Luận văn: Nghiên cứu hóa thạch Pteridophyta và Cycadophyta ở hệ tầng Hòn Gai, Quảng Ninh

Luận văn thạc sĩ phân tích hus nghiên cứu hóa thạch thuộc nhóm pteridophyta và cycadophyta trong trầm tích chứa than của hệ, đánh giá thực trạng, chỉ ra hạn chế, đề xuất giải pháp

• Tác giả: Nguyễn Thị Mai Hoa
• Người hướng dẫn: GS. Tạ Hòa Phương
• Trường học: Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên
• Chuyên ngành: Địa Chất Học
• Đề tài: Nghiên Cứu Hóa Thạch Thuộc Nhóm Pteridophyta Và Cycadophyta Trong Trầm Tích Chứa Than Của Hệ Tầng Hòn Gai (T3n-r hg), Tỉnh Quảng Ninh
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN BỂ THAN QUẢNG NINH
• 1.1. Giới thiệu về bể than Quảng Ninh
• 1.2. Vị trí nghiên cứu
• 1.3. Đặc điểm địa chất vùng nghiên cứu
• 1.4. Tình hình nghiên cứu trên thế giới và trong nước
• 1.4.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
• 1.4.2. Hệ thực vật Nori – Reti ở Châu Á (Ngoại trừ phía Bắc và trung tâm của Trung Quốc và Tây Á)
• 1.4.3. Thực vật Nori – Reti của Nam Trung Quốc và Đông Á
• 1.4.4. Hệ thực vật Nori – Reti ở Nam Bán Cầu
• 1.4.5. Tình hình nghiên cứu trong nước
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Cơ sở tài liệu
• 2.2. Phương pháp nghiên cứu
• 2.2.1. Phương pháp phân tích hóa thạch thực vật
• 2.2.2. Phương pháp cổ sinh thái
• 2.3. Đặc điểm thành phần phân loại
• 2.4. Đặc điểm phân bố địa tầng
• 2.5. Mô tả một số hóa thạch đặc trưng cho vùng nghiên cứu
• 2.5.1. Hóa thạch ngành Pteridophyta
• 2.5.2. Hóa thạch ngành Cycadophyta
• 2.5.3. Các hóa thạch thực vật khác
• 2.6. Ý nghĩa cổ địa lý
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu hóa thạch Pteridophyta và Cycadophyta

Nghiên cứu hóa thạch thuộc nhóm Pteridophyta và Cycadophyta trong trầm tích than Hòn Gai, Quảng Ninh là một lĩnh vực quan trọng trong địa chất học. Các hóa thạch này không chỉ cung cấp thông tin về sự phát triển của thực vật cổ đại mà còn giúp hiểu rõ hơn về môi trường sống trong quá khứ. Hệ tầng Hòn Gai chứa đựng một kho tàng hóa thạch phong phú, với sự hiện diện của nhiều loài thực vật có giá trị nghiên cứu cao. Việc phân tích các hóa thạch này sẽ giúp xác định được các điều kiện sinh thái và khí hậu trong thời kỳ hình thành trầm tích than.

1.1. Đặc điểm của hệ tầng Hòn Gai và trầm tích than

Hệ tầng Hòn Gai nằm trong bể than Quảng Ninh, nơi có sự phân bố rộng rãi của các trầm tích chứa than. Đặc điểm địa chất của khu vực này cho thấy sự hình thành của các lớp trầm tích qua nhiều thời kỳ địa chất. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng hệ tầng này chứa đựng nhiều hóa thạch thuộc nhóm Pteridophyta và Cycadophyta, cho thấy sự đa dạng sinh học cao trong quá khứ.

1.2. Tầm quan trọng của nghiên cứu hóa thạch

Nghiên cứu hóa thạch không chỉ giúp hiểu rõ về sự phát triển của các nhóm thực vật cổ đại mà còn cung cấp thông tin về các biến đổi khí hậu và môi trường sống trong quá khứ. Các hóa thạch thuộc nhóm Pteridophyta và Cycadophyta có thể giúp xác định các điều kiện sinh thái của khu vực Hòn Gai, từ đó đưa ra những nhận định về sự phát triển của hệ thực vật trong bể than Quảng Ninh.

II. Thách thức trong nghiên cứu hóa thạch Pteridophyta và Cycadophyta

Mặc dù có nhiều tiềm năng, nghiên cứu hóa thạch trong trầm tích than Hòn Gai cũng gặp phải nhiều thách thức. Một trong những vấn đề chính là việc xác định chính xác các loài hóa thạch và phân loại chúng. Sự đa dạng của các hóa thạch có thể gây khó khăn trong việc phân tích và so sánh với các mẫu hóa thạch khác. Ngoài ra, việc thu thập và bảo quản mẫu hóa thạch cũng là một thách thức lớn trong nghiên cứu này.

2.1. Khó khăn trong việc xác định loài hóa thạch

Việc xác định chính xác các loài hóa thạch thuộc nhóm Pteridophyta và Cycadophyta thường gặp khó khăn do sự tương đồng về hình thái giữa các loài. Điều này đòi hỏi các nhà nghiên cứu phải có kiến thức sâu rộng và sử dụng các phương pháp phân tích hiện đại để phân loại chính xác.

