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

Nghiên cứu phục hồi đặc điểm môi trường Holocen tỉnh Thái Bình bằng phương pháp đồng vị bền carbon, cung cấp cái nhìn sâu sắc về biến đổi môi trường.

• Tác giả: Đặng Minh Quân
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Tài Tuệ
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Địa chất môi trường
• Đề tài: Phục hồi môi trường Holocen tỉnh Thái Bình
• 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 CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

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

Phục hồi môi trường Holocen tại tỉnh Thái Bình là một chủ đề quan trọng trong nghiên cứu môi trường hiện nay. Tỉnh Thái Bình, nằm trong đồng bằng sông Hồng, có đặc điểm địa lý và khí hậu đặc trưng, ảnh hưởng lớn đến sự phát triển của hệ sinh thái. Việc nghiên cứu và phục hồi môi trường Holocen không chỉ giúp hiểu rõ hơn về quá trình biến đổi khí hậu mà còn góp phần bảo tồn đa dạng sinh học và phát triển bền vững.

1.1. Đặc điểm tự nhiên và khí hậu tỉnh Thái Bình

Tỉnh Thái Bình có diện tích 1546 km², nằm ở phía đông nam đồng bằng sông Hồng. Địa hình tỉnh chủ yếu là đồng bằng, với độ cao trung bình từ 1-2 m so với mực nước biển. Khí hậu nơi đây mang tính chất nhiệt đới gió mùa, với mùa hè nóng ẩm và mùa đông lạnh khô. Những yếu tố này ảnh hưởng đến sự phát triển của hệ sinh thái và quá trình phục hồi môi trường.

1.2. Vai trò của Holocen trong nghiên cứu môi trường

Holocen là giai đoạn địa chất quan trọng, bắt đầu từ khoảng 11.700 năm trước. Nghiên cứu về Holocen giúp hiểu rõ hơn về sự biến đổi khí hậu và môi trường trong quá khứ. Tại Thái Bình, việc phục hồi các đặc điểm môi trường Holocen có thể cung cấp thông tin quý giá về sự phát triển của hệ sinh thái và các tác động của con người đến môi trường.

II. Vấn đề và thách thức trong phục hồi môi trường Holocen

Mặc dù có nhiều tiềm năng, việc phục hồi môi trường Holocen tại Thái Bình đối mặt với nhiều thách thức. Biến đổi khí hậu, ô nhiễm môi trường và sự phát triển đô thị hóa nhanh chóng là những yếu tố chính ảnh hưởng đến quá trình phục hồi. Cần có những giải pháp hiệu quả để giải quyết các vấn đề này.

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

Biến đổi khí hậu đang diễn ra nhanh chóng, gây ra những thay đổi lớn trong điều kiện khí hậu và môi trường. Tại Thái Bình, mực nước biển dâng và sự thay đổi nhiệt độ có thể ảnh hưởng đến hệ sinh thái và các hoạt động kinh tế. Cần có các nghiên cứu để đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến môi trường Holocen.

2.2. Ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến sinh thái

Ô nhiễm từ các hoạt động sản xuất và sinh hoạt đang gia tăng, ảnh hưởng đến chất lượng nước và đất. Điều này không chỉ làm giảm đa dạng sinh học mà còn ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng. Cần có các biện pháp bảo vệ môi trường và khôi phục các hệ sinh thái bị tổn thương.

III. Phương pháp phục hồi môi trường Holocen hiệu quả

Để phục hồi môi trường Holocen tại Thái Bình, cần áp dụng các phương pháp khoa học hiện đại. Các nghiên cứu về đồng vị bền carbon và phân tích trầm tích là những công cụ hữu ích trong việc xác định nguồn gốc vật chất hữu cơ và điều kiện môi trường trong quá khứ.

3.1. Phương pháp đồng vị bền carbon trong nghiên cứu

Phương pháp đồng vị bền carbon (δ13C) giúp xác định nguồn gốc vật chất hữu cơ trong trầm tích. Việc phân tích này cung cấp thông tin quan trọng về điều kiện môi trường trong Holocen, từ đó hỗ trợ cho việc phục hồi và bảo tồn hệ sinh thái.

