Luận văn thạc sĩ hus nghiên cứu phục hồi đặc điểm môi trường trong holocen khu vực tỉnh thái bình bằng phương pháp đồng vị bền carbon

Luận văn thạc sĩ môi trường phân tích hus nghiên cứu phục hồi đặc điểm môi trường trong holocen khu vực tỉnh thái bình bằng phương pháp, đánh giá thực trạng, chỉ ra hạn chế, đề

• Tác giả: Đặng Minh Quân
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Tài Tuệ
• Trường học: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
• Chuyên ngành: Địa chất môi trường
• Đề tài: Nghiên Cứu Phục Hồi Đặc Điểm Môi Trường Trong Holocen Khu Vực Tỉnh Thái Bình Bằng Phương Pháp Đồng Vị Bền Carbon
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 1.1. Đặc điểm tự nhiên
• 1.1.1. Vị trí địa lý
• 1.1.2. Địa hình, địa mạo
• 1.1.3. Địa chất
• 1.2. Đặc điểm kinh tế - xã hội
• 1.3. Cơ sở hạ tầng
• 2. CHƯƠNG 2: LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU, PHƯƠNG PHÁP LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Lịch sử nghiên cứu
• 2.1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
• 2.1.2. Tình hình nghiên cứu tại Việt Nam
• 2.2. Phương pháp luận
• 2.3. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3.1. Phương pháp khảo sát thực địa và lấy mẫu
• 2.3.2. Phương pháp xác định tuổi trầm tích
• 2.3.3. Phương pháp phân tích độ hạt trầm tích
• 2.3.4. Phương pháp phân tích thành phần vật chất hữu cơ
• 2.3.5. Phương pháp phân tích đồng vị bền
• 2.3.6. Phương pháp xử lý số liệu
• 3. CHƯƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM BIẾN ĐỔI MÔI TRƯỜNG, KHÍ HẬU TRONG HOLOCEN KHU VỰC TỈNH THÁI BÌNH
• 3.1. Đặc điểm cột mẫu trầm tích
• 3.2. Đặc điểm phân bố độ hạt trong cột mẫu trầm tích
• 3.3. Đặc điểm biến đổi thành phần trầm tích trong Holocen
• 3.3.1. Giai đoạn 8860 – 4020 năm BP (30,1 – 18,9 m)
• 3.3.2. Giai đoạn 4420 – 2290 năm BP (18,9 – 11,7 m)
• 3.3.3. Giai đoạn 2290 – 1720 năm BP (11,7 – 4,1 m)
• 3.3.4. Giai đoạn 1720 – 550 năm BP (4,1 – 0,5m)
• 3.3.5. Giai đoạn 550 – 0 năm BP (0,5 – 0,0m)
• 3.4. Đặc điểm biến đổi địa hóa (OM, TOC, C/N, δ13C) trong Holocen
• 3.4.1. Giá trị OM
• 3.4.2. Giá trị TOC
• 3.5. Đặc điểm biến đổi nguồn gốc vật chất hữu cơ trong Holocen
• 3.6. Đặc điểm điều kiện môi trường lắng động trầm tích trong Holocen
• 3.7. Đặc điểm biến động cường độ gió mùa trong Holocen
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu phục hồi môi trường Holocen tỉnh Thái Bình

Nghiên cứu phục hồi môi trường Holocen tại tỉnh Thái Bình là một lĩnh vực quan trọng trong việc hiểu rõ hơn về biến đổi khí hậu và môi trường trong quá khứ. Tỉnh Thái Bình, nằm trong đồng bằng sông Hồng, có đặc điểm địa lý và địa chất phong phú, tạo điều kiện thuận lợi cho việc nghiên cứu. Việc áp dụng phương pháp đồng vị bền carbon giúp xác định nguồn gốc vật chất hữu cơ và đặc điểm lắng đọng môi trường trong Holocen.

1.1. Đặc điểm tự nhiên và địa lý tỉnh Thái Bình

Tỉnh Thái Bình nằm ở phía đông nam đồng bằng sông Hồng, với diện tích tự nhiên 1546 km². Địa hình tỉnh chủ yếu là đồng bằng, với độ dốc nhỏ hơn 1%. Các con sông lớn như sông Hồng, sông Luộc và sông Trà Lý chảy qua tỉnh, tạo nên hệ thống thủy văn phong phú.

