Tiến hóa các hệ thống cồn cát và vai trò của chúng đối với lịch sử bồi tụ châu thổ sông Mekong trong holocen muộn
Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 34, Số 2 (2018) 59-73
Tiến hóa các hệ thống cồn cát và vai trò của chúng đối với
lịch sử bồi tụ châu thổ sông Mekong trong holocen muộn
Nguyễn Thị Huyền Trang*, Trần Nghi, Đinh Xuân Thành,
Trần Thị Thanh Nhàn, Nguyễn Thị Tuyến
Trương Đại học Khoa học Tự Nhiên, ĐHQGHN, 334 Nguyễn Trãi, Hà Nội, Việt Nam
̀
Nhận ngày 17 tháng 4 năm 2018
Chỉnh sửa ngày 07 tháng 5 năm 2018; Chấp nhận đăng ngày 09 tháng 5 năm 2018
Tóm tắt: Hệ thống cồn cát trên đồng bằng sông Mekong đóng vai trò là các mốc đánh dấu quá
trình phát triển của châu thổ về phía biển từ hơn 5.000 năm trở lại đây. Các thế hệ giồng cát chính
là dấu ấn các thế hệ đường bờ cổ trong quá trình châu thổ bồi tụ. Nghiên cứu này trình bày một số
kết quả nghiên cứu mới về lịch sử tiến hóa hệ thống cồn cát trên đồng bằng châu thổ sông Mekong
dựa trên phân tích tổng hợp các số liệu địa chất, địa mạo, tân kiến tạo và định tuổi tuyệt đối bằng
phương pháp huỳnh quang kích thích (OSL) và 14C. Những kết quả mới đã ghi nhận năm thế hệ
cồn cát với tuổi tương ứng 5.000 năm, 2.500 năm, 1.000 năm, 500 năm và thế hệ cồn cát đang
hình thành tại đường bờ hiện đại. Càng về phía biển tuổi các cồn cát càng trẻ. Hiện nay, tại khu
vực tiền châu thổ đang hình thành một hệ thống cồn ngầm phân bố về phía nam và đông nam của
các cửa sông. Các tính toán dựa trên tuổi tuyệt đối các thế hệ cồn cát cổ cho phép dự đoán trong
200 năm tới các cồn cát ngầm này sẽ nổi cao và được nối với đất liền ở độ cao 5m như các cồn cát
hiện tại. Lúc đó, châu thổ sông Mekong lại bước sang giai đoạn bồi tụ mạnh mẽ và tiền châu thổ
hiện tại sẽ biến thành đồng bằng châu thổ thấp.
Từ khóa: Giồng cát1, cồn cát2, châu thổ sông Mekong, đường bờ cổ.
1. Mở đầu
(2012) xác định bằng phương pháp nhiệt huỳnh
lượng tài liệu đồ sộ thu được như vậy nhưng
vẫn chưa được khai thác một cách triệt để vào
mục tiêu nghiên cứu trầm tích luận nhằm làm
sáng tỏ sự hình thành và phát triển các cồn cát,
sự tăng trưởng các đường bờ cổ và chu kỳ trầm
tích trong mối quan hệ với sự thay đổi mực
nước biển. Nội dung bài báo sẽ trình bày chi tiết
đặc điểm các cồn cát và cồn ngầm châu thổ
sông Mekong giúp thiết lập lịch sử tiến hóa hệ
thống cồn cát từ đó dự báo xu thế biến đổi châu
Đồng bằng châu thổ1sông Mekong đặc
trưng bởi hệ thống giồng cát hình cánh cung
song song với bờ biển (Hình 1). Tuổi của các
giồng cát đã được Toru Tamura, Yoshi Saito,
_______
Tác giả liên hệ. ĐT.: 84-987878409.
Email: [email protected]m
Thuật ngữ “giồng cát” trong bài báo này dùng để chỉ
1
những cồn cát cửa sông cổ hiện nằm trên đất liền.
59
N.T.H. Trang và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 34, Số 2 (2018) 59-73
60
thổ sông Mekong trong tương lai nhằm đề xuất
vốn là các cồn ngầm dưới đáy biển, do quá trình
tương tác của sóng biển và dòng chảy ven bờ,
tại đới sóng đổ tốc độ dòng ngang bằng 0, động
lực sóng đạt cực đại. Tại đó, trầm tích cát được
tích tụ tạo nên một cồn cát ngầm trước cửa
sông. Vào mùa nước dâng do bão, cồn cát ngầm
được tôn cao ngang mực nước biển. Khi bão
tan, mực nước hạ thấp xuống mức bình thường
cồn cát tạo thành cồn nổi.
giải pháp bảo vệ bờ biển. Sự tồn tại các giồng
cát chứng tỏ ở đó từng là bờ biển, càng gần biển
thì tuổi các giồng cát càng trẻ. Các đặc điểm địa
hình, địa mạo và đặc điểm trầm tích của hệ
thống cồn cát phản ánh chế độ tương tác động
lực sông, biển và có thể một phần tác động của
gió. Kết quả động lực sông thắng thế tạo nên
các cồn cát dần tiến ra biển. Hệ thống cồn cát
Hình 1. Bản đồ địa hình (3D) đồng bằng châu thổ sông Mekong và vị trí các giồng cát.
