Luận án tiến sĩ về lịch sử tiến hóa trầm tích Holocen khu vực ven biển Thanh Hóa

Luận án tiến sĩ nghiên cứu lịch sử tiến hóa trầm tích Holocen khu vực ven biển Thanh Hóa, cung cấp cái nhìn sâu sắc về biến đổi môi trường.

• Tác giả: Nguyễn Minh Quảng
• Người hướng dẫn: Pgs. Doãn Đình Lâm
• Trường học: Học Viện Khoa Học Và Công Nghệ
• Chuyên ngành: Địa Chất Học
• Đề tài: Lịch Sử Tiến Hóa Trầm Tích Holocen Khu Vực Ven Biển Thanh Hóa
• Loại tài liệu: Luận Án Tiến Sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
• DANH MỤC CÁC ẢNH
• 1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 1.2. Tổng quan tình hình nghiên cứu
• 1.2.1. Nghiên cứu về châu thổ trên thế giới
• 1.2.2. Các nghiên cứu về châu thổ ở Việt Nam
• 1.2.3. Nghiên cứu về dao động mực nước biển
• 1.2.3.1. Trên thế giới
• 1.2.4. Tổng quan nghiên cứu địa tầng phân tập
• 1.2.5. Tổng quan nghiên cứu ở vùng đồng bằng Thanh Hóa
• 1.3. Cách tiếp cận
• 1.4. Một số khái niệm
• 1.5. Phương pháp nghiên cứu
• 1.5.1. Phương pháp nghiên cứu ngoài thực địa
• 1.5.2. Phương pháp phân tích ảnh viễn thám
• 1.5.3. Phương pháp nghiên cứu thành phần vật chất
• 1.5.4. Phương pháp phân tích cổ sinh
• 1.5.5. Phương pháp địa chấn khúc xạ
• 1.5.6. Phương pháp địa chấn - địa tầng
• 1.5.7. Phương pháp xác định tuổi tuyệt đối bằng đồng vị 14 C
• 1.5.8. Phương pháp phân tích tướng trầm tích
• 1.5.9. Phương pháp địa tầng phân tập
• 1.5.10. Phương pháp thành lập bản đồ tướng đá - cổ địa lý
• 2. CHƯƠNG 2: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC VEN BIỂN THANH HÓA
• 2.1. Đặc điểm khí tượng, thủy - hải văn
• 2.2. Hệ thống sông ngòi
• 2.3. Hàm lượng cát bùn
• 2.4. Đặc điểm địa hình - địa mạo khu vực ven biển Thanh Hoá
• 2.4.1. Đồng bằng bồi tích
• 2.4.2. Đồng bằng lagoon
• 2.4.3. Địa hình đồi núi sót
• 2.4.4. Hình thái cửa sông
• 2.5. Đặc điểm địa chất
• 2.5.1. Địa tầng trước Holocen
• 2.5.2. Địa tầng Holocen
• 2.5.3. Tân kiến tạo và kiến tạo hiện đại
• 3. CHƯƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM TƯỚNG TRẦM TÍCH HOLOCEN KHU VỰC VEN BIỂN THANH HÓA
• 3.1. Nhóm tướng aluvi bồi lấp thung lũng cắt xẻ
• 3.2. Nhóm tướng estuary - vũng vịnh
• 3.3. Nhóm tướng châu thổ
• 3.4. Nhóm tướng aluvi
• 4. CHƯƠNG 4: LỊCH SỬ TIẾN HÓA TRẦM TÍCH HOLOCEN KHU VỰC VEN BIỂN THANH HÓA
• 4.1. Dao động mực nước biển trong Holocen khu vực ven biển Thanh Hóa
• 4.2. Địa tầng phân tập trầm tích Holocen khu vực ven biển Thanh Hóa
• 4.3. Lịch sử tiến hóa trầm tích Holocen khu vực ven biển Thanh Hóa
• 4.3.1. Giai đoạn bồi lấp thung lũng cắt xẻ
• 4.3.2. Giai đoạn estuary - vũng vịnh
• 4.3.3. Giai đoạn châu thổ
• 4.3.4. Giai đoạn aluvi
• 4.4. Biến động đường bờ Holocen muộn - hiện đại ven biển Thanh Hóa
• 4.5. Xu thế biến động và đề xuất giải pháp sử dụng hợp lý lãnh thổ
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về Nghiên cứu tiến hóa trầm tích Holocen ven biển Thanh Hóa

Nghiên cứu về trầm tích Holocen ven biển Thanh Hóa là một lĩnh vực quan trọng trong địa chất học, giúp hiểu rõ hơn về lịch sử hình thành và phát triển của khu vực này. Đồng bằng châu thổ sông Mã, nơi có sự phân bố rộng rãi của các thành tạo trầm tích Holocen, đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển kinh tế và bảo vệ môi trường. Việc nghiên cứu này không chỉ cung cấp thông tin về cấu trúc địa chất mà còn giúp dự đoán các biến động môi trường trong tương lai.

1.1. Đặc điểm địa chất khu vực ven biển Thanh Hóa

Khu vực ven biển Thanh Hóa có nhiều đặc điểm địa chất độc đáo, bao gồm các thành tạo trầm tích đa dạng. Các nghiên cứu cho thấy, trầm tích Holocen tại đây có chiều dày trung bình từ 15 đến 20m, với bề dày lớn nhất lên đến 41m tại cửa Lạch Trường. Điều này cho thấy sự phong phú và đa dạng của địa chất ven biển.

1.2. Tầm quan trọng của nghiên cứu trầm tích Holocen

Nghiên cứu trầm tích Holocen không chỉ giúp hiểu rõ về lịch sử địa chất mà còn có ý nghĩa quan trọng trong việc quy hoạch và phát triển bền vững khu vực ven biển. Các thành tạo trầm tích này ảnh hưởng đến hệ sinh thái và các hoạt động kinh tế như du lịch và đánh bắt hải sản.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu trầm tích Holocen

Mặc dù có nhiều nghiên cứu về tiến hóa trầm tích, nhưng vẫn còn nhiều thách thức trong việc hiểu rõ các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành và phát triển của trầm tích Holocen. Các vấn đề như xói lở bờ biển, xâm nhập mặn và ô nhiễm môi trường đang đặt ra nhiều thách thức cho nghiên cứu và quản lý tài nguyên ven biển.

2.1. Các yếu tố tự nhiên ảnh hưởng đến trầm tích

Các yếu tố tự nhiên như dao động mực nước biển và động lực sóng có ảnh hưởng lớn đến sự hình thành và phát triển của trầm tích biển. Nghiên cứu cho thấy, sự thay đổi mực nước biển trong Holocen đã tạo ra nhiều biến động trong cấu trúc trầm tích.

2.2. Tác động của con người đến môi trường ven biển

Hoạt động của con người như xây dựng cơ sở hạ tầng và khai thác tài nguyên cũng gây ra nhiều tác động tiêu cực đến môi trường ven biển. Việc nghiên cứu các tác động này là cần thiết để đưa ra các giải pháp bảo vệ môi trường hiệu quả.

III. Phương pháp nghiên cứu trầm tích Holocen hiệu quả

Để nghiên cứu trầm tích Holocen, nhiều phương pháp hiện đại đã được áp dụng, bao gồm phân tích địa chấn, phân tích cổ sinh và phương pháp xác định tuổi tuyệt đối bằng đồng vị 14C. Những phương pháp này giúp cung cấp thông tin chi tiết về cấu trúc và lịch sử phát triển của trầm tích.

