Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu hóa thạch Tay cuộn Turne trong hệ tầng Phong Sơn (D3-C1 ps), vùng Phong Xuân, Thừa Thiên - Huế

Chia sẻ: Tri Tâm | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:82

Thêm vào BST

Báo xấu

20
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu các phức hệ hóa thạch Tay cuộn Turne trong hệ tầng Phong Sơn (D3 - C1 ps) vùng Phong Xuân, Thừa Thiên - Huế nhằm xác định hệ thống phân loại và khôi phục lại các đặc điểm cổ sinh thái, cổ môi trường, cổ địa lý của chúng. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu hóa thạch Tay cuộn Turne trong hệ tầng Phong Sơn (D3-C1 ps), vùng Phong Xuân, Thừa Thiên - Huế

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN _______________ Trịnh Thái Hà NGHIÊN CỨU HÓA THẠCH TAY CUỘN TURNE TRONG HỆ TẦNG PHONG SƠN (D3-C1 ps), VÙNG PHONG XUÂN, THỪA THIÊN - HUẾ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2020 1
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN _______________ Trịnh Thái Hà NGHIÊN CỨU HÓA THẠCH TAY CUỘN TURNE TRONG HỆ TẦNG PHONG SƠN (D3-C1 ps), VÙNG PHONG XUÂN, THỪA THIÊN - HUẾ Chuyên ngành: Địa chất học Mã số: 8440201.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG HƯỚNG DẪN KHOA HỌC GS. TS. Tạ Hòa Phương TS. Nguyễn Hữu Hùng Hà Nội – 2020 2
MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ...................................................................... 5 DANH MỤC HÌNH ẢNH .................................................................................... 5 DANH MỤC CÁC BẢNG ................................................................................... 6 MỞ ĐẦU............................................................................................................... 7 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT VÀ HÓA THẠCH TAY CUỘN TURNE VÙNG PHONG XUÂN, THỪA THIÊN – HUẾ................. 10 1.1. Đặc điểm tự nhiên, kinh tế, xã hội ..............................................................10 1.2. Đặc điểm địa chất, kiến tạo .........................................................................12 1.3. Nghiên cứu Tay cuộn Turne trong nước và trên thế giới ............................17 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........... 23 2.1. Cơ sở tài liệu................................................................................................23 2.2. Phương pháp nghiên cứu .............................................................................26 CHƯƠNG 3. ĐẶC ĐIỂM VÀ Ý NGHĨA TAY CUỘN TURNE VÙNG PHONG XUÂN, THỪA THIÊN – HUẾ ................................................................................ 33 3.1. Mô tả cổ sinh ...............................................................................................33 Bộ Strophomenida Öpik, 1934 .............................................................................33 Leptagonia analoga Phillips, 1836 ............................................................. 34 Bộ Productida Sarycheva và Sokolskaya, 1959 ...................................................36 Buxtonia sp. ................................................................................................. 37 Pustula abbotti Cambell, 1956 ................................................................... 38 Bộ Orthotetida Waagen, 1884 ..............................................................................42 Schellwienella cf. weaberensis Thomas, 1971 ........................................... 42 Schellwienella burlingtonensis Weller 1914 ............................................. 43 Serratocrista sp. .......................................................................................... 45 Schuchertella pseudoseptata Cambell, 1957 .............................................. 47 Bộ Orthida Schuchert & Cooper, 1932 ................................................................49 Rhipidomella michelini L'Eveille, 1835 ...................................................... 49 Schizophoria resupinata Martin, 1861 ...................................................... 51 3