N.T.H. Trang và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 34, Số 2 (2018) 59-73
61
phản về phổ màu có đối sánh với các thực thể
ngoài thực địa.
2. Cơ sở tài liệu và phương pháp nghiên cứu
2.1. Cơ sở tài liệu
2/ Các phương pháp nghiên cứu trầm tích
luận nhằm xác định thành phần vật chất, nguồn
gốc, môi trường động lực thành tạo các thế hệ
cồn cát, bao gồm: phân tích độ hạt trầm tích bở
rời (xác định hàm lượng: sạn, cát, bột, sét, Md,
So, Sk), phân tích lát mỏng thạch học (xác định
thành phần khoáng vật, Md, So, Sk, hàm lượng
thạch anh (Q), hàm lượng xi măng (Li), hệ số
mài tròn (Ro), độ trưởng thành (Mt)…) (bảng
1) và phân tích tướng trầm tích.
Các số liệu nghiên cứu chủ yếu dựa trên tài
liệu, số liệu thuộc đề tài KC09.13/11-15 và các
công bố trong và ngoài nước khác. Các số liệu
này bao gồm số liệu tuổi tuyệt đối (tuổi huỳnh
14
quang kích thích - OSL, tuổi C), tài liệu phân
tích địa tầng dựa trên mô tả mẫu lõi khoan và
trầm tích tầng mặt (Bảng 1). Ngoài ra các dữ
liệu ảnh Google Earth, ảnh vệ tinh và bản đồ độ
đâu đáy biển tỷ lệ 1:50.000 được sử dụng để
xác định vị trí, hình dạng các hệ thống cồn cát
trong khu vực.
3/ Phương pháp xác định tuổi trầm tích.
Tuổi hình thành các cồn cát được xác định nhờ
phương pháp xác định tuổi huỳnh quang kích
thích OSL là thời gian cuối cùng các thành tạo
này được xuất lộ; trong khi đó phân tích đồng
vị 14C từ di tích thực vật sống tại chỗ và vỏ sò
nguyên dạng sẽ cho phép xác định được tuổi
lắng đọng của các trầm tích chứa các di tích
sinh vật đó (trong điều kiện không có quá trình
tái trầm tích xảy ra).
2.2. Phương pháp nghiên cứu
1/ Phương pháp phân tích ảnh vệ tinh
Landsat và Spot. Các ảnh vệ tinh được sử
dụng trong nghiên cứu này là ảnh đa phổ có độ
phân giải đáp ứng được các yêu cầu cho nghiên
cứu địa mạo và địa chất khu vực tỉ lệ nhỏ. Các
hệ cồn cát vị trí đường bờ và ranh giới
đất/nước được xác định dựa trên sự tương
Bảng 1. Các số liệu phân tích mẫu
Đối tượng
lấy mẫu
Độ sâu
(m)
Phân tích độ hạt
(số mẫu)
*Tuổi C14
(ngàn năm)
**Tuổi OSL
(ngàn năm/số
mẫu)
Phân tích lát
mỏng thạch
học
Eh, pH,
Kt
Giồng cát
Đồng bằng
châu thổ
Mẫu lõi
0-20
0-15
215
150
10
15
5/47
120
-
-
50
30
0-50
130
15
-
80
50
khoan
Chú thích: Mẫu phân tích độ hạt và lát mỏng thạch học, Eh, pH, Kt sử dụng kết quả đề tài KC09-13/11-15 [3]; Mẫu xác
định tuổi C14 sử dụng kết quả của Nguyễn Địch Dỹ, 2010 [4]; Mẫu OSL sử dụng của Tamura, Yoshi Saito, 2012 [1], [2]
3. Kết quả và thảo luận
3.1. Đồng bằng châu thổ
Tướng giồng cát
Đồng bằng châu thổ sông Mekong có địa
hình nghiêng thoải về phía biển trên đó nổi lên
các giồng cát, chạy theo hình vòng cung và
song song với bờ biển (Hình 1). Càng về phía
biển, các giồng này càng cao và càng rộng.
Giồng cát được phân bố theo từng thế hệ, mỗi
thế hệ đánh dấu một đường bờ cổ. Khoảng cách
giữa 2 giồng cát 1,9-4,9km, trung bình 2,4km.
Từ những số liệu phân tích thu được,
nghiên cứu đã xác định các trầm tích của đồng
bằng châu thổ sông Mekong bao gồm hai đơn
vị tướng: (1) Tướng giồng cát và (2) Tướng bột
sét bãi bồi châu thổ. Chi tiết về các tướng được
mô tả cụ thể như sau:
N.T.H. Trang và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 34, Số 2 (2018) 59-73
62
Do sự chia cắt bởi các giồng và hệ thống trục
Đới trong và đới ngoài có địa hình thấp
nghiêng thoải về phía đồng bằng bãi bồi. Chúng
gồm 2 tướng: tướng sét màu xám xanh đen
chứa than bùn đầm lầy ven biển phủ trên tướng
cát bột chọn lọc trung bình của 2 rìa giồng cát.
