early holocene entire holocene holocene period holocene europe holocene have pleistocene and holocene
ĐẶC ĐIỂM TRẦM TÍCH HOLOCEN VÀ MỐI LIÊN QUAN ĐẾN PHẠM ĐÌNH THỌ1, LƯƠNG QUANG KHANG2 1Trung tâm Thông tin - Lưu trữ Địa chất, 6 Nguyên Hồng, Đống Đa, Hà Nội; Tóm tắt: Trầm tích Holocen ở vùng Thanh Sơn - Thanh Thuỷ gồm chủ yếu các thành tạo nguồn gốc sông thuộc hệ tầng Phùng Nguyên (aQ21-2pn), hệ tầng Gò Mun (aQ23gm), ngoài ra còn có các thành tạo nguồn gốc aluvi-proluvi, đeluvi-proluvi, hồ, đầm lầy. Trầm tích Holocen chứa nhiều loại khoáng sản, trong đó có than bùn. Than bùn khá phổ biến trong vùng và có không gian phân bố liên quan mật thiết với trầm tích nguồn gốc hồ, đầm lầy. Than bùn trong vùng có chất lượng đủ tiêu chuẩn để sản xuất phân vi sinh chất lượng cao, phục vụ tốt cho nông nghiệp. Vùng Thanh Sơn - Thanh Thuỷ chiếm vị trí kiến tạo đặc biệt trong đới đứt gãy Sông Hồng hiện vẫn đang hoạt động, là nơi hội lưu của sông Đà, sông Hồng và sông Lô. Hàng năm, lượng phù sa của ba con sông lớn này tích tụ ở đây khá lớn, tạo nên tầng trầm tích Kainozoi chứa các loại khoáng sản có giá trị cho nền kinh tế quốc dân như vàng sa khoáng, than bùn, sét gạch ngói và cát, cuội, sỏi làm vật liệu xây dựng... đặc biệt là các thành tạo than bùn phân bố trong các trầm tích Holocen. Bài báo này đề cập đến đặc điểm trầm trích Holocen, đặc điểm phân bố than bùn vùng Thanh Sơn - Thanh Thủy và khả năng sử dụng chúng làm nguyên liệu sản suất phân vi sinh phục vụ sản xuất nông nghiệp. I. ĐẶC ĐIỂM TRẦM TÍCH HOLOCEN VÙNG THANH SƠN - THANH THUỶ Các thành tạo trầm tích Holocen phân bố chủ yếu ở phía đông bắc và đông nam vùng Thanh Sơn - Thanh Thuỷ. Chúng phát triển ven các triền sông Hồng, sông Đà, sông Bứa và các chi lưu lớn, bao gồm các tích tụ chủ yếu sau đây: 1. Hệ tầng Phùng Nguyên (aQ21-2pn) Hệ tầng Phùng Nguyên do Đỗ Tuyết, Phạm Đình Thọ và nnk xác lập năm 1989 trên cơ sở trầm tích của hệ tầng chứa di chỉ Văn hóa Phùng Nguyên [5]. Các thành tạo của hệ tầng phân bố rộng rãi ở khu vực ngã ba sông Hồng - sông Đà, dọc theo sông Đà, sông Bứa, tạo thành hệ thống bãi bồi cao, có độ cao tương đối 5-6 m. Hệ tầng Phùng Nguyên có thành phần thạch học chủ yếu: phần dưới là bột, sét; phần giữa là sét; và phần trên là bột, cát, sét xen lẫn nhau. Cát vụn cơ học có thành phần chủ yếu là thạch anh, felspat, mica, turmalin, zircon, magnetit, limolit, goethit, các mảnh đá. Khoáng vật sét chủ yếu là hyđromica, kaolinit. Đường cong tích lũy độ hạt biến đổi chậm. Bề dày 11 m. Ở Thanh Đình, Cao Mại, Tứ Xã… gặp trầm tích bột sét của hệ tầng Phùng Nguyên nằm trực tiếp trên bề mặt laterit hoá của hệ tầng Thuỷ Chạm có tuổi Pleistocen thượng (aQ13tc). Ranh giới trên của hệ tầng được giới hạn chắc chắn bởi trầm tích chứa di chỉ khảo cổ bằng đồng, bằng đá thuộc Văn hóa Phùng Nguyên có tuổi tuyệt đối 5000-4000 năm cách ngày nay [3, 5]. Tại khu vực Hoàng Xá, trầm