Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 32, Số 2S (2016) 45-58
Kiến tạo Kainozoi khu vực Cao nguyên đá Đồng Văn qua
phân tích hệ thống các hang động karst
Nguyễn Văn Hướng1,*, Nguyễn Thùy Dương1, Nguyễn Thị Ánh Nguyệt1,
Phạm Nữ Quỳnh Nhi1, Đặng Thị Phương Thảo1,
Trần Văn Phong2, Nguyễn Ngọc Anh3
1
Khoa Địa chất, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội,
334 Nguyễn Trãi, Thanh Xuân, Hà Nội, Việt Nam
2
Viện Địa chất, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
3
Viện Tài Nguyên và Môi Trường Biển, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
Nhận ngày 15 tháng 8 năm 2016
Chỉnh sửa ngày 20 tháng 9 năm 2016; chấp nhận đăng ngày 28 tháng 10 năm 2016
Tóm tắt: Hệ thống hang động karst vùng cao nguyên đá Đồng Văn phát triển chủ yếu
trên các thành tạo carbonat tuổi Carbon - Permi và Trias. Sự phát triển của chúng bị
khống chế bởi vận động kiến tạo trong Kanozoi. Thông qua việc phân tích định hướng
của các lối thông trong hang động và độ cao phân bố của các tầng thành tạo hang động,
bài viết xác định đặc điểm trường ứng suất khu vực và vận động nâng trong giai đoạn Tân
kiến tạo và Hiện đại. Kết quả cho thấy hệ thống hang động karst vùng cao nguyên đá ghi
nhận hoạt động phá hủy kiến tạo với hai pha biến dạng có trục ứng suất nén ngang cực đại
(SHmax) định hướng chủ đạo theo phương đông-tây trong pha sớm (Miocen - Pliocen) và
bắc - nam trong pha muộn (Pliocen - Hiện tại). Các tầng thành tạo hang động karst ở cao
nguyên đá thể hiện hoạt động nâng Tân kiến tạo diễn ra theo bốn giai đoạn phát triển từ
Miocen đến ngày nay.
Từ khóa: Tân kiến tạo, trường ứng suất, lối thông hang động, karst, Đồng Văn.
1. Giới thiệu *
karst kỳ thú. Cao nguyên đá (CNĐ) Đồng Văn,
bao gồm toàn bộ diện tích 4 huyện của tỉnh Hà
Giang gồm Đồng Văn, Mèo Vạc, Yên Minh và
Quản Bạ, là công viên địa chất đầu tiên của
Việt Nam được UNESCO vinh danh năm 2010
[1]. Trong số các di sản địa chất của CNĐ Đồng
Văn, đối tượng hang động thuộc kiểu di sản Địa
mạo [2], phân bố chủ yếu trên địa bàn các
huyện Đồng Văn, Mèo Vạc và Yên Minh.
Nhiều hang động có giá trị di sản trong khu
vực, tiêu biểu như Động Nguyệt, Hang Ong,
hang Xả Lũng, hang Sung Khe… đã được khám
phá và lập sơ đồ hang chi tiết [3] (Hình 1).
Việt Nam có tỷ lệ diện lộ đá vôi so với diện
tích phần lục địa của lãnh thổ thuộc loại cao
trên thế giới, lại nằm trong vùng nhiệt đới, nên
hoạt động karst xảy ra rất mãnh liệt. Ở Bắc Bộ,
diện tích lộ đá vôi chiếm tới 18% tổng diện
tích, với khoảng 22.000 km2. Địa hình karst đa
dạng, phát triển trong những tầng đá vôi dày tới
hàng trăm mét, đã tạo nên những cảnh quan
_______
*
Tác giả liên hệ. ĐT.: 84-973272608
Email: huongtectonics@vnu.edu.vn
45
46
N.V. Hướng và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 32, Số 2S (2016) 45-58
Các yếu tố liên quan đến sự hình thành và
khống chế sự phát triển của các cảnh quan karst
nhiệt đới Việt Nam gồm đặc điểm thạch học
của đá carbonat, chuyển động kiến tạo và vị trí
của mực nước ngầm [4]. Thông thường, các quá
trình karst bề mặt thường bắt đầu với sự nâng
lên của các khối đá vôi hoặc sự hạ thấp mực
nước ngầm. Sự thay đổi vị trí mực nước ngầm
hầu hết đều do kết quả của chuyển động trong
Kainozoi theo phương thẳng đứng của vỏ Trái
Đất. Do vậy chuyển động kiến tạo nói chung là
yếu tố quyết định sự phát triển của địa hình
karst, trong đó có hang động.
Các chuyển động thẳng đứng của vỏ Trái
Đất có nguyên nhân sâu xa từ các chuyển động
theo phương ngang, gây ra các phá hủy. Theo
thống kê, khoảng 57% hang động hình thành
trên các mặt phân lớp của đá trầm tích, 42% bị
khống chế bởi đứt gãy, còn lại 1% hình thành
liên quan tới độ rỗng của đá [5]. Số liệu này cho
thấy gần một nửa số hang động hình thành liên
quan đến hoạt động kiến tạo. Ngoài ra, các hang
động phát triển trên các mặt phân lớp cũng có
thể ảnh hưởng bởi hoạt động kiến tạo do chúng
có xu thế hình thành ở vị trí giao nhau của các
khe nứt với mặt phân lớp hơn là chỉ hình thành
trên các mặt lớp riêng rẽ.
Ngoại trừ các hang có hình thái dạng vòm
tròn, các hang động karst thường có hình thái
gồm các lối thông không liên tục và có nhiều
nhánh. Các ngã rẽ là nơi ghi nhận sự thay đổi
phương phát triển ở mỗi lối thông, đóng vai trò
kết nối các lối thông để thành hệ thống hang
động. Các lối thông hang động thường có xu
thế định hướng vuông góc với thành phần căng
giãn của trường ứng suất hiện thời [6]. Do vậy
mối liên hệ giữa định hướng kéo dài của các hang
động và ứng suất kiến tạo cho thấy các hệ thống
karst có thể là chỉ thị tốt cho việc phục hồi trường
ứng suất kiến tạo, đặc biệt là trong giai đoạn Tân
kiến tạo và kiến tạo hiện đại [6, 7].
Nghiên cứu được thực hiện trên cơ sở phân
tích, thống kê phương kéo dài của các hang
động hình thành trên đá vôi khu vực CNĐ
Đồng Văn, trong đó chủ đạo là các hang nằm
trong địa phận các huyện Đồng Văn, Mèo Vạc
và Yên Minh (Hình 1), kết hợp với phân tích độ
cao phân bố chủ yếu của các tầng thành tạo
hang động theo tài liệu địa hình và thông tin địa
chất - kiến tạo bề mặt. Từ đó xác định, đánh giá
chuyển động Tân kiến tạo và kiến tạo hiện đại
cũng như ảnh hưởng của chúng đến sự hình
thành và phát triển của hang động trong vùng
nghiên cứu.
