Tổng quan nghiên cứu
Vùng biển nông ven bờ khu vực Trung Trung Bộ Việt Nam, bao gồm các tỉnh Bình Định, Phú Yên và Khánh Hòa, là một khu vực có địa chất phức tạp với độ dốc đáy biển lớn và sự biến đổi địa hình nhanh chóng. Theo ước tính, độ sâu đáy biển thay đổi từ 0 đến 200 mét nước, với các bãi cạn và đồng bằng tích tụ xen kẽ vùng đáy dốc. Nghiên cứu tiến hóa trầm tích Pliocen - Đệ tứ tại khu vực này có ý nghĩa quan trọng trong việc làm rõ nguồn gốc trầm tích, lịch sử địa tầng và tiềm năng khoáng sản biển. Mục tiêu chính của luận văn là phân tích đặc điểm trầm tích Pliocen - Đệ tứ, xác định các chu kỳ trầm tích và mối quan hệ với biến động mực nước biển cũng như hoạt động kiến tạo trong phạm vi thềm lục địa từ Bình Định đến Khánh Hòa. Nghiên cứu được thực hiện dựa trên dữ liệu địa chấn nông phân giải cao, mẫu trầm tích tầng mặt và các lỗ khoan với độ sâu từ 0 đến 200 mét nước, trong khoảng thời gian từ Pliocen đến Holocen muộn. Kết quả nghiên cứu góp phần xây dựng bản đồ tướng đá - cổ địa lý, phục vụ cho việc đánh giá điều kiện địa chất và tiềm năng tài nguyên khoáng sản biển trong khu vực.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Khung lý thuyết áp dụng
Luận văn áp dụng hai khung lý thuyết chính: trầm tích luận và địa tầng phân tập. Trầm tích luận giúp phân tích thành phần vật chất, cấu trúc và môi trường lắng đọng trầm tích dựa trên các tham số như độ hạt (Md), độ mài tròn (Ro), độ cầu (Sf), thành phần khoáng vật và chỉ tiêu địa hóa môi trường (pH, Eh, Fe+2S). Địa tầng phân tập là phương pháp phân tích địa tầng dựa trên sự thay đổi mực nước biển tương đối, phân chia các miền hệ thống trầm tích biển thấp (LST), biển tiến (TST), biển cao (HST) và biển hạ (FSST), cùng các bề mặt địa tầng như bề mặt ngập lụt cực đại (MFS) và ranh giới tập (SB). Các khái niệm chính bao gồm: tướng trầm tích (sông, sông biển, biển), tướng châu thổ, chu kỳ trầm tích, và các kiểu kết thúc phản xạ địa chấn (gá đáy, chống nóc, xích ma tăng trưởng).
Phương pháp nghiên cứu
Nguồn dữ liệu chính bao gồm các mặt cắt địa chấn dầu khí và địa chấn nông phân giải cao, mẫu trầm tích tầng mặt lấy từ các trạm khảo sát và lỗ khoan bãi triều, đồng bằng ven biển. Cỡ mẫu gồm hơn 10 lỗ khoan đại diện cho các tỉnh Bình Định, Phú Yên, Khánh Hòa với độ sâu từ 20 đến 180 mét. Phương pháp chọn mẫu dựa trên vị trí địa lý đại diện cho các đơn vị địa tầng và tướng trầm tích khác nhau. Phân tích dữ liệu sử dụng các kỹ thuật: phân tích độ hạt bằng rây và pipet, phân tích khoáng vật bằng kính hiển vi phân cực, phân tích địa hóa môi trường, phân tích tuổi tuyệt đối bằng phương pháp đồng vị 14C, nhiệt phát quang (TL) và huỳnh quang kích thích (OSL). Phân tích địa tầng dựa trên đối sánh các mặt cắt địa chấn với dữ liệu lỗ khoan, xác định ranh giới tập và các miền hệ thống trầm tích. Timeline nghiên cứu kéo dài từ năm 2009 đến 2011, bao gồm khảo sát thực địa, thu thập dữ liệu, phân tích mẫu và tổng hợp kết quả.
Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Những phát hiện chính
Phân chia địa tầng Pliocen - Đệ tứ rõ ràng: Ranh giới Pliocen - Đệ tứ được xác định là bề mặt bất chỉnh hợp góc, với độ sâu đáy Pliocen dao động từ 1017 đến 1180 mét tại các lỗ khoan đại diện. Bề dày trầm tích Pliocen dày nhất khoảng 700 mét gần mép thềm, trong khi trầm tích Đệ tứ có bề dày tăng dần từ bãi triều đến mép thềm, đạt khoảng 70 mét tại các lỗ khoan bãi triều.