Bộ Spiriferida Waagen, 1883 ...............................................................................52 Brachythyrina gobbetti Shi & Waterhouse, 1991 ....................................... 53 Unispirifer sp. ............................................................................................. 55 Fusella sp. ................................................................................................... 56 Bộ Spiriferinida Ivanova 1972 .............................................................................58 Syringothyris sp........................................................................................... 58 3.2. Ý nghĩa sinh địa tầng ...................................................................................59 3.3. Ý nghĩa cổ sinh thái .....................................................................................61 3.4. Ý nghĩa cổ địa lý – sinh vật .........................................................................63 KẾT LUẬN ......................................................................................................... 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................... 69 BẢN ẢNH VÀ CHÚ GIẢI ................................................................................. 76 4
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT b. Bản ảnh et. al. / và nnk. Và những người khác h. Hình tr. Trang tr.n Triệu năm DANH MỤC HÌNH ẢNH Tên Nội dung Trang Hình 1.1 Vị trí vùng nghiên cứu 7 Hình 1.2 Sơ đồ địa chất vùng Phong Xuân, Thừa Thiên Huế 14 Hình 2.1 Vị trí địa tầng chứa hóa thạch Tay cuộn Turne vùng Phong 20 Xuân, Thừa Thiên Huế Hình 2.2 Một số đặc điểm hình thái bên ngoài cơ thể Tay cuộn 23 Hình 2.3 Đặc điểm hình thái bên trong cơ thể Tay cuộn 23 Hình 3.1 Phân bố địa tầng Tay cuộn Turne trong hệ tầng Phong Sơn 54 Hình 3.2 Biểu đồ thể hiện thành phần giống Tay cuộn Turne vùng Phong 56 Xuân Hình 3.3 Bản đồ phục dựng cổ địa lý và sự phân bố địa lý của Tay cuộn 60 Turne vùng Phong Xuân và một số khu vực liên quan 5
DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu Nội dung Tr. Bảng 3.1 Kích thước các cá thể loài Leptagonia analoga Phillips, 1836 30 Bảng 3.2 Kích thước các cá thể loài Buxtonia sp. 32 Bảng 3.3 Kích thước các cá thể loài Pustulas abbotti Cambell, 1956 33 Bảng 3.4 Kích thước các cá thể loài Rugosochonetes sp. 35 Kích thước các cá thể loài Schellwienella cf. weaberensis Thomas, 27 Bảng 3.5 1971 Kích thước các cá thể loài Schellwienella burlingtonensis Weller 38 Bảng 3.6 1914 Bảng 3.7 Kích thước các cá thể loài Serratocrista sp. 40 Kích thước các cá thể loài Schuchertella pseudoseptata Cambell, 41 Bảng 3.8 1957 Bảng 3.9 Kích thước các cá thể loài Rhipidomella michelini L’ Eveille, 1835 44 Bảng 3.10 Kích thước các cá thể loài Schizophoria resupinata Martin, 1861 46 Bảng 3.11 Kích thước các cá thể loài Brachythyrina gobbetti Shi & 47 Waterhouse,1991 Bảng 3.12 Kích thước các cá thể loài Unispirifer sp. 49 Bảng 3.13 Kích thước các cá thể loài Fusella sp. 51 Bảng 3.14 Kích thước các cá thể loài Syringothyris sp. 53 Bảng 3.15 Phân bố địa lý hóa thạch Tay cuộn Turne vùng Phong Xuân ở một 59 số khu vực trên thế giới 6