2. Đặc điểm địa chất khu vực
2.1. Các thành tạo địa chất
Trên Bản đồ Địa chất và Khoáng sản tỉ lệ 1:
200.000 tờ Bảo Lạc [8] và các văn liệu khác [9,
10], khu vực CNĐ bao gồm chủ yếu các thành
tạo carbonat, lục nguyên và phun trào. Theo
thời gian hình thành có thể mô tả các thành tạo
này trong 3 khoảng tuổi: Paleozoi sớm,
Paleozoi muộn và Mesozoi (Hình 4).
Các hang động xuất hiện không phổ biến
trong các thành tạo các thành tạo đá vôi
Paleozoi sớm. Các thành tạo Paleozoi muộn
phân bố rộng khắp và là nhóm thành tạo phổ
biến nhất trong vùng CNĐ Đồng Văn. Đặc biệt,
hang động phân bố thường xuyên nhất trên các
thành tạo đá vôi dạng khối, đá vôi trứng cá
phân lớp dày đến trung bình, đá sét vôi thuộc hệ
tầng Bắc Sơn (C-P2 bs). Các thành tạo Mesozoi
gồm các đá sét vôi hệ tầng Hồng Ngài (T1 hn) và
đá phun trào xen lục nguyên hệ tầng Sông Hiến
(T1 sh). Các đá carbonat của hệ tầng Hồng Ngài là
đối tượng liên quan đến sự phân bố hang động
chủ đạo trong nhóm thành tạo Meosozoi.
Các phễu karst (hay hố sụt karst) thường
phân bố ở phần trũng của các thung lũng karst,
nơi có sự phân bố của các trầm tích hiện đại.
Các trầm tích này thường có bề dày không lớn,
thành phần chủ yếu gồm trầm tích hạt mịn và là
đối tượng canh tác nông nghiệp quan trọng của
cư dân địa phương.
2.2. Đặc điểm địa hình
Sông Nho Quế là sông chính trong vùng
chảy theo phương tây bắc - đông nam từ Đồng
Văn sang Mèo Vạc sau đó chuyển hướng sang
hướng gần bắc nam ở phía đông nam huyện
Mèo Vạc. Trên diện tích huyện Yên Minh còn
N.V. Hướng và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 32, Số 2S (2016) 45-58
có sông Nhiệm chảy theo phương tây bắc đông nam đến khu vực Lý Bôn, đông nam
huyện Mèo Vạc thì hợp lưu với Sông Nho Quế
tạo thành chi lưu chính của Sông Gâm (Hình 1).
Địa hình khu vực bị phân cắt mạnh bởi hệ
thống sông vừa nêu với độ cao chiếm ưu thế
khoảng 1300 - 1500 m, cực đại có thể lên tới
hơn 1700 m ở khu vực Phó Bảng và phía nam
thị trấn Mèo Vạc. Trung tâm của huyện Đồng
Văn và Mèo Vạc nằm ở các độ cao khoảng 900 1000 m trong khi đó trung tâm của Yên Minh
nằm ở độ cao khoảng 450 m. Mực xâm thực cơ
sở địa phương ở Đồng Văn - Mèo Vạc nằm ở
khoảng cao 400 - 500 m, trong khi ở Yên
Minh - đông nam Mèo Vạc ở khoảng cao
250-300 m [12].
Về tổng thể địa hình khu vực CNĐ Đồng
Văn được chia thành 4 nhóm nguồn gốc bao
O
47
gồm (1) Địa hình kiến tạo và kiến trúc bóc
mòn; (2) Địa hình bóc mòn tổng hợp; (3) Địa
hình karst; và (4) Địa hình dòng chảy [13]. Đá
vôi chiếm hơn một nửa diện tích khu vực Đồng
Văn - Mèo Vạc và Yên Minh do vậy địa hình
karst có tầm quan trọng đặc biệt, tiêu biểu là
phần trung tâm của CNĐ Đồng Văn, gồm các
nhóm đỉnh karst đặc trưng, xen giữa là các
trũng giữa núi. Từ Xà Phìn theo hướng đông
nam đến Lũng Chinh, có thể quan sát thấy địa
hình cao nguyên karst đặc trưng với đỉnh dạng
nón ở các mức độ cao trên 1500 m, 1400 - 1500
m, 1000-1200 m và 800 - 1000 m [14]. Trong
nhóm địa hình bóc mòn tổng hợp, đáng chú ý,
có thể quan sát thấy tính phân bậc địa hình
thông qua sự phân bố 5 mặt san bằng ở các mức
độ cao khác nhau [13].
H
Hình 1. Vị trí các hang động, hố sụt karst và thủy hệ khu vực Đồng Văn - Mèo Vạc - Yên Minh thể hiện
trên mô hình số địa hình (GDEM). Phân bố đứt gãy địa chất theo [8] và [11].
Vị trí các mặt cắt địa hình được biểu diễn cho Hình 6.
48
N.V. Hướng và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 32, Số 2S (2016) 45-58
2.3. Bối cảnh kiến tạo
CNĐ Đồng Văn nằm trong khối cấu trúc
Đông Bắc Bộ. Khu vực này trải qua lịch sử phát
triển kiến tạo đa kỳ từ giữa Paleozoi đến
Kainozoi với 3 pha kiến tạo ghi nhận được rõ
nét. Pha kiến tạo cổ nhất được ghi nhận trên các
thành tạo Paleozoi sớm (hệ tầng Chang Pung và
Lutxia) xảy ra trong giai đoạn Ordovic - Silur
với sự xuất hiện các đới trượt cắt - chờm nghịch
biến dạng dẻo quy mô khu vực và các nếp uốn
đẳng nghiêng đi kèm xuất hiện [10]. Trong
Mesozoi xảy ra pha biến dạng dẻo đến dòn-dẻo
kịch phát cuối Trias do va chạm lục địa, được
biết đến dưới tên gọi pha kiến tạo Indosini với
phổ biển các hiện tượng uốn nếp và đứt gãy
chờm nghịch quy mô lớn [11, 10]. Ngoài ra có
thể quan sát thấy rõ dấu vết front biến dạng phủ
chờm Indosini Đông Bắc Việt Nam dọc đông
nam Sông Nhiệm [11] (Hình 4). Pha biến dạng
này về cơ bản đã định hình nên các cấu trúc địa
chất chính ở Việt Nam nói chung và khu vực
nghiên cứu nói riêng [9].