3.1. Phương pháp phân tích địa chấn

Phân tích địa chấn là một trong những phương pháp quan trọng giúp xác định cấu trúc địa chất và phân bố trầm tích. Phương pháp này cho phép xác định các lớp trầm tích và độ dày của chúng một cách chính xác.

3.2. Phương pháp xác định tuổi tuyệt đối

Phương pháp xác định tuổi tuyệt đối bằng đồng vị 14C giúp xác định thời gian hình thành các thành tạo trầm tích. Kết quả từ phương pháp này cung cấp thông tin quan trọng về lịch sử tiến hóa của trầm tích biển.

IV. Ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu trầm tích Holocen

Nghiên cứu về trầm tích Holocen không chỉ có giá trị lý thuyết mà còn có nhiều ứng dụng thực tiễn. Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng trong quy hoạch phát triển bền vững, bảo vệ môi trường và ứng phó với biến đổi khí hậu.

4.1. Quy hoạch phát triển bền vững

Thông tin từ nghiên cứu trầm tích giúp các nhà quy hoạch đưa ra các quyết định hợp lý trong việc phát triển kinh tế và bảo vệ môi trường. Việc hiểu rõ về cấu trúc địa chất sẽ giúp tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên.

4.2. Ứng phó với biến đổi khí hậu

Nghiên cứu trầm tích Holocen cung cấp thông tin quan trọng về các biến động môi trường, từ đó giúp các nhà quản lý đưa ra các biện pháp ứng phó hiệu quả với biến đổi khí hậu, bảo vệ môi trường và cộng đồng.

V. Kết luận và tương lai của nghiên cứu trầm tích Holocen

Nghiên cứu về tiến hóa trầm tích Holocen ven biển Thanh Hóa đã mở ra nhiều hướng đi mới cho các nghiên cứu tiếp theo. Việc hiểu rõ về lịch sử và đặc điểm của trầm tích sẽ giúp nâng cao khả năng quản lý và bảo vệ môi trường ven biển trong bối cảnh biến đổi khí hậu.

5.1. Tương lai của nghiên cứu địa chất ven biển

Trong tương lai, nghiên cứu địa chất ven biển sẽ tiếp tục được mở rộng, với sự kết hợp của các công nghệ hiện đại và các phương pháp nghiên cứu mới. Điều này sẽ giúp nâng cao độ chính xác và hiệu quả của các nghiên cứu.

5.2. Đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo

Các nghiên cứu tiếp theo nên tập trung vào việc đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến trầm tích Holocen, từ đó đưa ra các giải pháp bảo vệ môi trường và phát triển bền vững cho khu vực ven biển Thanh Hóa.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ "Lịch sử tiến hóa trầm tích Holocen khu vực ven biển Thanh Hóa" được thực hiện bởi nghiên cứu sinh Nguyễn Minh Quảng, thuộc chuyên ngành Địa chất học (mã số: 9440201), dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. Doãn Đình Lâm và TS. Vũ Văn Hà tại Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam (bảo vệ năm 2022).

Đồng bằng châu thổ sông Mã là hệ thống đồng bằng lớn thứ ba ở Việt Nam (sau đồng bằng sông Cửu Long và đồng bằng sông Hồng). Hệ thống sông Mã bắt nguồn từ Điện Biên, chảy qua lãnh thổ Lào và đổ vào lãnh thổ Việt Nam trên địa phận tỉnh Thanh Hóa, tập hợp 90 sông nhánh và đổ ra biển qua 3 cửa sông chính: cửa Lèn, cửa Lạch Trường và cửa Hới (trong đó cửa Hới là cửa sông lớn nhất). Các thành tạo trầm tích Holocen phân bố rộng khắp khu vực ven biển Thanh Hóa với chiều dày trung bình từ 15 đến 20m; tại khu vực cửa Hới và cửa Lèn, bề dày đạt từ 30 đến 32m; riêng tại cửa Lạch Trường, bề dày trầm tích lên tới 41m. Dải ven biển Thanh Hóa giữ vị trí trọng yếu với hệ thống bãi biển du lịch (Sầm Sơn, Hải Hòa, Hải Thanh, Hải Tiến), các cảng biển (Lễ Môn, Quảng Châu, Quảng Nham, Nghi Sơn) và tuyến đường bộ ven biển dài 107,5km theo quy hoạch quốc gia. Tuy nhiên, khu vực này đang chịu tác động mạnh mẽ của các hiện tượng tai biến địa chất như xói lở bờ sông và bờ biển, xâm nhập mặn, sụt lún công trình và nguy cơ ngập lụt do nước biển dâng. Khoảng trống nghiên cứu được tác giả xác định là: các nghiên cứu địa chất trước đây tại khu vực chủ yếu là các công trình đo vẽ bản đồ mang tính khu vực ở các tỷ lệ khác nhau; nghiên cứu chuyên sâu về đặc điểm tướng và lịch sử tiến hóa trầm tích Holocen gắn với dao động mực nước biển còn rất hạn chế, thiếu các dữ liệu phân tích thạch học, vi cổ sinh và địa chấn phân giải cao.

Mục tiêu nghiên cứu: Làm sáng tỏ đặc điểm tướng và lịch sử tiến hóa trầm tích Holocen khu vực ven biển Thanh Hóa.

Nội dung nghiên cứu:

1. Nghiên cứu đặc điểm tướng trầm tích Holocen khu vực ven biển Thanh Hóa.
2. Nghiên cứu dao động mực nước biển trong Holocen và địa tầng phân tập trầm tích Holocen khu vực ven biển Thanh Hóa.
3. Thiết lập lịch sử tiến hóa trầm tích khu vực ven biển Thanh Hóa trong giai đoạn Holocen theo không gian, thời gian.
4. Nghiên cứu biến động đường bờ giai đoạn Holocen muộn - hiện đại khu vực ven biển Thanh Hóa.

Luận điểm bảo vệ:

• Luận điểm 1: Lịch sử hình thành và tiến hóa trầm tích Holocen khu vực ven biển Thanh Hóa gắn liền với quá trình dao động mực nước biển, trải qua bốn giai đoạn với 23 tướng trầm tích: giai đoạn bồi lấp thung lũng cắt xẻ (cuối Pleistocen muộn, phần muộn - giữa Holocen sớm); giai đoạn estuary - vũng vịnh (giữa Holocen sớm - đầu Holocen giữa); giai đoạn châu thổ (đầu Holocen giữa - Holocen muộn); và giai đoạn aluvi (giai đoạn hiện đại).
• Luận điểm 2: Động lực sóng thống trị quá trình hình thành và phát triển khu vực ven biển Thanh Hóa trong giai đoạn Holocen muộn với các đặc trưng về địa hình - địa mạo, hình thái cửa sông và tướng trầm tích.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng: Các thành tạo trầm tích Holocen khu vực ven biển Thanh Hóa.
• Phạm vi không gian: Kéo dài từ đường bờ biển hiện tại thuộc huyện Nga Sơn đến hết huyện Quảng Xương và tiến sâu vào trong đất liền khoảng 15 - 20km. Giới hạn tọa độ địa lý: từ 105°45'02" đến 106°01'02" kinh độ Đông; từ 19°37'10" đến 19°59'53" vĩ độ Bắc.
• Phạm vi thời gian: Giai đoạn kỷ Đệ tứ, trọng tâm từ cuối Pleistocen muộn qua thế Holocen đến thời kỳ hiện đại.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Về nghiên cứu châu thổ trên thế giới, khái niệm châu thổ do Herodotus đề xuất vào năm 400 trước Công nguyên khi quan sát cửa sông Nile. Đầu thế kỷ XX, các công trình kinh điển nghiên cứu châu thổ Mississippi của Barrell (1912), Johnston (1921, 1922), Trowbridge (1930), Russell (1936), Fisk (1944) đã đặt nền móng cho các nghiên cứu tiếp theo. Coleman & Wright (1975) khảo sát 34 châu thổ và đề xuất hệ thống phân loại 6 bậc. Galloway (1975) xây dựng phân loại dựa trên ba quá trình động lực ưu thế: sông, sóng và thủy triều. Các nghiên cứu cấu trúc tướng và tiến hóa trầm tích Holocen được phát triển qua các công trình tại châu thổ sông Rhône, Niger, Mahakam, Hoàng Hà của Fisk & McFarlan (1954), Fisk (1955, 1961), Oomkens (1974), Weber (1971), Elliott (1986), Dalrymple và nnk (1992). Về sau, Bhattacharya & Giosan (2003) đề xuất chỉ số bất đối xứng A dựa trên tương quan giữa dòng vận chuyển trầm tích dọc bờ và lưu lượng nước sông để đánh giá tác động của sóng; Weiguo Li và nnk (2010) phát triển nghiên cứu châu thổ bất đối xứng; Boyd và nnk (2006) cùng Siddiqui và nnk (2017) phân loại 6 kiểu môi trường trầm tích ven bờ trên biểu đồ tam giác động lực (châu thổ, estuary do sóng thống trị, đầm lầy sau bar, đồng bằng cồn cát, estuary do triều thống trị, đồng bằng triều).

Tại Việt Nam, các nghiên cứu tập trung lớn ở châu thổ sông Hồng và châu thổ sông Cửu Long. Tại châu thổ sông Hồng, các công trình của Trần Nghi, Nguyễn Địch Dỹ, Doãn Đình Lâm, Ngô Quang Toàn, Đinh Văn Thuận, Trần Đức Thạnh (1993), Nguyễn Đức Cự (1994), Ngô Quang Toàn (1995), Tanabe (2004, 2006), Saito (2004), Đặng Thị Vinh (2014), Phùng Văn Phách và nnk (2018), Nguyễn Tài Tuệ (2019) đã xác lập các giai đoạn tiến hóa và tướng trầm tích. Doãn Đình Lâm (2004, 2005) xác định hai nhánh thung lũng cắt xẻ Đệ tứ muộn và 22 tướng trầm tích Holocen đồng bằng sông Hồng. Tại châu thổ sông Cửu Long, các công trình của Lê Đức An, Đinh Văn Thuận (2005), Nguyễn Văn Lập và Tạ Thị Kim Oanh (2004), Nguyễn Địch Dỹ và nnk (2010), Nguyễn Thị Thu Cúc (2015), Vũ Văn Hà (2015) đã xác lập hệ tầng Bình Đại, phân chia 20 tướng trầm tích và 3 giai đoạn phát triển địa chất.

Về dao động mực nước biển, các nghiên cứu quốc tế về biển tiến Flandrian sau thời kỳ tan băng từ 18.000 năm Bp được ghi nhận qua Menard (1964), Fairbridge, Shepard, Fisk & McFarlan (1961), Pirazzoli (1991). Tại Việt Nam, các tác giả Nguyễn Ngọc, Nguyễn Thế Tiệp (1987), Lê Đức An (1996), Trần Nghi (1996, 2001, 2004, 2017), Doãn Đình Lâm và Boyd (2001), Đinh Văn Thuận (2002), Nguyễn Biểu và nnk (2000, 2005), Nguyễn Tiến Hải và Stattegger (2005) đã xác định các mực đường bờ cổ và khẳng định đợt biển tiến cực đại đạt độ cao +3m đến +6m vào khoảng 6.000 năm Bp trước khi biển thoái dần.

Tại khu vực đồng bằng Thanh Hóa, các tài liệu địa chất được công bố gồm tờ bản đồ Địa chất - Khoáng sản Thanh Hóa - Vinh tỷ lệ 1:200.000 của Đặng Trần Quân và nnk (1980), bản đồ hiệu đính của Lê Duy Bách và nnk (1995); báo cáo thăm dò nước ngầm vùng Sầm Sơn - Hàm Rồng của Đoàn 47 (1978); đề án Điều tra địa chất đô thị Thanh Hóa - Vinh - Hà Tĩnh của Hoàng Văn Khổn và nnk (1997); phân tích cổ sinh Tảo silic và Foraminifera của Đào Thị Miên (2001); phân tích cổ địa lý của Nguyễn Thị Thu Cúc (2004); luận án phó tiến sĩ của Nguyễn Ngọc Mên (1988) phân chia 5 chu kỳ trầm tích Đệ tứ; chuyên khảo của Trần Nghi và nnk (2014); các nghiên cứu môi trường đất và cửa sông của Lưu Đức Dũng (2017); nghiên cứu đường bờ của Nguyễn Công Quân (2019).

Khoảng trống luận án lựa chọn giải quyết: Trước luận án này, các công trình tại đồng bằng sông Mã chưa có sự kết hợp đồng bộ giữa mô hình địa tầng phân tập hiện đại với hệ phương pháp phân tích thạch học, hóa - lý môi trường, ba nhóm vi cổ sinh và tài liệu tuổi tuyệt đối 14C AMS phân giải cao. Luận án giải quyết khoảng trống về việc xác lập chi tiết hệ thống 23 tướng trầm tích, nhận diện thung lũng cắt xẻ ngầm và phục dựng 4 giai đoạn tiến hóa trầm tích Holocen dưới sự chi phối của dao động mực nước biển và động lực sóng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Luận án dựa trên hai cách tiếp cận chính:

• Tiếp cận hệ thống: Coi tiến hóa châu thổ là kết quả tương tác nhân - quả giữa nguồn cung cấp vật liệu, hình thái, độ dốc địa hình, sụt lún kiến tạo, không gian tích tụ, dao động mực nước biển và các động lực sông, sóng, thủy triều.
• Tiếp cận tiến hóa: Xem trầm tích châu thổ phát triển theo chu kỳ từ thấp đến cao, có sự tiến hóa về năng lượng môi trường và thành phần vật chất theo chiều thẳng đứng và chiều ngang.