tích của hệ tầng chứa Tảo nước ngọt, gồm: Cymbella bigibba, Eunotia sp., Eu. monodon, Gomphonema longiceps, Achnanthes inflata, A. sp., Hantzschia amphioxis, Nitzschia sp., Bào tử phấn hoa gồm: Lygodium sp., Polypoliaceae gen. indet., Engelhardtia sp.. Các tập hợp hóa thạch này được Đào Thị Miên, Phạm Thị Quỳnh Anh xác định có tuổi Holocen. Chúng tôi cho rằng các thành tạo chứa hoá thạch này có tuổi Holocen sớm-giữa là hợp lý. 2. Hệ tầng Gò Mun (aQ23gm) Hệ tầng Gò Mun được chúng tôi xác lập lần đầu tiên trên cơ sở các trầm tích chứa di chỉ Văn hóa Gò Mun. Các thành tạo của hệ tầng phân bố dọc sông Hồng, sông Đà, sông Bứa, tạo thành hệ thống bãi bồi thấp. Các bãi bồi thường có kích thước: rộng 100-150 m, dài trung bình 800-900 m, có độ cao tương đối 0,5-2 m. Cấu tạo mặt cắt hệ tầng Gò Mun liên quan rất mật thiết với nguồn gốc sản phẩm và chế độ thủy văn của mỗi dòng chảy. Dọc sông Hồng, sông Đà mặt cắt này gồm các lớp mỏng cát, cát bột màu xám nâu và xám ghi xen kẽ nhau. Ngược lại, dọc theo sông Bứa, hệ tầng Gò Mun lại chủ yếu gồm cuội, tảng lẫn cát, bột, độ chọn lọc kém, thành phần đa khoáng. Tại ngã ba sông Hồng và sông Đà, cát lòng sông có độ lựa chọn và phân hạng khá, trong đó cấp hạt cỡ 0,5-1 mm chiếm 97,35%, thành phần đa khoáng gồm: thạch anh (>80%), felspat, mica, turmalin, granat, amphibol, cassiterit, leucoxen, staurolit, limonit, magnetit, các mảnh đá. Kết quả phân tích độ hạt cho giá trị đường kính hạt vụn trung bình Md = 0,25 mm, độ chọn lọc So = 1 cho thấy vật liệu trầm tích có độ chọn lọc khá tốt; hệ số không đối xứng Sk = 0,97. Ở vùng Phong Châu, các lớp của hệ tầng Gò Mun phủ trên hệ tầng Phùng Nguyên. Đồng thời, ở phần thấp của mặt cắt đã tìm thấy phong phú di chỉ khảo cổ của nền Văn hoá Gò Mun ở Tứ Xã, Gò Chiền, Nội Gan, Gò Chon.... Kết quả phân tích tuổi tuyệt đối (phương pháp C14) cho thấy Văn hóa Gò Mun bắt đầu hình thành vào khoảng 1100-1000 năm trước Công nguyên [2], tức vào khoảng Holocen muộn. Như vậy, chúng tôi cho rằng các thành tạo của hệ tầng chứa di chỉ Văn hóa Gò Mun có tuổi Holocen muộn. Hệ tầng Gò Mun tạo nên các bãi bồi thấp vẫn đang tiếp tục được hình thành. Hình dạng, kích thước bãi bồi thấp chưa ổn định, chúng vẫn tiếp tục bị biến động sau mỗi mùa mưa lũ. Vào thời kỳ Holocen, chế độ khí hậu nhiệt đới ẩm thể hiện rõ rệt. Do đó, quá trình phong hoá hoá học phát triển hơn phong hoá cơ học, vật liệu có thành phần hạt nhỏ chiếm ưu thế với hàm lượng sét tăng cao, thực vật phát triển là điều kiện thuận lợi cho sự thành tạo than bùn. 3. Tích tụ aluvi-proluvi Holocen (apQ2) Trầm tích nguồn gốc aluvi-proluvi hiện đại phát triển ở các trũng giữa núi thuộc các vùng Thượng Long, Đồng Mô, Đồng Ve, Địch Quả, Hùng Đô, Đào Xá, Cự Đồng… Ở đây, vào mùa lũ, các dòng chảy tạo ra tích tụ có nguồn gốc địa phương, phụ thuộc vào năng lượng dòng chảy và kết cấu địa hình. Trong tích tụ này gặp nhiều tảng