Trong Kainozoi, khu vực CNĐ xảy ra pha
biến dạng dòn với biểu hiện hoạt động đứt gãy
cơ chế thuận và trượt bằng tái hoạt động trên
các đứt gãy hình thành trước đó [10]. Pha biến
dạng này được cho là hệ quả của quá trình xô
húc Ấn Độ - Âu Á khởi phát vào đầu Kainozoi
khiến khối Đông Dương (Indochina) trôi trượt
về khía đông nam và biến dạng được tiêu tán
thông qua hoạt động trượt bằng trái quy mô lớn
khởi phát vào cuối Oligocen, phát triển mạnh
mẽ trong Miocen dọc đứt gãy Sông Hồng [15
và 9]. Oligocen muộn - Miocen cũng được coi
là giai đoạn Tân kiến tạo ở Việt Nam. Từ
Pliocen đến ngày nay, tính chất dịch trượt của
đứt gãy Sông Hồng chuyển từ trượt bằng trái
sang trượt bằng phải [16].
Kết quả của biến dạng đa pha khiến các đá
carbonat trong khu vực nghiên cứu bị biến dạng
ở mức độ khác nhau. Các kiến trúc hình thành
trong các pha kiến tạo trước đó thường tái hoạt
động hoặc biến dạng chồng chập dẫn đến sự
phức tạp về đặc điểm biến dạng trong các loại
đá có mặt trong khu vực [10]. Nếu như pha biến
dạng Indosini trong Mesoizoi được cho là hình
thành nên những cấu trúc địa chất chính trên đá
carbonat trong vùng CNĐ, thì biến dạng dòn
trong Kainozoi được xem là yếu tố quyết định
khống chế sự hình thành và phát triển của các
dạng địa hình và hệ thống hang động.
3. Cơ sở tài liệu và phương pháp nghiên cứu
Các hang động vùng CNĐ Đồng Văn được
khảo sát chi tiết và toàn diện đầu tiên trong dự
án hợp tác Việt - Bỉ [3]. Các sơ đồ hang được
đo vẽ ở mức độ khái lược, trong đó có một số
hang đã được xây dựng cả mặt cắt ngang và
mặt cắt dọc. Đây là nguồn tài liệu chính dùng
để phân tích định hướng hệ thống lối thông
trong các hang động. Năm 2015, nhóm nghiên
cứu cũng đã đo vẽ và thành lập sơ đồ Hang
Rồng (xã Sảng Tủng - huyện Đồng Văn). Các
đoạn hang mở rộng thành các phòng rộng)
không được lựa chọn để phân tích do không có
định hướng chung rõ ràng.
Dựa trên sơ đồ của 30 hang động thu thập
và khảo sát, các lối thông trong mỗi hang được
gắn định hướng so với phương bắc Trái Đất
bằng phần mềm GMDE, chẳng hạn sơ đồ hang
Sung Khe 2 (Hình 2a, b) [17]. Tiếp theo, biểu
đồ hoa hồng thể hiện định hướng các lối thông
được xây dựng bằng phần mềm TectonicsFP
[http://www.kargl.cc/tectonicsfp.com] với khoảng
đếm phương vị 20o (Hình 2c).
Sau đó, các phương phát triển chủ đạo của
các hang động được xác định để phân tích các
phương tách giãn dựa trên quan điểm định
hướng của các hang động vuông góc với ứng
suất ngang cực tiểu [6, 7]. Khi các lối thông
trong hang có nhiều hơn một phương phát triển
chủ đạo, phương ứng suất được luận giải để gắn
với hai pha kiến tạo. Khi hai phương phát triển
chủ đạo tạo thành một góc nhọn, hang được cho
là hình thành do kết quả của các cặp phá hủy
cộng ứng (Hình 2d) [6].
N.V. Hướng và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 32, Số 2S (2016) 45-58
49
Hình 2. Khái quát các bước cơ bản phân tích phương các lối thông trong hang động để thu được thông tin
về kiến tạo (dựa theo cách tiếp cận của Littva và nnk. 2015 [6]): (a) Thu thập sơ đồ hang theo phương ngang
và phương thẳng đứng; (b) Xây dựng sơ đồ phương của các lối thông; (c) Xây dựng biểu đồ hoa hồng;
(d) minh giải. Sơ đồ hang Sung Khe 2 dựa theo [3].
j
Từ 30 hang ban đầu, một số hang ở vị trí
gần nhau được gộp chung vào thành một nhóm
hang. Từ đó thu được biểu đồ hoa hồng thể hiện
định hướng các lối thông của 24 hang/nhóm
hang (Hình 3) và minh giải ứng suất (Hình 4).
Các hang động vùng CNĐ Đồng Văn
thường phân bố ở các độ cao khác nhau và
trong mỗi khoảng độ cao, độ dài của từng đoạn
hang cũng khác nhau (Hình 2b, dưới). Để phân
cấp các độ cao thành tạo hang chủ yếu, nghiên
cứu đã tiến hành xác định độ dài của mỗi đoạn
hang trong khoảng độ cao đều 50 m đối với 73
hang có thông tin tương đối đầy đủ. Trong số
73 hang bao gồm cả 30 hang đã nêu ở phần
trước. Tổng độ dài của tất cả các đoạn hang của
tất cả các hang trong mỗi khoảng độ cao đều được
tính toán và biểu diễn trên biểu đồ (Hình 5).
Số liệu để xây dựng mô hình số độ cao
(DEM) (Hình 1) được tải về từ trang web của
NASA [https://asterweb.jpl.nasa.gov/gdem.asp]
với độ phân giải ban đầu 30m. Số liệu độ cao
được đan dày bằng cách nội suy để tạo DEM độ
phân giải 15 m, sau đó các mặt cắt địa hình đặc
trưng được lựa chọn (Hình 6) để phân tích độ
cao phát triển của các hang động. Một số hình
vẽ được thực hiện bằng phần mềm GMT [18].