Đới trung tâm của giồng cát ① gồm tướng cát
hạt nhỏ có độ mài tròn và chọn lọc tốt (So =
1,2-1,5, Ro = 0,6-0,8) (Hình 3a, 3b, 3c, 3d).
Thành phần cấp hạt của đới trong cát là chủ yếu
(60-90%), còn lại là bột sét và vụn vỏ sò vì vậy
đã tạo nên màu vàng nâu đặc trưng cho môi
trường oxi hóa. Kích thước hạt trung bình (Md)
dao động từ 0,1 đến 0,21mm. Trầm tích luôn
luôn có độ chọn lọc tốt (So≤1,5) và mài tròn từ
trung bình đến tốt (Ro>0,5). Thành phần
khoáng vật chủ yếu là thạch anh, chiếm từ 60-
70%, felspat 20-25%, mảnh đá khoảng 10-15%
(Hình 3c, 3d). Trầm tích giồng cát thường
nghèo di tích thực vật và vi cổ sinh.
lộ, kênh rạch chằng chịt nên địa hình khá phức
tạp. Các giồng cát có hình dạng đơn hoặc phân
nhánh, dài một vài km đến 28 km, rộng thường
gặp 0,4-1km, cao phổ biến 1,5-3,5m, cong lồi về
phía Đông Nam. Các giồng này thường được cấu
tạo bởi cát xốp, dày một vài mét đến 15m. Giồng
cát phát triển với mật độ cao hơn (1,9-2,1km/
giồng) ở các vùng Ba Lai-Định An, thấp hơn
vùng Cửa Đại-Ba Lai và thấp nhất ở vùng
Tranh Đề-Mỹ Thạnh.
Cấu trúc của một giồng cát được thể hiện
theo hai phương khác nhau: (1) Phương vuông
góc với trục dài giồng cát có 3 đới (Hình 2): đới
trung tâm ①, đới trong ② và đới ngoài ③.
- Đới trung tâm ① gồm tướng cát hạt nhỏ
đồng nhất, chọn lọc và mài tròn tốt
- Đới trong ② và đới ngoài ③
Hình 2. Cấu trúc của giồng cát theo phương nằm ngang và phương thẳng đứng.
Hình 3a. Giồng cát đồng bằng châu thổ Trà Vinh [3].
N.T.H. Trang và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 34, Số 2 (2018) 59-73
63
Hình 3c. Trầm tích cồn chắn cửa sông (giồng cát) gặp trong lỗ khoan nông vùng Duyên Hải, Trà Vinh.
Hình 3d. Ảnh lát mỏng trầm tích cát giồng cát mẫu GC12 và GC19 vùng Duyên Hải, Trà Vinh (N+, 10x).
Nhóm tướng (3) phân bố trên địa hình sườn châu
thổ (độ sâu 7-23m nước, rộng khoảng 5km) với
đặc trưng độ dốc lớn, hẹp (Vùng II, Hình 4a).
Tướng bột sét bãi bồi châu thổ
Tướng bột sét bãi bồi châu thổ có địa hình
bằng phẳng nghiêng thoải về phía biển. Trên
đồng bằng châu thổ sông Mekong nhóm tướng
này chiếm một diện tích rộng lớn và đóng vai
trò quyết định. Chúng được thành tạo trong
những thời kỳ ngập lụt do nước biển dâng khi
bão xuất hiện và nước sông dâng cao do mưa lũ
dài ngày. Trầm tích bột sét bãi bồi châu thổ
thường có màu nâu và màu xám đen, chọn lọc
kém. Trên diện tích bằng phẳng này phát triển
dấu tích của các lạch triều ven biển chúng nối tiếp
nhau liên tục từ đất liền ra đến bờ biển hiện đại.
Cồn cát cửa sông hiện đại
Cồn cát cửa sông hiện đại có hai dạng: cồn
cát ngầm và cồn cát nổi (Hình 5a, 5b). Những
cồn cát ngầm là những “mầm” cát của cồn cát
chắn cửa sông, phân bố thành từng chuỗi nằm
trên trường cát tiền châu thổ dưới tác dụng của
động lực sóng và dòng chảy ven bờ. Các cồn
cát dạng này thường phân bố về phía nam và
đông nam của các cửa sông (Hình 5a). Trong
vùng nghiên cứu phát hiện được một số dạng
cồn chắn sau:
- Dạng cồn ngầm đang chìm dưới mặt nước
cách khá xa cửa sông được phát hiện trên các
băng đo sâu và bản đồ địa hình đáy biển tỷ lệ
cửa sông Cửa Đại (Hình 6a), Hàm Luông và
Mỹ Thạnh (Hình 6b). Các cồn ngầm này kéo
dài từ 1-2km theo hướng nam và cách bờ biển
khoảng 5-6km.
