Hà Quang Hải, Nguyễn Ngọc Thu, Nguyễn Thị Hạnh Nhi

I.Giới thiệu

Huyện đảo Lý Sơn, tỉnh Quảng Ngãi gồm đảo lớn (cù lao Ré) và đảo nhỏ (cù lao Bờ bãi) có tổng diện tích xấp xỉ 10 km². Với những cảnh đẹp do núi lửa tạo nên giữa biển khơi, được xem là cảnh quan hiếm có và duy nhất của Việt Nam, đảo Lý Sơn đang được tỉnh Quảng Ngãi tiến hành các thủ tục để được công nhận là Công viên Địa chất toàn cầu. Mặc dầu vậy, việc nghiên cứu địa chất đảo Lý Sơn còn ở mức độ sơ lược, những vấn đề địa chất, địa mạo còn có những ý kiến khác nhau trong đó đáng chú ý nhất về cấu trúc núi lửa và tuổi của các đá cấu tạo nên chúng.

Hầu hết các tác giả cho rằng phần lớn khối lượng vật liệu cấu tạo đảo Lý Sơn là các trầm tích – phun trào có tuổi Neogen; chiếm khối lượng nhỏ là bazan dòng chảy có tuổi Pleistocen sớm – giữa và Holocen. Các mức tuổi này được các tác giả dựa vào kết quả bào tử phấn và tuổi tuyệt đối.

Chúng tôi đã xác định hoạt động núi lửa tại Lý Sơn gồm hai kiểu chính, đó là các nón núi lửa phun nổ (cinder cone; scoria cone) và bazan dòng chảy (lava flow) có tuổi Pleistocen muộn – Holocen.

Những kết quả khảo sát mới (cuối tháng 3 – đầu tháng 4 và cuối tháng 6 – đầu tháng 7) tại một số vị trí trên đảo Lý Sơn cho thấy một khối lượng lớn các trầm tích phun nổ và bazan dòng chảy tạo nên địa hình nhô trên mặt biển chủ yếu có tuổi Holocen.

II.Tuổi bazan đảo Lý Sơn theo các tác giả

– Nguyễn Kinh Quốc (1995) phân chia bazan Cù lao Ré thành hai phần [7]: phần dưới chưa lộ đáy gồm vài lớp mỏng bazan xen kẹp trầm tích vụn  (cát mịn, sạn, cuội dăm và cát sét lẫn vật liệu phun trào bazan) dày 30-70 m; phần trên là basan bọt xốp, độ rỗng lớn, hyalobazan, bazan kiềm, bom và tro núi lửa, dày 30 – 50 m. Chúng tạo nên 5 họng núi lửa trẻ ở nam Cù lao Ré và cù lao Bờ Bãi. Chúng bị phủ bởi lớp cát sạn vôi mỏng chứa vỏ sò, ốc, san hô tuổi Holocen.

– Nguyễn Văn Trang và nnk (1997), trong công trình bản đồ địa chất nhóm tờ Quảng Ngãi, xếp hầu hết bazan có tuổi Neogen [8].

– Nguyễn Hoàng, Martin Flower (1997) dựa và tuổi tuyệt đối, chia phun trào bazan thành hai giai đoạn là 12 triệu năm (Miocen) và 0,4-1,2 triệu năm (Pleistocen sớm – giữa (Q₁^1-2) [5].

– Phạm Hùng và nnk (2001) phân chia bazan ở Lý Sơn theo 3 mức tuổi (ứng với ba giai đoạn hoạt động): 1) bazan phân bố ở phần thấp mặt cắt dày từ vài chục mét tới 70 m có tuổi Miocen muộn – Pliocen (N₁³ – N₂) dựa vào tuổi bào từ phấn hoa; 2) bazan olivine kiềm, hyalobazan, bazan bọt xốp tạo nên bề mặt cao nguyên cao 20 m ở trung tâm đảo có tuổi Pleistocen (βQ₁^1-3) và 3) bazan bọt xốp, bazan olivine kiềm phân bố hạn chế ở khu vực miệng núi lửa An Hải có tuổi Holocen (βQ₂) [6].