Đặc điểm tướng trầm tích đa dạng: Giai đoạn Pliocen có tướng cát sạn lòng sông (aN21) và cát bột chứa cuội sỏi sông (aN23). Giai đoạn Đệ tứ gồm các tướng cuội sạn pha cát bột sét sông (aQ12a), sạn cát bùn sông (aQ13a), và cát bùn sông biển (amQ13b-Q22). Thành phần độ hạt tại lỗ khoan LK1-TH cho thấy sạn chiếm 44,75-60,94%, cát 21,96-44%, bùn 8,21-16,21%, phản ánh môi trường trầm tích sông biển năng động.
Ảnh hưởng của biến động mực nước biển và kiến tạo: Các chu kỳ trầm tích tương ứng với các pha biển tiến và biển thoái được thể hiện qua các kiểu phản xạ địa chấn như xích ma tăng trưởng, đào khoét lòng sông cổ, và các bề mặt bào mòn biển tiến. Ví dụ, tướng châu thổ ngập nước (amN22) hình thành trong giai đoạn biển thoái với cấu tạo xích ma tăng trưởng đặc trưng. Hoạt động kiến tạo tại vùng thềm lục địa miền Trung tạo ra các địa hào, địa lũy và đới cắt trượt, ảnh hưởng đến sự phân bố và dày mỏng trầm tích.
Phân bố địa mạo và trầm tích liên quan: Địa hình đáy biển có độ dốc lớn, với các đơn vị địa mạo như đồng bằng xâm thực - tích tụ hơi trũng hiện đại, đồng bằng tích tụ - xâm thực nổi cao và nghiêng dốc do tác động của dòng chảy gần đáy và sóng. Thành phần trầm tích tầng mặt đa dạng từ bùn, cát đến sạn và cuội, phân bố theo các đơn vị địa mạo và môi trường trầm tích khác nhau.
Thảo luận kết quả
Nguyên nhân chính của sự đa dạng tướng trầm tích và phân bố địa tầng là do sự kết hợp phức tạp giữa biến động mực nước biển toàn cầu và hoạt động kiến tạo địa phương. So sánh với các nghiên cứu trong khu vực thềm lục địa Việt Nam và các vùng biển tương tự, kết quả phù hợp với mô hình địa tầng phân tập toàn cầu, đồng thời làm rõ hơn các đặc điểm địa chất riêng biệt của vùng Trung Trung Bộ. Việc sử dụng dữ liệu địa chấn nông phân giải cao kết hợp với phân tích mẫu trầm tích và tuổi tuyệt đối đã giúp xác định chính xác các chu kỳ trầm tích và mối liên hệ với các pha biển tiến - biển thoái. Các biểu đồ phân bố độ hạt, mặt cắt địa chấn và bản đồ tướng đá cổ địa lý minh họa rõ ràng sự thay đổi môi trường trầm tích theo thời gian và không gian, góp phần nâng cao hiểu biết về tiến hóa trầm tích và địa tầng phân tập trong khu vực.
Đề xuất và khuyến nghị
Tăng cường khảo sát địa chấn nông phân giải cao nhằm mở rộng phạm vi nghiên cứu đến các vùng thềm lục địa sâu hơn 200 mét nước, giúp hoàn thiện bản đồ địa tầng và tướng trầm tích, nâng cao độ chính xác phân tích tiến hóa trầm tích. Thời gian thực hiện: 3-5 năm, chủ thể: Trung tâm Địa chất và Khoáng sản Biển.
Phát triển hệ thống lấy mẫu trầm tích đa dạng và định kỳ tại các trạm khảo sát trọng điểm để theo dõi biến động môi trường trầm tích hiện đại và quá trình tích tụ trầm tích, hỗ trợ đánh giá tác động biến đổi khí hậu và hoạt động biển. Thời gian: hàng năm, chủ thể: Viện Hải dương học và các đơn vị nghiên cứu biển.
Ứng dụng công nghệ phân tích địa hóa và đồng vị hiện đại như phân tích đồng vị Sr, Nd, Pb để xác định nguồn gốc vật liệu trầm tích và quá trình vận chuyển, giúp nâng cao chất lượng dữ liệu phục vụ nghiên cứu địa tầng phân tập. Thời gian: 2-3 năm, chủ thể: các phòng thí nghiệm địa chất đại học và viện nghiên cứu.
Xây dựng bản đồ tướng đá - cổ địa lý chi tiết và cập nhật phục vụ cho công tác quản lý tài nguyên khoáng sản biển và dự báo tai biến địa chất, đồng thời hỗ trợ các dự án phát triển kinh tế biển bền vững. Thời gian: 3 năm, chủ thể: Bộ Tài nguyên và Môi trường phối hợp với các viện nghiên cứu.
Đối tượng nên tham khảo luận văn
Nhà nghiên cứu địa chất biển và trầm tích: Luận văn cung cấp dữ liệu chi tiết về đặc điểm trầm tích Pliocen - Đệ tứ, phương pháp phân tích địa tầng phân tập, giúp nâng cao hiểu biết về tiến hóa địa chất vùng biển nông ven bờ.