4. Phân bố phương của các lối thông hang động
Phân tích tổng hợp định hướng chung của
620 lối thông thuộc 24 hang/nhóm hang động
karst vùng Đồng Văn, Mèo Vạc và Yên Minh
cho thấy các hang động nói chung và các lối
thông trong hang nói riêng phát triển mạnh nhất
theo phương tây bắc - đông nam (280 - 310o)
(Hình 3). Ngoài ra có thể thấy sự phát triển
mạnh của các lối thông theo phương đông bắc -
N.V. Hướng và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 32, Số 2S (2016) 45-58
50
tây nam (40 - 70o). Phân tích chi tiết biểu đồ
hoa hồng của từng hang/nhóm hang cho thấy có
3 nhóm với các đặc điểm như sau (Hình 3):
- Các hang động có 1 phương chính tây
bắc - đông nam bao gồm 13 hang/nhóm hang,
trong đó có 8 hang/nhóm hang phát triển theo
một phương duy nhất, 4 hang/nhóm hang phát
triển thêm 1 phương phụ và 1 hang phát triển 2
phương phụ. Cụ thể Hang Hồ (#4 - để người
đọc tiện theo dõi, trong mục 4 và 5 sẽ gọi tên
hang/nhóm hang kèm theo số thứ tự trong Hình
3 với dấu # được đặt trước số thứ tự của
hang/nhóm hang), nhóm Xã Xà Phìn &
H’Mong castle (#5), Rồng (#6), Phố Cáo 1 (#7),
Động Nguyệt (#9), Mèo Vạc 1 (#11), Lũng
Tung 1 (#16) và Keo Hen 1 (#21) phát triển
theo phương duy nhất tây bắc - đông nam;
nhóm Ma Lé 1&2 (#2), Hang Ong (#8), Lũng
Pù 3 (#10), và Noòng Khất (#17) phát triển
thêm một phương phụ đông bắc - tây nam; còn
lại Mèo Vòng (#13) phát triển thêm hai phương
phụ đông bắc - tây nam và bắc tây bắc - nam
đông nam.
dg
Hình 3. Biểu đồ hoa hồng thể hiện định hướng của các lối thông của 24 hang/nhóm hang động
được nghiên cứu khu vực Đồng Văn, Mèo Vạc và Yên Minh.
N.V. Hướng và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 32, Số 2S (2016) 45-58
- Các hang động có 1 phương chính đông
bắc - tây nam bao gồm 6 hang/nhóm hang,
trong đó có 2 hang phát triển theo một phương
duy nhất, 2 hang phát triển thêm 1 phương phụ
và 2 hang/nhóm hang phát triển thêm 2 phương
phụ. Cụ thể hang Sảng Chai A1 (#12) và Hữu
Vinh (#23) phát triển theo phương duy nhất
đông bắc - tây nam; Hà Sứ 1 (#19) phát triển
thêm phương phụ gần bắc nam, Sung Dia 2
(#20) phát triển thêm phương phụ tây bắc đông nam; Xà Lủng 2 (#1) phát triển hai
phương phụ đông đông bắc - tây tây nam và tây
tây bắc - đông đông nam; và nhóm Sủng Khe
3&4 (#15) phát triển thêm hai phương phụ bắc
đông bắc - nam tây nam và tây bắc - đông nam.
- Các hang động có 2 phương chính tây
bắc - đông nam và đông bắc - tây nam, bao
gồm 5 hang/nhóm hang: Tia Sáng (#3), nhóm
Sủng Khe 1&2 (#14), nhóm Thẩm Lin (gồm
Thẩm Lin, Nà Luông, Bản An và Khau Cua #18), nhóm Yên Minh 1&2 (#22) và Lao Và
Chải A (#24). Khi minh giải ứng suất, các hang
có 2 phương phát triển chính hợp với nhau tạo
thành góc nhọn được minh giải là các phá hủy
cộng ứng.
Hai phương phát triển chính của hệ thống
hang động phù hợp với sự có mặt của hai hệ
thống đứt gãy phổ biến nhất trong vùng
phương tây bắc - đông nam và đông bắc - tây
nam được thể hiện trên bản đồ địa chất [8].
Chỉ có 3 hang gồm Xà Lủng 2 (#1), Sủng Dìa
2 (#20) và Lao Và Chải A (#24) có phương
phát triển khác biệt hẳn với phương của các
đứt gãy lân cận (Hình 4).
5. Trường ứng suất kiến tạo
Dựa trên cách tiếp cận cho rằng các lối
thông hang động có xu thế định hướng vuông
góc với thành phần căng giãn của trường ứng
suất tại thời điểm hình thành phá hủy (phá hủy
này về sau khống chế sự hình thành hang động)
[6 và 7], các biểu đồ hoa hồng (Hình 3) thể hiện
phương phát triển ưu trội của các lối thông hang
động được phân tích nhằm tìm ra phương căng
giãn ngang cực đại (Shmin), và từ đó suy ra
51
phương nén ép ngang cực đại (SHmax). Kết quả
minh giải ứng suất được thể hiện trên Hình 4.
Theo đó, trong số 24 hang/nhóm hang được
lựa chọn phân tích, có 5 hang/nhóm hang được
minh giải phát triển trên các phá hủy cộng ứng
bao gồm: Tia Sáng (#3), Sủng Khe 1&2 (#14),
nhóm Thẩm Lin (#18), Yên Minh 1&2 (#22) và
Lao Và Chải A (#24) (tên hang cụ thể xem
Hình 3). So sánh với sơ đồ địa chất cho thấy
các hang động được minh giải liên quan đến
phá hủy cộng ứng đều phân bố ở gần các vị trí
có hai hệ thống phá hủy chéo nhau (Hình 4).
Khi đó, trục SHmax sẽ nằm ở phân giác của góc
nhọn hợp bởi 2 phương chính; ngoại trừ nhóm
Thẩm Lin (#18) có trục SHmax định hướng theo
phương đông - tây, các hang còn lại đều có
SHmax định hướng theo phương bắc - nam.
Trong số các hang/nhóm hang có 1 phương
phát triển chính và 1 hoặc 2 phương phụ, có 4
hang với số lượng tập hợp lối thông lớn (n ≥
45) bao gồm: Xà Lủng 2 (#1), Hang Ong (#8),
Noòng Khắt (#17) và Sủng Khe 3&4 (#15). Các
hang này được cho là phát triển trên các phá
hủy gây ra trong hai giai đoạn khác nhau
(phương pháp minh giải xem mục 3. Cơ sở tài
liệu và phương pháp nghiên cứu). Tuy nhiên
minh giải ứng suất từ các phá hủy theo phương
phụ chỉ mang tính chất tham khảo.
Còn lại 15 trên tổng số 24 hang/nhóm
hang có các lối thông được minh giải phát
triển trên các phá hủy căng giãn với phương
Shmin vuông góc với phương chủ đạo của các
lối thông hang động, hay nói cách khác
phương SHmax song song với phương phát
triển chủ đạo của các lối thông.
Chế độ địa động lực thời kỳ Kainozoi trên
lãnh thổ Việt Nam và vùng lân cận phát triển
theo mô hình biến dạng hai pha do ảnh hưởng
của sự va chạm giữa lục địa Ấn Độ và Âu - Á
xảy ra trong Paleogen [15, 19]. Trong pha sớm
(Eocen - Miocen), chế độ địa động lực khu vực
đặc trưng bởi trường ứng suất kiến tạo có lực
nén ép (SHmax) theo phương á vĩ tuyến, tách
giãn (Shmin) theo phương á kinh tuyến [19, 20];
trong pha muộn (Pliocen - Đệ Tứ), trường ứng
suất có chế độ nén ép theo phương á kinh tuyến
và tách giãn theo phương á vĩ tuyến [19, 20, 21].
