- ĐA DẠNG ĐỊA CHẤT TẠI QUẦN ĐẢO CÁT BÀ - CƠ SỞ ĐỂ XÂY DỰNG MỘT CÔNG VIÊN ĐỊA CHẤT TẠ HOÀ PHƯƠNG1, TRẦN TRỌNG HOÀ2, TRẦN ĐỨC THẠNH3, NGUYỄN HỮU CỬ4 1 - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội 2 - Viện Địa chất, Viện Khoa học và công nghệ Quốc gia 3-4 - Viện Tài nguyên và Môi trường biển 1. - MỞ ĐẦU Quần đáo Cát Bà gồm đảo Cát Bà và các đảo đá vôi lân cận, thuộc huyện đảo Cát Hải, thành phố Hải Phòng, phía bắc và đông giáp vịnh Hạ Long, phía tây giáp phần biển của huyện Yên Hưng, Quảng Ninh và bán đảo Cát Hải, Hải Phòng, phía nam là vịnh Bắc Bộ. - Quần đảo cấu tạo chủ yếu từ đá vôi tuổi Carbon – Permi, có địa hình karst độc đáo, nhiều cảnh quan hấp dẫn. - Ngoài ra, quần đảo Cát Bà cũng đã được công nhận là Khu dự trữ sinh quyển thế giới. - Đặc điểm tự nhiên, văn hoá khảo cổ đặc sắc và vị trí địa lý thuận lợi đã khiến Cát Bà trở thành một quần đảo có tiềm năng du lịch lớn của nước ta. - Tài nguyên thiên nhiên của quần đảo cát bà rất đa dạng, phong phú. - Tuy nhiên, giá trị nổi bật của Cát Bà chính là tài nguyên du lịch, lĩnh vực đang ngày càng chiếm tỷ trọng lớn trong hoạt động kinh tế của quần đảo. - Trong bài báo này các tác giả chỉ đề cập đến Đa dạng địa chất (Geodiversity) của quần đảo Cát Bà - cơ sở quan trọng bậc nhất tạo nên giá trị của di sản địa chất. - Các tiêu chí đánh giá đa dạng địa chất cũng như các kỳ quan (geotope) và danh thắng địa chất (geosite) trong một số tài liệu có tính chất hướng dẫn quốc tế [1, 8] đã được sử dụng khi viết bào báo này. - ĐA DẠNG ĐỊA CHẤT TẠI QUẦN ĐẢO CÁT BÀ Đa dạng địa chất được hiểu là sự đa dạng các đặc điểm địa chất (đá, khoáng vật, hóa thạch, địa tầng, cấu trúc, môi trường trầm tích v.v. - và địa hình - địa mạo trong một thời kỳ địa chất của một khu vực xác định. - Đa dạng về thạch học và địa tầng Đá chủ yếu cấu tạo nên quần đảo Cát Bà là đá vôi, vôi sét. - Mỗi loại đá kể trên cũng có nhiều biến thể, ví dụ riêng trầm tích carbonat có các biến thể sau: đá vôi (màu từ đen đến xám đến trắng), đá vôi vụn sinh vật, đá vôi sét, đá vôi silic, đá vôi bitum, đá vôi chứa ổ và lớp kẹp silic, đá sét vôi, dăm kết vôi, travertin v.v.. - Ngoài ra trên đảo Cát Bà còn có các thành tạo trầm tích tuổi Cenozoi (CZ) phân bố trong các thung lũng giữa núi và dải ven biển. - Hình 1-6: Đá vôi vụn sinh vật, màu xám sẫm, hệ tầng Phố (D3-C1 ph), vết lộ tại khu vực bãi tắm Cát Cò 3 (1). - Đá vôi xám trắng phân lớp dày và dạng khối, hệ tầng Bắc Sơn (C-P bs), đá có thế nằm dốc đứng. - Các lớp đá vôi đen, phân dải mờ, xen các lớp silic vôi và ổ silic, thế nằm ngang, thuộc phần thấp hệ tầng Phố Hàn. - Vết lộ tại đầu bắc đường Đảo Ngọc, thị trấn Cát Bà (3). - Dăm kết kiến tạo, cả dăm và xi măng gắn kết đều là đá vôi. - Đá phiến silic lục nguyên thuộc phần giữa hệ tầng Phố Hàn, phân lớp mỏng, uốn lượn phức tạp,. - Về magma, trên đảo Cát Bà hoạt động magma không đáng kể. - Cho tới nay mới phát hiện được vài thể đá magma xâm nhập dạng mạch, đều nằm ở phía nam đảo Cát Bà. - 2 Tại điểm magma ở Hùng Sơn, dài trên 15 m, cao khoảng 8m, gặp nhiều tảng lăn lớn đá spesartit trong diện phân bố đá vôi của hệ tầng Phố Hàn (điểm CT.01, B 20o44’14. - Cấu tạo: khối trạng. - Nhiều tinh thể có cấu tạo phân đới phức tạp (bao gồm nhiều đới mỏng) kết hợp với song tinh. - Trong nội dung đa dạng địa tầng cũng quan tâm tới các ranh giới thạch địa tầng và thời địa tầng gặp trên đảo Cát Bà. - Ranh giới thạch địa tầng giữa hệ tầng Phố Hàn và hệ tầng Bắc Sơn. - Tại phía bắc đảo Cát Bà, hệ tầng Phố Hàn kết thúc bằng những lớp đá phiến sét vôi màu nâu gụ, rồi chuyển lên đá vôi màu xám sáng, phân lớp dày của hệ tầng Bắc Sơn, cũng với thế nằm giả chỉnh hợp. - Ranh giới giữa hệ tầng Phố Hàn và Bắc Hình 10. - Ranh giới giữa hệ tầng Phố Hàn và Sơn, chân dốc Bến Bèo. - Đa dạng về đặc điểm cấu tạo đá và cấu trúc địa chất Đá cấu tạo nên quần đáo Cát Bà có những đặc điểm cấu tạo rất phong phú. - Rất nhiều tập đá vôi của hệ tầng Phố Hàn có cấu tạo phân dải từ thanh đến thô (hình 13-14), có khi sự phân dải không rõ nét, được gọi là phân dải mờ. - Trong đá thuộc phần thấp của hệ tầng Phố Hàn, tại mặt cắt ranh giới D/C và trên đường ven biển nối các bài tắm Cát Cò 3 và Cát Cò 1 gặp phổ biến thành tạo dòng chảy rối, biểu hiện bằng cấu tạo lớp phân cấp hạt (turbidit), thuộc tướng sườn nước sâu, chưa gặp trong các thành tạo carbonat khác ở Việt Nam. - Thành phần độ hạt phân biệt khá rõ trong phạm vi mỗi lớp đá vôi (hình 15-16). - Cấu tạo phân dài thanh (13) và phân dải thô (14) trong tập đá vôi silic hệ tầng Phố Hàn. - Vết lộ bên đường ven đảo nối bãi tắm Cát Cò 3 và Cát Cò 1. - Đá của tập trầm tích lục nguyên - silic thuộc phần giữa hệ tầng Phố Hàn bị vò nhàu, uốn nếp mạnh (hình 5). - Các đá trầm tích carbonat của cùng hệ tầng này cũng bị uốn nếp phức tạp, biểu hiện từ nếp oằn, nếp uốn ngang đến nếp uốn đảo (hình 17-19). - Rất nhiều đứt gẫy địa chất phát triển trong vùng, tạo thành các hệ thổng đứt gẫy theo phương đông bắc – tây nam, tây bắc – đông nam và á kinh tuyến. - Cấu tạo lớp phân cấp hạt (dòng chảy rối – turbidit) trong đá vôi sét phần thấp hệ tầng Phố Hàn. - Vết lộ bên đường ven đảo nối bãi tắm Cát Cò 3 và Cát Cò 1 (B 20o42’55. - Các nếp uốn phức tạp trong hệ tầng Phố Hàn, nơi đá vôi silic có cấu trúc đá vôi xen các lớp mỏng silic - lục nguyên thuộc lớp phân cấp hạt (turbidit) tại bãi tắm Cát Cò phần cao hệ tầng Phố Hàn, tạo nên một bức tranh tự 3 (B 20o42’56. - Đa dạng về cổ sinh vật Trong các tầng đá cấu tạo nên quần đảo Cát Bà, nhiều nhóm hóa thạch đã được thu thập và nghiên cứu: San hô bốn tia (Tetracoralla), San hô vách đáy (Tabulata), Tay cuộn (Brachiopoda), Chân rìu (Pelecypoda), Chân bụng (Gastropoda), Huệ biển (Crinoidea), Trùng lỗ (Foraminiferida), Răng nón (Conodonta), Tảo (Algae) v.v.. - Dưới đây giới thiệu một trong những danh thắng địa chất (tiêu chí cố sinh vật học) như thế: 6 Danh thắng cổ sinh này là một vết lộ hóa thạch Tay cuộn và Huệ biển nằm bên trái đường ô tô Bến Bèo đi Gia Luận, cách Bến Bèo 5,2km (B 20o44’49, Đ 107o01’51. - Tại đây lộ các lớp đá vôi sét silic, nằm xen giữa tập đá silic - lục nguyên bị phong hóa mạnh của hệ tầng Phố Hàn (D3-C1 ph). - Đá vôi sét silic hạt mịn, màu xám, phân lớp trung bình, cắm khá dốc, xen nhiều ổ sét vôi dạng thận, kích thước rất khác nhau (1-15mm), có khi các ổ này liên kết với nhau tạo thành lớp liên tục hoặc không, các mặt lớp đó có cấu tạo dạng thận độc đáo (hình 27). - Chất liệu đá vôi silic