3.2. Châu thổ ngập nước hiện đại
Châu thổ ngập nước bao gồm 3 nhóm tướng
cơ bản: (1) nhóm tướng cồn cát cửa sông, (2)
nhóm tướng bùn cát tiền châu thổ và (3) nhóm
tướng bùn sườn châu thổ. Hai nhóm tướng đầu
(1) và (2) phân bố trên địa hình tiền châu thổ
(độ sâu từ 0-7m nước, cách bờ từ 15-25km)
bằng phẳng, nghiêng thoải (Vùng I, Hình 4a).
N.T.H. Trang và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 34, Số 2 (2018) 59-73
64
- Dạng cồn cát cửa sông nổi mập mở trên
- Dạng cồn cát đã nổi tương đối trên mực
nước biển trung bình, hiện đã gần nối liền với
bờ biển hiện đại, chỉ cách với đất liền bởi một
lạch triều nhỏ. Cồn cát dạng này phát hiện ở
phía nam Cửa Tiểu (Hình 4b) với chiều dài
khoảng 3,5km và rộng 1,6km.
mặt biển được phát hiện trên ảnh vệ tinh và bản
đồ địa hình đáy biển gặp ở phía nam cửa Cung
Hầu (Hình 4a, 6c). Cồn cát này kéo dài khoảng
5m theo hướng bắc nam, đỉnh cồn cách bờ biển
khoảng 4km.
Hình 4a. Sơ đồ mô hình số độ cao (3D) vùng châu thổ ngầm sông Mekong, vị trí hệ thống cồn ngầm
và các tuyến vẽ mặt cắt địa hình (thu nhỏ từ tỷ lệ 1:50.000).
Hình 4b. Mặt cắt địa hình đáy biển vùng cửa Hàm Luông theo đường CC’, quan sát rõ địa hình nổi cao
của cồn ngầm trước cửa Hàm Luông.
N.T.H. Trang và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 34, Số 2 (2018) 59-73
65
Hình 5a. Cồn cát ngầm cửa sông gần nổi cao
phía đông nam Cung Hầu (Google Earth).
Hình 5b. Cồn cát ngầm cửa sông nay được nổi cao
phía nam Cửa Tiểu (Google Earth).
Hình 6a. Cồn cát ngầm cửa sông phía đông nam
Hình 6b. Cồn cát ngầm cửa sông phía đông
Cửa Đại [6].
nam cửa Mỹ Thạnh [6].
Hình 6c. Cồn cát ngầm cửa sông gần nổi cao phía đông nam Cung Hầu [6].
Các cồn chắn cửa sông là sản phẩm của quá
trình tái trầm tích do hoạt động của sóng và các
dòng chảy ven bờ. Các thể cát có độ chọn lọc
tốt (So<1,5), độ mài tròn từ trung bình đến tốt
(Ro>0,4) đã chứng minh cho môi trường thủy
động lực có sóng mạnh và lặp lại lâu dài.
N.T.H. Trang và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 34, Số 2 (2018) 59-73
66
Tiền châu thổ và sườn châu thổ
Tiền châu thổ và sườn châu thổ thay đổi từ
độ sâu 0-25m nước, phân bố thành một hình
quạt bao quanh đường bờ hiện đại gồm hai
nhóm tướng:
(1) Tướng bùn cát tiền châu thổ phân bố ở
độ sâu 0-6m nước, địa hình bằng phẳng.
(2) Tường bùn sườn châu thổ phân bố ở
sườn dốc châu thổ từ độ sâu 6-23m nước.
Tiến hóa hệ thống giồng cát và cồn cát
Lịch sử hình thành và phát triển cồn cát
Trên cơ sở phân tích địa mạo, cổ địa lý,
trình tự hình thành và số liệu định tuổi tuyệt
đối, tập thể tác giả đã khôi phục lịch sử hình
thành và tiến hóa các cồn cát diễn ra theo 4 giai
đoạn sau đây (Hình 7):
Giai đoạn 1: Tôn cao đáy biển nhờ dư thừa
trầm tích. Giai đoạn này đánh dấu một quá trình
vận chuyển và lắng đọng trầm tích trong điều
kiện sông Mekong dư thừa trầm tích. Bờ biển
được dịch chuyển ra phía ngoài và đáy biển
được tôn cao khiến cho độ sâu dáy biển đạt tới
ngưỡng của đới sóng đổ: D=½h, trong đó: D là
độ sâu đáy biển, h là độ cao sóng.