1.2. Vai trò của nghiên cứu môi trường trong Holocen

Nghiên cứu môi trường trong Holocen giúp hiểu rõ hơn về biến đổi khí hậu và tác động của con người đến môi trường tự nhiên. Phương pháp đồng vị bền carbon được sử dụng để phân tích các mẫu trầm tích, từ đó xác định các đặc điểm môi trường trong quá khứ.

II. Thách thức trong nghiên cứu phục hồi môi trường Holocen

Mặc dù có nhiều phương pháp nghiên cứu, nhưng việc áp dụng phương pháp đồng vị bền carbon tại tỉnh Thái Bình vẫn gặp nhiều thách thức. Các yếu tố như biến đổi khí hậu, tác động của con người và sự thay đổi địa chất có thể ảnh hưởng đến kết quả nghiên cứu.

2.1. Biến đổi khí hậu và tác động đến môi trường

Biến đổi khí hậu đã gây ra nhiều tác động tiêu cực đến môi trường tự nhiên, bao gồm sự thay đổi mực nước biển và sự biến đổi của các hệ sinh thái. Những yếu tố này cần được xem xét kỹ lưỡng trong nghiên cứu.

2.2. Khó khăn trong việc thu thập dữ liệu

Việc thu thập dữ liệu từ các mẫu trầm tích có thể gặp khó khăn do điều kiện địa lý và thời tiết. Điều này có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của các kết quả nghiên cứu.

III. Phương pháp nghiên cứu phục hồi môi trường Holocen

Phương pháp đồng vị bền carbon là một trong những phương pháp chính được sử dụng để phục hồi đặc điểm môi trường trong Holocen. Phương pháp này cho phép xác định nguồn gốc vật chất hữu cơ và các đặc điểm lắng đọng của trầm tích.

3.1. Phương pháp thu thập mẫu trầm tích

Mẫu trầm tích được thu thập từ các vị trí khác nhau trong tỉnh Thái Bình, đảm bảo tính đại diện cho các điều kiện môi trường khác nhau. Việc lựa chọn vị trí lấy mẫu rất quan trọng để đảm bảo độ chính xác của nghiên cứu.

3.2. Phân tích đồng vị bền carbon

Phân tích đồng vị bền carbon giúp xác định tuổi của các mẫu trầm tích và nguồn gốc vật chất hữu cơ. Kết quả từ phân tích này sẽ cung cấp thông tin quan trọng về điều kiện môi trường trong Holocen.

IV. Kết quả nghiên cứu phục hồi môi trường Holocen

Kết quả nghiên cứu cho thấy sự biến đổi rõ rệt của môi trường trong Holocen tại tỉnh Thái Bình. Các giá trị đồng vị bền carbon và tỷ số C/N đã được sử dụng để xác định nguồn gốc vật chất hữu cơ và đặc điểm lắng đọng của trầm tích.

4.1. Đặc điểm biến đổi môi trường trong Holocen

Các kết quả phân tích cho thấy sự biến đổi của môi trường lắng đọng trầm tích trong Holocen, từ đó giúp hiểu rõ hơn về quá trình phát triển của hệ sinh thái tại tỉnh Thái Bình.

4.2. Ứng dụng kết quả nghiên cứu vào thực tiễn

Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng trong việc quy hoạch và phát triển bền vững tại tỉnh Thái Bình, đồng thời cung cấp thông tin quan trọng cho các nhà quản lý môi trường.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu phục hồi môi trường Holocen tại tỉnh Thái Bình bằng phương pháp đồng vị bền carbon đã mở ra nhiều hướng đi mới trong việc hiểu rõ hơn về biến đổi môi trường. Tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn để có cái nhìn toàn diện hơn về các yếu tố ảnh hưởng đến môi trường.

5.1. Tầm quan trọng của nghiên cứu môi trường

Nghiên cứu môi trường không chỉ giúp hiểu rõ hơn về quá khứ mà còn cung cấp thông tin quan trọng cho việc ứng phó với biến đổi khí hậu trong tương lai.