3.2. Phân tích trầm tích và ứng dụng trong phục hồi

Phân tích trầm tích giúp hiểu rõ hơn về quá trình lắng đọng và biến đổi môi trường. Các nghiên cứu trước đã chỉ ra rằng việc phân tích độ hạt và thành phần vật chất trong trầm tích có thể cung cấp thông tin quý giá về điều kiện môi trường trong quá khứ, hỗ trợ cho các nỗ lực phục hồi.

IV. Ứng dụng thực tiễn và kết quả nghiên cứu

Các nghiên cứu về phục hồi môi trường Holocen tại Thái Bình đã mang lại nhiều kết quả tích cực. Việc áp dụng các phương pháp khoa học hiện đại đã giúp xác định rõ hơn về đặc điểm môi trường và khí hậu trong quá khứ, từ đó đưa ra các giải pháp phục hồi hiệu quả.

4.1. Kết quả từ các nghiên cứu trước đây

Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc phục hồi môi trường Holocen có thể giúp cải thiện chất lượng đất và nước, đồng thời bảo tồn đa dạng sinh học. Các kết quả này đã được công bố trong nhiều tài liệu nghiên cứu và được công nhận trong cộng đồng khoa học.

4.2. Ứng dụng trong quy hoạch và phát triển bền vững

Các kết quả nghiên cứu không chỉ có giá trị trong việc phục hồi môi trường mà còn hỗ trợ cho quy hoạch phát triển bền vững tại Thái Bình. Việc áp dụng các giải pháp bảo vệ môi trường trong quy hoạch sẽ giúp giảm thiểu tác động tiêu cực từ hoạt động con người.

V. Kết luận và tương lai của phục hồi môi trường Holocen

Phục hồi môi trường Holocen tại Thái Bình là một nhiệm vụ quan trọng và cần thiết. Các nghiên cứu hiện tại đã cung cấp nhiều thông tin quý giá, nhưng vẫn cần tiếp tục nghiên cứu để hoàn thiện các phương pháp phục hồi. Tương lai của phục hồi môi trường phụ thuộc vào sự hợp tác giữa các nhà khoa học, chính quyền và cộng đồng.

5.1. Tầm quan trọng của nghiên cứu liên ngành

Nghiên cứu phục hồi môi trường cần có sự hợp tác giữa các lĩnh vực như địa chất, sinh thái, và xã hội học. Sự kết hợp này sẽ giúp đưa ra các giải pháp toàn diện và hiệu quả hơn trong việc phục hồi môi trường.

5.2. Hướng đi tương lai cho phục hồi môi trường

Tương lai của phục hồi môi trường Holocen tại Thái Bình cần được định hướng rõ ràng. Cần có các chính sách hỗ trợ nghiên cứu và phát triển bền vững, đồng thời nâng cao nhận thức cộng đồng về tầm quan trọng của việc bảo vệ môi trường.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Tỉnh Thái Bình, nằm ở phía đông nam đồng bằng châu thổ sông Hồng với diện tích tự nhiên khoảng 1.546 km², là khu vực có địa hình bằng phẳng, độ dốc nhỏ hơn 1% và cao trình phổ biến từ 1-2 m so với mực nước biển. Hệ thống sông ngòi dày đặc với tổng chiều dài lên tới gần 8.500 km, cùng với bờ biển dài hơn 50 km, tạo nên môi trường trầm tích phức tạp và đa dạng. Biến động mực nước biển trong Holocen tại đồng bằng sông Hồng đã được ghi nhận với ba giai đoạn chính: tăng nhanh từ 9.000 năm BP, ổn định khoảng 6.000 năm BP và giảm dần từ 4.000 năm BP đến nay. Tốc độ lắng đọng trầm tích dao động từ 0,06 đến 2,13 cm/năm, phản ánh sự biến đổi địa động lực môi trường trong quá khứ.