52
N.V. Hướng và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 32, Số 2S (2016) 45-58
Cảnh quan địa hình nói chung và hệ thống
hang động vùng CNĐ Đồng Văn nói riêng phát
triển trong Kainozoi bị khống chế bởi hoạt động
Tân kiến tạo [13, 12, 10]. Kết quả minh giải
định hướng của hệ thống hang động cho thấy có
hai phương của các trục tách giãn (Shmin) chủ
yếu: bắc - nam (trục nén ép tương ứng - SHmax
phương đông tây) và đông đông bắc - tây tây
nam (nén ép tương ứng là bắc tây bắc - nam
đông nam) (Hình 4). Đối chiếu với chế độ địa
động lực chung trong Kainozoi trên lãnh thổ
Việt Nam và lân cận như đã nêu, có thể phân
chia theo tuổi các chỉ thị ứng suất cho vùng
CNĐ Đồng Văn thu được từ định hướng của
các lối thông hang động theo hai pha
(Hình 4):
Hình 4. Sơ đồ địa chất khu vực Đồng Văn - Mèo Vạc - Yên Minh với kết quả minh giải ứng suất từ phân tích
biểu đồ hoa hồng thể hiện phương của các lối thông của 24 hang/nhóm hang động trong khu vực.
Các chữ số thể hiện tên hang/nhóm hang như Hình 3. Nền địa chất phỏng theo [8, 10 và 11].
Pha sớm với SHmax định hướng theo
phương đông - tây bao gồm 12 hang/nhóm
hang: #2, #4, #5, #7, #9, #11, #12, #13, #15,
#17, #18 và #23. Hang #18 thu được từ phân
tích phá hủy cộng ứng. Hang #15 và #17 có khả
năng phát triển trên các phá hủy đa pha.
Pha muộn với SHmax định hướng theo
phương gần bắc nam bao gồm 12 hang/nhóm
hang: #1, #3, #6, #8, #10, #14, #16, #19, #20,
#21, #22 và #24. Chỉ thị từ hang #3, #14 và #24
thu được từ phân tích phá hủy cộng ứng. Hang
#1 và #8 có khả năng phát triển trên các phá
hủy đa pha.
Đối chiếu lại các hang được phân chia theo
hai pha kiến tạo nêu trên với mô tả trong quá
trình khảo sát các hang (theo [3]) cho thấy: trong
N.V. Hướng và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 32, Số 2S (2016) 45-58
số các chỉ thị thuộc nhóm pha sớm, có 2 hang
phát hiện đứt gãy (#11 và #17); trong số các chỉ
thị thuộc nhóm pha muộn, có 6 hang phát hiện
đứt gãy #3, #6, #8, #10, #14, #19, #24.
Các dấu vết hoạt động ở mặt trượt của đứt
gãy hình thành trên đá carbonat thường sớm bị
xóa nhòa do hoạt động hòa tan với sự có mặt
của nước. Số lượng lớn hơn các chỉ thị ứng suất
được cho thuộc về pha muộn so với pha sớm
thu được từ phân tích các hang bắt gặp đứt gãy
cho thấy ảnh hưởng của hoạt động kiến tạo
thuộc pha muộn được bảo tồn tốt hơn trong hệ
thống hang động karst so với pha sớm, mặc dù
cường độ hoạt động kiến tạo pha muộn thường
được xem kém mãnh liệt hơn [15, 16]. Có 3 chỉ
thị ứng suất được gán pha muộn được minh giải
từ các phá hủy cộng ứng dựa trên sơ đồ hang
(#3, #14, #24), và 3 hang này được mô tả có
xuất hiện đứt gãy [3]. Từ đó cho phép nhận
định: định hướng của các hang động vùng CNĐ
Đồng Văn bị khống chế bởi hoạt động Tân kiến
tạo và kiến tạo hiện đại và có thể tin cậy việc
phân tách chúng thành các pha biến dạng khác
nhau cũng như tin tưởng cách tiếp cận phân tích
định hướng của hệ thống lối thông hang động
karst để tìm ra định hướng ứng suất.
53
6. Các tầng thành tạo hang động và vận động
nâng Tân kiến tạo
Các độ cao thành tạo hang động được thống
kê và thể hiện trên biểu đồ tương quan giữa độ
cao và độ dài tổng của các đoạn hang trong
khoảng độ cao đều 50 m dựa trên thông tin của
73 hang (theo [3]). Theo đó, có thể xác định 4
khoảng độ cao tập trung hang động chủ yếu,
bao gồm 1250-1650 m, 950-1225 m, 750-925 m
và 225-425 m (Hình 5). Các khoảng độ cao tập
trung hang động vừa nêu được gán lên các mặt
cắt địa hình và vị trí gần đúng của các hang
động (Hình 6). Kết hợp với các mô tả trong
từng hang [3], có thể khái quát các đặc điểm
các tầng thành tạo hang động chủ yếu ở vùng
CNĐ Đồng Văn theo 4 cấp như sau:
Cấp 0: phân bố chủ yếu trong khoảng độ
cao 1250 - 1650 m, thường nằm ở các tháp
karst phía trên mực dòng chảy thường xuyên
hiện tại. Các hang tiêu biểu gồm: Động Nguyệt,
Hang Rồng, Xã Xà Phìn 1&3, Tả Lủng, Pa Ca
1&2, Hmong castle, Lũng Tung 1 và phần cao
của Hang Ong. Các hang động cấp 0 thể hiện
mức ngập lụt trong quá khứ hoặc sự tồn tại của
các dòng chảy ngầm cổ. Chúng không còn hoạt
động bởi quá trình nâng lên của bề mặt địa hình
hoặc sự hạ thấp mực xâm thực cơ sở. Các hang
hình thành ở cấp này thường được gọi là hang
hóa thạch [3].
Hình 5. Phân bố theo độ cao của các nhánh hang động vùng Đồng Văn - Mèo Vạc - Yên Minh.
H.
54
N.V. Hướng và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 32, Số 2S (2016) 45-58
Cấp 1: phân bố chủ yếu trong khoảng độ
cao 950-1225 m, thường nằm ở chân của các
tháp karst với các hang tiêu biểu bao gồm: Ma
Lé 1&2, Mèo Vạc 1, Sủng Dìa 2, Italia (Pải
Lủng), Tia Sáng, Lao Và Chải 1, 2, 3, Hang Hồ,
phần sâu nhất của Hang Ong và các phần cao
của các hang Mèo Vòng 1, Sủng Khe 34 và Xà
Lủng 2.