2.2. Thách thức trong việc thu thập và bảo quản mẫu

Quá trình thu thập mẫu hóa thạch trong các trầm tích than thường gặp nhiều khó khăn do điều kiện địa chất phức tạp. Việc bảo quản mẫu hóa thạch cũng cần được thực hiện cẩn thận để tránh hư hại, đảm bảo tính nguyên vẹn cho các nghiên cứu sau này.

III. Phương pháp nghiên cứu hóa thạch Pteridophyta và Cycadophyta

Để nghiên cứu hóa thạch thuộc nhóm Pteridophyta và Cycadophyta, các nhà khoa học thường sử dụng nhiều phương pháp khác nhau. Các phương pháp này bao gồm phân tích hình thái học, phân tích hóa học và phương pháp cổ sinh thái. Mỗi phương pháp đều có những ưu điểm và hạn chế riêng, nhưng khi kết hợp lại, chúng sẽ cung cấp một cái nhìn toàn diện về các hóa thạch trong trầm tích than Hòn Gai.

3.1. Phân tích hình thái học của hóa thạch

Phân tích hình thái học là phương pháp cơ bản trong nghiên cứu hóa thạch. Các nhà nghiên cứu sẽ tiến hành mô tả hình dạng, kích thước và cấu trúc của hóa thạch để xác định loài và phân loại chúng. Phương pháp này giúp nhận diện các đặc điểm nổi bật của nhóm Pteridophyta và Cycadophyta.

3.2. Phân tích hóa học và cổ sinh thái

Phân tích hóa học giúp xác định thành phần hóa học của hóa thạch, từ đó suy luận về môi trường sống và điều kiện khí hậu trong quá khứ. Phương pháp cổ sinh thái sẽ giúp hiểu rõ hơn về mối quan hệ giữa các loài hóa thạch và môi trường sống của chúng, từ đó đưa ra những nhận định về sự phát triển của hệ thực vật trong bể than Quảng Ninh.

IV. Ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu hóa thạch Pteridophyta và Cycadophyta

Nghiên cứu hóa thạch thuộc nhóm Pteridophyta và Cycadophyta không chỉ có giá trị về mặt khoa học mà còn có nhiều ứng dụng thực tiễn. Các kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng trong việc bảo tồn đa dạng sinh học, phục hồi môi trường và phát triển bền vững. Ngoài ra, việc hiểu rõ về các hóa thạch này cũng có thể giúp trong việc khai thác và sử dụng tài nguyên than một cách hiệu quả.

4.1. Bảo tồn đa dạng sinh học

Nghiên cứu hóa thạch giúp xác định các loài thực vật cổ đại và mối quan hệ của chúng với các loài hiện tại. Điều này có thể hỗ trợ trong việc bảo tồn các loài thực vật quý hiếm và phát triển các chương trình bảo tồn hiệu quả.

4.2. Phục hồi môi trường và phát triển bền vững

Các kết quả từ nghiên cứu hóa thạch có thể được áp dụng trong việc phục hồi các hệ sinh thái đã bị suy thoái. Việc hiểu rõ về các điều kiện sinh thái trong quá khứ sẽ giúp đưa ra các giải pháp phát triển bền vững cho khu vực bể than Quảng Ninh.

V. Kết luận và tương lai của nghiên cứu hóa thạch Pteridophyta và Cycadophyta

Nghiên cứu hóa thạch thuộc nhóm Pteridophyta và Cycadophyta trong trầm tích than Hòn Gai, Quảng Ninh mở ra nhiều hướng nghiên cứu mới. Các kết quả đạt được không chỉ góp phần làm phong phú thêm kiến thức về thực vật cổ đại mà còn có ý nghĩa quan trọng trong việc bảo tồn và phát triển bền vững tài nguyên thiên nhiên. Tương lai của nghiên cứu này sẽ phụ thuộc vào sự phát triển của các công nghệ mới và sự hợp tác giữa các nhà khoa học trong và ngoài nước.

5.1. Hướng nghiên cứu mới trong tương lai

Các nghiên cứu trong tương lai có thể tập trung vào việc ứng dụng công nghệ sinh học và phân tích gen để hiểu rõ hơn về sự phát triển và tiến hóa của các nhóm thực vật này. Điều này sẽ giúp mở rộng kiến thức về sự đa dạng sinh học và các mối quan hệ sinh thái trong quá khứ.