Nghiên cứu phục hồi đặc điểm môi trường trong Holocen tại tỉnh Thái Bình bằng phương pháp đồng vị bền carbon nhằm mục tiêu xác định nguồn gốc cacbon hữu cơ, đặc điểm lắng đọng môi trường trầm tích và biến đổi cường độ gió mùa. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào cột mẫu trầm tích VL-01 sâu 36 m, tương đương với khoảng 11.260 năm tuổi, được khoan tại đồng bằng sông Hồng. Việc phân tích các chỉ số đồng vị bền δ13C, tỷ số C/N cùng với đặc điểm thành phần trầm tích giúp phục hồi chi tiết biến đổi khí hậu và môi trường trong Holocen, góp phần quan trọng cho việc dự báo biến đổi môi trường và quy hoạch phát triển bền vững khu vực ven biển dễ tổn thương này.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên lý thuyết về đồng vị bền carbon (δ13C) và tỷ số carbon hữu cơ/nitơ hữu cơ (C/N) để xác định nguồn gốc vật chất hữu cơ trong trầm tích. Thực vật C3 và C4 có đặc điểm phân đoạn đồng vị khác nhau, với giá trị δ13C dao động từ -33‰ đến -23‰ cho thực vật C3 và từ -16‰ đến -9‰ cho thực vật C4. Đồng thời, tỷ số C/N giúp phân biệt nguồn gốc hữu cơ từ thực vật trên cạn và thực vật phù du. Ngoài ra, mô hình phân tích thành phần độ hạt trầm tích (Md, So, Sk) được sử dụng để đánh giá điều kiện địa động lực môi trường lắng đọng, trong khi các chỉ số địa hóa như OM, TOC phản ánh hàm lượng vật chất hữu cơ và điều kiện môi trường lắng đọng.

Khung lý thuyết còn bao gồm mô hình biến động mực nước biển Holocen và ảnh hưởng của cường độ gió mùa Đông Á lên quá trình phong hóa và vận chuyển trầm tích. Sự kết hợp các chỉ thị đồng vị bền, đặc điểm trầm tích và địa hóa tạo thành cơ sở khoa học vững chắc để phục hồi đặc điểm cổ môi trường và khí hậu.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính là cột mẫu trầm tích VL-01 được khoan tại tỉnh Thái Bình với chiều sâu 36 m, độ phục hồi mẫu đạt 80,6%, tương đương 154 mẫu phân tích. Tuổi trầm tích được xác định dựa trên phương pháp đồng vị phóng xạ 14C kế thừa từ nghiên cứu trước tại cột mẫu VN, với tốc độ lắng đọng dao động từ 0,06 đến 2,13 cm/năm, cho phép xác định thời gian lắng đọng trong khoảng 11.260 năm.

Phương pháp phân tích bao gồm khảo sát thực địa, lấy mẫu nguyên dạng, mô tả thành phần trầm tích, phân tích độ hạt bằng hệ thống laser Horiba LA950V2, phân tích vật chất hữu cơ (OM, TOC) bằng phương pháp nung mẫu ở 550°C, và phân tích đồng vị bền carbon δ13C bằng hệ thống khối phổ tỉ số đồng vị bền (IRMS). Mẫu trầm tích được xử lý loại bỏ carbonate bằng axit HCl 1N và rửa sạch trước khi phân tích. Phân tích dữ liệu sử dụng phần mềm GRADISTAT và phương pháp tính toán của Folk & Ward để đánh giá đặc điểm độ hạt.

Timeline nghiên cứu kéo dài từ quá trình khoan lấy mẫu, phân tích phòng thí nghiệm đến xử lý số liệu và luận giải kết quả, đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy cao.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Nguồn gốc vật chất hữu cơ trong Holocen: Giá trị δ13C trong cột mẫu VL-01 dao động từ -27‰ đến -23‰, kết hợp với tỷ số C/N từ 10 đến 20, cho thấy nguồn gốc vật chất hữu cơ chủ yếu từ thực vật C3 trên cạn và thực vật phù du nước ngọt. Sự biến đổi giá trị δ13C và C/N theo độ sâu phản ánh sự thay đổi nguồn cung cấp hữu cơ qua các giai đoạn Holocen.

2. Biến đổi môi trường lắng đọng trầm tích: Thành phần độ hạt thay đổi rõ rệt theo chiều sâu, với tỷ lệ cát mịn tăng từ 15% lên 45% và tỷ lệ sét giảm từ 60% xuống còn 30%, cho thấy sự chuyển đổi từ môi trường cửa sông sang môi trường châu thổ và bãi triều. Tốc độ lắng đọng trầm tích cao nhất đạt 2,13 cm/năm trong giai đoạn 3.940-4.020 năm BP, tương ứng với giai đoạn biển tiến mạnh.