MỞ ĐẦU Turne là một bậc thấp nhất hoặc kỳ cổ nhất trong thống/thế Missisipi của hệ/kỷ Carbon trong thang thời địa tầng Quốc tế. Trước bậc/kỳ Turne là bậc/kỳ Famen (Devon) và sau là bậc/kỳ Vise (Carbon). Kỳ Turne kéo dài từ 358,9 đến 346,7 triệu năm trước. (Cohen K.M. và nnk., 2013). Turne được đặt theo tên thành phố Tournai của Bỉ và được giới thiệu trong các tài liệu khoa học bởi nhà địa chất người Bỉ André Hubert Dumont vào năm 1832. Cơ sở của bậc Turne (cũng là cơ sở của hệ Carbon) là sự xuất hiện đầu tiên của hóa thạch răng nón Siphonodella sulcata. Mặt cắt chuẩn toàn cầu của bậc Turne gần đỉnh đồi La Serre, vùng Cabrières, thuộc Montagne Noire (miền Nam nước Pháp). (Paproth E. và nnk., 1991). Tay cuộn (Brachiopoda) thuộc nhóm động vật không xương sống (Inverterbrate), sống ở biển, có vị trí phân loại trung gian giữa nhóm Động vật miệng nguyên sinh và Động vật miệng thứ sinh. Nhìn bề ngoài, chúng có hình dạng gần gũi với Động vật thân mềm hai mảnh vỏ (Bivalvia). Cơ thể của chúng được cấu tạo bởi hai mảnh vỏ cứng có hình dạng khác nhau, bao bọc lấy cơ thể mềm ở bên trong. Những đại diện đầu tiên của Tay cuộn được ghi nhận từ đầu kỷ Cambri (541 triệu năm trước). Hóa thạch Tay cuộn đóng vai trò quan trọng, không những định tuổi cho các trầm tích thuộc các kỷ từ Cambri đến Permi, mà nó còn là nhóm hóa thạch được coi như “hàn thử biểu” về sự thay đổi khí hậu trong suốt Đại cổ sinh. Dựa vào hóa thạch Tay cuộn, người ta có thể tái tạo được hoàn cảnh cổ địa lý của từng khu vực biển cổ trên thế giới trong suốt Đại cổ sinh. 1. Tính cấp thiết Hóa thạch Tay cuộn cho tuổi Turne được phát hiện ở nhiều nơi trên thế giới thuộc các bộ Lingulida, Craniida, Dictyonelida, Craniopsida, Orthotetida, Strophomenida, Productida, Orthida, Rhynchonellida, Terebratulida, Athyridida, Spiriferida và Spiriferinida. Ở Việt Nam, hóa thạch Tay cuộn Turne đã được phát hiện bao gồm các bộ Lingulida, Orthotetida, Strophomenida, Productida, Orthida, Rhynchonellida, Terebratulida, Athyridida và Spiriferida. Các hóa thạch này đóng vai 7
trò quan trọng trong phân loại địa tầng Carbon hạ ở các khu vực Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ. Vùng Phong Xuân thuộc huyện Phong Điền là một huyện nằm ở phía bắc tỉnh Thừa Thiên - Huế, giáp với tỉnh Quảng Trị và thị xã Hương Trà (hình 1). Trong các vùng, các hóa thạch Tay cuộn Turne lần đầu tiên được Nguyễn Hữu Hùng (Nguyễn Hữu Hùng và nnk., 2018) phát hiện trong trong các tập đá phiến sét đen, sét vôi xen với đá vôi thuộc phần trên của tập Hiền An (D3 - C1 ha). Các hóa thạch này gồm các bộ Strophomenida, Productida, Spiriferida và Athyridida bảo tồn khá tốt về đặc điểm hình thái bên ngoài, cấu trúc vỏ, cấu tạo bờ khớp và cấu tạo bên trong của vỏ. Đây là những tài liệu cơ sở cho công tác nghiên cứu hình thái Tay cuộn Turne ở khu vực Bắc Trung Bộ. Các nghiên cứu hiện nay về Tay cuộn Turne trong tập Hiền An (D3-C1 ha) mới dừng lại ở việc phân loại ở cấp giống nên việc liên hệ và so sánh đặc điểm hình thái cũng như đặc điểm cổ môi truờng chưa được đầy đủ. Nghiên cứu Tay cuộn Turne trong tập Hiền An vùng Phong Xuân làm rõ đặc điểm hình thái, ý nghĩa địa tầng, cổ sinh thái, cổ môi trường và cổ địa lý của chúng, bổ sung vào ý nghĩa địa tầng và cổ sinh của hệ tầng Phong Sơn (D3 - C1 ps). 2. Tên đề tài nghiên cứu: Nghiên cứu hóa thạch Tay cuộn Turne trong hệ tầng Phong Sơn (D3-C1 ps), vùng Phong Xuân, Thừa Thiên - Huế. 3. Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu các phức hệ hóa thạch Tay cuộn Turne trong hệ tầng Phong Sơn (D3 - C1 ps) vùng Phong Xuân, Thừa Thiên - Huế nhằm xác định hệ thống phân loại và khôi phục lại các đặc điểm cổ sinh thái, cổ môi trường, cổ địa lý của chúng. Phạm vi nghiên cứu của đề tài là toàn bộ hóa thạch Tay cuộn trong các đá trầm tích tuổi Turne của hệ tầng Phong Sơn, vùng Phong Xuân, Thừa Thiên - Huế. 4. Nội dung nghiên cứu Tổng hợp tài liệu về địa chất và hóa thạch Tay cuộn Turne qua các thời kỳ nghiên cứu khác nhau ở vùng Phong Xuân, Thừa Thiên – Huế. Nghiên cứu đặc điểm hình thái các phức hệ Tay cuộn Turne trong hệ tầng Phong Sơn (D3-C1 ps) vùng Phong Xuân, Thừa Thiên – Huế. 8