5.2. Tầm quan trọng của hợp tác quốc tế

Hợp tác giữa các nhà khoa học trong và ngoài nước sẽ là yếu tố quyết định cho sự thành công của các nghiên cứu hóa thạch. Việc chia sẻ dữ liệu và kinh nghiệm sẽ giúp nâng cao chất lượng nghiên cứu và tạo ra những kết quả có giá trị hơn.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Bể than Quảng Ninh là trung tâm khoáng sản năng lượng lớn nhất Việt Nam, nơi lưu giữ các tầng trầm tích chứa than có chiều dày biến động từ 2.110 mét đến 3.430 mét thuộc Hệ tầng Hòn Gai. Các lớp trầm tích giàu than đá này có nguồn gốc trực tiếp từ sự tích tụ và phân hủy của các thảm thực vật cổ sinh phát triển mạnh mẽ vào thời kỳ Trias muộn, niên đại cách ngày nay khoảng 201 đến 227 triệu năm. Mặc dù hệ thực vật Hòn Gai đã được ghi nhận với hơn 154 loài phong phú, việc phân loại chi tiết và xác định vai trò thành tạo than của hai ngành thực vật chiếm tỷ trọng lớn nhất là Dương xỉ và Tuế vẫn đòi hỏi những nghiên cứu giải phẫu hình thái chuyên sâu.

Nghiên cứu tập trung giải quyết vấn đề phân loại hình thái học, cấu trúc phát gân và đặc điểm giải phẫu của các hóa thạch thuộc hai nhóm thực vật chiếm ưu thế, từ đó làm sáng tỏ mối liên hệ sinh thái với quá trình hình thành các vỉa than có giá trị kinh tế. Mục tiêu cụ thể là phân loại, mô tả chi tiết các đại diện hóa thạch tiêu biểu, đồng thời xác lập các chỉ số cổ sinh thái và đối sánh địa tầng cho bể than Quảng Ninh.

Phạm vi nghiên cứu bao quát 8 khai trường mỏ than trọng điểm trải dài từ Tây sang Đông gồm Mạo Khê, Tràng Bạch, Hà Lầm, Hà Tu, Thống Nhất, Cọc Sáu, Cẩm Phả và Đông Bắc. Kết quả nghiên cứu mang ý nghĩa khoa học và thực tiễn sâu sắc, cung cấp dữ liệu định lượng về 16 loài đặc trưng để nâng cao độ chính xác trong việc liên kết, đồng danh cho hơn 58 vỉa than phức tạp, phục vụ hiệu quả cho công tác thăm dò địa chất khoáng sản than tại Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng thuyết Địa tầng sinh học kết hợp với Cổ sinh thái học hiện đại. Thuyết Địa tầng sinh học khẳng định các tập hợp hóa thạch thực vật có tính biến đổi tuần tự theo thời gian địa chất, cho phép phân định chính xác ranh giới các bậc địa tầng Nori và Reti trong kỷ Trias muộn. Đồng thời, lý thuyết kiến tạo địa hào sau tạo núi Indosini giải thích cơ chế sụt lún liên tục của bồn trũng Quảng Ninh, tạo điều kiện thuận lợi cho việc bảo tồn hoàn hảo các di tích thực bì đầm lầy.

Các khái niệm then chốt được áp dụng xuyên suốt gồm: Phức hệ thực vật Hòn Gai, di tích nén ép và vết in thực vật, hệ thống phân loại cổ thực vật quốc tế của Thomas N. Taylor năm 2009, và đới chỉ thị sinh thái Dương xỉ - Tuế. Các khái niệm hình thái học lá như dạng phân nhánh lông chim bậc một đến bậc ba, mạng gân thực vật họ Dipteridaceae, và cấu trúc lá chét dạng dải của chi Taeniopteris được chuẩn hóa nhằm đảm bảo tính chính xác trong định danh taxon ở cấp độ loài.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của luận văn dựa trên bộ sưu tập gồm 228 mẫu cổ thực vật được thu thập trực tiếp tại các tầng đá bột kết, sét kết xen than thuộc 8 mỏ than chính ở Quảng Ninh, hiện lưu trữ tại Bảo tàng Thiên nhiên Việt Nam theo đề tài khoa học mã số CT0000.01/19-21. Phương pháp chọn mẫu áp dụng là lấy mẫu có chủ đích tại các vết lộ địa tầng và vách moong khai thác lộ thiên, ưu tiên những phiến đá lưu giữ rõ nét cuống lá, mép lá, chóp lá và hệ gân thứ cấp.

Quy trình xử lý và phân tích mẫu vật sử dụng phương pháp giải phẫu hình thái so sánh kết hợp kỹ thuật quang học hiện đại. Mẫu được gia công cơ học để bộc lộ cấu trúc gân ngầm, sau đó chụp ảnh macro độ phân giải cao bằng hệ thống giá chụp Kaiser chuyên dụng kết hợp máy ảnh Canon EOS-1D X Mark II và ống kính Canon EF 24-70mm f/2.8L USM với thước tỷ lệ chuẩn 1:1 và 3 cm. Lý do lựa chọn phương pháp này là khả năng nhận diện chính xác các vi cấu trúc mạng gân phức tạp và mật độ răng cưa mép lá mà mắt thường không thể quan sát đầy đủ. Toàn bộ quá trình tổng hợp tư liệu, phân loại mẫu và phân tích môi trường trầm tích được tiến hành liên tục trong lộ trình nghiên cứu từ năm 2019 đến năm 2020.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Qua quá trình phân tích 225 mẫu vật đạt tiêu chuẩn hình thái cao trong bộ mẫu, nghiên cứu đã phân lập và xác định cấu trúc phân loại của hệ thực vật Hòn Gai với những tỷ lệ cụ thể:

Thứ nhất, ngành Tuế chiếm ưu thế tuyệt đối về số lượng mẫu vật thu thập với 103 mẫu trên tổng số 225 mẫu, tương ứng tỷ lệ 44,5%. Nhóm này thể hiện sự đa dạng cao với 11 loài thuộc các chi Pterophyllum, Taeniopteris, Anomozamites, Cycadites và Zamites. Trong đó, chi Taeniopteris chiếm mật độ vết in dày đặc tại các khai trường phía Đông.