5.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo

Cần tiếp tục áp dụng các phương pháp hiện đại và kết hợp với các nghiên cứu khác để có cái nhìn toàn diện hơn về biến đổi môi trường tại tỉnh Thái Bình.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 Đặc điểm tự nhiên 1.1 Vị trí địa lý Tỉnh Thái Bình nằm ở phía đông nam đồng bằng châu thổ sông Hồng, từ 20º17´ đến 20º49´ vĩ độ Bắc, từ 106º06´ đến 106°39´ kinh độ Đông, diện tích tự nhiên 1546 km². Bao quanh tỉnh Thái Bình gồm: phía tây và tây nam là sông Hồng, giáp hai tỉnh Hà Nam và Nam Định; Phía Bắc là sông Luộc, giáp hai tỉnh Hưng Yên và Hải Hương; Phía đông là sông Hóa, giáp thành phố Hải Phòng; Phía đông là đường bờ biển kéo dài 50 km trong vịnh Bắc Bộ. Do đó, tỉnh Thái Bình được hình thành chủ yếu là do phù sa từ hệ thống sông Hồng và sông Thái Bình bồi đắp.1 Sơ đồ vị trí địa lý tỉnh Thái Bình Thái Bình là tỉnh ven biển, thuộc đồng bằng châu thổ sông Hồng, nằm trong vùng ảnh hưởng của tam giác tăng trưởng kinh tế Hà Nội - Hải Phòng - Quảng Ninh.

Diện tích đất tự nhiên của tỉnh là 1. Toàn tỉnh gồm có 8 huyện, thành phố 11 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] là: Hưng Hà, Đông Hưng, Quỳnh Phụ, Thái Thụy, Tiền Hải, Kiến Xương, Vũ Thư và thành phố Thái Bình với tổng số 284 xã, phường, thị trấn (http://www.2 Địa hình, địa mạo Thái Bình là một tỉnh đồng bằng có địa hình tương đối bằng phẳng với độ dốc nhỏ hơn 1%; cao trình biến thiên phổ biến từ 1 - 2 m so với mực nước biển, thấp dần từ tây bắc xuống đông nam. Thái Bình được bao bọc bởi hệ thống sông, biển khép kín. Bờ biển dài trên 50 km và 4 sông lớn chảy qua địa phận của tỉnh: phía bắc và đông bắc có sông Hóa dài 35,3 km, phía bắc và tây bắc có sông Luộc (phân lưu của sông Hồng) dài 53 km, phía tây và nam là đoạn hạ lưu của sông Hồng dài 67 km, sông Trà Lý (phân lưu cấp 1 của sông Hồng) chảy qua giữa tỉnh từ tây sang đông dài 65 km.

Đồng thời có 5 cửa sông lớn (Văn Úc, Diêm Điền, Ba Lạt, Trà Lý, Lân). Tổng chiều dài các con sông, ngòi của Thái Bình lên tới 8492 km, mật độ bình quân từ 5–6 km/km2. Hướng dòng chảy của các con sông đa số theo hướng tây bắc xuống đông nam. Phía bắc, đông bắc Thái Bình còn chịu ảnh hưởng của sông Thái Bình.

Các sông này đều chịu ảnh hưởng của chế độ thủy triều, mùa hè mức nước dâng nhanh, lưu lượng lớn, hàm lượng phù sa cao, mùa đông lưu lượng giảm nhiều, lượng phù sa không đáng kể. Nước mặn ảnh hưởng sâu vào đất liền (15-20 km) (https://thaibinh.3 Địa chất Đồng bằng châu thổ sông Hồng được bao quanh bởi các dãy núi đá kết tinh tuổi Tiền Cambri đến các đá trầm tích tuổi Paleozoi - Mesozoi, và nằm trong bể trầm tích Neogen kéo dài theo hướng đông bắc-tây nam 500 km và rộng 50-60, bị khống chế bởi các đứt gãy cùng phương (Mathers và nnk, 1996; Mathers & Zalasiewicz, 1999). Toàn bộ lưu vực sông Hồng được phủ đầy bởi lớp trầm tích Neogen và Đệ tứ có độ dày hơn 3 km, tốc độ sụt lún là 0,04-0,12 mm/năm (Mathers và nnk, 1996; Mathers & Zalasiewicz, 1999; Tran & Dinh, 2000). Các trầm tích Neogen được phủ không chỉnh hợp bởi các trầm tích Đệ tứ có thành phần chủ yếu là cát, sỏi, bùn và sét.