– Lê Đức An (2005) phân chia bazan Lý Sơn thành 1) đá trầm tích – phun trào tuổi Neogen (N₁³ – N₂ dựa theo kết quả bào tử phấn [6]) là đá cổ nhất lộ trên một diện tích lớn, được hình thành trong môi trường biển nông trên thềm lục địa và 2) bazan tuổi Pleistocen sớm – giữa (Q₁^1-2) tạo nên các phễu, chóp núi lửa, các dòng chảy bazan ≤ 30 m hình thành trong giai đoạn núi lửa hoạt động mạnh mẽ [1].

– Chương trình Núi lửa Toàn cầu của Viện Smithsonian [6]. Các núi lửa thuộc Nhóm Cù Lao Ré (4 trên mặt đất và 9 trên đáy biển) thuộc kiểu strombolian có tuổi nhỏ hơn 10.000 năm (Holocen) [9].

– Hà Quang Hải và nnk (2012, 2016) trên cơ sở quan sát địa mạo đã xác định các trầm tích phun nổ và bazan dòng chảy tạo nên địa hình cù lao Ré, cù lao Bờ Bãi có tuổi Pleistocen muộn – Holocen sớm  (Q₁³ – Q₂¹) [3, 4].

III. Kết quả khảo sát thực địa

Đợt khảo sát từ 30 tháng 06 đến ngày 06 tháng 07 năm 2016 ghi nhận tầng cát kết san hô phân bố rộng rãi quanh cù lao Ré và cù lao Bờ Bãi. Tầng cát kết san hô này bị bazan dòng chảy phủ trên được quan sát tại nhiều vết lộ. Các mảnh, khối san hô được phát hiện trong cấu trúc vật liệu phun nổ lộ ra tại vách biển Hang câu – Chùa Hang. Các mảnh san hô, ốc biển cùng với các khối, mảnh đá bazan, cát kết tuf nằm rải rác trên miệng núi lửa Hang Câu – Chùa Hang.

III.1 Trên cù lao Ré

1) Điểm khảo sát LS. 457 (cổng Tò Vò)

Cát kết san hô mầu xám trắng bị các lớp bazan màu đen (cấu tạo cổng Tò Vò) phủ trên. Tầng cát kết san hô lộ 1,0 m gồm các khối xương san hô rắn chắc (trông còn tươi) có kích thước tới 10 – 15 cm được gắn kết bằng cát, sạn san hô (Hình 1).

Theo bãi biển (bắc Giếng Tiền) từ cổng Tò Vò về phía đông khoảng 1000 m lộ liên tục các lớp cát kết san hô; mỗi lớp dày trung bình 0,1 m cắm về phía biển (phía bắc) với góc dốc khoảng 10^o. Bề mặt lớp cát kết san hô trơn, nhẫn do mài mòn, trên đó có những lỗ tròn nhỏ và rải rác có cuội bazan.

2) Điểm khảo sát LS. 454 (bãi biển Hang Câu)

Tại bãi biển phía tây Hang Câu lộ các cát kết san hô màu xám trắng có chứa các mảnh đá bazan và cát kết tuf màu nâu chứa các khối và mảnh đá bazan (Hình 3).

3) Điểm khảo sát LS. 487 (bãi biển An Vĩnh)

Tại bãi biển phía nam cảng An Vĩnh khoảng 500 m lộ đá bazan màu đen, ít lỗ rỗng phủ trên cát kết san hô màu nâu (Hình 4). Cát lớp kết san hô có bề dày lộ 1,0 m; cắm dốc về phía biển (phía nam). Khi thủy triều xuống thấp, các lớp cát kết san hô lộ dọc theo bờ biển với chiều rộng hàng 100 m.

4) Điểm khảo sát LS. 488 (nam Hòn Vung)

Tại bãi biển (phía nam Hòn Vung, nam hang Cò) lộ các lớp cát kết san hô cắm về phía biển (Hình 5). Như vậy, có thể thấy các lớp cát kết san hô tạo nên bãi biển quanh cù lao Ré có diện lộ khá rộng.