Thứ hai, ngành Dương xỉ thể hiện tính đa dạng sinh học cao nhất với 15 loài, bao gồm 6 loài xác định chắc chắn và 9 loài ở dạng danh pháp mở rộng, chiếm 38,46% tổng số loài của hệ thực vật. Họ Dipteridaceae thể hiện vai trò thống trị thông qua sự hiện diện phong phú của các chi Clathropteris, Dictyophyllum, Thaumatopteris và Goeppertella.

Thứ ba, các nhóm thực vật đi kèm chiếm tỷ trọng nhỏ hơn nhưng có giá trị sinh cảnh quan trọng: ngành Thân đốt có 37 mẫu chiếm 17,95% tổng số loài; ngành Thông có 25 mẫu chiếm 7,69% tổng số loài; ngành Bạch quả có 3 mẫu chiếm 7,69% tổng số loài với đại diện tiêu biểu là Baiera guilhaumati.

Thứ tư, mật độ phân bố mẫu vật có sự chênh lệch rõ nét giữa các khai trường. Mỏ Thống Nhất tập trung số lượng lớn nhất với 139 mẫu, chiếm 61,8% tổng mẫu nghiên cứu; tiếp theo là mỏ than Đông Bắc với 23 mẫu, chiếm 10,2%; mỏ Hà Lầm đạt 13 mẫu, chiếm 5,8%; mỏ Cọc Sáu đạt 12 mẫu, chiếm 5,3%; mỏ Cẩm Phả đạt 11 mẫu, chiếm 4,9%; mỏ Hà Tu đạt 10 mẫu, chiếm 4,4%; mỏ Khe Chàm đạt 9 mẫu, chiếm 4,0% và mỏ Mạo Khê đạt 5 mẫu, chiếm 2,2%.

Thảo luận kết quả

Các số liệu định lượng trên có thể được minh họa trực quan qua biểu đồ tròn biểu diễn cơ cấu thành phần loài của 5 ngành thực vật cổ và bảng ma trận đối sánh 16 loài đặc trưng theo 8 phân khu khai thác mỏ. Sự vượt trội của hai nhóm Dương xỉ và Tuế với tổng tỷ trọng chiếm trên 82,9% số lượng mẫu khẳng định vai trò là thảm thực vật chính cung cấp sinh khối hữu cơ để tạo than trong Hệ tầng Hòn Gai.

Nguyên nhân của sự bùng nổ sinh học này xuất phát từ hoàn cảnh cổ khí hậu nhiệt đới đến cận nhiệt đới ẩm bao trùm khu vực Đông Bắc Việt Nam trong kỳ Trias muộn. Lượng mưa lớn cùng mạng lưới thủy văn đầm lầy trũng địa hào nông đã tạo môi trường sống tối ưu cho các loài Dương xỉ dạng cây và họ Dipteridaceae ưa ẩm.

Khi đối sánh với các hệ thực vật cùng thời kỳ trên thế giới, hệ thực vật Hòn Gai thể hiện mối tương đồng chặt chẽ với hệ thực vật Nariwa ở Nhật Bản, hệ tầng Xujiahe ở miền Nam Trung Quốc và các phức hệ thực vật đới Thaumatopteris tại Tây Âu và Greenland. Đồng thời, sự pha trộn giữa các yếu tố bản địa Cathaysia và các đại diện di cư từ lục địa Gondwana như chi Glossopteris khẳng định vị trí cầu nối cổ địa lý quan trọng của Việt Nam trong bức tranh sinh giới Mesozoi toàn cầu.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên các kết luận khoa học về cổ sinh thái và địa tầng, nghiên cứu đưa ra 4 khuyến nghị hành động cụ thể:

1. Số hóa toàn diện bộ cơ sở dữ liệu mẫu vật cổ thực vật: Bảo tàng Thiên nhiên Việt Nam phối hợp với các cơ sở nghiên cứu địa chất hoàn thiện việc quét 3D độ phân giải cao và lập hồ sơ kỹ thuật số cho 100% mẫu vật cổ thực vật thuộc Hệ tầng Hòn Gai trong vòng 12 tháng, nhằm thiết lập ngân hàng dữ liệu mở phục vụ tra cứu học thuật quốc tế.

2. Ứng dụng phức hệ hóa thạch chỉ thị vào đồng danh vỉa than: Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam và Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản cần ban hành quy chuẩn đối sánh địa tầng dựa trên các taxon chỉ thị Reti như Taeniopteris spathulata và Baiera guilhaumati, mục tiêu chuẩn hóa việc liên kết 58 vỉa than tại cánh tây Mạo Khê - Tràng Bạch trong giai đoạn 2026 - 2027.