5. Cấu trúc luận văn Luận văn đươ ̣c triǹ h bày trong 62 trang đánh máy vi tính với 15 bảng, 7 hin ̀ h ảnh và 7 bản ảnh kèm theo. Cấ u trúc của luận văn không kể phầ n ở đầ u và kế t luâ ̣n gồm các phầ n sau: Chương 1. Tổ ng quan về đặc điểm địa chất và hóa thạch Tay cuộn Turne vùng Phong Xuân, Thừa Thiên – Huế. Chương 2. Cơ sở tài liệu và phương pháp nghiên cứu. Chương 3. Đặc điểm và ý nghĩa tay cuộn turne vùng Phong Xuân, Thừa Thiên – Huế. Luận văn được hoàn thành tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội (334 Nguyễn Trãi, Thanh Xuân, Hà Nội). Tác giả xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Khoa Địa chất; Ban lãnh đạo Bảo tàng Thiên nhiên Việt Nam đã tạo điều kiện cho học viên hoàn thành khóa học và giúp đỡ trong quá trình nghiên cứu. Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn TS. Nguyễn Hữu Hùng, người hướng dẫn khoa học cho bản luận văn tốt nghiệp này. Mẫu vật được sử dụng trong luận văn thuộc bộ mẫu của Dự án thành phần: “Xây dựng Bộ sưu tập mẫu Cổ sinh Việt Nam, Mã số BSTMV.28/15-18, thuộc Dự án Xây dựng Bộ sưu tập mẫu vật Quốc gia về Thiên nhiên Việt Nam. Xin trân trọng cảm ơn ThS. Doãn Đình Hùng và các anh chị đồng nghiệp thuộc Bảo tàng Thiên nhiên Việt Nam đã hỗ trợ mẫu vật và giúp đỡ học viên trong quá trình nghiên cứu. Trân trọng cảm ơn PGS. TS. Toshifumi Komatsu, trường Đại học Kumamoto, Nhật Bản đã hướng dẫn và giúp đỡ học viên trong quá trình gia công và làm khuôn đúc cho mẫu vật. Xin trân trọng cảm ơn quý thầy cô, anh, chị, bạn bè đồng nghiệp đã góp ý, giúp đỡ và hỗ trợ để học viên hoàn thành luận văn tốt nghiệp. 9
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT VÀ HÓA THẠCH TAY CUỘN TURNE VÙNG PHONG XUÂN, THỪA THIÊN – HUẾ 1.1. Đặc điểm tự nhiên, kinh tế, xã hội 1.1.1. Vị trí địa lý Phong Điền là huyện nằm ở cửa ngõ phía Bắc tỉnh Thừa Thiên Huế, rộng 953,751 km2, gần bằng 1/5 diện tích tự nhiên của tỉnh, có tọa độ địa lý (chỉ tính đất liền) từ 16020'55'' đến 16044'30'' vĩ Bắc và 10703'00'' đến 107030'22'' kinh Đông. Phía Bắc huyện huyện Phong Điền giáp huyện Hải Lăng tỉnh Quảng Trị; về phía Tây, Tây Nam và phía Nam, Phong Điền giáp hai huyện Đakrông và A Lưới; về phía đông và đông nam, giáp hai huyện Quảng Điền và Hương Trà; phía đông bắc giáp biển Đông với đường bờ thẳng tắp theo hướng tây bắc - đông nam trên chiều dài gần 16 km. Vùng nghiên cứu nằm chủ yếu trong địa phận xã Phong Xuân, sát với thị trấn Phong Điền hô ̣i tụ khá đầ y đủ các điề u kiê ̣n, yế u tố cầ n và đủ về vi ̣ trí điạ lý, đặc biê ̣t là đường bô ̣ để phát triể n kinh tế - xã hô ̣i nhanh và bề n vững, từng bước phát triể n trở thành đô thi ̣trung tâm của tỉnh. (hình 1.1) Hình 1.1. Vị trí vùng nghiên cứu 10
1.1.2. Địa hình, địa mạo Vùng nghiên cứu thuộc địa hình đồi núi trung bình và thấp của huyện Phong Điền, có độ cao từ 50m đến 550m; nằm ở vị trí trung gian chuyển tiếp giữa dạng địa hình núi cao và ven biển; được cấu thành từ các đá phiến sét, cát kết, bột kết và đá vôi có tuổi từ Ordovic đến Carbon. Từ tây sang đông thể phân ra một số dạng địa hình như sau: - Địa hình núi đất: Gồm chủ yếu là các đồi đá lục nguyên của hệ tầng Tân Lâm (D1 tl) và Long Đại (O1-S lđ) và vỏ phong hóa granit có độ cao trung bình 150-400m, độ dốc thấp, phân bố ở rìa phía tây- tây nam các xã Phong Mỹ, Phong Xuân, Phong Sơn. Tuy núi không cao nhưng địa hình bị chia cắt dữ dội, mật độ sông suối dày và độ dốc địa hình lớn, nên hiện tượng xói mòn, rửa trôi đất xảy ra mạnh. Địa hình bị chia cắt bởi khe suối dày đặc cũng gây trở ngại cho việc giao thông đi lại trong vùng. - Địa hình đồng bằng: Đồng bằng phù sa chiếm phần lớn