tạo hoá thạch khá vững chắc so với đá vây quanh, nên hoá thạch nổi rõ trên bề mặt lớp, tạo nên giá trị danh thắng bền vững phục vụ nghiên cứu khoa học, giáo dục và du lịch. - Nếp oằn trong đá vôi sét hệ tầng Phố Hình 20. - Cát Cò 3. - Hóa thạch San hô vách đáy (Tabulata) một số đảo đá vôi của vịnh Lan Hạ. - Bên phải là tại phần đáy hệ tầng Bắc Sơn. - Hóa thạch Chân bụng, hệ tầng Phố Hình 24. - Hóa thạch Syringoporida, hệ tầng Phố Hàn. - Vết lộ bên đường ven đảo nối bãi tắm Cát Hàn. - Cò 3 và Cát Cò 1 (B 20o42’55. - Điểm hoá thạch xứng tầm danh thắng hệ tầng Phố Hàn. - Vết lộ bên đường ven đảo nối địa chất (geosite), trên đường Bến Bèo đi Vườn bãi tắm Cát Cò 3 và Cát Cò 1 (B 20o42’55. - Đa dạng về địa hình – địa mạo Quần đảo Cát Bà là phần ven rìa phía tây của cánh đồng karst Hạ Long bị nước biển xâm thực. - Đây là dạng karst đặc biệt, một trong những nguyên nhân tạo nên sự hấp dẫn của vịnh Hạ Long và các đảo đá vôi lân cận. - Những dạng địa hình karst thường gặp trên đảo Cát Bà cũng có thể thấy ở nhiều nơi khác. - Về địa hình dương: phổ biến nhất là các dãy núi đá vôi với các đỉnh dạng chóp (hình 31), ít gặp hơn là các quả núi đá vôi đơn độc dạng tháp. - Về địa hình âm: trên đảo Cát Bà có nhiều phễu karst, thung lũng karst và hang động karst. - Trên bề mặt các khối đá vôi trên đảo Cát Bà cũng như trên các đảo nhỏ trong quần đảo thường phát triển địa hình rãnh xẻ (carư), nhiều chỗ tạo nên loại đá tai mèo nhọn sắc (hình 33-34). - Hệ thống thuỷ văn của đáo Cát Bà mang tính độc đáo của vùng karst điển hình. - 27-30: Các ổ vôi silic xen trong đá vôi sét, có khi liên kết tạo nên những bề mặt cấu tạo dạng thận độc đáo (27). - Tùng Gấu ở phía đông đảo Cát Bà kéo dài theo phương tây bắc - đông nam, là tùng lớn nhất trong vùng, ăn sâu vào đảo đến 5 km,. - Khi đi thuyền vào theo tùng Gấu du khách có cảm giác như đi trên một dòng sông mênh mang, nước xanh biếc, thấp thoáng hai bên là những hải đảo, những dải núi đá vôi với muôn hình kỳ thú, những ngấn biển hõm sâu và các hang hàm ếch v.v.. - Cảnh quan tùng Gấu hoàn toàn xứng đáng được xem là một kỳ quan địa chất độc đáo. - Trên đảo Cát Bà không chỉ có đá vôi mà còn có những diện tích nhỏ lộ đá trầm tích lục nguyên – silic của hệ tầng Phố Hàn. - Ngoài đảo lớn Cát Bà, các đảo đá vôi còn lại của quần đảo rất khác biệt về hình dáng và kích thước. - Dưới chân đảo, từ ngấn triều cao trở xuống là khoảng lõm vào do đá vôi bị nước biển gặm mòn. - Khi triều xuống có cảm giác tất cả các đảo đá vôi như 9 đồng loạt nhô lên, “kiễng chân trên gót nhỏ”, tạo nên vẻ đẹp độc đáo của riêng vùng karst ngập nước. - tầng Phố Hàn cói địa hình uốn lượn mềm mại. - Phía xa là các dãy núi đá vôi với những đỉnh dạng Quang cảnh chụp tại xã Xuân Đám. - Địa hình carư phát triển trên các đảo nam bán đảo Nam Cát Bà (chụp bên đường sang vịnh Lan Hạ. - bãi tắm Cát Cò 3). - Hang động karst trên các đảo đá vôi cũng mang những nét riêng. - Các hang ngầm cổ trong vùng tập trung chủ yếu trên đảo Cát Bà, nhiều hang có dấu tích của người xưa, đồng thời là những thắng cảnh, những di tích lịch sử nổi tiếng, ví dụ hang Quân Y, động Hoa Cương, động Trung Trang v.v..