XÂY DỰNG ĐIỀU KIỆN CỔ ĐẠI DƯƠNG DỰA VÀO CÁC DỮ LIỆU ĐỊA HÓA TỪ TRẦM TÍCH KỶ TAM ĐIỆP KHU VỰC BẮC TRUNG BỘ
Nhóm tác giả: Hà Thị Như Thủy, Hideko Takayanagi, Katsumi Ueno, Yoshihiro Asahara, Koshi Yamamoto, Yasufumi Iryu
Quần thể danh thắng Tràng An phân bố gần rìa phía nam của Đồng bằng sông Hồng được UNESCO công nhận là di sản văn hóa và thiên nhiên thế giới. Sự đa dạng địa chất và địa mạo hiện diện tại Quần thề danh thắng này là kết quả từ các hoạt động địa chất liên tục qua hàng trăm triệu năm từ kỷ Tam Điệp đến Đệ Tứ. Bên cạnh đó, một số lượng lớn đá vôi ở khu vực lân cận có chất lượng tốt cũng được khai thác làm vật liệu xây dựng. Chính vì tầm quan trọng về du lịch, khoáng sản và ý nghĩa khoa học của khu vực mà các nhà địa chất Việt Nam và Nhật Bản đã tiến hành nghiên cứu các yếu tố địa tầng trong loạt đá cacbonat nhằm xác định điều kiện cổ môi trường, cổ đại dương đã xảy ra trong thời kỳ giữa kỷ Tam Điệp (cách đây 247 triệu-237 triệu năm) khu vực Bắc Trung Bộ Việt Nam. Đáng chú ý, nền đá cacbonat này nằm ở rìa phía bắc mảng Indochina và Nam Trung Hoa là một trong những yếu tố quan trọng để xây dựng lại điều kiện sinh-địa lý cổ của vùng biển Paleo-Tethys.
Hơn 300 mẫu đá được thu thập để tiến hành phân tích tướng đá, thành phần khoáng vật cũng như phân tích đồng vị bền Carbon-13, Oxy-16, Strontium-87 và thành phần nguyên tố vi lượng. Các nhà khoa học nghiên cứu được rằng loạt đá cacbonat bao gồm 6 lớp thạch địa tầng từ dưới lên bao gồm lớp 1 - đá vôi phủ cát, lớp 2 - đá pack giàu peloids xen lẫn lớp vi trùng, lớp 3 - đá pack giàu peloids và đá float dạng tảo u (oncoid), lớp 4 - đá pack giàu mảnh vi sinh vật và peloids, lớp 5 - đá pack giàu peloids với lượng lớn mảnh vi sinh vật và vi trùng, trên cùng là lớp 6 - đá pack giàu peloids với các mảnh vi sinh vật.
Hình ảnh một số hóa thạch Trùng lỗ quan trọng tìm được trong các đá ở khu vực nghiên cứu giúp xác định tuổi của đá thành tạo
Nhóm nghiên cứu luận giải rằng phần cát kết ở lớp 1 và lớp 2 cùng với đá tối màu là do loạt cacbonat được cung cấp các vật liệu do đất trong giai đoạn đầu thành tạo loạt đá. Các đá hạt mịn chiếm ưu thế từ lớp 2 đến lớp 6 và sự dồi dào của đá dạng tảo u đề xuất rằng loạt đá cacbonat hình thành trong môi trường tích tụ năng lượng thấp. Đáng chú ý là lớp 4 đến lớp 6 có nhiều tảo dasycladalean chứng minh môi trường tích tụ đá nằm ở đầm phá rạn sau ám tiêu (back-reef lagoon).
Thông qua các dữ liệu địa hóa, các nhà khoa học nhận định rằng giá trị đồng vị Strontium-87 của loạt đá trong khu vực nghiên cứu lớn hơn nhiều so với giá trị Strontium-87 trong nước biển toàn cầu giai đoạn giữa kỷ Tam Điệp. Trong khi đó, giá trị đồng vị Oxy-18 thấp được luận giải là do quá trình tạo đá đã làm hợp phần đồng vị này biến đổi, không giữ được giá trị ban đầu. Chuỗi đồng vị Carbon-13 của phần địa tầng dưới và giữa thể hiện sự tăng nhẹ theo hướng đi lên, sau đó giảm đều dần dần. Khuynh hướng chuỗi đồng vị Carbon-13 của hai phần này trong loạt đá cacbonat khu vực Bắc Trung Bộ Việt Nam có thể tương quan với các giá trị ở khu vực Nam Trung Quốc và Romania. Phần trên của chuỗi Carbon-13 được đặc trưng bởi sự giảm xuống rõ rệt có khả năng do thay đổi trong quá trình hóa đá của trầm tích. Nghiên cứu này cung cấp chuỗi dữ liệu địa tầng hóa học đầu tiên cho đá cacbonat giai đoạn giữa kỷ Tam Điệp khu vực Bắc Trung Bộ Việt Nam.
Đáng chú ý, địa tầng đồng vị Carbon-13 của đá cacbonat vùng biển nông cung cấp hồ sơ về những thay đổi trong quá khứ của chu trình carbon toàn cầu và nó đóng vai trò như một công cụ hữu ích cho đối sánh địa tầng. Nhóm nghiên cứu này đang tiếp tục thực hiện các dự án cho các khu vực khác nhau trên thế giới nhằm mục đích xây dựng điều kiện cổ đại dương không chỉ là cho giai đoạn kỷ Tam Điệp mà còn cho các thời kỳ khác. Từ đó, các nhà khoa học có thể phác thảo toàn cảnh về biến đổi khí hậu toàn cầu trong tương lai.
Chuỗi địa tầng thạch học và địa tầng đồng vị
Carbon - 13 của đối tượng nghiên cứu
Thông tin xuất bản:
Title: Litho-, bio-, and chemostratigraphy of the Middle Triassic carbonate succession in the North-Central Coast Region of Vietnam
Authors: Hà Thị Như Thủy (Giảng viên Khoa Xây dựng), Hideko Takayanagi, Katsumi Ueno, Yoshihiro Asahara, Koshi Yamamoto, Yasufumi Iryu
Journal: Progress in Earth and Planetary Science
DOI: doi.org/10.1186/s40645-019-0293-y
Tổng hợp và Ảnh: Như Thủy