diện tích vùng nghiên cứu, phân bố từ Phong Hiền đến Phong An sang Phong Sơn, Phong Xuân bao trùm lên toàn bộ lưu vực nhánh sông Ô Hô ở hữu ngạn sông Bồ. Địa hình đồng bằng này có dạng hình cánh quạt, nằm giữa vùng núi thấp phía Tây và vùng đồi thấp ven Quốc lộ IA thuộc xã Phong An. Dạng địa hình này thích hợp cho người dân trồng lúa nước và cây ăn quả. 1.1.3. Mạng lưới sông suối Vùng nghiên cứu chịu tác động chủ yếu của hệ thống Sông Hương. Hệ thống Sông Hương có 3 nhánh chính là Tả Trạch, Hữu Trạch và sông Bồ, trong đó Sông Bồ bắt nguồn từ vùng núi huyện A Lưới, chảy qua các huyện Hương Trà, Phong Điền, Quảng Điền và nhập vào Sông Hương ở ngã ba Sình rồi đổ vào phá Tam Giang và chảy ra biển. Hệ thống Sông Hương có dạng hình nan quạt, sông ngắn và dốc. Điều này tạo cho vùng nghiên cứu có địa hình là các đồng bằng nhỏ và hẹp với toàn lưu vực, có độ cao từ 0m-10m không bằng phẳng, bị chia cắt bởi nhiều kênh rạch. Do thượng lưu ngắn và dốc nên khi có mưa lũ, nước tập trung và chảy rất nhanh về hạ lưu, gây ngập lụt nghiêm trọng. (Đỗ Nam và nnk., 2004) 1.1.4. Kinh tế, xã hội Vùng nghiên cứu phát triển các lĩnh vực kinh tế chủ yếu ở các ngành nông nghiệp, công nghiệp – tiểu thủ công nghiệp, thương mại – dịch vụ. Lĩnh vực nông nghiệp với 11
trọng điểm là cấy các giống lúa chất lượng cao kết hợp với các cây trồng khác như lạc, ngô, sắn, ớt cho sản lượng cao; phát triển chăn nuôi theo hướng trang trại, gia trại; đánh bắt thủy hải sản. Hoạt động tiểu thủ công nghiệp và ngành nghề được quan tâm bước đầu triển khai đầu tư hạ tầng điểm tiểu thủ công nghiệp ở một số xã. Lĩnh vực Thương mại – dịch vụ: đã hình thành hệ thống thương mại, tín dụng chất lượng cao tại trung tâm thương mại An Lỗ, thị trấn Phong Điền và đang xây dựng kết nối các tour, tuyến du lịch dựa vào cộng đồng. Đã xây dựng hoàn thiện phương án chuyển đổi mô hình quản lý, kinh doanh khai thác chợ đối với chợ Phò Trạch; xây dựng phương án chuyển đổi mô hình chợ Điền Hải. Chỉ đạo đẩy nhanh tiến độ xây dựng Chợ Điền Hải; tiếp tục kêu gọi đầu tư để đầu tư chợ An Lỗ, xã Phong Hiền. Lĩnh vực giáo dục và y tế và văn hóa thông tin đang từng bước phát triển, toàn huyện Phong Điền đã có 46/72 đơn vị trường học trên địa bàn được công nhận đạt chuẩn Quốc gia (đạt 63,9%); Tiếp tục thực hiện việc khám, chữa bệnh và chăm sóc sức khỏe cho nhân dân, công tác khám chữa bệnh bảo hiểm y tế người nghèo và khám chữa bệnh miễn phí cho trẻ em dưới 06 tuổi được tiến hành đảm bảo. Chỉ đạo thực hiện tốt công tác bảo tồn các giá trị văn hóa; Công tác thông tin, tuyên truyền phục vụ các nhiệm vụ chính trị của địa phương, các ngày lễ lớn của dân tộc, quảng bá các sản phẩm du lịch sẵn có của địa phương nhằm kêu gọi đầu tư để phát triển du lịch mạnh hơn nữa trong thời gian tới. Hoàn chỉnh dự án “Điều tra, đánh giá tiềm năng cho phát triển du lịch, nghỉ dưỡng ở khu vực phía Đông Bắc huyện Phong Điền” 1.2. Đặc điểm địa chất, kiến tạo 1.2.1. Địa tầng Giới Paleozoi a. Hệ Ordovic, thống hạ - hệ Silur, hệ tầng Long Đại Đặc trưng thạch học của hệ tầng Long Đại là gồm trầm tích lục nguyên có cấu tạo phân nhịp, phân dải, xen kẹp đá phun trào trung tính đến axit. Những đặc điểm đó không có ở hệ tầng A Vương (ε2 – O1 av) nằm không chỉnh hợp dưới và hệ tầng Đại Giang (S dg) nằm không chỉnh hợp trên hệ tầng Long Đại. Hệ tầng Long Đại phân bố ở phần phía bắc và đông bắc cấu trúc A Vương - Long Đại. Hệ tầng Long Đại (O1 –S 12