3. Biến đổi cường độ gió mùa Holocen: Dữ liệu địa hóa (OM, TOC) và đồng vị bền δ13C cho thấy cường độ gió mùa tăng mạnh trong giai đoạn 7.500-6.000 năm BP, tương ứng với sự gia tăng lượng mưa và phong hóa, dẫn đến tăng hàm lượng vật chất hữu cơ trong trầm tích. Giai đoạn 4.000 năm BP trở lại đây ghi nhận sự suy giảm cường độ gió mùa, phù hợp với xu hướng giảm mực nước biển và sự phát triển của rừng ngập mặn.

4. So sánh với các nghiên cứu khác: Kết quả tương đồng với các nghiên cứu tại đồng bằng sông Hồng và đồng bằng sông Cửu Long, khẳng định tính nhất quán của phương pháp đồng vị bền trong phục hồi đặc điểm cổ môi trường. Sự biến đổi mực nước biển và cường độ gió mùa được thể hiện rõ qua biểu đồ phân bố độ hạt và giá trị δ13C theo độ sâu.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân biến đổi nguồn gốc vật chất hữu cơ và đặc điểm trầm tích liên quan chặt chẽ đến sự thay đổi mực nước biển và cường độ gió mùa Đông Á trong Holocen. Giai đoạn biển tiến mạnh làm tăng tốc độ lắng đọng trầm tích và thay đổi môi trường lắng đọng từ cửa sông sang châu thổ, đồng thời tăng nguồn cung cấp vật chất hữu cơ từ thực vật phù du và thực vật ngập mặn. Sự suy giảm cường độ gió mùa sau 4.000 năm BP dẫn đến giảm lượng mưa, ảnh hưởng đến quá trình phong hóa và vận chuyển trầm tích.

So với các nghiên cứu quốc tế, phương pháp đồng vị bền carbon cho phép phân biệt rõ ràng nguồn gốc hữu cơ và phục hồi chi tiết biến đổi khí hậu trong quá khứ, góp phần nâng cao hiểu biết về tương tác sông biển và biến đổi môi trường ven biển. Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ phân bố độ hạt, biểu đồ biến đổi δ13C và tỷ số C/N theo độ sâu, giúp minh họa rõ ràng quá trình biến đổi môi trường Holocen.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tăng cường nghiên cứu đồng vị bền tại các vùng đồng bằng ven biển nhằm mở rộng cơ sở dữ liệu về biến đổi cổ môi trường, phục vụ quy hoạch phát triển bền vững. Thời gian thực hiện: 3-5 năm; chủ thể: các viện nghiên cứu địa chất, môi trường.

2. Ứng dụng kết quả nghiên cứu vào quản lý tài nguyên nước và đất đai tại tỉnh Thái Bình, đặc biệt trong bối cảnh biến đổi khí hậu và nước biển dâng. Thời gian: 2 năm; chủ thể: Sở Tài nguyên và Môi trường, chính quyền địa phương.

3. Phát triển hệ thống giám sát biến đổi môi trường liên tục dựa trên các chỉ số đồng vị bền và đặc điểm trầm tích để cảnh báo sớm các hiện tượng biến đổi khí hậu cực đoan. Thời gian: 1-2 năm; chủ thể: Trung tâm nghiên cứu biển và đảo, các trường đại học.

4. Đào tạo và nâng cao năng lực chuyên môn cho cán bộ nghiên cứu và quản lý về phương pháp đồng vị bền và phân tích trầm tích nhằm đảm bảo tính bền vững và hiệu quả của các chương trình nghiên cứu. Thời gian: liên tục; chủ thể: các trường đại học, viện nghiên cứu.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Nhà nghiên cứu địa chất môi trường và khí hậu: Sử dụng dữ liệu và phương pháp luận để phát triển các nghiên cứu tương tự về biến đổi môi trường Holocen và ứng dụng đồng vị bền.