Khái niệm và khung lý thuyết sử dụng:

• Khái niệm tướng của L.B. Rukhin: Tướng là những trầm tích hình thành trên một diện tích nhất định, trong những điều kiện như nhau, khác với những điều kiện thống trị trong các vùng xung quanh.
• Định luật tổ hợp tướng Walther (1894): Các tướng hình thành cạnh nhau trong không gian sẽ nằm chồng lên nhau trong mặt cắt địa tầng liên tục không gián đoạn.
• Thung lũng cắt xẻ (Incised-valley): Thung lũng hình thành do sự xâm thực sâu của sông khi mực nước biển hạ thấp, có quy mô lớn hơn lòng sông thông thường, đáy mang tính bào mòn khu vực.
• Estuary: Thủy vực nửa kín ven bờ thông với biển, nơi nước biển bị pha loãng bởi nước ngọt sông.
• Cấu trúc bãi triều: Phân chia thành bãi trên triều (supratidal), bãi gian triều (intertidal - gồm bãi bùn, bãi hỗn hợp, bãi cát) và bãi dưới triều (subtidal).
• Cấu trúc châu thổ: Gồm đồng bằng châu thổ (delta plain), tiền châu thổ (delta front) và chân châu thổ (prodelta).
• Khung địa tầng phân tập: Ứng dụng các khái niệm về không gian tích tụ, mặt cân bằng, các miền hệ thống trầm tích gồm hệ thống trầm tích biển thấp (LST), hệ thống trầm tích biển tiến (TST), hệ thống trầm tích biển cao (HST); cùng các bề mặt giới hạn: ranh giới tập (SB), bề mặt biển tiến (TS), và bề mặt ngập lụt cực đại (MFS) theo các mô hình của Posamentier và nnk (1988), Van Wagoner và nnk (1988, 1990), Hunt & Tucker (1992), Coe và nnk (2003), Catuneanu (2006, 2009) và Trần Nghi (2011, 2012).

Dữ liệu và phương pháp thực tế được tổng hợp trong bảng số liệu thực hiện luận án:

STT	Phương pháp / Hạng mục tài liệu	Khối lượng	Kỹ thuật / Thiết bị / Đơn vị thực hiện
1	Khoan máy lấy mẫu nguyên dạng	09 lỗ khoan (213m lõi)	Khoan LKTH1 đến LKTH9, mô tả lát cắt địa tầng
2	Phân tích độ hạt	531 mẫu	Rây và pipet, tính Md, So, Sk (theo Folk, 1954) tại Viện Địa chất
3	Lát mỏng thạch học bở rời	25 mẫu	Kính hiển vi phân cực tại Viện Địa chất
4	Bào tử - phấn hoa (Spore - pollen)	186 mẫu	Kính hiển vi Nikon-Eclip (400 - 1000x) tại Viện Địa chất
5	Tảo silic (Diatomeae)	186 mẫu	Kính Carl Zeiss (x400, x1000) tại ĐHKHTN, ĐHQG Hà Nội
6	Trùng lỗ (Foraminifera)	140 mẫu	Kính hiển vi soi nổi Euromex (x10, x20, x40) tại Viện Địa chất
7	Hóa - lý môi trường	10 mẫu	Xác định pH, Eh, Kt, Fe2+S/Corg tại Viện Địa chất và Viện QH&TK Nông nghiệp
8	Khoáng vật sét	10 mẫu	Nhiễu xạ tia X (XRD) trên máy PANAlytical (bức xạ CuKα, 45KV, 40mA)
9	Tuổi tuyệt đối 14C	21 mẫu	Phương pháp AMS tại DirectAMS (Hoa Kỳ), hiệu chỉnh Calib Rev 8.0
10	Tuyến địa chấn nông ven bờ	11,7 km	Đo phân giải cao vùng ven bờ ở độ sâu -10m nước
11	Tuyến địa chấn khúc xạ	1,3 km	Đo cắt qua LKTH9 bằng máy ABEM TerralogPro (Thụy Điển, 24 kênh)

Nguồn tài liệu bổ trợ gồm 05 chuyến khảo sát thực địa đo vẽ mặt cắt địa hình; 107 cột địa tầng lỗ khoan kế thừa từ các đề án của Đặng Trần Quân (1980), Hoàng Văn Khổn (1997), Trung tâm điều tra tài nguyên môi trường biển và Công ty G.Tech; bản đồ UTM năm 1965; ảnh hàng không tỷ lệ 1:50.000; dữ liệu ảnh viễn thám Landsat (1975, 1990, 2001, 2009, 2017) và vệ tinh Sentinel.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1. Tổng quan tình hình nghiên cứu, cơ sở lý luận và phương pháp nghiên cứu

Chương 1 tổng hợp các hướng nghiên cứu châu thổ, dao động mực nước biển và địa tầng phân tập trên phạm vi thế giới, tại Việt Nam và trực tiếp ở khu vực Thanh Hóa. Tác giả luận giải cơ sở lý luận dựa trên tiếp cận hệ thống và tiến hóa chu kỳ. Chương này trình bày chi tiết cơ sở lý thuyết của các phương pháp: nghiên cứu thực địa, viễn thám, thành phần thạch học, khoáng vật sét XRD, phân tích hóa - lý môi trường (pH, Eh, Kt, Fe2+S/Corg), phân tích ba nhóm vi cổ sinh (Diatomeae, Foraminifera, Spore-pollen), đo địa chấn khúc xạ, địa chấn - địa tầng, xác định tuổi tuyệt đối đồng vị 14C AMS và phương pháp thành lập bản đồ tướng đá - cổ địa lý.

Chương 2. Điều kiện tự nhiên khu vực ven biển Thanh Hóa

Chương 2 phân tích các yếu tố tự nhiên chi phối quá trình tích tụ trầm tích:

• Khí tượng, thủy - hải văn và mạng lưới sông ngòi: Lưu vực sông Mã với 90 phụ lưu, cung cấp lượng cát bùn lớn đổ ra biển qua cửa Lèn, cửa Lạch Trường và cửa Hới.
• Đặc điểm địa hình - địa mạo: Xác định và phân loại các đơn vị địa mạo tích tụ chính gồm đồng bằng bồi tích, đồng bằng lagoon, địa hình đồi núi sót, hình thái cửa sông, hệ thống cồn cát ven biển, đê ven sông Tào Xuyên, đồng bằng cát Hoằng Hóa, Hoằng Đồng, cánh đồng cói bãi trên triều Nga Tân, rừng ngập mặn và bãi triều ven biển.
• Đặc điểm địa chất: Mô tả địa tầng trước Holocen (nổi bật là bề mặt phong hóa loang lổ Pleistocen muộn thuộc hệ tầng Vĩnh Phúc, đóng vai trò đáy móng bất chỉnh hợp của trầm tích Holocen) và địa tầng Holocen (gồm hệ tầng Thiệu Hóa Q21-2th và hệ tầng Thái Bình Q23tb).
• Tân kiến tạo và kiến tạo hiện đại: Hệ thống đứt gãy sông Mã và các đứt gãy phương Tây Bắc - Đông Nam, bình đồ cấu trúc sụt lún với tốc độ hạ sụt TKT vùng đồng bằng đạt khoảng 2mm/năm.