3. Thiết lập quy trình bảo vệ di sản cổ sinh tại các mỏ khai thác lộ thiên: Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Quảng Ninh chủ trì phối hợp cùng các đơn vị khai thác mỏ tại Cọc Sáu, Đèo Nai xây dựng quy chế thu gom, bảo tồn khẩn cấp các phiến đá chứa vết in thực vật có giá trị, giảm thiểu ít nhất 30% nguy cơ thất thoát mẫu vật quý trong quá trình bốc xúc đất đá giai đoạn 2026 - 2030.

4. Đẩy mạnh nghiên cứu mẫu lõi khoan ở các tầng sâu dưới 500 mét: Bộ Khoa học và Công nghệ ưu tiên phê duyệt từ 2 đến 3 đề tài nghiên cứu cổ thực vật học trên các mẫu lõi khoan sâu từ 500 mét đến 1.200 mét tại trũng than Quảng Ninh trong 3 năm tới, nhằm mở rộng ranh giới nghiên cứu địa tầng xuống các phần đáy của địa hào.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung và dữ liệu khoa học của luận văn mang lại giá trị thiết thực cho 4 nhóm đối tượng chính:

• Các nhà nghiên cứu Cổ sinh vật học và Địa tầng học: Sử dụng các bản mô tả giải phẫu chi tiết của 16 loài hóa thạch để làm tài liệu chuẩn đối sánh sinh tầng học cho các bồn trũng chứa than thời kỳ Mesozoi tại Đông Nam Á và Châu Á.

• Kỹ sư địa chất thăm dò và công nghệ mỏ: Áp dụng tập hợp hóa thạch chỉ thị để xác định chính xác ranh giới các phụ điệp chứa than, nâng cao hiệu quả nhận diện cấu trúc đứt gãy và đồng danh các vỉa than có giá trị kinh tế cao trong bể than Quảng Ninh.

• Giảng viên, nghiên cứu sinh và sinh viên ngành Khoa học Trái đất: Tiếp cận một tài liệu tham khảo hoàn chỉnh về phương pháp mô tả hình thái học thực vật cổ theo quy chuẩn quốc tế của Taylor năm 2009 và phương pháp phục dựng môi trường cổ sinh thái bồn trũng trầm tích.

• Các nhà quản lý di sản địa chất và phát triển du lịch khoa học: Khai thác thông tin về tính độc đáo của hệ thực vật cổ sinh để xây dựng hồ sơ công viên địa chất, bảo tàng thực địa và các chương trình giáo dục khoa học tự nhiên tại tỉnh Quảng Ninh.

Câu hỏi thường gặp

Hệ thực vật Hệ tầng Hòn Gai có niên đại địa chất chính xác là bao nhiêu?
Dựa trên tập hợp hóa thạch thực vật chỉ thị kết hợp với mối quan hệ địa tầng chỉnh hợp và không chỉnh hợp, Hệ tầng Hòn Gai được định tuổi chính xác vào khoảng Trias muộn, tương ứng với hai bậc Nori và Reti, cách ngày nay khoảng 201 đến 227 triệu năm.

Tại sao hai nhóm Pteridophyta và Cycadophyta lại chiếm ưu thế tuyệt đối trong trầm tích than Hòn Gai?
Trong bộ sưu tập 225 mẫu, hai nhóm này chiếm tới 82,9% số lượng mẫu vật. Nguyên nhân do điều kiện khí hậu nóng ẩm nhiệt đới - cận nhiệt đới và cảnh quan đầm lầy trũng sụt lún thời Trias muộn là môi trường sống lý tưởng cho Dương xỉ và Tuế phát triển bùng nổ, tạo nguồn vật chất hữu cơ khổng lồ hình thành các vỉa than dày.

Phương pháp mô tả hóa thạch trong luận văn căn cứ theo hệ thống phân loại nào?
Nghiên cứu áp dụng hệ thống phân loại hình thái cổ thực vật chuẩn quốc tế của Thomas N. Taylor năm 2009, tập trung vào các đặc trưng chóp lá, gốc lá, mép lá và phân nhánh mạng gân để định danh chính xác 16 loài hóa thạch điển hình.

Hóa thạch thực vật giúp ích gì cho công tác khai thác than thực tế?
Sự xuất hiện của các loài hóa thạch đặc trưng cho từng phần địa tầng dưới, giữa và trên giúp các kỹ sư địa chất đồng danh chính xác hơn 58 vỉa than phân nhánh phức tạp, từ đó tối ưu hóa mạng lưới khoan thăm dò và giảm chi phí khai thác.

Mỏ than nào tại Quảng Ninh lưu giữ số lượng mẫu vật phong phú nhất trong nghiên cứu?
Mỏ Thống Nhất là khu vực có mật độ mẫu vật cao nhất với 139 mẫu được định danh, chiếm 61,8% tổng số mẫu nghiên cứu, thể hiện đầy đủ các đại diện của 4 ngành thực vật chính gồm Tuế, Dương xỉ, Thân đốt và Thông.