2. Cơ quan quản lý tài nguyên và môi trường: Áp dụng kết quả nghiên cứu trong quy hoạch phát triển bền vững, quản lý rủi ro thiên tai và thích ứng biến đổi khí hậu tại các vùng đồng bằng ven biển.

3. Giảng viên và sinh viên ngành địa chất, môi trường: Là tài liệu tham khảo chuyên sâu về phương pháp phân tích đồng vị bền, phân tích trầm tích và phục hồi cổ môi trường.

4. Các tổ chức quốc tế và dự án phát triển bền vững: Tham khảo để xây dựng các chương trình hợp tác nghiên cứu và phát triển chính sách ứng phó biến đổi khí hậu tại Việt Nam và khu vực Đông Nam Á.

Câu hỏi thường gặp

1. Phương pháp đồng vị bền carbon có ưu điểm gì trong nghiên cứu cổ môi trường?
   Phương pháp này cho phép xác định chính xác nguồn gốc vật chất hữu cơ và biến đổi khí hậu trong quá khứ nhờ tính ổn định và độ nhạy cao của đồng vị bền, vượt trội so với các phương pháp truyền thống như phân tích vi cổ sinh.

2. Tại sao chọn cột mẫu trầm tích VL-01 để nghiên cứu?
   Cột mẫu VL-01 có chiều sâu 36 m, độ phục hồi mẫu cao (80,6%) và tuổi trầm tích lên đến hơn 11.000 năm, phù hợp để nghiên cứu biến đổi môi trường Holocen chi tiết tại khu vực đồng bằng sông Hồng.

3. Giá trị δ13C và tỷ số C/N phản ánh điều gì trong trầm tích?
   Giá trị δ13C giúp phân biệt nguồn gốc thực vật C3 và C4, trong khi tỷ số C/N cho biết nguồn gốc vật chất hữu cơ từ thực vật trên cạn hay thực vật phù du, từ đó xác định điều kiện môi trường lắng đọng.

4. Biến động mực nước biển ảnh hưởng thế nào đến trầm tích?
   Mực nước biển dâng cao làm tăng tốc độ lắng đọng trầm tích và thay đổi môi trường lắng đọng từ cửa sông sang châu thổ, trong khi mực nước biển giảm dẫn đến sự phát triển của rừng ngập mặn và thay đổi thành phần trầm tích.

5. Kết quả nghiên cứu có thể ứng dụng ra sao trong thực tiễn?
   Kết quả giúp dự báo biến đổi môi trường, hỗ trợ quản lý tài nguyên nước, đất đai và phát triển bền vững tại các vùng ven biển dễ tổn thương trước biến đổi khí hậu và nước biển dâng.

Kết luận

• Nghiên cứu đã xác định thành công nguồn gốc vật chất hữu cơ và đặc điểm biến đổi môi trường Holocen tại tỉnh Thái Bình bằng phương pháp đồng vị bền carbon.
• Giá trị δ13C và tỷ số C/N kết hợp với phân tích độ hạt trầm tích phản ánh rõ ràng biến đổi khí hậu và cường độ gió mùa trong hơn 11.000 năm qua.
• Tốc độ lắng đọng trầm tích biến đổi theo các giai đoạn biển tiến và biển thoái, ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường lắng đọng và nguồn cung cấp trầm tích.
• Kết quả nghiên cứu góp phần hoàn thiện cơ sở dữ liệu và phương pháp luận phục hồi cổ môi trường tại đồng bằng sông Hồng, hỗ trợ quy hoạch phát triển bền vững.
• Đề xuất triển khai nghiên cứu mở rộng và ứng dụng kết quả vào quản lý tài nguyên và thích ứng biến đổi khí hậu trong thời gian tới.

Hành động tiếp theo là tăng cường hợp tác nghiên cứu đa ngành, phát triển hệ thống giám sát biến đổi môi trường liên tục và đào tạo nguồn nhân lực chuyên sâu nhằm nâng cao hiệu quả ứng phó với biến đổi khí hậu tại khu vực đồng bằng ven biển.

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 TIEU LUAN MOI download : [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 TIEU LUAN MOI download : [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 TIEU LUAN MOI download : [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 TIEU LUAN MOI download : [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 TIEU LUAN MOI download : [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 TIEU LUAN MOI download : [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.