Chương 3. Đặc điểm tướng trầm tích Holocen khu vực ven biển Thanh Hóa

Chương 3 xác lập 23 tướng trầm tích thuộc 4 nhóm tướng thông qua việc phân tích lát cắt từ 09 lỗ khoan máy và các điểm khảo sát:

• Nhóm tướng aluvi bồi lấp thung lũng cắt xẻ (gồm 3 tướng): cát sạn sỏi lòng sông lấp đầy thung lũng cắt xẻ; sét bột đồng bằng ngập lụt; sét bột xen kẹp mùn thực vật đầm lầy cửa sông ven biển (gặp ở đáy các lỗ khoan LKTH6, LKTH9).
• Nhóm tướng estuary - vũng vịnh (gồm 5 tướng): sét bột bãi triều vũng vịnh; cồn cát triều; sét bột chứa cuội sét nhánh triều, lạch triều; sét, bột bãi triều; sét bột vũng vịnh (phát hiện tại LKTH2, LKTH5, LKTH6, LKTH9).
• Nhóm tướng châu thổ (gồm 10 tướng): sét, sét bột chân châu thổ; bột cát tiền châu thổ; sét bột cát bãi triều; cát bột đồng bằng cát; cát cồn cát; sét bột trũng sau cồn cát; sét bột đồng bằng lagoon; sét bột bãi trên triều; sét bột cát bãi gian triều; cát bột sét bãi dưới triều (phân bố tại LKTH2, LKTH5, LKTH6, LKTH9 và các điểm lộ TH20-06, TH20-09, TH20-13, TH20-19, TH20-25).
• Nhóm tướng aluvi (gồm 5 tướng): cát lòng sông; cát bột đê ven sông; sét bột đồng bằng ngập lụt; cát bột bãi ven lòng; cát bột bãi giữa lòng (phân bố tại LKTH6, LKTH8, TH20-18).

Các bảng tổng hợp trong chương 3 trình bày các giá trị định lượng:

• Khoáng vật sét: Trầm tích ngập lụt giàu kaolinit phản ánh phong hóa lục địa nóng ẩm; trầm tích đồng bằng lagoon và trũng sau cồn xuất hiện smectit chỉ thị môi trường kiềm.
• Hóa - lý môi trường: Trầm tích aluvi có pH ≤ 6,8, Eh ≥ 100mV, Kt < 0,5; trầm tích đầm lầy ven biển có pH từ 2,0 đến 5,0, Eh < 0, Kt từ 0,5 đến 1,0; trầm tích châu thổ có pH từ 6,8 đến 7,5, Eh > 100mV, Kt từ 0,5 đến 1,0; trầm tích vũng vịnh và biển có pH > 7,5, Eh > 0, Kt > 1,0.
• Vi cổ sinh: Xác lập sự chuyển đổi từ phức hệ bào tử - phấn hoa nước ngọt, khuê tảo Diatomeae nước ngọt sang Diatomeae nước mặn/lợ (Diploneis, Coscinodiscus) và Foraminifera biển nông ven bờ, rồi quay trở lại các phức hệ nước lợ - ngọt ở phần trên của mặt cắt.

Chương 4. Lịch sử tiến hóa trầm tích Holocen khu vực ven biển Thanh Hóa

Chương 4 tái hiện lịch sử phát triển địa chất qua 4 giai đoạn gắn với chu kỳ dao động mực nước biển và khung địa tầng phân tập:

• Giai đoạn bồi lấp thung lũng cắt xẻ (cuối Pleistocen muộn, phần muộn - giữa Holocen sớm): Khi mực nước biển hạ thấp trong băng hà cuối cùng, sông Mã xâm thực tạo thung lũng cắt xẻ. Đầu Holocen sớm, biển tiến Flandrian bắt đầu dâng tràn, hình thành hệ thống trầm tích biển tiến (TST) bồi lấp đáy thung lũng bằng cát sạn sỏi aluvi và sét bột đầm lầy.
• Giai đoạn estuary - vũng vịnh (giữa Holocen sớm - đầu Holocen giữa): Mực nước biển dâng nhanh với tốc độ lớn hơn tốc độ bồi tích, chế độ estuary - vũng vịnh do triều thống trị mở rộng, lắng đọng các thể cát triều, bãi triều và sét bột vũng vịnh (tiếp tục thuộc hệ thống TST).
• Giai đoạn châu thổ (đầu Holocen giữa - Holocen muộn): Khoảng 6.000 năm Bp, mực nước biển đạt độ cao cực đại (+3m đến +4m) tạo nên bề mặt ngập lụt cực đại (MFS). Sau đó, mực nước biển hạ thấp dần, tốc độ bồi tụ vượt tốc độ dâng mực nước biển, hình thành hệ thống trầm tích biển cao (HST). Châu thổ nêm lấn tiến ra biển dưới sự thống trị của động lực sóng, hình thành các đê cát ven biển, cồn cát chắn bờ, đồng bằng cát và đồng bằng lagoon.
• Giai đoạn aluvi (giai đoạn hiện đại): Mực nước biển ổn định gần mức hiện tại, hoạt động bồi tích sông phát triển đê ven sông, bãi ven lòng, bãi giữa lòng trên sông Lèn, sông Mã và sông Chu.

Chương này phân tích biến động đường bờ qua các thời kỳ: xác định đường bờ cổ Holocen giữa qua di chỉ khảo cổ Gò Trũng (văn hóa Đa Bút, ~6.000 năm Bp) và đường bờ cổ khoảng 4.000 năm Bp qua di chỉ Cồn Sau Chợ (văn hóa Hoa Lộc); đánh giá chi tiết diễn biến xói lở - bồi tụ giai đoạn 1965 - 2017 tại các khu vực cửa sông Lèn, cửa Lạch Trường và cửa Hới dựa trên ảnh Landsat và Sentinel.

Kết quả và những đóng góp mới

Các kết quả và đóng góp mới của luận án:

• Về địa hình - địa mạo: Xác lập 12 đơn vị địa hình - địa mạo tích tụ phân bố ở khu vực ven biển Thanh Hóa theo sự chi phối của các quá trình tương tác giữa động lực sóng, triều và sông.
• Về trầm tích luận: Xác lập hệ thống 23 tướng trầm tích Holocen thuộc 4 nhóm tướng: nhóm tướng aluvi bồi lấp thung lũng cắt xẻ, nhóm tướng estuary - vũng vịnh, nhóm tướng châu thổ và nhóm tướng aluvi.
• Về địa tầng phân tập và tiến hóa cổ địa lý: Làm sáng tỏ quy luật dao động mực nước biển và khôi phục 4 giai đoạn tiến hóa trầm tích Holocen khu vực ven biển Thanh Hóa trên cơ sở phân tích tướng trầm tích, địa chấn khúc xạ, địa chấn nông phân giải cao và chuỗi 21 tuổi tuyệt đối 14C AMS.
• Về động lực trầm tích: Chứng minh động lực sóng giữ vai trò thống trị trong quá trình hình thành và phát triển khu vực ven biển Thanh Hóa trong giai đoạn Holocen muộn, biểu hiện qua hình thái cửa sông, sự phát triển của hệ thống cồn cát chắn bờ và đồng bằng cát ven biển dạng dải dọc bờ.