Chuyên gia thăm dò khoáng sản và dầu khí: Các kết quả về phân chia địa tầng, đặc điểm tướng trầm tích và cấu trúc kiến tạo hỗ trợ trong việc xác định các khu vực tiềm năng chứa khoáng sản và dầu khí trên thềm lục địa miền Trung.
Cơ quan quản lý tài nguyên và môi trường biển: Bản đồ tướng đá - cổ địa lý và phân tích tiến hóa trầm tích giúp đánh giá điều kiện địa chất, dự báo tai biến địa chất và lập kế hoạch phát triển bền vững vùng biển.
Giảng viên và sinh viên ngành Địa chất, Hải dương học: Luận văn là tài liệu tham khảo quý giá về phương pháp nghiên cứu địa tầng phân tập, phân tích trầm tích và ứng dụng địa chấn trong nghiên cứu địa chất biển.
Câu hỏi thường gặp
Phương pháp địa tầng phân tập là gì và tại sao quan trọng?
Phương pháp địa tầng phân tập phân tích sự thay đổi mực nước biển tương đối để phân chia các miền hệ thống trầm tích như biển thấp, biển tiến, biển cao. Nó giúp hiểu rõ quá trình lắng đọng trầm tích và liên kết các đơn vị địa tầng trên phạm vi rộng, rất quan trọng trong nghiên cứu tiến hóa trầm tích và tìm kiếm tài nguyên.Dữ liệu địa chấn nông phân giải cao có vai trò gì trong nghiên cứu?
Dữ liệu địa chấn nông phân giải cao cho phép xác định chi tiết các cấu trúc trầm tích, ranh giới địa tầng và các kiểu phản xạ đặc trưng của trầm tích Pliocen - Đệ tứ, giúp phân tích tiến hóa trầm tích chính xác hơn so với địa chấn sâu truyền thống.Các tướng trầm tích chính trong giai đoạn Pliocen - Đệ tứ là gì?
Bao gồm tướng cát sạn lòng sông, cát bột chứa cuội sỏi sông, tướng sạn cát bùn sông biển và tướng châu thổ ngập nước. Mỗi tướng phản ánh môi trường lắng đọng và điều kiện thủy động lực khác nhau trong quá trình biến động mực nước biển và hoạt động kiến tạo.Tuổi tuyệt đối được xác định bằng phương pháp nào?
Phương pháp đồng vị phóng xạ 14C, nhiệt phát quang (TL) và huỳnh quang kích thích (OSL) được sử dụng để xác định tuổi trầm tích từ vài nghìn đến hàng trăm nghìn năm, giúp phân chia địa tầng và xây dựng lịch sử tiến hóa trầm tích chính xác.Nghiên cứu này có ứng dụng thực tiễn nào?
Kết quả nghiên cứu hỗ trợ đánh giá tiềm năng khoáng sản và dầu khí, dự báo tai biến địa chất, lập kế hoạch quản lý và phát triển bền vững vùng biển nông ven bờ miền Trung, đồng thời cung cấp cơ sở khoa học cho các nghiên cứu địa chất biển tiếp theo.
Kết luận
- Xác định rõ ràng ranh giới và đặc điểm địa tầng Pliocen - Đệ tứ vùng biển nông ven bờ Trung Trung Bộ, với bề dày trầm tích Pliocen lên đến 700 mét và Đệ tứ khoảng 70 mét tại các khu vực khảo sát.
- Phân tích chi tiết các tướng trầm tích sông, sông biển và biển, phản ánh sự biến động mực nước biển và hoạt động kiến tạo trong quá trình tiến hóa trầm tích.
- Áp dụng thành công phương pháp địa tầng phân tập kết hợp dữ liệu địa chấn nông phân giải cao và phân tích mẫu trầm tích, nâng cao độ chính xác nghiên cứu địa tầng.
- Đề xuất các giải pháp khảo sát và phân tích bổ sung nhằm hoàn thiện bản đồ địa tầng và tướng đá, phục vụ quản lý tài nguyên và dự báo tai biến địa chất.
- Khuyến nghị các cơ quan nghiên cứu và quản lý tiếp tục ứng dụng kết quả để phát triển bền vững vùng biển nông ven bờ miền Trung.
Next steps: Mở rộng khảo sát địa chấn, tăng cường lấy mẫu trầm tích, ứng dụng công nghệ phân tích hiện đại và xây dựng bản đồ chuyên đề chi tiết.
Các nhà nghiên cứu và cơ quan quản lý được khuyến khích sử dụng kết quả luận văn làm cơ sở khoa học cho các dự án phát triển biển và nghiên cứu địa chất tiếp theo.