cỡ 30-40 cm, thành phần gồm cát kết, bột kết. Tích tụ dày 1-4 m, phân bố hỗn độn, rất ít bị mài tròn. Quá trình tích tụ aluvi-proluvi hiện nay vẫn diễn ra sau mỗi mùa lũ, vật liệu tích tụ chưa bị laterit hoá. Vì vậy chúng tôi xếp chúng vào tuổi Holocen không phân chia. 4. Tích tụ đeluvi-proluvi Holocen (dpQ2) Trầm tích nguồn gốc đeluvi-proluvi phân bố hạn chế men theo chân sườn đồi, cũng như phát triển dọc theo các thung lũng có dòng chảy tạm thời ở Tân Thanh, Giáp Lai. Trầm tích được tạo nên bởi sự phối hợp của các dòng chảy tạm thời và quá trình sườn, gồm tập hợp của tảng, cuội, dăm, cát, bột lẫn mùn. Độ mài tròn và chọn lọc rất kém. Bề dày từ 1 đến 5-6 m. Trầm tích nguồn gốc đeluvi-proluvi vẫn đang được thành tạo hàng năm, do vậy chúng tôi xếp chúng vào tuổi Holocen không phân chia. 5. Tích tụ hồ, đầm lầy Holocen (lQ2) Trầm tích nguồn gốc hồ, đầm lầy gặp ở các vùng trũng Hoàng Xá, Thượng Nông, Đầm Nậu, Dục Mỹ, Sơn Vi, Hùng Đô. Tích tụ gồm bùn sét, thực vật. Trong bùn nhão ở Dị Nậu phát triển thực vật tạo than bùn dày 0,5 m. Trong than bùn chứa Bào tử phấn hoa Polypodiaceae gen. indet., Compositae gen. indet., Rhus sp., Rhamnaceae gen. indet., Gramineae gen. indet., Nyssaceae gen. indet., Rutaceae gen. indet.,... được Phạm Thị Quỳnh Anh xác định có tuổi Holocen. Kết quả phân tích độ hạt kích thước vật liệu biến động cho thấy tích tụ hồ, đầm lầy được thành tạo do có sự tham gia của dòng chảy và bồn nước lặng. II. KHOÁNG SẢN THAN BÙN 1. Đặc điểm phân bố than bùn Sự thành tạo, phân bố than bùn gắn liền với quy luật phát triển và phân bố của trầm tích nguồn gốc hồ, đầm lầy tuổi Holocen. Sự phân bố của các trầm tích này liên quan chặt chẽ và bị chi phối bởi các điều kiện tự nhiên như khí hậu, địa hình, chế độ thủy văn, chế độ hoạt động tân kiến tạo... Chế độ hoạt động tân kiến tạo đóng vai trò quan trọng nhất trong việc thành tạo và phát triển các đầm lầy than bùn. Hoạt động của dòng chảy bị chi phối bởi chuyển động tân kiến tạo. Quá trình hoạt động tân kiến tạo đã dẫn đến sự hình thành các hồ móng ngựa, đầm lầy. Đó là những vị trí sụt lún chậm chạp, có địa hình thấp, tạo khả năng tích tụ vật chất hữu cơ sinh than bùn. Trong phạm vi vùng Thanh Sơn - Thanh Thủy đã phát hiện được nhiều điểm than bùn, là Xóm Nương, Gốc Sồi, Phương Mao, Tân Thịnh, Dị Nâu, thuộc các huyện Thanh Sơn, Thanh Thủy, Tam Nông (tỉnh Phú Thọ) (Bảng 1, Hình 1). Phân tích thành phần thực vật than bùn trong vùng cho thấy các đại biểu đặc trưng là Dipterocarpaceae, Liquidlambar, Theaceae, Myltaceae. Chúng đặc trưng cho điều kiện khí hậu nóng ẩm nhiệt đới. Điều kiện nóng ẩm lúc bấy giờ là một trong những nhân tố thuận lợi thúc đẩy thảm thực vật phát triển mạnh mẽ, tạo ra một khối lượng lớn vật chất hữu cơ để tích tụ trong các hồ, đầm lầy, rồi bị phân hủy tạo than bùn. Tuổi của các tích tụ than bùn này có giá trị khoảng 5020±40 năm cách ngày nay [5].