ld): Hệ tầng Long Đại lộ ra với diện tích khá lớn ở phía tây bắc vùng nghiên cứu gồm 2 phần - Phần dưới: Chiều dày 800-900m chia ra thành 4 tập: Tập 1: Cát kết ít khoáng, bột kết cấu tạo phân dải phân lớp trung bình đến dày màu xám sẫm, xám đen, dày trên 300m. Tập 2: Bột kết cấu tạo phân dải, đá phiến sét sericit, bột kết,cát kết ít khoáng phân lớp mỏng đến dày màu xám sẫm. Dày 140m. Tập 3: Cát bột kết, cát kết hạt không đều, phân lớp trung bình xen đá phiến sericit. Dày 130m. Tập 4: Cát kêt,bột kết phân lớp trung bình, đá phiến sét- sericit màu xám nhạt. Dày 300-350m. - Phần trên: Chiều dày 330m chia ra thành 3 tập: Tập 1: Đá phiến sericit – clorit, cát bột kết hạt trung, phân lớp dày, màu xám nhạt. Phần dưới là lớp đá phiến sét – sericit màu đen. Dày 150m. Tập 2: Bột kết cấu tạo phân dải, sét bột kết xen cát kết ít khoáng, phân lớp trung bình, màu xám, xám đen. Dày 80m. Tập 3: Bột kết, cát kết phân lớp dày màu xám nhạt, sét kết chứa bột phân lớp mỏng hơn, màu xám đen chứa vi bào tử. Hệ tầng Long Đại trong vùng nghiên cứu nằm bất chỉnh hợp dưới hệ tầng Tân Lâm (D1 tl). b. Hệ Devon thống hạ, hệ tầng Tân Lâm (D1 tl) Hệ tầng Tân Lâm lộ với hai dải song song ở trung tâm vùng nghiên cứu. Với diện phân bố rộng, hệ tầng được phân ra thành ba tập: Tập 1: Cát kết hạt thô, cát thạch anh dạng quarzit phân lớp dày, xen kẹp ít bột kết phân lớp mỏng hơn màu tím, tín nâu; cát kết ít khoáng, phân lớp trung bình xen bột kết, đá phiên sét – sericit màu tím, tím nhạt. Dày 260m. Tập 2: Đá phiến sét, sét kết chứa bột, đá phiến sét – sericit, bột kết màu tím nhạt, phong hóa màu vàng nhạt, trắng; bột kết, sét kết chứa bột phân lớp mỏng đến 13
trung bình, đá phiến sét – sericit, ít cát kết. Đá có màu tím nhạt, tím đỏ; đá phiến sét – sericit, đá phiến sét, sét kết chứa bột, cát bột kết phân lớp mỏng đến trung bình màu tím nhạt. Bề dày tập 300m. Tập 3: Cát bột kết ít khoáng, sét kết chứa bột, ít đá phiến sét – sericit và ít cát kết thạch anh dạng quarzit, đá có màu tím, tím nhạt. Dày 115m. Hệ tầng Tân Lâm (D1-2 tl) nằm bất chỉnh hợp trên hệ tầng Long Đại (O1 –S ld), quan hệ kiến tạo dưới hệ tầng Phong Sơn (D3-C1 ps). c. Hệ tầng Phong Sơn (D3-C1 ps) Hệ tầng Phong Sơn phân bố ở Thừa Thiên - Huế, phần lớn bị trầm tích Đệ tứ phủ, diện lộ tự nhiên không nhiều, chỉ ờ dạng lỏm chỏm các khối đá vôi. Tuy nhiên, theo các tài liệu lỗ khoan thăm dò nước của Đoàn 708 cũng như qua kliai thác đá vôi và ở các hố bom từ thời chiến tranh chống Mỹ, có thể thấy hệ tầng Phong Sơn có diện phân bố khá rộng. Hệ tầng phân bố thành dải, rộng 3 - 5 km, kéo dài trên 30km theo hướng tây bắc đông nam, từ phía nam thành phố Huế qua Văn Xá, Thanh Tân đến Hoà Mỹ. Phía tây nam bị phân cách với cát kết màu đò của hệ tầng Tân Lâm bằng đứt gãy hướng tây bắc - đông nam, phía đông bấc bị cuội, sạn, bột kết Đệ tứ phù và một phần bị phủ do cát kết màu đỏ cùa hệ tầng Tân Lâm. Hệ tầng được Nguyễn Hữu Hùng và nnk. (1997) mô tả với hai tập chính danh là tập Văn Xá và tập Hiền An. Vùng nghiên cứu có mặt đầy đủ cả hai tập với diện lộ không lớn. Tập Văn Xá (D3fm ). Mặt cắt đầy đù nhất của tập Văn Xá lộ ra trong một moong khai thác đá tại làng Văn Xá (x = 16°29’30"; y = 107°29’00"), cách nhà máy xi măng Kim Đinh 0,5 km về phía nam. Đường kính moong khai thác khoảng 400m, ở dộ sâu 10- 15m dưới lớp phủ Đệ tứ. Mặt cắt ở sườn đông của moong khai thác lộ ra như sau: 1. Đá vôi sét màu xám tro, phân lớp trung bình hoá thạch khá phong phú. Lớp thấp nhất cùa mặt cắt chứa Tay cuộn Yunnanellina cf. hanburyi, Yunnanlla sp., Cyrtiopsis sp., Uchtospirifer sp., Athyris concentrica, Moneiasma cf. deschayesir, Chân bụng Bellerophon sp., Pseuciozigopleura sp. Các lớp giữa có Yunncmella ksikwangshaensis, Monelasma sp., Semiproducts sp., Anatrypa sp., 14