Cấp 2: phân bố chủ yếu trong khoảng độ
cao 750 - 925 m, thường nằm ở đáy của các
thung lũng sông chính với các hang tiêu biểu
bao gồm: Ha Su 1, Sàng Chải A1, Sủng Khe
1A, 1B, Kho Cho, và phần sâu của các hang
Mèo Vòng 1, Sủng Khe 34 và Xà Lủng 2.
Cấp 3: phân bố chủ yếu trong khoảng độ
cao 225 - 425 m, thường nằm ngang mực nước
ngầm khu vực, tiêu biểu bao gồm Noong Khắt,
Khau Cua, Nậm Luông, Tham Lin, Yên Minh
1, Hữu Vinh 2, Bản An 1 và Keo Hen 1.
Các hang cấp 1, 2 và 3 hình thành liên quan
mật thiết đến hệ thống dòng chảy ngầm ở mức
phía dưới tầng hang hóa thạch, và được phân
loại là các hang hoạt động [3]. Các hang cấp 3
thường chỉ tồn tại ở vùng phía nam trung tâm
của khu vực nghiên cứu. Do bề mặt địa hình có
xu thế nghiêng dần về phía đông nam, trên mặt
cắt A-A’ cắt qua phía tây bắc của CNĐ Đồng
Văn không xuất hiện các hang ở cấp 3, trong
khi đó trên mặt cắt C-C’ cắt qua phía động nam
của CNĐ hang cấp 0 không xuất hiện (Hình 6).
Mặt cắt X-X’ mặc dù không cắt qua vị trí thực
của các hang cấp 3 nhưng ở độ cao tương
đương trên mặt cắt C-C’ vẫn tồn tại nhiều hang
động thuộc cấp này (Hình 1).
Trong vùng CNĐ Đồng Văn tồn tại tính
phân bậc địa hình thông qua sự phân bố các mặt
san bằng ở các mức độ cao 1800-1900 m
(peneplen Đông Dương) tuổi Paleogen (Eocen Oligocen), 1500-1600 m (pediplen Phó Bảng)
tuổi Miocen sớm - giữa (N11-2), 1200-1300 m
(pediplen Mèo Vạc) tuổi Miocen muộn (N13),
800-1000 m (pediplen Làng Đán - Quản Bạ)
tuổi Pliocen (N2) và 400-600 m (pedimen thung
lũng Sông Nho Quế và Sông Nhiệm) tuổi Đệ
Tứ. Tuổi tương đối của các bề mặt san bằng
được xác định dựa trên sự có mặt của trầm tích
Neogen vùng Đồng Văn [13].
Mặt san bằng được thành tạo tương ứng với
giai đoạn bình ổn kiến tạo, là giai đoạn cuối của
một chu kỳ phát triển địa hình do kiến tạo và
các quá trình ngoại sinh. Các bậc địa hình hiện
tại quan sát được trên lục địa chính là các di
tích của các chu kỳ phát triển đó, mà các bậc
cao hơn thường có tuổi cổ hơn [13]. Các vận
động nâng kiến tạo xảy ra theo từng chu kỳ xen
kẽ với các giai đoạn tương đối yên tĩnh hình
thành tính phân tầng của địa hình (các mặt san
bằng, các bậc thềm sông, các tầng hang động)
và các hố sụt, các thung lũng sông, suối lớn ở
những độ cao khác nhau [22]
Sự hình thành hang động do hòa tan thường
phụ thuộc đặc điểm thạch học của đá carbonat,
chuyển động kiến tạo và vị trí của mực nước
ngầm. Vì điều kiện khí hậu từ Neogen đến ngày
nay trong khu vực nhiệt đới không có nhiều
thay đổi đáng kể, có thể bỏ qua nguyên nhân
thay đổi mực nước ngầm do khí hậu [4]. Tạm
thời chưa xem xét yếu tố thạch học, vận động
nâng kiến tạo được quan tâm hàng đầu trong
việc hình thành các tầng hang động. Các hang
động có thể tồn tại ở dạng đang hoạt động hoặc
dạng tàn dư (dạng hang hóa thạch) khi các điều
kiện hình thành hang động không còn. Các tầng
hang động cổ phân bố ở vị trí cao hơn so với
các tầng hang động trẻ. Bề mặt san bằng
peneplen Đông Dương (1800-1900 m) là bề mặt
cổ nhất trong vùng tồn tại dưới dạng các bề mặt
đỉnh sót cao nhất trong vùng CNĐ Đồng Văn
với diện tích hạn chế ở khu vực Lũng Táo Đồng Văn và đỉnh cao ngay sát phía nam thị
trấn Mèo Vạc và hầu như không tồn tại các
hang động ở mức bề mặt này. Theo đó, bốn bề
san bằng mặt trẻ hơn có thể liên hệ với bốn tầng
hang động đã mô tả phía trên. Tổng hợp khoảng
độ cao phân bố của các tầng hang động với các
tham số thống kê chiều dài và chiều sâu trung
bình của các hang, được liên hệ với các bề mặt
san bằng và luận giải kiến tạo được thể hiện chi
tiết trong Bảng 1.
Trong quá trình phát triển của hang động,
nếu mực xâm thực cơ sở địa phương duy trì ổn
định, các hang sẽ phát triển tạo thành hệ thống
nhiều nhánh phức tạp phía trên mực nước
ngầm. Nghĩa là trong giai đoạn bình ổn kiến tạo
N.V. Hướng và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 32, Số 2S (2016) 45-58
hoặc nâng chậm, hang động sẽ có xu thế phát
triển theo chiều ngang [5]. Các hang động hình
thành trong quá khứ vẫn tiếp tục phát triển theo
thời gian khi có tác dụng của dòng nước ở mực
xâm thực cơ sở địa phương. Tuy nhiên xét trên
quy mô toàn CNĐ Đồng Văn, sự hình thành của
các tầng hang động có liên quan mật thiết với
các bề mặt san bằng nguồn gốc kiến tạo đã nêu,
và từ đó, đặc điểm chiều dài và chiều sâu của
các tầng hang động có thể phản ánh vận động
kiến tạo hình thành nên các bề mặt san bằng.
Theo đó, trong vùng CNĐ Đồng Văn trong
giai đoạn Tân kiến tạo từ Miocen đến nay, các
vận động nâng xảy ra theo bốn giai đoạn:
Miocen sớm - giữa, Miocen muộn, Pliocen và
Đệ Tứ với tốc độ nâng khác nhau xen kẽ với
các giai đoạn tương đối yên tĩnh hình (Bảng 1).
Các vận động chậm trong Miocen sớm tương
đối phù hợp với hoạt động trượt bằng xảy ra
mãnh liệt cùng kỳ ở đới đứt gãy Sông Hồng Sông Chảy, theo sau là giai đoạn bình ổn kiến
tạo kéo dài trong Miocen giữa. Giai đoạn nâng
nhanh hoặc trung bình trong Miocen muộn và
Pliocen tương ứng với gian đoạn vận động trượt
bằng đã giảm cường độ hoạt động cũng trên đới
đứt gãy Sông Hồng - Sông Chảy [15, 9, 16].