Giai đoạn 2: Hình thành cồn cát ngầm. Khi
sóng từ ngoài khơi vào đến độ sâu đáy biển nhỏ
hơn ½ độ cao bước sóng, tốc độ truyền sóng ở
đỉnh và ở đáy mặt sóng không đồng nhất (đỉnh
sóng có tốc độ lan truyền nhanh hơn so với đáy
do ma sát và độ nhám (bottom roughness) của
đáy biển) con sóng bị biến dạng, chiều cao tăng
lên và đổ về phía trước khiến cho trầm tích đáy
biển bị xáo trộn, vật liệu cát lắng đọng. Dần dần
“mầm” cát được vun cao thành cồn cát ngầm.
Hình 7. Cơ chế hình thành và lịch sử phát triển các cồn
cát cửa sông khu vực sông Mekong.
- Giai đoạn 4: Quá trình trầm tích theo
phương thức hồi quy xảy ra trong khu vực
lagoon cửa sông. Trầm tích bùn bồi tụ từ ven
rìa cồn trong ra và từ rìa cồn ngoài vào. Dần dần
cồn cát được mở rộng còn cửa sông bị thu hẹp tạo
thành hai lạch triều chảy ra biển (hình 8).
- Giai đoạn 3: Cồn cát ngầm nổi cao thành
đảo chắn. Trong giai đoạn thời tiết bình thường,
độ cao cồn ngầm chỉ đạt tới độ cao MNB trung
bình của thủy triều. Khi có những cơn bão xuất
hiện mực nước biển dâng cao từ 2-3m so với
mực nước biển bình thường. Lúc này sóng bão
và dòng chảy ven bờ vun cao cồn cát ngầm đạt
tới độ cao mực nước dâng do bão. Đến khi thời
tiết trở lại bình thường, cồn cát ngầm trở thành
Lịch sử hình thành các thế hệ đường bờ cổ
và tốc độ bồi tụ của đồng bằng châu thổ sông
Mekong
Trên cơ sở nghiên cứu tuổi tuyệt đối các thế
thấy châu thổ sông Mekong không phải tăng
trưởng một cách liên tục về phía biển mà theo 5
đới bờ cổ được ghi nhận trên địa hình-địa mạo
N.T.H. Trang và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 34, Số 2 (2018) 59-73
67
của đồng bằng châu thổ sông Mekong: đới bờ
5.000 năm, 2.500 năm, 1.000 năm, 500 năm và
đường bờ hiện tại (Hình 8, 9). Tại mỗi đới bờ
Sông Tiền và Sông Hậu đã tạo ra các quạt châu
thổ hay gọi là thùy châu thổ. Bốn thế hệ quạt
châu thổ nối tiếp và phủ chồng lùi lên nhau tạo
nên một mặt cắt địa chất trầm tích có ranh giới
chéo từ đất liền ra biển. Các giồng cát có tuổi
trẻ dần từ đất liền ra biển có ranh giới chéo từ
dưới lên trên mặt. Tuy nhiên xét trong cấu trúc
của mặt cắt thẳng đứng các đơn vị tướng
(ĐBCT, TCT, Sườn châu thổ) thì có ranh giới
tướng của châu thổ đều có tuổi trẻ dần từ lục
địa ra biển. Riêng nhóm tướng đồng bằng
châu thổ có bề dày mỏng dần từ trong ra đến
0m hải đồ.
Bảng 2. Tiến hóa các giồng cát trong mối quan hệ với sự thay đổi mực nước biển
Đường bờ Tuổi giồng cát
So
Q(%)
Ro
Li
Mt
MNB
-1m
cổ (năm)
Hiện tại
500
(năm)
0
1.25
1.27
1.29
1.30
1.33
1.35
1.58
1.65
1.67
1.75
1.90
79,0
76.8
16.5
15.6
70.5
69.2
67.6
68.1
65.3
61.5
55.2
0.75
0.76
0.77
0.74
0.75
0.68
0.67
0.63
0.65
0.55
0.51
0.01
0.02
0.03
0.05
0.07
0.06
0.09
0.11
0.10
0.12
0.15
1.22
1.18
1.63
1.11
1.04
0.97
0.81
0.74
0.74
0.62
0.52
290±20
520±30
970±50
1110±60
1320±70
2450±120
2730±140
3330±170
4840±230
5570±260
1000
2500
5000
-2m
+5m
N.T.H. Trang và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 34, Số 2 (2018) 59-73
68
Lịch sử hình thành năm thế hệ đường bờ cổ
thấp +2,5m và dừng lại trong khoảng thời gian
gắn liền với các giai đoạn dâng cao và hạ thấp
mực nước biển, cụ thể:
từ 3.000-2.500 năm BP.
- Đường bờ cổ 1.000 năm BP, nằm cách xa
đường bờ hiện đại 50km. Được dánh dấu bằng
hệ thống các giồng cát có tuổi 1.110±60,
1.090±60, 970±50 (Hình 9c), tương ứng với
mực nước biển đã hạ sâu -2m nước so với mực
nước biển hiện đại, dừng lại trong khoảng thời
gian từ 1.500-1.000 năm.