Leiorhynchus sp., Plectorhynchella sp., Martìnothyris sp. Các lớp trên cùng có Tertticospirifer tenticulum, Protathvris sp., Reflexia sp., và nhiều di tích Huệ biển, Chân rìu, San hô bốn tia. Bề dày 200 m. 2. Đá phiến sét đen, phong hoá có màu vàng nhạt bị ép mạnh, giòn, dễ vỡ vụn. Be dày 50m. 3. Đá vội sét xám sáng, phân lớp 2 - 3 cm, xen kẽ gần như luân phiên các lớp mòng đá phiến sét. Đã phát hiện hoá thạch Tay cuộn kích thước nhò và bảo tồn nguyên vẹn Plecturhynchella perchaensis. Phù không chỉnh hợp lên trên là cuội, sạn, sét, bột Đệ tứ. Bề dày 30m. Tập Hiền An (D3-C1). Tập mang tên làng Hiền An, xã Phong Sơn, huyện Phong Điền, tinh Thừa Thiên - Huế, nơi có mặt cắt lộ ra đầy đủ nhất cùa tập. Mặt cắt chuẩn ở cánh đồng phía tây làng Hiền An (x = 16°30’; y = 107°22’) có trình tự địa tầng như sau: 1. Đá vôi xám đen, phân lớp trung bình đến dày, phong phú hoá thạch Trùng lỗ Septabrunsiina cf. minuta, s. cf. rauserae, s. cf. primeva, Chernyshinellal ex gr. Subplanispiralis; Lỗ tầng Pseudolabechia huanjangensis, Rosenella miniarensis; San hô Syringopora reticulata, s. geniculata var. haiphongensis, s. disions, Cystophrentis kolaohoensis, c . roniewiczae, c . grandis, c . sp.;. Tập hợp hoá thạch trên clio tuổi Famen muộn. Bề dày 150m. 2. Đá vôi xám đen xen các lớp mỏng silic hoặc các ổ silic clúra San hô tuổi Tournai Syringopora sp., Pseudouralinia sp. Be dày 50 m. 3. Đá vôi xám đen, phân lớp trung bình, xen các lớp sét ; chứa Trùng lỗ Tournai Septabrumiima kazakhtanica, Septatournayella cf. segmenlata, Chernyshnella sp.,. Bề dày 150 m. Cách làng Hiền An 1,5 km về phía đông bắc, trong một hố bom đường kính 10 m, lộ đá vôi màu xám đen chửa phong phú lioá thạch tuổi Famen muộn (ứng với phần thấp cùa tập Hiền An), gồm Trùng lỗ Septabrusiina kinginica, Septatournayella ? sp., Chernvshinella sp.; Lỗ tầng Rosenella miniarensis; San hô Cystophrentis grandis, Syringopora distans, s. reticulata. Quan hệ địa tầng và tuổi. Hệ tầng Phong Sơn có quan hệ địa tầng không rõ ràng với hệ tầng Cồ Bi. Tại một số nơi phía tây nam kinh thành Huế và ờ vùng sân bay Hoà Mỹ, 15
hệ tầng dường như nằm dướị hệ tầng c ổ Bi, còn ở mặt cắt Thanh Tân - Hiền An hệ tầng Phong Sơn nằm trên hệ lang Tân Lâm nhưng là quan hệ kiến tạo. Hầu hết các nhóm hoá thạch trong tập Văn Xá thuộc đới phức hệ Yunnanella Yunnanellina cho tuổi Famen sớm - giữa. Các hoá thạch Sưu tập được trong tập Hiền An thuộc đới phức hệ Cystophrentis cho tuổi Famen muộn và Seplalournayella, Septabrumilina là thành phần cùa đới Tournayella - Chernyshinella đặc trưng cho Turne sớm. Như vậy tuổi chung của hệ tầng Phong Sơn là Famen (Devon muộn) – Turne (Carbon sớm). d. Trầm tích Đệ tứ không phân chia. Trầm tích Đệ tứ phủ với diện tích khá lớn ở phía đông bắc và trung tâm vùng nghiên cứu với thành phần cát, bột bở rời, bề dày thay đổi từ 1 – 15m. 1.2.2. Magma Phức hệ Bà Nà (γK2 bn) Khối granitoit Bà Nà có dạng đẳng thước với diện lộ khoảng 30 km2 . Thành phần thạch học của granitoit Bà Nà chủ yếu gồm các đá granit biotit hạt vừa-lớn được xếp vào pha 1. Các đá granit sáng màu hạt nhỏ-vừa của pha 2 có dạng khối nhỏ phân bố dọc theo các đứt gãy phương đông bắc-tây nam. Chúng xuyên cắt các đá của pha xâm nhập chính. Trong vùng gặp nhiều mạch thạch anh-muscovit xuyên cắt các đá pha 1 và đá vây quanh. Các mạch này rộng từ vài cm đến vài mét, kéo dài hàng chục mét. Phức hệ Quế Sơn (δγ P2-T1 qs) Phức hệ Quế Sơn gồm 4 pha : - Pha 1: Gabrodiorite, diorite hornblend, diorite thạch anh, hornblend có biotit. - Pha 2: Có thành phần là granodiorite hornblend, hạt nhỏ và vừa sáng màu. - Pha 3: Granit biotit sáng màu - Pha 4: Đá mạch: spersactit, granitaplit và diabas. Trong vùng nghiên cứu, các khối xâm nhập phức hệ Quế Sơn bao gồm các đá gabbro diorite hạt nhỏ dạng méo mó và các dike gabbrodiabas. Các đá xuyên cắt khiến cho các đá của hệ tầng Long Đại (O3- S ld) bị sericit, chlorit hóa mạnh, các lớp đá sét đen xâm tán dày đặc pyrit… 16