Kết luận

• Phân loại và mô tả chi tiết 16 loài hóa thạch thực vật tiêu biểu thuộc Hệ tầng Hòn Gai theo hệ thống phân loại chuẩn quốc tế của Taylor năm 2009.
• Xác định cấu trúc hệ thực vật chiếm ưu thế tuyệt đối bởi ngành Tuế với 44,5% mẫu vật và ngành Dương xỉ với 38,46% tổng số loài.
• Khẳng định sinh cảnh thành tạo than của bể than Quảng Ninh là môi trường đầm lầy trũng địa hào trong điều kiện cổ khí hậu nhiệt đới ẩm thời kỳ Trias muộn.
• Cung cấp cơ sở cổ sinh vật học vững chắc để đồng danh và liên kết hơn 58 vỉa than công nghiệp tại các khu mỏ trọng điểm.
• Đề xuất lộ trình số hóa 100% mẫu vật 3D và mở rộng nghiên cứu mẫu lõi khoan sâu dưới 500 mét trong giai đoạn 2026 - 2030.

Công trình nghiên cứu này đóng góp những dẫn liệu khoa học giá trị vào kho tàng Cổ sinh vật học Việt Nam. Quý độc giả, các nhà nghiên cứu và các đơn vị sản xuất quan tâm có thể tiếp cận trọn vẹn luận văn để ứng dụng vào công tác nghiên cứu học thuật và thực tiễn sản xuất địa chất mỏ.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Các bể than ở Việt Nam cũng nhƣ trên thế giới đƣợc hình thành liên quan mật thiết đến sự phát triển của các hệ thực vật đƣợc hình thành trƣớc đó. Chính vì vậy, khi nghiên cứu về các tầng trầm tích chứa than, các nhà khoa học trên thế giới cũng nhƣ ở Việt Nam luôn quan tâm tới hệ thực vật có mặt trong đó (Zeiller, 1882; 1902 – 1903, Pelourde, 1913, Counillon H, 1914, Brongniart A., 1828 – 1937, Pavlov, 1960; Nguyễn Công Lƣợng (trong Vũ Khúc, Bùi Phú Mỹ và nnk. Sau đó, Nguyễn Bá Nguyên (1964, 1965, 1968), Oishi và Huzioka (1941), Srebrodoskaia (1969a), Nguyễn Chí Hƣởng, Nghiêm Nhật Mai (1981, 1982, 1985, 1986). Quảng Ninh là nơi có chứa các mỏ than lớn nhất của Việt Nam.

Đây là nguồn tài nguyên khoáng sản lớn của Việt Nam, một loại hình khoáng sản đƣợc coi là vàng đen của nhân loại. Bể than Quảng Ninh là bể than lớn nhất của Việt Nam phần lớn nằm trong tầng trầm tích chứa than của hệ tầng Hòn Gai (T3 n-r hg) (Nghiêm Nhật Mai, 2018). Hệ tầng Hòn Gai chứa hệ thực vật phong phú và đa dạng với 154 loài (Nghiêm Nhật Mai, 2018). Hai nhóm Pteridophyta và Cycadophyta chiếm ƣu thế nhất trong phức hệ hóa thạch của hệ tầng này.

Đây cũng chính là các nhóm thực vật có quan hệ mật thiết với các thành tạo than của khu vực nghiên cứu. Chính vì vậy, học viên chọn đề tài: “Nghiên cứu hóa thạch thuộc nhóm Pteridophyta và Cycadophyta trong trầm tích chứa than của hệ tầng Hòn Gai (T3n- r hg), tỉnh Quảng Ninh”. Mục tiêu của đề tài Nghiên cứu đặc điểm thành phần hóa thạch nhóm Pteridophyta và Cycadophyta trong trầm tích chứa than của hệ tầng Hòn Gai từ đó làm sáng tỏ ý nghĩa cổ sinh thái của hệ thực vật Hòn Gai ở bể than Quảng Ninh. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu - Đối tƣợng nghiên cứu: hóa thạch thực vật trong trầm tích chứa than của hệ tầng Hòn Gai.