III.2 Trên cù lao Bờ Bãi

Trên cù lao Bờ Bãi, bãi biển từ Bàn Than Tây đến Hòn Đụn lộ liên tục các lớp cát kết san hô bị mài mòn và phá hủy bởi sóng biển.

1) Điểm khảo sát LS. 470 (Bậc Bè)

Tại Bậc Bè (phía tây Hòn Đụn 180 m), khối lớn đá bazan màu đen ít lỗ rỗng phủ trên cát kết san hô (Hình 6). Bazan Hòn Đụn cũng phủ lên cát kết san hô.

2) Điểm khảo sát LS. 475 (bãi Nam)

Các lớp cát kết san hô tại bãi Nam (phía tây cầu Cảng) bị sóng phá hủy hình thành bãi đá tảng lộ ra khi triều thấp (Hình 7). Bề mặt lớp cát kết bị mài mòn, nhẫn bóng nhưng khi sóng biển lật úp các lớp để lộ bề mặt gồm các khối san hô đủ mọi hình dạng, kích thước (Hình 8).

3) Điểm khảo sát LS. 476 và LS. 477 (bãi Tây)

Cát lớp kết san hô lộ liên tục dọc bãi Tây, cắm nghiêng về phía biển. Tại đây, bãi biển gồm hai phần: phần thấp bề mặt các lớp được mài nhẵn; phần cao là các khối, tảng do sóng phá hủy (Hình 9). Về phía Bàn Than Tây, bề mặt cát kết san hô thu hẹp, thay vào đó là bãi biển tích tụ gồm cát, vụn san hô bở rời.

4) Điểm khảo sát LS. 471 (bãi Đông)

Tại khu vực bãi Lỗ Sâu (phía đông Hòn Đụn 400 m), cát kết san hô và đá bazan nằm xen nhau, cát kết san hô là xi măng gắn kết các khối, tảng bazan khá lớn (Hình 10 ).

III.2 Cát kết san hô nằm trong vật liệu phun nổ và trên miệng núi lửa

1) Tại vách biển Chùa Hang

Ngày 31 tháng 03 năm 2016 (cùng với đoàn khảo sát chương trình xây dựng Công viên Địa chất Lý Sơn) quan sát trên vách dốc xuống Chùa Hang có khối san hô nằm trong lớp cát bột kết tuf màu nâu. Khối san hô này lộ ra trong hõm do nước mưa xâm thực.

Hình 11: San hô lộ trên vách biển (lối xuống Chùa Hang). Ảnh Nguyễn Ngọc Thu

2) San hô trong các khối đá rơi

Trong các khối cát, bột kết tuf kích thước 1 – 2m³, rơi từ vách biển Hang Câu và chất thành đống trên bãi biển (Điểm khảo sát LS. 453) có các mảnh san hô kích thước từ 2 – 3 cm đến 10 cm (Hình 12; 13).

3) San hô trên miệng núi lửa

Trên sườn miệng núi lửa Hang Câu – Chùa Hang có những khối, mảnh san hô, cát kết san hô, vỏ ốc biển nằm rải rác cùng với các khối đá, mảnh đá bazan và cát kết tuf (Hình 14).

III.3 Tham khảo tuổi tuyệt đối san hô và vỏ sò bãi biển cù lao Ré

Hình 15 là mặt cắt địa chất bờ và bãi biển phía nam cù lao Ré trong công bố “Late  Pleistocene-Holocene  coastal  development  of  islands  off Vietnam” của A. M. Karoky và nnk [2]. Hai mẫu san hô và hai mẫu vỏ sò có tuổi tuyệt đối như sau:

Beach-rock  coral  1570 ± 85;  1523 ± 102  (TIG-325)

Beach-rock  shell  2410 ± 88;  2441 ± 104  (TIG-324)

Beach-rock  coral  1135 ± 83;  1077 ± 98  (TIG-315)

Beach-rock  shell  2435 ± 88;  2472 ± 104  (TIG-314)

Dựa vào tuổi tuyệt đối như trên, A. M. Karoky và nnk xác định bãi biển mài mòn với san hô đảo cù lao Ré được hình thành vào thời gian đầu biển tiến Subatlantic [2].