Trong giai đoạn Hiện đại, địa hình khu vực vẫn
tiếp tục nâng lên tạo điều kiện phát triển các
hang động. Điều này phù hợp với kết quả đo lặp
thủy chuẩn miền Bắc Việt Nam cho thấy hiện
tại khu vực CNĐ Đồng Văn đang tiếp tục nâng
lên với tốc độ 2-3 mm/năm [23].
Jp
Bảng 1. Độ dài và độ sâu trung bình của các hang động theo các cấp hình thành hang động
vùng CNĐ Đồng Văn và luận giải vận động nâng Tân kiến tạo
G
Khoảng độ
cao phân
bố (m) (*)
Cấp 0
1250-1650
Tỉ lệ
số
lượng
16%
Tổng
chiều
dài
(m)
4139
55
Chiều
dài
trung
bình
(m)
Độ
sâu
trung
bình
(m)
Mặt san bằng
tương ứng
Luận giải
79
Pedimen Phó Bảng,
tuổi Miocen sớm giữa (N11-2) (2311,6 triệu năm)
Nâng chậm với biên độ
400 m trong Miocen
sớm và bình ổn kéo dài
trong Miocen giữa
Nâng nhanh với biên
độ 300 m và bình ổn
kiến tạo trong giai
đoạn
ngắn
cuối
Miocen
Nâng trung bình đến
nhanh với biên độ 450
m và bình ổn kiến tạo
trong giai đoạn ngắn
cuối Pliocen
345
Cấp 1
950-1250
46%
6887
203
36
Pedimen Mèo Vạc,
tuổi Miocen muộn
(N 13)
(11,6-5,3
triệu năm)
Cấp 2
500-950
18%
3485
268
82
Pediment Làng Đán,
tuổi Pliocen (N2)
(5,3 - 2,6 triệu năm)
Cấp 3
225-500
19%
7446
532
28
Cấp 3
225-500
19%
7446
532
28
Pediment thung lũng
Sông Nho Quế và
Sông Nhiệm tuổi Đệ
Tứ (Q) (2,6 triệu
năm - nay)
Pediment thung lũng
Sông Nho Quế và
Sông Nhiệm tuổi Đệ
Tứ (Q) (2,6 triệu
năm - nay)
(*) Độ cao tính so với mực nước biển
Nâng chậm với biên độ
225 m và tiếp tục phát
triển hang động
Nâng chậm với biên độ
225 m và tiếp tục phát
triển hang động
56
N.V. Hướng và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 32, Số 2S (2016) 45-58
Hình 6. Mặt cắt địa hình thể hiện các cấp phân bố phát triển hang động chủ yếu
khu vực Đồng Văn - Mèo Vạc và Yên Minh. Vị trí mặt cắt xem Hình 1.
Thông thường, các hang động ở tầng cổ
nhất thường có chiều dài nhỏ hơn các hang ở
các tầng trẻ hơn. Tuy nhiên ở vùng CNĐ Đồng
Văn, các hang cấp 0 lại có chiều dài trung bình
lớn hơn hang cấp 1 và cấp 2. Điều này có thể do
sự có mặt của tầng chắn khu vực với sự tồn tại
của các thành tạo Devon phía dưới sâu ở vùng
lòng chảo thị trấn Đồng Văn và lân cận phía tây
[12] hoặc sự tồn tại của các trầm tích sét hiện
đại ở đáy hang tương tự như quan sát thấy trong
Hang Rồng. Cần có các nghiên cứu định tuổi
đồng vị các trầm tích hang động để chính xác
hơn tuổi hình thành hang động và tốc độ nâng
trong Tân kiến tạo khu vực tây huyện Đồng
Văn nói riêng và CNĐ Đồng Văn nói chung.
7. Kết luận
Hệ thống hang động karst vùng cao nguyên
đá Đồng Văn có các tập hợp lối thông trong
hang định hướng theo hai phương chủ đạo: tây
bắc- đông nam và đông bắc - tây nam.
N.V. Hướng và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 32, Số 2S (2016) 45-58
Trong Kanozoi, hệ thống hang động karst
vùng cao nguyên đá ghi nhận hoạt động phá
hủy kiến tạo với hai pha biến dạng. Trong pha
sớm, trục ứng suất nén ngang cực đại (SHmax)
định hướng chủ đạo theo phương đông - tây.
Trong pha muộn, trục ứng suất nén ngang cực
đại định hướng chủ đạo theo phương bắc - nam.
So sánh với các khu vực khác trên lãnh thổ
Việt Nam và lân cận, pha sớm tương ứng với
giai đoạn hoạt động Miocen - Pliocen và pha
muộn tương ứng với gian đoạn từ Pliocen đến
ngày nay.
Hoạt động nâng Tân kiến tạo diễn ra với
bốn giai được xác định từ Miocen đến ngày nay
thông qua sự tồn tại bốn tầng thành tạo hang
động karst ở cao nguyên đá tương ứng với bốn
bề mặt san bằng địa hình khu vực trong Miocen
sớm - giữa, Miocen muộn, Pliocen và Đệ Tứ.
Lời cảm ơn
Nghiên cứu này được tài trợ bởi Trường
Đại học Khoa học Tự nhiên trong đề tài mã số
TN.16.19.
Tài liệu tham khảo
[1] Global Geopark Network (GGN), 2010. Dong
Van
Karst
Plateau
Geopark.
http://www.globalgeopark.org/aboutggn/list/viet
nam/6509.htm (truy cập 19/6/2016).
[2] La Thế Phúc, Trần Tân Văn, Lương Thị Tuất,
Đoàn Thế Anh, Hồ Tiến Chung, Đặng Trần
Huyên, Nguyễn Xuân Khiển, Đàm Ngọc, Đỗ Thị
Yến Ngọc, Nguyễn Đại Trung, Phạm Khả Tùy,
Trương Quang Quý, Cao nguyên đá Đồng Văn Công viên địa chất toàn cầu đầu tiên của Việt
Nam và vấn đề bảo tồn di sản địa chất, Tạp chí
các khoa học về Trái đất - Số 3/(2011).
[3] Masschelein, J., Coessens V., Lagrou D., Dusar
M., Tran T.V. (Eds.). Northern Vietnam 1993 2006
(Belgian-Vietnamese
Speleological
Projects in the Provinces of Bac Kan, Ha Giang,
Hoa Binh, Lai Chau and Son La). Berliner
Höhlenkundliche Berichte 22, 1-212, (2007).
[4] Pham Khang, The development of karst
landscape in Vietnam. Acta Geologica Polonica,
Vol. 35, N. 3 – 4 (1985), p 305-319.