Bảng 1. Đặc điểm thân quặng than bùn
2. Đặc điểm địa chất than bùn Các điểm than bùn vùng Thanh Sơn - Thanh Thủy thành tạo theo quy luật: - Có vật chất hữu cơ ban đầu tạo than. Đó là thực vật nhóm cây thân gỗ, cây cỏ bụi như lau, sậy... tăng trưởng tại chỗ. - Môi trường hồ, đầm lầy nằm trong bối cảnh kiến tạo hạ lún từ từ với tốc độ phù hợp tốc độ tăng trưởng của thực vật trong khoảng thời gian kéo dài. - Hồ và đầm lầy có nguồn nước cung cấp thường xuyên, môi trường có tính khử.  Hiện các điểm than bùn vùng Thanh Sơn - Thanh Thủy được phát hiện đều nằm trong các thành tạo trầm tích nguồn gốc hồ, đầm lầy tuổi Holocen, phân bố trong các thung lũng ở độ cao tương đối 5-8 m. Thành phần thạch học gồm cát, sạn, sỏi nhỏ, cát sét, sét cát màu nâu đỏ, cát sét lẫn bùn bã thực vật chưa kịp phân hủy hết. Mặt cắt địa tầng của trầm tích chứa than bùn ở Hoàng Xá từ dưới lên gồm các lớp (Hình 2): - Sỏi nhỏ, sạn, cát hạt thô, màu xám, bở rời, thành phần đa khoáng, chủ yếu là mảnh đá silic, quarzit, thạch anh, bột kết, độ mài tròn trung bình, màu xám đen, trắng đục. Dày 0,4-0,5 m. - Cát, bột, sét màu xám, vàng nhạt, trong đó cát hạt thô chiếm tỷ lệ 60-70%, thỉnh thoảng có lẫn sạn (1-2 mm) với thành phần là thạch anh, felspat, silic, độ mài tròn và chọn lọc kém. Dày 0,5-0,6 m. - Sét lẫn mùn thực vật màu xám, xám đen, có chỗ lẫn sét dẻo màu xám xanh. Dày 0,4-0,5 m. - Than bùn lẫn sét màu xám đen, nâu đen, mềm dẻo, có thể bóp nặn được. Bằng mắt thường thấy rõ trong than bùn còn có mảnh lá cây. Thân quặng than bùn dạng vỉa, thấu kính, ổ. Chiều dày lớp than bùn là 0,3-1,2 m, trung bình 0,8 m. - Sét màu loang lổ, dẻo mịn, có chỗ là sét màu xám xanh, cát sạn, cát hạt nhỏ màu nâu nhạt, xốp, bở rời, đôi chỗ có lớp thổ nhưỡng dày 0,3-0,4 m, có chỗ phủ trên than bùn là đất đá có thành phần là cuội sạn thạch anh, cát kết từ hai sườn núi cao đưa xuống. Dày 0,6-0,7 m.
Hình 2. Mặt cắt trầm tích nguồn gốc hồ, đầm lầy chứa than bùn ở Hoàng Xá Ghi chú: 1- Sét; 2- Than bùn; 3- Cát bột; 4- Cát; 5- Tảng, cuội; 3. Đặc điểm chất lượng và tiềm năng than bùn vùng Thanh Sơn - Thanh Thủy a) Đánh giá chung về chất lượng các điểm than bùn vùng Thanh Sơn - Thanh Thủy trên cơ sở so sánh với một số vùng khác như sau: - Nhóm các chỉ tiêu kỹ thuật gồm độ ẩm W (%), độ tro A (%), chất bốc V (%), nhiệt lượng Q (cal/g)... phản ánh chất lượng liên quan đến việc sử dụng than bùn làm chất đốt. + Các điểm than trong vùng có độ tro tương đối cao, thay đổi trong khoảng 44-54%. Độ tro cao ảnh hưởng xấu đến chất lượng than sử dụng làm chất đốt cũng như nhiều lĩnh vực khác. Thông thường than bùn làm chất đốt có độ tro <40%, như than bùn lòng sông cổ ở đồng bằng Cửu Long có độ tro chỉ khoảng 21%. + Hàm lượng chất bốc vùng Thanh Sơn - Thanh Thủy thay đổi trong khoảng 27,24-39,9%, trung bình 36,86%. Hàm lượng chất bốc cao có xu hướng làm tăng nhiệt lượng của than bởi các chất khí trong chất bốc (hyđro, oxy, nitơ tự do, methan...) dễ cháy và cho nhiệt lượng cao. Trong vùng nghiên cứu, hàm lượng chất bốc trong than bùn có giá trị cao hơn so với một số mỏ ở rìa đồng bằng Hà Nội [4], nhưng thấp hơn so với các mỏ ở đồng bằng Cửu Long [1]. + Nhiệt lượng cháy của than là chỉ tiêu trực tiếp đánh giá khả năng tỏa nhiệt của than khi bị đốt cháy. Nói chung, nhiệt lượng than bùn của vùng nghiên cứu có giá trị thấp, trung bình khoảng 1548 kcal/kg, còn than bùn