng là Đevon sớm, có bề dày tổng cộng khoảng 900-1000m. [Dương Xuân Hảo và nnk, 1968] DEVON HẠ-TRUNG Hệ tầng Nà Quản (D1-2 nq) Hệ tầng lộ ra khá rộng trong vùng, chiếm diện tích khoảng 106 km 2, hệ tầng nằm ở phía tây bắc, một ít ở trung tâm và một phần ở đông nam của vùng nghiên cứu, ở rìa các nếp lồi Ngân Sơn, Phia Đén. Mặt cắt được chia làm 2 hệ tầng. Phân hệ tầng dưới (D1-2 nq1): đặc trưng chủ yếu bằng các tập dày sét vôi và đá vôi xen ít đá lục nguyên, bao gồm 2 tập: đá phiến sét vôi và đá vôi đen phân lớp trung bình.
Bề dày khoảng 340m. Phân hệ tầng trên (D1-2 nq2): đá vôi sạch màu xám, đôi nơi bị hoa hoá, đá vôi đolomit phân lớp dày. Bề dày của phân hệ tầng khoảng 400m. Bề dày chung của hệ tầng đạt khoảng 740m.
Hệ tầng Nà Quản nằm chỉnh hợp trên hệ tầng Mia Lé và bị các hệ tầng Tam Hoa và Bắc Sơn phủ không chỉnh hợp lên trên. Tuổi của hệ tầng được xác định là Đevon sớm-giữa dựa vào hoá thạch thu thập được. Chiếm diện tích rất nhỏ khoảng 4 km 2 trong vùng, dày 350m, gồm 5 tập đá xen kẽ: đá vôi màu xám đen, đá vôi dạng trứng cá màu xám sáng phân lớp dày, đá vôi màu xám tro, đá vôi dạng trứng cá màu xám sáng phân lớp dày đến dạng khối, đá vôi dạng khối màu xám sáng. Hệ tầng Bắc Sơn có tuổi từ Moscovi đến Permi sớm.
Hệ tầng Bắc Sơn nằm không chỉnh hợp trên các trầm tích Đevon hạ và bản thân nó lại bị hệ tầng Đồng Đăng phủ không chỉnh hợp. [Nguyễn Văn Liêm, 1978] PERMI Hệ tầng Đồng Đăng (P2 đđ) Hệ tầng này lộ ra một phần ở phía Bắc và Đông Bắc tờ bản đồ, ở Tĩnh Túc, 14 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com huyện Nguyên Bình, trong khoảng diện tích 13 km 2. Theo mặt cắt từ đèo Khao Sơn đến Làng Giàu - Khuổi Cáp, hệ tầng có 4 tập đá xen kẽ: đá vôi xám đen, đá vôi xám sáng, đá vôi dạng khối xám nhạt, đá vôi trứng cá màu xám lục nhạt, đá vôi dạng khối màu xám sáng. Bề dày của hệ tầng là 245m.
[Nguyễn Văn Liêm, 1966] GIỚI MESOZOI TRIAS HẠ Hệ tầng Sông Hiến (T1 sh) Trong vùng đo vẽ, hệ tầng Sông Hiến lộ ra một diện tích rất lớn khoảng 150 km2 ở phía đông bắc và trung tâm thuộc vùng Nguyên Bình - Ngân Sơn. Mặt cắt ở đây gồm cả hai phân hệ tầng. Phân hệ tầng dưới (T1 sh1): lộ ra ở rìa nếp lồi Ngân Sơn - Phia Đén, gồm 4 tập đá xen kẽ: porphyr thạch anh xám sáng, đá phiến sét xám sẫm, tuf ryolit xám sáng, ryolit porphyr xám sáng. Phân hệ tầng trên (T1 sh2): nằm chỉnh hợp và liên quan chặt chẽ về không gian phân bố với phân hệ tầng dưới, gồm 5 tập đá xen kẽ: đá phiến sét sericit, cuội kết, đá phiến sét sericit xám sẫm, cuội sạn kết tuf, đá phiến sét xám sẫm.
Bề dày chung của hệ tầng đạt khoảng 855m. Hệ tầng Sông Hiến nằm không chỉnh hợp trên nhiều thành tạo cổ hơn và bị hệ tầng Lân Pảng phủ không chỉnh hợp bên trên. Tuổi của hệ tầng được định là Trias sớm trên cơ sở hoá thạch tìm được ở những vùng lân cận. [Đovjikov và nnk, 1965] TRIAS TRUNG, ANISI Hệ tầng Lân Pảng (T2a lp) Hệ tầng Lân Pảng phân bố khá hạn chế, chiếm khoảng diện tích 16 km 2 ở góc đông nam khối Pia Oắc gần đứt gãy Sông Năng và vùng Làng Đán.
Theo mặt cắt đỉnh 1111 m đến Pác Giài, hệ tầng gồm 4 tập đá xen kẽ: cuội kết hỗn tạp, đá phiến sét xám đen, cát kết xám vàng, cát kết hạt vừa đến thô. Bề dày chung của hệ tầng đạt khoảng 650m. Hệ tầng được định tuổi là Anisi. [Nguyễn Kinh Quốc và nnk, 1991] 15 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.
Sơ đồ địa chất khu vực Pia Oắc (thu nhỏ từ tỷ lệ 1:200.000) 16 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 17 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com GIỚI KAINOZOI ĐỆ TỨ Trong vùng nghiên cứu, các trầm tích Đệ tứ có khối lượng ít, phân bố tản mạn dọc theo các sông suối lớn hoặc thung lũng karst như ở Tĩnh Túc, Nguyên Bình. Trầm tích có nguồn gốc sông (aQII-III) phân bố dưới dạng thềm bậc II dọc theo sông suối lớn. Ở thung lũng karst (Tĩnh Túc, Nậm Kép), trầm tích dày và phân bố rộng. Thành phần gồm sét, cát, cuội, sỏi.
Các thành tạo magma Trong vùng có thành tạo magma xâm nhập gồm các phức hệ: Phức hệ Ngân Sơn (γρD3 ns), phức hệ Cao Bằng (γνT1 cb) và phức hệ Pia Oắc (γK2 po). Phức hệ Ngân Sơn (γρD3 ns) Trong khu vực nghiên cứu chỉ có 3 khối nhỏ ở Phia Đén, chiếm khoảng diện tích 0. Phức hệ Ngân Sơn gồm 2 pha: - Pha 1 (γρD3 ns1): granit biotit, granit 2 mica, plagiogranit. Granit biotit hạt vừa, đôi khi có dạng porphyr, phiến hoá dạng gneis.
Granit 2 mica hạt vừa, có tỷ lệ felspat kali-microclin-pertit trội hơn plagioclas 2-3 lần. Phần lớn có kiến trúc vảy hạt biến tinh, cấu tạo định hướng, hiếm khi còn tàn dư kiến trúc hạt nửa tự hình. Plagiogranit sáng màu, hạt nhỏ và đều, hiếm khi dạng porphyr, giàu muscovit, thạch anh, ít turmalin. - Pha 2 (γρD3 ns2): là các đá mạch granit, granit aplit, pegmatit turmalin xuyên trong pha 1.
Khoáng vật phụ của phức hệ có ilmenit, turmalin, apatit, anđalusit, zircon, granat, rutil, galenitit, monazit,.