- Đường bờ cổ 5.000 năm BP. Đường bờ cổ
5.000 năm BP được xác định bằng phương
pháp OSL từ các giồng cát ở khu vực Cai Lậy
có tuổi 5.570±260, 4.840±230, 4.550±220 năm
BP (Hình 9a). Đường bờ biển này đánh dấu
mực nước biển đâng cao cực đại +5m của pha
biển tiến Flandrian (Holocen giữa) và dừng lại
trong khoảng thời gian từ 6.000-5.000 năm BP.
- Đường bờ cổ 500 năm BP, nằm cách
đường bờ hiện đại 20km. Tương ứng với mực
nước biển ấn định ở độ sâu -1m nước so với
mực nước biển hiện đại và hệ thống giồng cát
có tuổi 502±30, 400±20, 290±20 (Hình 9d).
- Đường bờ cổ 2.500 năm BP. Được đánh
dấu bằng hệ thống các giồng cát có tuổi
3.330±170, 3.570±190, 2.780±140 năm BP
(Hình 9b), tương ứng với mực nước biển hạ
a
b
d
c
N.T.H. Trang và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 34, Số 2 (2018) 59-73
69
e
Hình 9. Các vị trí đường bờ cổ trên đồng bằng châu thổ sông Mekong.
a. Đường bờ 6.000-5.000 BP
b. Đường bờ 3.000-2.500 BP
c. Đường bờ 1.500-1.000 BP
d. Đường bờ 1.000-500 BP
e. Đường bờ hiện tại
Tốc độ dịch chuyển của đường bờ về phía
biển từ khoảng 5.000 năm đến nay được tính
toán dựa trên công bố tuổi tuyết đối OSL của
trầm tích các giồng cát phân bố trên vùng đồng
cho thấy tốc độ dịch chuyển trung bình thay đổi
từ 10,93m/năm (Tiền Giang) đến 24,27m/năm
(Bắc Bến Tre). Khu vực Trà Vinh có tốc độ
dịch chuyển ổn định nhất ở cả ba đới bắc, trung
tâm và phía nam (từ 17,01-18,1m/năm). Trong
đó tốc độ dịch chuyển ở đới phía bắc là ổn định
nhất theo thời gian (khoảng 16-17m/năm) trong
khi tốc độ dịch chuyển ở phía đới trung tâm
giảm dần và ở đới phía nam lại tăng dần theo
thời gian. Khác với ở Trà Vinh, tốc độ dịch
chuyển đường bờ ở khu vực Bến Tre lại rất
khác nhau giữa ba đới: bắc, trung tâm và nam.
Trong khi đới phía bắc có tốc độ dịch chuyển
lớn nhất (trung bình 24,27m/năm), đới phía
nam có tốc độ dịch chuyển trung bình (trung
bình 16,66m/năm) thì đới trung tâm tốc dộ dịch
chuyển đường bờ lại thấp nhất (trung bình chỉ
đạt 11,02m/năm).
Dựa trên 5 đường bờ được xác định trên
Hình 9e, tốc độ dịch chuyển các đường bờ cổ
qua từng giai đoạn (5.000 năm tới 2.500 năm,
2.500 năm tới 1.000 năm, 1.000 năm tới 500
năm và 500m tới bờ hiện tại) được tính toán thể
hiện ở bảng 4. Khu vực trung tâm châu thổ (Trà
Vinh) là vị trí có tốc độ bồi tụ cao nhất ở giai
đoạn từ 5.000 năm tới 2.500 năm và 1.000 năm
tới 500 năm. Khu vực trung tâm rìa bắc châu
thổ (Bến Tre) lại là khu vực có tốc độ bồi tụ cao
nhất ở giai đoạn 2.500 năm tới 1.000 năm và
giai đoạn 500 năm tới hiện tại, tuy nhiên đây
cũng là khu vực có sự biến động lớn về tốc độ
dịch chuyển đường bờ. Khu vực rìa nam châu
thổ có tốc độc dịch chuyển đường bờ giảm dần
qua các giai đoạn từ 2.500 năm tới 1.000 năm
tới 500 năm và tới hiện tại.