ở đồng bằng Cửu Long có nhiệt lượng >2000 kcal/kg. - Nhóm các chỉ tiêu thành phần hóa học như nitơ (N), phosphor (P), kali (K), axit humic và chỉ tiêu kỹ thuật độ phân hủy... là những chỉ tiêu đánh giá chất lượng than bùn dùng trong lĩnh vực sản xuất phân bón. Hàm lượng N, P, K, axit humic càng cao thì càng có lợi cho sản xuất phân bón. Đặc biệt, hàm lượng axit humic tăng cao là điều kiện cần thiết để chiết tách axit này làm các hóa phẩm tăng trọng trong chăn nuôi và kích thích tăng trưởng cho cây trồng. + Trong vùng nghiên cứu, hàm lượng N trong than bùn khá cao, thay đổi trong khoảng 0,97-2,17%, trung bình 1,76%, tương đương hàm lượng N ở các vùng đồng bằng Cửu Long. Hàm lượng P (lân) thay đổi trong khoảng 0,36-0,69%, trung bình 0,55%. Hàm lượng K2O (kali) thay đổi trong khoảng 0,27-0,58%, trung bình 0,44%. Đây cũng là thành phần có hàm lượng cao hơn so với ở đồng bằng Cửu Long, nơi mà hàm lượng kali chỉ đạt 0,21%. + Hàm lượng axit humic của các điểm than bùn trong vùng nghiên cứu thường đạt 1%, hơi thấp so với than bùn của các vùng khác. + Độ phân hủy của than bùn trong vùng nghiên cứu đều có giá trị >20%, đây cũng là một chỉ tiêu cần thiết để đánh giá chất lượng than bùn dùng trong sản xuất phân bón, đặc biệt khi dùng làm nguyên liệu cho công nghiệp sản xuất các chế phẩm hóa học khác. b) Về tiềm năng tài nguyên, than bùn vùng Thanh Sơn - Thanh Thủy dự báo đạt khoảng 128.432 m3 ở cấp tài nguyên 333+333a. III. KẾT LUẬN Các thành tạo trầm tích Holocen vùng Thanh Sơn - Thanh Thủy phát triển chủ yếu trong thung lũng, ven theo dòng chảy của sông Hồng, sông Đà và các chi lưu lớn của chúng. Trầm tích Holocen tích tụ dưới các dạng nguồn gốc aluvi (bãi bồi cao, bãi bồi thấp), aluvi-proluvi, đeluvi-proluvi, hồ, đầm lầy... trong đó, trầm tích nguồn gốc hồ, đầm lầy liên quan mật thiết với quy luật phát triển và phân bố các điểm khoáng sản trong vùng. Kết quả phân tích chất lượng than bùn trong vùng nghiên cứu cho thấy các điểm than bùn ở đây có đủ tiêu chuẩn để sản xuất phân vi sinh do có hàm lượng N, P, K đều cao, hàm lượng axit humic đạt trung bình, độ phân hủy lớn hơn 20%. Điều kiện khai thác các điểm than bùn tương đối đơn giản do lớp đất phủ mỏng, điều kiện giao thông thuận lợi. Nếu xây dựng những xưởng sản xuất với quy mô nhỏ và áp dụng những công nghệ vi sinh tiên tiến thì có thể sản xuất được sản phẩm phân vi sinh có chất lượng cao, đủ phục vụ cho ngành nông nghiệp của địa phương cũng như các vùng lân cận. Bài báo này được hỗ trợ kinh phí của Chương trình Nghiên cứu cơ bản mã số 720406. VĂN LIỆU 1. Đỗ Cảnh Dương, 1996. Cấu tạo trầm tích Holocen vùng trũng Hà Nội, so sánh chúng với những thành tạo khác trên thế giới. Tạp chí Địa chất và Tìm kiếm, Moskva. 2. Hà Văn Phùng, 1996. Văn hóa Gò Mun. Nxb Khoa học Xã hội, Hà Nội, 312 trang. 3. Hà Văn Tấn, 1978. Văn hóa Phùng Nguyên: Nhận thức mới và vấn đề. Khảo cổ học, Hà Nội: 5-22. 4. Ngô Quang Toàn (Chủ biên), 1994. Địa chất và khoáng sản nhóm tờ phụ cận Hà Nội tỉ lệ 1:50.000. Lưu trữ Địa chất, Hà Nội. 5. Nguyễn Đình Hợp (Chủ biên), 1989. Báo cáo Kết quả đo vẽ bản đồ địa chất và tìm kiếm khoáng sản tỷ lệ 1:50.000 nhóm tờ Thanh Sơn - Thanh Thủy. Lưu trữ Địa chất, Hà Nội. 6. Sokolov B. L., 1988. Than bùn trong nền kinh tế quốc dân. Nxb Neđra, Moskva (tiếng Nga). 7. Tchyrmenov S. N., 1976. Các mỏ than bùn. Nxb Neđra, Moskva (tiếng Nga). |