57
[5] Palmer, A.N., Origin and morphology of
limestone caves. Geol. Soc. Am. Bull. 103
(1991), 1e21.
[6] Littva Juraj, Jozef Hok, Pavel Bella. Cavitonics:
Using caves in active tectonic studies (Western
Carpathians, case study). Journal of Structural
Geology 80 (2015).
[7] Shanov, S., Kostov, K. Dynamic Tectonic and
Karst. In: Cave and Karst Systems of the World.
Springer, Heidelberg, (2015).
[8] Hoàng Xuân Tình (chủ biên). Bản đồ địa chất và
khoáng sản tờ Bảo Lạc, (F-48-X). Cục Địa chất
và Khoáng sản Việt Nam, (2000).
[9] Tran Van Tri, Vu Khuc (Eds.), Geology and
Earth Resources of Vietnam. General Dept of
Geology, and Minerals of Vietnam, Hanoi,
Publishing House for Science and Technology,
634 p. (2011)
[10] Tran Thanh Hai, Dang Van Bat, Ngo Kim Chi,
Hoang Dinh Que, Nguyen Minh Quyen,
Structural controls on the occurrence and
morphology of karstified assemblages in
northeastern Vietnam: a regional perspective.
Environ. Earth Sci. 70 (2) (2013), 511-520.
[11] Lepvrier, C., Faure, M., Nguyen, V.V., Vu, V.T.,
Lin, W., Thang, T.T., Phuong, H., Northdirected Triassic nappes in northeastern
Vietnam (East Bac Bo). J. Asian Earth Sci. 41
(2011), 56-68.
[12] Tran Tan Van; Lagrou, D., Masschelein J.;
Dusar M.; Thai Duy Ke; Hoang Anh Viet; Dinh
Xuan Quyet; Do Van Thang; Ho Tien Chung &
Doan The Anh: Karst Water Management in
Dong Van and Meo Vac Districts, Ha Giang
Province, Vietnam. Contribution of Geological
and Speleological Investigations - TransKARST
2004,
Proceedings
of
the
International Transdisciplinary Conference on
Development and Conservation of Karst
Regions, Hanoi, Vietnam, 13-18.9.2004,p.
265-271; Hanoi, (2004).
[13] Lê Đức An, Đặng Văn Bào, Cao nguyên Đồng
Văn - Mèo Vạc: Một di sản địa mạo karst quý
giá. Tạp chí các Khoa học về Trái Đất, T.30(4)
Phụ chương: 534-544, (2008). Hà Nội.
[14] Tạ Hòa Phương, Đặng Văn Bào, Đoàn Nhật
Trưởng, Nghiên cứu điều kiện tự nhiên vùng cao
nguyên đá Đồng Văn - Mèo Vạc phục vụ xây
dựng Công viên địa chất (Geopark), Báo cáo
tổng kết đề tài đặc biệt Đại học Quốc gia Hà Nội
mã số QG.08.12. Lưu trữ, ĐHQGHN, (2010).
[15] Tapponnier P, Lacassin R, Leloup PH et al
(1990) The Ailao Shan/Red River metamorphic
N.V. Hướng và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 32, Số 2S (2016) 45-58
58
belt: tertiary left-lateral shear between Indochina
and South China. Nature 343 (1990), 431-437.
[16] Wang, E., Burchfiel, B.C., Royden, L.H.,
Liangzhong, C., Jishen, C., Wenxin, L. &
Zhiliang, C. (eds), Late Cenozoic XianshuiheXiaojiang, Red River, and Dali Fault Systems of
Southwestern Sichuan and Central Yunnan,
China. Geological Society of America, Special
Papers, (1998) 327.
[17] Allmendinger, R. W., and Judge, P. A.,
Stratigraphic uncertainty and errors in shortening
from balanced sections in the North American
Cordillera: Geological Society of America
Bulletin, v. 125, no. 9/10 (2013) p. 1569-1579,
doi: 10.1130/B30871.1.
[18] Wessel, P., Smith, W. H. F, Scharroo R., Luis J.,
Wobbe, F. Generic Mapping Tools: Improved
version released. EOS, Trans. Amer. Geophys.
Union 94 (45) (2013), 409-410.
[19] Nguyễn Trọng Yêm, Các chế độ trường ứng suất
kiến tạo Kainozoi ở lãnh thổ Việt Nam. Tạp chí
Địa chất, Loạt A, số 236, 9-10 (1996), tr.1-6.
[20] Phan Trong Trinh, Cenozoic stress field in the
Northwestern region of Vietnam. Journal of
Geology (Hanoi), series B (3-4) (1994), 12-18.
[21] Heidbach, O., Tingay, M., Barth, A., Reinecker, J.,
Kurfe, D. & Muller, B., Global crustal stress
pattern based on the 2008 World Stress Map
database release. Tectonophysics, 482 (2010), 3-15.
[22] Trần Tân Văn (chủ nhiệm), Báo cáo tổng kết đề
tài “Điều tra, nghiên cứu các di sản địa chất và
đề xuất xây dựng công viên địa chất ở Miền Bắc
Việt Nam”. Mã số KC.08.20/06-10. Lưu trữ
Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản (2011).
[23] Trần Đình Tô, Nguyễn Trọng Yêm, Chuyển
động thẳng đứng lãnh thổ Việt Nam theo số liệu
đo lắp thuỷ chuẩn chính xác. Tạp chí Địa chất,
Số 202-203 (1-4) (1991), Hà Nội.
Cenozoic Tectonics in Dong Van Karst
Plateau Recorded in Karst Cave System
Nguyen Van Huong1, Nguyen Thuy Duong1, Nguyen Thi Anh Nguyet1,
Pham Nu Quynh Nhi1, Dang Thi Phuong Thao1,
Tran Van Phong2, Nguyen Ngoc Anh3
1
Faculty of Geology, VNU University of Science, 334 Nguyen Trai, Thanh Xuan, Hanoi, Vietnam
2
Institute of Geological Sciences, Vietnam Academy of Science and Technology
3
Institute of Marine Environment and Resources, Vietnam Academy of Science and Technology
Abstract: Karst cave system in Dong Van karst plateau develops mainly in Carboniferous and
Permian carbonate rocks, and is controlled by Cenozoic tectonic activities. Through analyzing of cave
passage orientation and attitude of cave floors, it can be defined regional tectonic stress fields in
Neotectonics and Recent tectonics. The orientation of cave passage shows two main tectonic phases:
early phase with east - west orientation of maximun horizontal stress (SHmax); and late phase with
north - south orientation of SHmax. Four cave levels recorded indicates that four uplifting events has
been occurred in the region since Miocene time.
Keywords: Neotectonics, stress field, cave passage, karst, Dong Van.