Kiến nghị và giải pháp đề xuất từ luận án:

• Cung cấp cơ sở khoa học để dự báo và nhận diện các dạng tai biến địa chất ven bờ như xói lở bờ sông, xói lở bờ biển (đặc biệt tại cửa Hới, cửa Lèn, cửa Lạch Trường), xâm nhập mặn, sụt lún công trình và ngập lụt do nước biển dâng.
• Đề xuất định hướng quy hoạch không gian lãnh thổ dải ven biển tỉnh Thanh Hóa, phục vụ xây dựng tuyến đường bộ ven biển 107,5km, các khu đô thị du lịch sinh thái và hệ thống cảng biển phù hợp với điều kiện địa chất nền móng và động lực trầm tích.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của luận án:

• Phạm vi không gian nghiên cứu trên đất liền mới chỉ khống chế từ huyện Nga Sơn đến hết huyện Quảng Xương và lùi vào sâu 15 - 20km; dải ven biển phía Nam tỉnh Thanh Hóa (khu vực thị xã Nghi Sơn) chưa được khảo sát chi tiết trong công trình này.
• Các tuyến đo địa chấn nông phân giải cao ven bờ mới dừng lại ở mực nước sâu -10m, chưa thể mở rộng ra phần thềm lục địa sâu hơn để theo dõi toàn bộ dấu vết vát nhọn ra biển khơi của các nón trầm tích biển thấp.

Hướng nghiên cứu tiếp:

• Mở rộng mạng lưới quan trắc, đo đạc địa tầng phân tập và địa chấn nông ra toàn bộ thềm lục địa Thanh Hóa và vịnh Bắc Bộ nhằm liên kết hoàn chỉnh các hệ thống trầm tích biển thấp (LST).
• Tiếp tục nghiên cứu định lượng các quá trình thủy - thạch động lực ven bờ và mô hình hóa tác động đồng thời của biến đổi khí hậu kết hợp hoạt động nhân sinh (như các công trình chỉnh trị cửa sông, đập thủy điện thượng nguồn) đến diễn biến đường bờ hiện đại.

Giá trị tham khảo

Luận án có giá trị tham khảo cho các đối tượng và lĩnh vực sau:

• Đối với nghiên cứu sinh, học viên cao học, giảng viên và các nhà nghiên cứu chuyên ngành Địa chất học, Trầm tích học, Địa mạo và Địa lý ven biển: Cung cấp tài liệu tham khảo về quy trình phân tích tướng trầm tích tích hợp (thạch học, khoáng vật sét XRD, hóa - lý môi trường, 3 nhóm vi cổ sinh Diatomeae, Foraminifera, Spore-pollen) và ứng dụng địa tầng phân tập cho các châu thổ do sóng thống trị.
• Đối với kỹ sư địa kỹ thuật, xây dựng công trình ngầm và thủy văn ven biển: Bộ cơ sở dữ liệu về chiều dày trầm tích Holocen (15 - 41m), đặc điểm cơ lý, độ sâu bề mặt móng Pleistocen muộn (hệ tầng Vĩnh Phúc) tại 09 lỗ khoan máy và 107 lỗ khoan thu thập là tài liệu khảo sát nền móng công trình và đánh giá túi nước ngầm.
• Đối với cơ quan quản lý nhà nước và người làm chính sách quy hoạch tại tỉnh Thanh Hóa: Cung cấp cơ sở khoa học để đánh giá mức độ ổn định bờ biển, khoanh vùng xói lở - bồi tụ tại các cửa sông Lèn, Lạch Trường, Cửa Hới nhằm phục vụ quy hoạch hạ tầng giao thông (đường ven biển 107,5km), du lịch và cảng biển.

Các phần đáng tham khảo nhất trong luận án gồm: hệ thống lát cắt tướng và biểu đồ độ hạt theo chiều sâu của 09 lỗ khoan máy; danh mục và tiêu chí nhận diện 23 tướng trầm tích; bảng kết quả tuổi tuyệt đối 14C AMS; và các sơ đồ tướng đá - cổ địa lý khu vực ven biển Thanh Hóa qua các thời kỳ Holocen sớm, Holocen giữa và Holocen muộn.

Câu hỏi thường gặp

1. Chiều dày các thành tạo trầm tích Holocen tại khu vực ven biển Thanh Hóa biến đổi như thế nào? Chiều dày trung bình của trầm tích Holocen trong khu vực dao động từ 15 đến 20m. Bề dày tăng mạnh tại các khu vực cửa sông: tại cửa Hới và cửa Lèn, trầm tích dày từ 30 đến 32m; tại khu vực cửa Lạch Trường, bề dày trầm tích Holocen đạt giá trị lớn nhất lên tới 41m.

2. Bốn nhóm tướng trầm tích Holocen được xác lập trong luận án gồm những nhóm nào? Luận án xác lập 23 tướng trầm tích thuộc 4 nhóm tướng:

• Nhóm tướng aluvi bồi lấp thung lũng cắt xẻ (3 tướng: cát sạn sỏi lòng sông; sét bột đồng bằng ngập lụt; sét bột đầm lầy cửa sông ven biển).
• Nhóm tướng estuary - vũng vịnh (5 tướng: sét bột bãi triều vũng vịnh; cồn cát triều; sét bột chứa cuội sét nhánh triều, lạch triều; sét, bột bãi triều; sét bột vũng vịnh).
• Nhóm tướng châu thổ (10 tướng: sét, sét bột chân châu thổ; bột cát tiền châu thổ; sét bột cát bãi triều; cát bột đồng bằng cát; cát cồn cát; sét bột trũng sau cồn cát; sét bột đồng bằng lagoon; sét bột bãi trên triều; sét bột cát bãi gian triều; cát bột sét bãi dưới triều).
• Nhóm tướng aluvi (5 tướng: cát lòng sông; cát bột đê ven sông; sét bột đồng bằng ngập lụt; cát bột bãi ven lòng; cát bột bãi giữa lòng).

3. Lịch sử tiến hóa trầm tích Holocen khu vực ven biển Thanh Hóa trải qua những giai đoạn nào và gắn với những hệ thống trầm tích nào? Tiến hóa trầm tích trải qua 4 giai đoạn gắn với các miền hệ thống địa tầng phân tập:

• Giai đoạn bồi lấp thung lũng cắt xẻ (cuối Pleistocen muộn, phần muộn - giữa Holocen sớm): Hệ thống trầm tích biển tiến (TST).
• Giai đoạn estuary - vũng vịnh (giữa Holocen sớm - đầu Holocen giữa): Hệ thống trầm tích biển tiến (TST).
• Giai đoạn châu thổ (đầu Holocen giữa - Holocen muộn): Hệ thống trầm tích biển cao (HST), bắt đầu từ bề mặt ngập lụt cực đại (MFS) khi biển đạt đỉnh dâng cao +3m đến +4m khoảng 6.000 năm Bp.
• Giai đoạn aluvi (hiện đại): Hệ thống trầm tích biển cao (HST).

4. Luận án sử dụng các chỉ số hóa - lý môi trường nào để phân biệt các môi trường trầm tích? Các chỉ số hóa - lý môi trường được sử dụng gồm: độ pH, thế oxy hóa khử Eh, chỉ số kation trao đổi Kt = (Na+ + K+)/(Ca2+ + Mg2+) và tỷ số Fe2+S/Corg. Cụ thể: môi trường aluvi lục địa có pH ≤ 6,8, Eh ≥ 100mV, Kt < 0,5, Fe2+S/Corg < 0,06; môi trường đầm lầy ven biển có pH từ 2,0 đến 5,0, Eh < 0, Kt từ 0,5 đến 1,0; môi trường châu thổ có pH từ 6,8 đến 7,5, Eh > 100mV, Kt từ 0,5 đến 1,0; môi trường biển và vũng vịnh có pH > 7,5, Eh > 0, Kt > 1,0, Fe2+S/Corg > 0,2.