N.T.H. Trang và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 34, Số 2 (2018) 59-73
70
Bảng 3. Tốc độ dịch chuyển đường bờ về phía biển từ 5.000 năm tới nay tính theo tuổi của hệ thống giồng cát ven biển
Khoảng
Tuổi
cách tới bờ
Tốc độ
Tỉnh
Khu vực
giồng cát
(năm BP)
biển hiện tại (m/năm)
(km)
4.840
1.760
400
52,89
23,04
12,01
1,50
10,93
13,09
30,03
8,81
Tiền
Giang
170
1.200
800
29,12
16,33
9,178
26,99
16,55
11,10
5,07
24,27
20,41
32,78
11,02
13,03
10,18
7,79
Bắc
280
2.450
1.270
1.090
650
Bến Tre
Trung
tâm
3.330
1.370
3.570
2.320
1.620
1.590
770
55,48
30,36
60,73
38,72
26,13
20,03
13,04
50,33
14,98
2,25
16,66
22,16
17,01
16,69
16,13
12,60
16,94
18,10
28,81
12,51
17,32
20,97
34,48
Nam
Bắc
Trà Vinh
2.780
520
Trung
tâm
180
3.330
1.110
290
57,69
23,28
10,00
Nam
Bảng 4. Tốc độ dịch chuyển các đường bờ cổ từ 5000 năm đến nay
Đường
bờ (năm) thành tạo
(năm)
Thời gian
Khu vực Bến Tre
(Rìa bắc châu thổ)
Khu vực Trà Vinh
(Trung tâm châu thổ)
Khu vực Sóc Trăng
(Rìa nam châu thổ)
Khoảng
Vận tốc
Khoảng
Vận tốc
Khoảng
Vận tốc
cách (km)
(m/năm) cách (km)
(m/năm) cách (km)
(m/năm)
5.000
2.500
2.500
1.500
1.000
500
32,692
25,641
7,372
13,08
17,09
14,74
28,85
44,872
25,000
9,615
17,95
16,67
19,23
21,15
25,000
7,692
6,41
16,67
15,38
12,82
500
500
14,423
10,577
Hiện tại
N.T.H. Trang và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 34, Số 2 (2018) 59-73
71
Hình 10. Hệ thống giồng cát 400 năm và 144 năm cách ngày nay
vùng đồng bằng ven biển Trà Vinh.
Dự báo xu thế biến đổi các thế hệ cồn cát châu
thổ sông Mekong
của đường bờ về phía biển cho thấy kết quả
dự đoán có độ tin cậy khá cao.
Trong điều kiện nguồn trầm tích không thay
đổi so với giai đoạn trước đắp đập thủy điện và
mực nước biển tăng với tốc độ hiện tại (khoảng
Cửa Tiểu đến Cửa Trần Đề vẫn tiến ra biển theo
chu kỳ theo mô hình tích tụ trầm tích hướng
tâm (Hình 10). Trường hợp cụ thể được dự báo
cho vùng bờ biển Trà Vinh. Dựa trên kết quả
phân tích tuổi tuyệt đối (Hình 7, Hình 10), tốc
độ bồi tụ trung bình từ khoảng 400 năm đến
144 năm cách ngày nay ở vùng đồng bằng ven
biển phía bắc Trà Vinh trung bình là
26,8m/năm. Với tốc độ này thì trong khoảng
200 năm nữa đường bờ biển sẽ ở vị trí cồn cát
trước cửa sông Cung Hầu cách bờ 5.355m. Với
tốc độ tích tụ theo chiều thẳng đứng của các
giồng cát được xác định cũng từ kết quả phân
tích tuổi tuyệt đối là 24,24mm/năm thì trong
khoảng 200 năm tới cồn cát trước cửa sông
Cung Hầu sẽ cao khoảng 4,85m (24,24mm/năm
x 200 năm)/1000 tương tự độ cao của giồng cát
ven biển hiện tại. Sự phù hợp giữa tốc độ tích
tụ thẳng đứng và tốc độ dịch chuyển ngang
4. Kết luận
Dựa trên những kết quả mới thu được đã
cho phép tập thể tác giả rút ra một số kết luận
sau:
Trên đồng bằng châu thổ sông Mekong ghi
nhận 5 thế hệ cồn cát với tuổi tương ứng 5.000
năm, 2.500 năm, 1.000 năm, 500 năm và thế hệ
cồn cát tại đường bờ hiện đại. Càng về phía
biển tuổi các cồn cát càng trẻ. Hệ thống cồn cát
đóng vai trò là các mốc đánh dấu quá trình phát
triển của châu thổ về phía biển từ hơn 5.000
năm trở lại đây. Trong khoảng thời gian này,
đồng bằng châu thổ tăng trưởng không liên tục
theo thời gian mà theo các chu kỳ hình thành
cồn cát với khoảng cách trung bình 5km và thời
gian thành tạo từ 200-250 năm đến 450-500
năm /1 thế hệ giồng.
Mỗi chu kỳ của cồn cát cửa sông trải qua 4
giai đoạn: (1) Giai đoạn tôn cao địa hình đáy
biển; (2) giai đoạn hình thành cồn cát ngầm; (3)
giai đoạn cồn cát ngầm nổi cao trên MNB trung
N.T.H. Trang và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 34, Số 2 (2018) 59-73
72
[4] Nguyễn Địch Dỹ, Nghiên cứu biến động cửa sông
và môi trường trầm tích Holocen - hiện đại vùng
ven biển châu thổ Sông Cửu Lòng, phục vụ phát
triển bền vững kinh tế - xã hội. Đề tài khoa học
công nghệ cấp Nhà nước, mã số KC09.06/06-
10, 2010.
erosion of the Mekong River delta to human
activities, Scientific Reports 5, 14745, 2015.
bình; (4) giai đoạn bồi tụ trầm tích hồi quy tạo
đồng bằng châu thổ thấp và lạch triều.