12 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Từ sau thời kỳ băng hà cuối cùng, các thành tạo Đệ tứ gồm ba hệ tầng: hệ tầng Vĩnh Phúc, hệ tầng Hải Hưng và hệ tầng Thái Bình theo thứ tự tăng dần (Mathers và nnk, 1996; Tanabe và nnk, 2003b; Tanabe, S. Để xác định đặc điểm trầm tích cũng như mô tả chi tiết tiến trình phát triển của đồng bằng châu thổ sông Hồng, các nghiên cứu trước đã thực hiện lấy các lỗ khoan từ 0,5-70 m để phân tích đặc điểm trầm tích và xác định tuổi bằng phương pháp đồng vị phóng xạ 14C tại các tỉnh Nam Định, Hà Nội, Hải Dương, Thái Bình, và khu vực ven đồng bằng sông Hồng được mô tả cụ thể tại Bảng 1-1. Trầm tích Holocen châu thổ sông Hồng được phân chia thành hai hệ tầng: hệ tầng Hải Hưng có tuổi Holocen sớm-giữa (Q21-2) và hệ tầng Thái Bình có tuổi Holocen muộn (Q23) (Mathers và nnk, 1996; Tanabe và nnk, 2003b; Tanabe, S. Hệ tầng Hải Hưng Hệ tầng Hải Hưng bao gồm các trầm tích đa nguồn gốc: sông, hồ-đầm lầy, đầm lầy ven biển, châu thổ và nguồn gốc biển.

Trầm tích hệ tầng Hải Hưng chủ yếu bị phủ bởi các thành tạo trẻ hơn, chỉ lộ một phần tại vùng ven rìa đồng bằng như phía bắc, tây bắc Hà Nội, Phả Lại, nam Hải Dương, Hải Phòng và một số vùng trung tâm đồng bằng như Vụ Bản-Nam Định, Bình Lục-Hà Nam, Hưng Hà-Thái Bình. Chiều dày trầm tích hệ tầng Hải Hưng có xu hướng tăng dần theo hướng tây bắc-đông nam và phân bố theo các trũng có hướng tây bắc-đông nam: trũng Phủ Lí- Hoài Đức và trũng Tứ Lộc-Hải Dương. Trong phạm vi trũng Phủ Lí-Hoài Đức, các thành tạo Hải Hưng có chiều dày tăng dần từ rìa ngoài vào trung tâm, dao động từ 1- 2 m đến 20-25 m, chiều dài khoảng 65-70 km và chiều rộng khoảng 15-20 km mở rộng dần ra phía biển. Trũng Tứ Lộc-Hải Dương có chiều dài ngắn hơn, chỉ khoảng 40-45 km, chiều rộng 15-17 km, trải rộng ra phía biển.

Tại vùng ven biển, các trầm tích hệ tầng Hải Hưng có chiều dày dao động từ 15-20 m đến 30-35 m. Trong khi đó, tại vùng trung tâm đồng bằng như vùng Thanh Miện-Hải Dương, Tiên Lữ, Phủ Cừ- Hưng Yên, chiều dày trầm tích Hải Hưng khá mỏng, từ 8-10 đến 12 m, phân bố trên diện khá rộng, bề mặt tương đối bằng phẳng. 13 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Kết quả phân tích cổ sinh, đặc điểm thành phần vật chất cùng các số liệu tuổi tuyệt đối cho thấy hệ tầng Hải Hưng được hình thành trong thời gian Holocen sớm- giữa (Trần Đức Thạnh, 1993). Chiều dày trầm tích hệ tầng Hải Hưng dao động từ 2- 5 m tại vùng ven biển, 15-20 m tại vùng trung tâm đồng bằng và 30-35 m tại vùng ven biển.

Hệ tầng Thái Bình Trầm tích hệ tầng Thái Bình hình thành trong giai đoạn cuối thời kì biển lùi (từ 3.000 năm trước đến nay), gồm các thành tạo sông hoạt động, hồ-đầm lầy ven biển, châu thổ và biển, nằm phủ lên trên các trầm tích hệ tầng Hải Hưng. Chiều dày trầm tích hệ tầng Thái Bình dao động từ 1-2 m tại vùng ven rìa bắc, tây bắc và tây nam đến 15-20 m tại vùng ven biển. Tại vùng Sơn Tây, trầm tích hệ tầng Thái Bình có chiều dày từ 0 đến 5-10 m. Các điểm có chiều dày lớn của thành tạo hệ tầng Thái Bình trong khu vực này có liên quan đến quá trình hoạt động đào khoét và bồi lấp của sông.

Các điểm này phân bố dưới dạng tuyến theo phương tây bắc-đông nam. Điều này chứng tỏ hoạt động mạnh mẽ của lòng sông Hồng trong thời gian cuối Holocen giữa-đầu Holocen sớm. Tại vùng nam Hà Nội, trầm tích hệ tầng Thái Bình có chiều dày trung bình 5-7 m, có nơi đạt 15-20 m. Trũng nam Hà Nội có phương đông bắc-tây nam.