5. Động lực nào giữ vai trò thống trị dải ven bờ Thanh Hóa trong giai đoạn Holocen muộn và biểu hiện ở những đặc trưng gì? Động lực sóng giữ vai trò thống trị trong giai đoạn Holocen muộn. Biểu hiện cụ thể gồm: sự hình thành các dải đồng bằng cát rộng lớn dọc bờ (strand plain), hệ thống đê cát, bar cát chắn cửa sông phát triển mạnh, hình thái châu thổ dạng tam giác bị uốn nắn theo hướng sóng tiếp cận bờ, và sự phân dị rõ nét của các trầm tích cát cồn, cát bãi ven biển so với các thành tạo sông.

Kết luận

Luận án của nghiên cứu sinh Nguyễn Minh Quảng đã làm sáng tỏ cấu trúc địa chất Đệ tứ khu vực ven biển Thanh Hóa thông qua việc xác lập 12 đơn vị địa hình - địa mạo tích tụ và 23 tướng trầm tích thuộc 4 nhóm tướng đặc trưng. Bằng việc kết hợp tài liệu từ 09 lỗ khoan máy, địa chấn khúc xạ, địa chấn nông ven bờ và 21 mẫu tuổi tuyệt đối 14C AMS, công trình đã phục dựng chi tiết 4 giai đoạn tiến hóa trầm tích trong mối liên hệ mật thiết với chu kỳ dao động mực nước biển và địa tầng phân tập. Kết quả nghiên cứu chứng minh vai trò thống trị của động lực sóng trong giai đoạn Holocen muộn, cung cấp luận cứ khoa học tin cậy cho công tác quy hoạch dải ven biển, ứng phó tai biến thiên nhiên và định hướng phát triển bền vững lãnh thổ tỉnh Thanh Hóa.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1. Tổng quan tình hình nghiên cứu, cơ sở lý luận và phương pháp nghiên cứu. Điều kiện tự nhiên khu vực ven biển Thanh Hóa. Đặc điểm tướng trầm tích Holocen khu vực ven biển Thanh Hóa.

Lịch sử tiến hóa trầm tích Holocen khu vực ven biển Thanh Hóa. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1. Tổng quan tình hình nghiên cứu Đồng bằng châu thổ là một trong những môi trường trầm tích ven biển quan trọng nhất về kinh tế và môi trường, tài nguyên dầu, khí, nước dưới đất, tiềm năng về tự nhiên, nông nghiệp và đa dạng sinh học. Có xấp xỉ 25% dân số thế giới sống trên các hệ thống đồng bằng ven biển và vùng đất ngập nước [9].

Do đó, đồng bằng châu thổ là đối tượng đã thu hút được sự quan tâm rất nhiều các nhà khoa học trên thế giới nghiên cứu. Nghiên cứu về châu thổ trên thế giới Khái niệm về châu thổ được Herodutus đưa ra vào năm 400 trước Công nguyên khi ông nhận thấy đồng bằng aluvi ở cửa sông Nile có hình chữ Delta trong chữ cái Hi Lạp [10]. Kể từ đó, các nghiên cứu về châu thổ xuất hiện ngày càng nhiều. Đầu thế kỷ XX, đã xuất hiện nhiều công trình nghiên cứu về châu thổ.

Nổi tiếng và kinh điển là các nghiên cứu ở châu thổ sông Mississippi của Barrell (1912) [11], Johnstons (1921, 1922), Trowbridge (1930) [12], Russell (1936), Fisk (1944). Đó là những công trình đặt nền móng cho các công trình nghiên cứu tiếp theo của Coleman & Gagliano (1964), Coleman & Wright (1973, 1975), Galloway (1975), David R. Trên cơ sở nghiên cứu 34 châu thổ trên thế giới, năm 1975 Coleman & Wright đã xây dựng hệ thống phân loại châu thổ gồm 6 bậc [16]. Năm 1975, Galloway công bố bảng phân loại châu thổ dựa trên quá trình tác động động lực ưu thế: động lực sông, động lực sóng và động lực thủy triều [17].

Phương pháp phân loại châu thổ theo 3 động lực ưu thế được sử dụng phổ biến nhưng cũng gây không ít tranh cãi. Bởi động lực ưu thế rất khó định lượng hoặc chưa được định lượng và thường là thông qua một thông số nào đó để thể hiện mức độ ảnh hưởng. Đôi khi là tác động lớn của hơn một động lực ví dụ châu thổ sông Danube, được bồi tích trên rìa Tây Bắc của Biển Đen, đã được mô tả là vùng châu thổ với hình thái sông ưu thế và bị ảnh hưởng bởi sóng [16], [17]. Nhận định hình thái này có thể đúng với toàn bộ châu thổ Danube trong quá khứ nhưng lại không đại diện cho hiện tại là 3 thùy châu thổ hoạt động có sự khác biệt lớn về hình thái [18].

Mặc dù vậy, 8 phân loại châu thổ theo mức độ ảnh hưởng của 3 động lực sông, sóng, triều vẫn được áp dụng xuyên suốt lịch sử nghiên cứu về châu thổ. Nghiên cứu cấu trúc châu thổ, đặc trưng tướng và tiến hóa thành tạo trầm tích Holocen ở các châu thổ lớn như châu thổ sông Rhône, sông Niger, sông Mahakam, sông Hoàng Hà,. được đề cập đến trong các công trình của Fisk & Mc Farlan (1954) [19], Fisk (1955, 1961) [20], [21], Oomkens (1974) [22], Weber (1971), Elliott (1986) [15], Reading H. Đây là những công trình kinh điển về quá trình tiến hóa vùng cửa sông ven biển châu thổ trong Holocen.

Xây dựng mô hình đặc trưng hình thái địa hình và tổ hợp tướng theo mức độ tác động của động lực sông, sóng, thủy triều được nghiên cứu nhiều và tương đối thống nhất đưa ra các tổ hợp tướng cơ bản. Chúng cho phép dự đoán và liên kết môi trường trầm tích ở vùng nghiên cứu (Dalrymple và nnk) [23]. Sau này, các nghiên cứu đã quan tâm đến mức độ chi phối của động lực sóng, triều và sông trong vai trò kiểm soát chính đối với hình thái học châu thổ và kiến trúc tướng. Cách tiếp cận hiện đại về phân loại đồng bằng đã được phát triển dựa trên kích thước hạt ưu thế và sự nổi bật của các quá trình thủy triều, sóng và sông.

Trên biểu đồ tam giác định lượng mức độ ảnh hưởng của ba yếu tố, các châu thổ được xếp vào các vị trí cụ thể (Hình 1. A TRIỀU B Mississippi Gomse SÔNG Dyfi Charente Wadden Sea Hooghly Western Scheldt thống Columbia trị Willapa Danube Sóng Triều Mahakam Mahakam thống thống Mussolo Mekong trị trị SÓNG TRIỀU SÓNG SÔNG Curonian Ebro Yellow San Francisco Copper Fly lagoon Senegal Zambezi Hình 1. Sơ đồ phân loại châu thổ theo mức độ ảnh hưởng của động lực [24] Nhiều công trình đã phân loại châu thổ dựa trên các tham số khác như kích thước hạt, độ sâu của nước và dạng sông nhánh (Nhận xét của Collela & Prior, 1990; 1990; Bhattacharya & Walker, 1992; Orton & Reading, 1993; Suter, 1994; Reading & Collinson, 1996 trong [18]). Bhattacharya và Liviu Giosan (2003) chỉ ra rằng nếu sóng tiếp cận bờ từ một phía, chúng sẽ tạo ra một dòng động lực dọc bờ làm cho vùng đồng bằng nơi cửa 9 sông không đối xứng.