- Phạm vi nghiên cứu: Bể than Quảng Ninh, tỉnh Quảng Ninh 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Phƣơng pháp nghiên cứu - Phƣơng pháp phân tích hóa thạch thực vật - Phƣơng pháp cổ sinh thái Nhiệm vụ của đề tài - Nghiên cứu và tổng hợp, phân tích tài liệu về hệ thực vật liên quan đến các thành tạo trầm tích chứa than ở Việt Nam và trên thế giới - Kiểm kê và phân loại sơ bộ, bộ mẫu liên quan đến hệ thực vật trong trầm tích hệ tầng Hòn Gai - Nghiên cứu thành phần hóa thạch của hóa thạch hai nhóm Pteridophyta và Cycadophyta trong trầm tích vùng nghiên cứu - Nghiên cứu mối liên hệ giữa cổ thực vật và môi trƣờng sống để từ đó xác định ý nghĩa cổ sinh thái nhằm xác lập lại điều kiện thành tạo môi trƣờng trầm tích chứa chúng Cấu trúc của luận văn Chƣơng 1: Tổng quan Chƣơng 2: Cơ sở tài liệu và phƣơng pháp nghiên cứu Chƣơng 3: Đặc điểm hóa thạch nhóm Pteridophyta và Cycadophyta trong trầm tích vùng nghiên cứu Kết luận và kiến nghị Tài liệu tham khảo 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN BỂ THAN QUẢNG NINH 1. Giới thiệu về bể than Quảng Ninh 1.Vị trí nghiên cứu Các trầm tích chứa than của Hệ tầng Hòn Gai phân bố rộng rãi thuộc địa phận của tỉnh Quảng Ninh trong dạng cấu trúc địa hào kéo dài từ Đông sang Tây: từ đảo Kế Bào qua các vùng mỏ: Mông Dƣơng, Cẩm Phả, Hòn Gai, Hoành Bồ, Yên Lập, Tràng Bạch, Mạo Khê, Đông Triều, Phả Lại; và dải Bảo Đài Yên Tử ở phía Bắc. Các trầm tích chứa than này đƣợc định tuổi T3 n-r dựa trên các tài liệu địa chất và cổ sinh vật (Trần và Vũ, 2011). 1: Sơ đồ phân bố hệ tầng Hòn Gai Quảng Ninh nằm ở vùng khí hậu cận nhiệt đới ẩm đặc trƣng cho các tỉnh miền bắc vừa có nét riêng của một tỉnh vùng núi ven biển có một mùa hạ nóng ẩm mƣa nhiều, một mùa đông lạnh khô, ít mƣa và tính nhiệt đới nóng ẩm là bao trùm nhất.

Tỉnh có nền nhiệt độ cao, nhiệt độ trung bình trong năm từ 25 – 37oC, có sự chênh lệch giữa các mùa, giữa vùng đồi núi với vùng ven biển. Sự chênh lệch về nhiệt độ trung bình của tháng tiêu biểu cho mùa đông (tháng 1) thấp hơn nhiệt độ 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] trung bình của tháng tiêu biểu cho mùa hạ (tháng 7) là 12oC và thấp hơn nhiệt độ trung bình của tháng 1 theo tiêu chuẩn nhiệt độ cùng vĩ tuyến là 5,1oC. Vào tháng 12 và tháng 1, một số nơi nhƣ Bình Liêu, Ba Chẽ và miền núi huyện Hoành Bồ thƣờng có sƣơng muối. Tỉnh có lƣợng mƣa nhiều, tập trung chủ yếu vào mùa hạ (chiếm tới 85% lƣợng mƣa cả năm), lƣợng mƣa trung bình hàng năm 1.

Quảng Ninh chịu ảnh hƣởng sâu sắc của chế độ gió mùa. Gió mùa hạ thổi từ tháng 5 đến tháng 10, hƣớng đông nam, gây mƣa lớn cho nhiều khu vực của tỉnh. Quảng Ninh có tất cả khoảng 30 sông, suối với chiều dài trên 10 km. Dân cƣ Quảng Ninh tập trung chủ yếu ở bốn thành phố và hai thị xã, là các trung tâm của ngành công nghiệp khai thác than, du lịch và cửa khẩu của Việt Nam, phần 8 huyện còn lại dân cƣ tƣơng đối thƣa thớt, sống chủ yếu bằng nghề nông.

Đặc điểm địa chất vùng nghiên cứu Trong khu vực nghiên cứu có các công trình của các nhà địa chất Pháp (Zeiller, 1902 – 1903, Jacob C, 1921, Patte E, 1927). Vào những năm 1961 – 1963, và đến năm 1965 tờ bản đồ địa chất miền Bắc Việt Nam 1: 500.000 ra đời dƣới sự giúp đỡ của các chuyên gia Nga (Liên Xô cũ) do Dovjikov A. Sau đó các tờ bản đồ tỷ lệ lớn hơn do các đoàn thuộc liên đoàn bản đồ thực hiện (1: 200.000 – đoàn 204), Ngô Quang Toàn và nnk (1994), Nguyễn Công Lƣợng và nnk, (2001) và của Trần Văn Trị và nnk, (2003). Các công trình nghiên cứu trên cho thấy sự có mặt của các địa tầng trong vùng nhƣ sau: GIỚI PALEOZOI ORDOVIC THƢỢNG – SILUR  Hệ tầng Tấn Mài (O3-S tm) Hệ tầng do Jamoida A.

(Dovjikov và nnk. 1965) xác lập khi nghiên cứu trầm tích ở làng Tấn Mài (ở phía bắc thị trấn Hà Cối, tỉnh Quảng Ninh). Mặt cắt chuẩn (Holostratotyp) - mặt cắt Tấn Mài (phía bắc Hà Cối 12km) theo đƣờng ôtô Móng Cái đi Thán Phún qua làng Tấn Mài. Hệ tầng Tấn Mài có tính đồng nhất và ổn định về thành phần đá, gồm trầm tích lục nguyên có cấu tạo phân nhịp và phân dải.