Chiều dày của các thành tạo hệ tầng Thái Bình tăng nhanh tại vùng ven biển từ nam Hưng Yên trở ra. Trong phạm vi vùng ven biển có một số trũng nhỏ mà tại đó, các trầm tích hệ tầng Thái Bình có chiều dày khá lớn. Trầm tích Thái Bình phổ biến trên hầu khắp diện tích châu thổ sông Hồng. Tổ hợp cổ sinh và các số liệu tuổi tuyệt đối đã xác lập thời gian thành tạo của các trầm tích hệ tầng Thái Bình là Holocen muộn (Ky, 1989).

Một số đặc điểm trầm tích trong các lõi khoan trầm tích nghiên cứu trước được liệt kê chi tiết dưới Bảng 1-1. Một số vùng trũng kéo dài từ Nam Định, Hà Nam và đến Hà Nội bề dày trầm tích thường có thể 50-70m. Tại khu vực Kiến Xương (Thái Bình), lớp trầm tích dày khoảng 40m (Tanabe và nnk, 2006). Lớp trầm tích chuyển giao giữa Holocen muộn 14 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] và Pleistocen sớm là lớp trầm tích cát bùn màu xám xanh đến xám sẫm chứa ít mùn thực vật màu nâu đen (Thành, 2016).

Vì vậy, cột mẫu trầm tích trong Holocen sẽ được khoan sâu đến khi gặp lớp trầm tích màu xám xanh thì kết thúc. Bảng 1-1 Đặc điểm một số cột mẫu trầm tích trong các nghiên cứu trước tại đồng bằng sông Hồng Khí hiệu Độ Nguồn Khu vực Đặc điểm trầm tích Tuổi mẫu sâu tài liệu Nam ND-1 Các nhóm trầm tích 70 m 14. Hà Nội CC Nhóm trầm tích chủ 29,4 8490±40 (Hori và yếu là trầm tích cửa m năm BP nnk, sông và trầm tích châu 2004) PD thổ 16,6 7204±54 (Funabiki m năm BP và nnk, 2007) DA 16 m 7917±56 năm BP. Hải TL Các nhóm trầm tích 20 m 21069±292 Dương chủ yếu là trầm tích năm BP Pleistocen, trầm tích 15 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] cửa sông và các nhóm trầm tích Holocen châu thổ sông Hồng.

Thái VN Nhóm trầm tích chủ 35 m 9210±40 (Tanabe Bình yếu là trầm tích cửa năm BP và nnk, sông và trầm tích châu 2006). Ven GA 40,2 9740±50 thổ đồng m năm BP bằng NB 45 m 8980±40 sông năm BP Hồng NP Nhóm trầm tích bao 70m 12031 (Duong, gồm trầm tích năm BP tại 2009) Pleistocen, trầm tích 62m cửa sông và trầm tích châu thổ Những nghiên cứu trước đây đã sử dụng nhiều cột mẫu trầm tích trải khắp đồng bằng sông Hồng từ Hà Nội (đỉnh đồng bằng) ra đến ven đồng bằng sông Hồng (các tỉnh Thái Bình, Nam Định) để nghiên cứu sự phát triển địa mạo, sự biến động mực nước biển của đồng bằng sông Hồng qua các tướng trầm tích. Nhìn chung, tướng trầm tích của đồng bằng sông Hồng tuân theo chu kỳ bao gồm 4 tướng trầm tích chính: Nhóm 0 - Tướng trầm tích biển nông Pleistocen muộn, Nhóm 1 - Tướng trầm tích sông, Nhóm 2- Tướng trầm tích cửa sông, Nhóm 3- Tướng trầm tích châu thổ (Tanabe và nnk, 2006). Cột mẫu VN được thực hiện bởi Tanabe và cộng sự vào năm 2006 được khoan tại khu vực tỉnh Thái Bình.

Hai nhóm trầm tích được xác định trong cột mẫu VN theo thứ tự tăng dần (Hình 1.2): nhóm trầm tích 2 là trầm tích cửa sông, nhóm trầm tích 3 là nhóm trầm tích châu thổ. Nhóm trầm tích 2: Chiều sâu tầng mẫu: 35,0 – 29,8 m 16 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Đặc trưng của tướng này là màu xám đỏ. Phần lớn trầm tích bị xáo trộn, nhưng những lớp cát mịn, lớp sét mỏng vẫn giữ được kiến trúc thấu kính mờ nhạt dày 3-8 mm.