(hình.. - Nhìn chung các đảo đá vôi trong vùng đều có phần chân ít nhiều bị lõm vào, đôi khi tạo thành các hang hàm ếch ăn sâu vào trong đảo (hình 35). - Có những hang hàm ếch ăn xuyên qua khối đá vôi sang phía đối diện, trở thành các hang luồn (hình 36). - Đa dạng về môi trường thành tạo trầm tích Có thể nói, tuy quần đảo Cát Bà có diện tích không lớn, nhưng các đá trong vùng đã được hình thành từ những môi trường rất khác nhau. - Đá của hệ tầng Tràng Kênh (D2-3 tk) được hình thành trong môi trường biển từ sâu đến nông, chứa hóa thạch Răng nón, Trùng lỗ, San hô. - Đá của hệ tầng Phố Hàn (D3-C1 ph) đã hình thành trong điều kiện nước sâu là chủ yếu: phần thấp của hệ tầng đá có cấu tạo lớp phân cấp hạt (turbidit) khá rõ. - Đá của hệ tầng Bắc Sơn có tuổi trẻ hơn (C-P bs), phân lớp dày và dạng khối, trong có chứa nhiều di tích sinh vật biển nông: San hô, Tay cuộn, Trùng lỗ v.v.. - Tùng Gấu ăn sâu vào đảo Cát bà khoảng 5km, là tùng lớn nhất khu vực Hạ Long và lân cận. - gọn trong một hẻm đá vôi. - KẾT LUẬN Bên cạnh những tài nguyên có giá trị nổi bật như Đa dạng sinh học vốn có trên quần đáo Cát Bà thì các Di sản địa chất ở nơi đây cũng là một nguồn tài nguyên vô giá. - Đa dạng địa chất trình bày trong bài báo mới là bức phác thảo về những giá trị địa chất – địa mạo của quần đảo Cát Bà, là sự khởi đầu cho những nghiên cứu tiếp theo đầy đủ và chi tiết hơn. - Nhưng chỉ với những điều đã trình bày trên đây cũng cho thấy quần đảo Cát Bà có tiềm năng hội đủ những giá trị cần thiết để xây dựng một Công viên địa chất Quốc gia. - Trên cơ sở đó có thể tiến hành bước tiếp theo là xây dựng hồ sơ xin gia nhập Mạng lưới Công viên địa chất toàn cầu (UNESCO Global Geopark’s Network). - Bài báo được hoàn thành trong khuôn khổ Dự án 14 ”Điều tra cơ bản và đánh giá tài nguyên vị thế, kỳ quan sinh thái, địa chất vùng biển và các đảo Việt Nam” thuộc ”Đề án tổng thể về điều tra cơ bản và quản lý tài nguyên - môi trường biển đến năm 2010, tầm nhìn đến năm 2020”, do Viện Tài nguyên và môi trường biển chủ trì. - Thảo luận về ranh giới Devon – Carbon ở Nam Cát Bà. - Hạ Long một di sản địa chất và địa mạo của thế giới. - Di sản thế giới vịnh Hạ Long: Những giá trị nổi bật về địa chất. - Tóm tắt Đảo Cát Bà là đảo lớn nhất trong vịnh Bắc Bộ, thuộc huyện đảo Cát Hải, thành phố Hải Phòng. - Đảo cấu tạo chủ yếu từ đá vôi tuổi Carbon – Permi, với nhiều cảnh quan hấp dẫn. - Chính vì vậy mà giá trị nổi bật nhất của Cát Bà chính là tài nguyên du lịch, lĩnh vực đang ngày càng chiếm tỷ trọng lớn trong hoạt động kinh tế của quần đảo. - Bài báo đề cập đến Đa dạng địa cảnh (Geodiversity) của quần đảo Cát Bà - cơ sở quan trọng bậc nhất tạo nên giá trị của di sản địa cảnh. - Có thể thấy quần đảo Cát Bà có tính đa dạng khá cao về thạch học, địa tầng, cấu tạo địa chất, môi trường tạo đá, cổ sinh, địa hình karst độc đáo, địa mạo và đặc biệt việc phát hiện sự có mặt của thành tạo lamprophyr xuyên cắt trầm tích carbonat Paleozoi muộn cho ý tưởng về tái lập bối cảnh địa động lực cổ cho cấu trúc Paleozoi Quảng Ninh. - Cùng với các giá trị độc đáo khác về văn hóa, sinh thái và khảo cổ, trong tương lai rất có khả năng xây dựng Cát Bà thành một công viên địa cảnh thuộc mạng lưới công viên địa cảnh cỡ quốc tế (UNESCO Global Geopark’s Network)