Hệ tầng Tấn Mài phân bổ thành một dải dọc theo rìa phía đông nam đứt gãy 8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Yên Tử - Tiên Yên - Tấn Mài, theo phƣơng đông bắc - tây nam, rộng tới 7km, kéo dài không liên tục hàng trăm kilomet. Ngoài ra hệ tầng còn lộ ờ đảo Cái Chiên và đảo Vĩnh Thực. Mặt cắt chuẩn của hệ tầng Tấn Mài từ dƣới lên gồm hai phần: -Phần dưới gồm cát kết mica dạng quarzit, hạt nhỏ đến trung, có cuội thạch anh dẹt, màu xám, xám phớt lục, các lợp kẹp đá phiến mica, bột kết mica và phylit (tăng dần về phía trên mặt cắt). -Phần trên gồm đá phiến, phylit Itiica, màu xám sẫm phớt lục, ít lớp kẹp cát kết mica.000 m Nguyễn Công Lƣợng và nnk.

(1980) và Vũ Khúc - Bùi Phú Mỹ và nnk. (1990) mô tả trật tự mặt cắt chuẩn của hệ tầng Tấn Mài nhƣ sau: 1. Cát kết kẹp sạn kết, cát kết, bột kết màu xám, xen lớp mỏng đá phiến sericit. Bột kết màu xám, xen các lớp mỏng đá phiến sericit.

Đá phiến sericit màu xám, xen các lớp mỏng bột kết. Cát kết dạng quarzit màu xám, xen các lớp mỏng đá phiến sericit. Đá phiến sericit - thạch anh màu xám, ít lớp kẹp đá phiến silic. Bột kết màu xám, đá phiến sericit xen kẹp, chứa Bút đá Bohemograptus tenuis, Neoculograptus inexspectatus, Pristiograptus pseudodubius, Lobograptus cf.

Cát kết xen bột kết, màu xám, chứa Bút đá bảo tồn kém. Bột kết xen đá phiến sericit. Bề dày tổng cộng của mặt cắt 1430 m. Quan hệ địa tầng và tuối.

Hệ tầng Tấn Mài có vị trí địa tầng thấp nhất trong vùng phân bố nên không quan sát đƣợc quan hệ cùa hệ tầng với trầm tích cổ hơn. Hệ tầng không chỉnh hợp dƣới các thành tạo trẻ hơn thuộc các hệ tầng Đồ Sơn (D2gv - D3fr ds), Hà Cối (J2 hc). Cơ sở định tuổi cùa hệ tầng Tấn Mài là tập hợp Bút đá tuổi Silur, thuộc phần cao mặt cắt Tấn Mài và tập hợp bào tử tuổi Silur thuộc phần cao mặt cắt Nam Hả - Trƣờng Thụ. Tuổi Ordovic đƣợc giả định cho khối lƣợng lớn địa tầng nằm dƣới mức chứa hoá thạch Bút đá và Bào tử.

9 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] DEVON HẠ-TRUNG  Hệ tầng Dƣỡng Động (D1-2 dd) Mặt cắt chuẩn: Mặt cắt Hiệp Sơn Hạ, tây bắc thị trấn Kinh Môn 2km, vùng Kinh Môn, Hải Dƣơng. Hệ tầng gọi tên theo địa danh vùng Dƣỡng Động (Tràng Kênh, Hải Phòng), nơi đá của hệ tầng phân bố rộng rãi. Hệ tầng Dƣỡng Động gồm cát, bột kết, đá phiến sét và đôi chỗ có xen thấu kích đá vôi lộ ra ở các vùng Kinh Môn (Hải Dƣơng); Dƣỡng Động (Tràng Kênh, Hải Phòng) và Đông Triều (Quảng Ninh). Trong các vùng kể trên, hệ tầng phân biệt rõ ràng về thành phần trầm tích cũng nhƣ phức hệ hoá thạch với trầm tích carbonat của hệ tầng Tràng Kênh (D2g-D3fm tk) phủ trên nó.

Ranh giới dƣới của hệ tầng ờ hầu hết các mặt cắt đều không quan sát đƣợc. Hoá thạch trong hệ tầng Dƣỡng Động chủ yếu là Tay cuộn và đôi khi cũng có san hô trong các thấu kính đá vôi. Các hoá thạch đƣợc phát hiện ở vùng Kinh Môn (Hải Dƣơng) và vùng lân cận gồm Stropheodonta cf. interstrialis, Atrypa ex gr.

Desquamata, Stropheodonta cf. interstrialis, Athyris concentrica, Carinatina cf. arimaspa, Desquamatia sp., Bacbochonetes janvieri, Perichonetes mutabilis, Leptostrophia sp., Atrypa ex gr. reticularis, Indospirifer kwangsiensis, Aulacella zhamoidai, Syringopora ex gr.

Eifeliensis, Euryspirifer cf. tonkinensis, Syringopora ex gr. Eifeliensis, Amphipora vatustior, Desquam atia ex gr. desquamata, Acrospirifer sp.

lantenoisi, Bacbochonetes sp. Quan hệ địa tầng và tuổi. Các dạng hoá thạch đã dẫn trên đây phần lớn thuộc phức hệ Euryspirifer tonkinensis đặc trƣng cho trầm tích Praga (Devon hạ) ở Việt Nam, tuy vậy cũng có vài dạng có thể ứng với Eifel nhƣ Syringopora ex gr.