1.2.3. Kiến tạo Vùng nghiên cứu chịu tác động của hai hệ thống đứt gãy chính bao gồm hệ thống đứt gãy phương tây bắc – đông nam và hệ thống đứt gãy phương đông bắc – tây nam. Các hệ thống đứt gãy này bao gồm hàng loạt các đứt gãy nhỏ, gần như song song nhau làm thay đổi trầm tích địa tầng, biến đổi các đá có trước và định hình cấu trúc chung của vùng nghiên cứu. 1.3. Nghiên cứu Tay cuộn Turne trong nước và trên thế giới 1.3.1. Nghiên cứu Tay cuộn Turne trên thế giới Các hóa thạch Tay cuộn Turne đã được nghiên cứu từ những năm đầu của thế kỷ 19, trong đó nổi bật là các mô tả về Tay cuộn trong đá vôi ở Anh và Ailen của Phillips (1836) và M’Coy (1844). Các loài Tay cuộn được mô tả dưới các tên gọi: Producta (=Leptagonia), Spirifera (=Schellwienella), Orthis (=Rugosochonetes), Terebratula (=Rhipidomella). Sang thế kỷ 20, việc nghiên cứu và phân loại Tay cuộn Turne trên thế giới phát triển mạnh mẽ ở hầu hết các nước trên thế giới. Các phức hệ hóa thạch Tay cuộn này đã được mô tả và phân loại theo hệ thống phân loại của Liên bang Xô Viết năm 1960 gồm 2 lớp, 15 bộ và hệ thống phân loại của Hoa Kỳ gồm 3 lớp, 13 bộ (Morre R. C.,1965); với các dạng Tay cuộn có khớp thuộc các bộ Athyridida, Orthida, Rhynchonellida, Strophomenida và Spiriferida cùng với các hóa thạch Trùng lỗ và Răng nón. (Girty G. H.,1904, Weller S.,1914, Weller J. M.,1931, Demanet F., 1934, Cambell K. S. W.,1956, 1957, Amsden T. W.,1958, Gobbet D. J.,1963, Rodriguez J., Gutschick R. C.,1967, Brunton C.H.C.,1968, 1974, 1984, Robert J.,1971, McIntosh, 1974, Hance L., và nnk., 1993, Watkins, 1974). Từ những năm cuối cùng của thế kỷ 20 đến nay, cùng với sự hình thành và phát triển hệ thống phân loại Tay cuộn “hiện đại” của Mỹ gồm 3 phụ ngành Linguliformea, Craniiformea và Rhynchonelliformea (Williams A. et. al, 2000), các nghiên cứu về Tay cuộn Turne phát triển mạnh ở nhiều nước trên thế giới trong đó có Trung Quốc, Autralia và một số nước Châu Âu. Các dạng Tay cuộn Turne đã được mô tả khá đa dạng tuy nhiên đa số các loài được mô tả thuộc về bộ Strophomenida, Productida, Spiriferida và Athyridida. (Balinski A.,1999, Chen Z. Q và nnk, 1999, 2000, 2003, 17
2004; Shi G.R. và nnk.,2005, Sun Y. và Baliński A., 2008, Quiao L., Shen S. Z., 2012, Isaacson P. E., Dutro J. T., 1999, Mottequin B., 2010, 2014, 2015, 2017). 1.3.2. Nghiên cứu hóa thạch Tay cuộn Turne ở Việt Nam. Ở Việt Nam, các phức hệ hóa thạch Carbon hạ đã được nghiên cứu từ cuối thế kỷ 19 đầu thế kỷ 20 bởi nhà địa chất người pháp Mansuy H. (1913). Trong đó, ông đã mô tả một số loài của họ Rhynchonelata. Fromaget (1927) trong nghiên cứu địa chất khu vực phía bắc miền Trung Đông Dương xác định các dạng Tay cuộn Turne gồm: Productus aff. plicatilis, P. aff. caringtoniana, Spirifer cf. duplicstatus (vùng Thanh Lạng); Productus sp., spiriferina octoplicata, Tylothyris cf. laminosa (vùng Pa Kung); Martinia glabra, Spirifer cf. keokuk (vùng Muong Kam Keut); Reticularia elliptica, Spirifer aff. undifer, Athyris expansa, Strophalosia productoides, Productella cf. subacuteata, P. cf. lachrymosa, Productus cf. plicatilis, P. cf. carringtoniana, Chonetes cf. dalmaniana (vùng Quì Đạt) và Brachymetopus sp., Productus cf. plicatilis, Athyris cf. ambigua, Schizophoria cf. resupinata, Spirifer cf. subconvotulus, Schellwienella crenistria, Chonetes sp., (vùng Chúc A). Ở miền Bắc và Bắc Trung Bộ Việt Nam, hóa thạch Tay cuộn Turne cũng được Dương Xuân Hảo, Nguyễn Đình Hồng mô tả gồm Schiziphoria aff. shubarica, Plicatifera aff. nigerina, Overtonia sp., Donella aff. minima Rotai, Camarotoechia aff. baitalensis, Athyris cf. sulcifera (trong hệ tầng Tốc Tát (D3 - C1 tt) vùng Bằng Ca, Cao Bằng) và Fusella cf. tornacensis (trong hệ tầng Hạ Long (C1 hl) ở đảo Cát Bà, Hải Phòng). (Dương Xuân Hảo,1980). 18
19
Hình 1.2. Sơ đồ địa chất vùng Phong Xuân, Thừa Thiên Huế (trích lược từ bản đồ 1:50000 nhóm tờ Thừa Thiên Huế, Phạm Huy Thông và nnk., 1997) 20