Từ đó, đề xuất “Chỉ số bất đối xứng A” diễn tả mức độ ưu thế của sông so với biển. Chỉ số bất đối xứng A được tính bằng tỷ số giữa dòng vận chuyển trầm tích dọc bờ tại vị trí cửa sông (tính theo m3/năm) với lưu lượng nước trung bình (tính theo 106 m3/tháng). Các châu thổ bị ảnh hưởng của sóng đối xứng có hệ số A<200 như châu thổ Tiber, thùy Vasishta châu thổ Gautami, thùy Rosetta của sông Nile hay thùy châu thổ ngày nay của Ebro; Các châu thổ bất đối xứng có hệ số A>200 như đồng bằng Danube, thùy Sf. Gheorghe, châu thổ Brazos, châu thổ Gua- diana [18].

Weiguo Li và nnk (2010), nghiên cứu đánh giá sự bất đối xứng của châu thổ đã khẳng định sự bất đối xứng của châu thổ xảy ra khi có ảnh hưởng sóng mạnh và vận chuyển dọc bờ [25]. Ron Boyd và đồng nghiệp (2006) đã sử dụng biểu đồ tam giác với ba hợp phần là động lực sông, động lực sóng và động lực thủy triều để phân loại 6 kiểu môi trường trầm tích: 1) đồng bằng châu thổ (delta); 2) estuary - vũng vịnh do sóng thống trị (wave - dominated estuary); 3) đầm lầy sau bar; 4) đồng bằng cồn cát (strand plain); 5) estuary - vũng vịnh do triều thống trị (tide - dominated estuary) và 6) đồng bằng triều (tidal flat) [27]. Numair Ahmed Siddiqui và đồng nghiệp (2017) cũng sử dụng phân loại 6 môi trường và cho rằng giữa địa mạo của môi trường lắng đọng ven biển và ảnh hưởng tương đối của sóng và thủy triều ở bờ biển liên quan chặt chẽ với nhau. Điểm bất kỳ nào trong tam giác được xác định bởi tầm quan trọng tương đối của môi trường lắng đọng và kiến trúc tướng trầm tích (Hình 1.

RD (1) WD TD Hình 1. Sơ đồ phân RD - Châu thổ do sông thống trị (river delta) WD - Châu thổ do sóng thống trị (wave delta) loại sáu môi trường lắng TD - Châu thổ do triều thống trị (tide delta) 1) Đồng bằng châu thổ đọng trầm tích theo động (2) (5) 2) Estuary - vũng vịnh do sóng thống trị 3) Đầm lầy sau bar lực [27], [28] (3) 4) Đồng bằng cồn cát 5) Estuary - vũng vịnh do triều thống trị (4) (6) 6) Đồng bằng triều 10 Các mô hình tổng quát phân vùng ảnh hưởng của các động lực cũng chỉ ra rằng: vùng do động lực triều thống trị được đặc trưng bởi estuary - vũng vịnh với các thành tạo cồn cát triều (tidal sand ridges) dưới dạng dải, kéo dài theo phương lên xuống của thủy triều, bãi triều lầy (tidal plat) giáp trực tiếp với biển. Vùng do động lực sóng thống trị đặc trưng bởi tổ hợp đê cát, bar cát và đầm lầy sau bar, dọc bờ biển hướng theo chiều sóng là đồng bằng cát (strand plain). Vùng do động lực sông thống trị các con sông thường phân nhánh và vươn dài ra phía biển, trước cửa sông thường hình thành các bar cát chắn cửa sông [28].

Các nghiên cứu về châu thổ ở Việt Nam Dọc bờ biển Việt Nam phát triển phong phú hệ thống các đồng bằng ven biển, được quan tâm nhất là châu thổ sông Hồng và châu thổ sông Cửu Long, nơi đây là hai trung tâm kinh tế chính trị lớn nhất Việt Nam, và một dải các đồng bằng duyên hải miền Trung kéo dài từ Thanh Hóa đến Bình Thuận. Trong đó, đồng bằng châu thổ sông Mã lớn thứ ba sau đồng bằng châu thổ sông Hồng và sông Cửu Long. Châu thổ sông Hồng: Nghiên cứu trầm tích luận ở châu thổ sông Hồng phải kể đến các công trình của Trần Nghi, Nguyễn Địch Dỹ, Doãn Đình Lâm, Ngô Quang Toàn, Đinh Văn Thuận, Nguyễn Đức Cự, Nguyễn Thị Hồng Liễu, Nguyễn Thuỳ Dương,. và nhiều tác giả nước ngoài như Tanabe, Saito,… Trần Đức Thạnh (1993) đã phân chia quá trình tiến hóa vùng cửa sông Bạch Đằng thành các giai đoạn, xác lập các tướng trầm tích Holocen [29].

Nguyễn Đức Cự (1994) nghiên cứu tập trung vào điều kiện tự nhiên, đặc điểm địa hóa môi trường và địa hóa các chất dinh dưỡng phốt pho, nitơ,. trong trầm tích bãi triều cửa sông ven biển Hải Phòng - Quảng Yên [30]. Nghiên cứu của Ngô Quang Toàn (1995) ở phần Đông Bắc đồng bằng sông Hồng đã khôi phục lại lịch sử phát triển các thành tạo trầm tích Đệ tứ ở vùng đồng bằng ven gò đồi, vùng trung tâm đồng bằng, vùng giáp biển và vạch ra quy luật phân bố khoáng sản liên quan [31]. Các công trình nghiên cứu của Doãn Đình Lâm đã xác lập ba giai đoạn tiến hóa châu thổ sông Hồng trong Holocen: giai đoạn estuary - vũng vịnh, giai đoạn châu thổ và giai đoạn aluvi.

Trầm tích Holocen đồng bằng Sông Hồng gồm 22 tướng trầm tích [32], [33]. Trên cơ sở phân tích tướng trầm tích, đặc điểm địa hình, đồng bằng Bắc Bộ được phân chia thành bốn kiểu đồng bằng theo sự thống trị của một trong ba động lực sông, triều, sóng [34]. 11 Doãn Đình Lâm (2004) đã xác định đồng bằng Sông Hồng có 2 nhánh thung lũng cắt xẻ Đệ tứ muộn: nhánh phía Nam có độ sâu từ 25 - 30m đến 60 - 70m. Nhánh phía Bắc có độ sâu nhỏ hơn nhánh thứ nhất, mức xâm thực cũng không xa bằng.

Các thung lũng có chiều rộng khoảng 15 - 20km, chiều dài khoảng 35 - 40km [35]. Chương trình hợp tác giữa Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam với Cục Địa chất Nhật Bản đã xuất bản cuốn tài liệu phục vụ hội nghị “Địa tầng hệ Đệ tứ các châu thổ ở Việt Nam” [36]. Trong đó, các thành tạo trầm tích Holocen của châu thổ sông Hồng được Tanabe S (2004), Saito Y (2004), Ngô Quang Toàn (2004), Vũ Quang Lân (2004),.