Một thế hệ giồng cát đặc trưng bởi tổ hợp
cộng sinh tướng cát giồng cát và tướng bột sét
bãi bồi châu thổ. Hiện nay đáy biển ven bờ
thuộc tiền châu thổ đang hình thành một hệ
thống cồn cát ngầm về phía nam tây nam các
cửa sông. Tính toán dựa trên tuổi các giồng cát
cổ cho phép dự báo trong khoảng 200 năm tới
cồn cát ngầm sẽ nổi cao như cồn cát ở đường
bờ hiện đại với độ cao khoảng 5m.
[6] Trung tâm Trắc địa Bản đồ biển là Bản đồ địa
hình đáy biển. Bản đồ địa hình đáy biển tỷ lệ
1/50.000 thuộc vùng lãnh hải.
[7] Erban, L.E., Steven M Gorelick, Howard A
Zebker,
Groundwater
extraction,
land
Lời cảm ơn
subsidence, and sea-level rise in the Mekong
Delta, Vietnam, Environmental Research
Letters. 9, 084010, 2014, (6 pp).
Nghiên cứu này được tài trợ bởi Trường
Đại học Khoa học Tự nhiên trong đề tài mã số
TN.17.14.
[8] Kondolf G.M, Annandale. G., Rubin Z. K.,
Sediment starvation from dams in the lower
Mekong River Basin: Magnitude of the effect and
potential mitigation opportunities, E-proceedings
of the 36th IAHR World Congress 28 June-3 July,
2015, The Hague, the Netherlands.
Tài liệu tham khảo
[9] Kondolf G. M., Rubin Z. K., and Minear J. T.,
Dams on the Mekong: Cumulative sediment
starvation, Water Resources Research, 50:1–12,
2014.
[10] Tran Nghi, Nguyen Dich Dy, Doan Dinh Lam,
Dinh Xuan Thanh, Nguyen Dinh Thai, Tran Thi
Thanh Nhan, Giap Thi Kim Chi, Nguyen Thi
Huyen Trang, Evolution of holocene depositional
environments in the coastal area from the Tien
river to the Hau river mouths. VNU Journal of
Science, Earth Sciences. Vol 26, No.4 (E.S),
2010, Page: 185-201.
[1] Tamura, T., Yoshiki Saito, Mark D. Bateman, V.
Lap Nguyen, T.K. Oanh Ta, Dan Matsumoto,
2012, 140–153.
[2] Tamura, T., Saito, Y., Nguyen, V.L., Ta, T.K.O.,
Le, M.D., Bateman, M.D., Matsumoto, D.,
Yamashita, S., Origin and evolution of
[11] Bộ Tài nguyên và Môi trường, Kịch bản biến đổi
khí hậu, nước biển dâng cho Việt Nam, NXB Tài
nguyên-Môi trường và Bản đồ Việt Nam, 2012.
[3] Đinh Xuân Thành, Nghiên cứu lịch sử tiến hóa
châu thổ ngầm sông Mekong trong Holocen phục
vụ phát triển bền vững. Đề tài khoa học công nghệ
cấp nhà nước, mã số KC09.13/11-15, 2015.
N.T.H. Trang và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 34, Số 2 (2018) 59-73
73
Sandy Ridges System Evolution of Mekong Delta, Southern
Vietnam and Its Role in Contructing History of Mekong Delta
in Late Holocene
Nguyen Thi Huyen Trang, Tran Nghi, Dinh Xuan Thanh,
Tran Thi Thanh Nhan, Nguyen Thi Tuyen
VNU University of science, 334 Nguyen Trai, Hanoi, Vietnam
Abtract: Sandy ridges sytem in the Mekong delta take an importance role in making progading
process of delta toward the sea from 5,000 years BP. The generations of sandy ridges are the imprints
of the ancient shoreline generations. There are five generations of sandy ridges with the age of 5,000
years, 2,500 years, 1,000 years, 500 years and finally the present sandy ridge which are forming at the
modern shoreline. The nearer to the sea is younger. Currently, a series of delta front bars is forming to
the south and southeast of river mouths. The delta front bar is predicted to reach 5m high in the next
200 years and connect to the mainland as the present sandy ridge, based on obsolute age data of the
ancient sandy ridges. At that time, the Mekong delta will enter a period of intense accretion and the
current delta front will turn into a lower delta plain. However, human activities such as hydropower
dam construction on the mainstream of the Mekong river and sand exploitation in river channel are
causing seriously decrease sediment discharge.
Keywords: Sandy ridge, delta front bar, Mekong delta, ancient shoreline.
15 trang
12/01/2024
24100
Free
Bạn đang xem tài liệu "Tiến hóa các hệ thống cồn cát và vai trò của chúng đối với lịch sử bồi tụ châu thổ sông Mekong trong holocen muộn", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- tien_hoa_cac_he_thong_con_cat_va_vai_tro_cua_chung_doi_voi_l.pdf