Có thể nhận thấy phần gần bờ của mặt cắt này có thành phần và cấu trúc trần tích tương tự như các điểm khảo sát LS. 487, LS.488 (bờ nam cù lao Ré) và một số điểm khảo sát khác ở bờ biển bắc Giếng Tiền và nam cù lao Bờ Bãi.

Nhận xét và khuyến nghị

Những quan sát tại vết lộ trình bày trên cho thấy các trầm tích vụn núi lửa (phun nổ) và bazan dòng chảy ở cù lao Ré, cù lao Bờ Bãi đều trẻ hơn các lớp cát kết san hô cấu tạo nên bãi biển, phân bố khá rộng quanh đảo.

Chúng tôi cho rằng san hô tại các điểm khảo sát mô tả trong bài này có tuổi tương đương với san hô và vỏ sò cấu tạo bãi biển mài mòn [2]; như vậy xem như các vụn núi lửa phun nổ và bazan dòng chảy xuất lộ ở cù lao Ré, cù lao Bờ Bãi có tuổi Holocen, thậm chí là Holocen muộn.

Không loại trừ có các vật liệu phun nổ, bazan dòng chảy cổ hơn tạo nên các núi lửa ngầm (dưới mặt nước biển) hoặc nằm dưới sâu cấu tạo nền móng đảo Lý Sơn.

Để làm sáng tỏ cấu trúc, lịch sử phát triển địa chất đảo Lý Sơn cần có những nghiên cứu địa tầng chi tiết, thực hiện các phân tích tuổi tuyệt đối theo các vết lộ, theo các lỗ khoan sâu. Hơn nữa, để trở thành Công viên Địa chất, một phương án đo vẽ lập bản đồ địa chất theo qui chuẩn cần được thực hiện trước hết.

Tài liệu tham khảo

[1]. Lê Đức An, 2005. Đảo Lý Sơn – một di sản thiên nhiêm hiếm có. Tuyển tập báo cáo HNKH 60 năm Địa chất Việt Nam, trang 569 – 576. Bộ TNMT, Hà Nội.

[2]. A.  M.  Korotky et al. 1995. Late  Pleistocene-Holocene  coastal  development  of  islands  off

Vietnam. Journal Of  Southeast  Asian Earth Sciences, Vol. 11,  No. 4,  pp.  301-308.

[3]. Hà Quang Hải và nnk, 2012. Các giá trị địa mạo nổi bật của đảo Lý Sơn. HNKH lần 8, Trường Đại học KHTN, ĐHQG.TPHCM.

[4]. Hà Quang Hải và nnk, 2016. Du lịch đảo núi lửa Lý Sơn (cù lao Ré – cù lao Bờ Bãi). Diamoitruong.com

[5]. Nguyen Hoang and Martin Flower, Petrogenesis of Cenozoic Bazans from Vietnam: Implication for Origin of a “Diffuse Igneous Province”, Journal of Petrology 39 (1998) 369.

[6]. Phạm Hùng và nnk, 2001. Một số nét về đặc điểm địa chất và địa mạo đảo Lý Sơn. Tạp chí Địa chất, loạt A số 262/1-2, tr. 12-19. Hà Nội.

[7]. Nguyễn Kinh Quốc (trong Đào Đình Thục, Huỳnh Trung), 1995. Bazan Cù Lao Ré (Lý Sơn). Địa chất Việt Nam. Tập II. Các thành tạo magma, tr. 2999. Hà Nội.

[8]. Nguyễn Văn Trang và nnk. Báo cáo Địa chất – Khoáng sản Nhóm tờ Huế – Quảng Ngãi. Cục Địa chất Việt Nam

[9]. The Global Volcanism Program, Smithsonian Institution. http://volcano.si.edu/.