BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO - BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
VIỆN KHOA HỌC ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN

Lê Cảnh Tuân
ĐẶC ĐIỂM THẠCH HỌC – ĐỊA MẠO THUNG LŨNG SÔNG
KỲ CÙNG (KHU VỰC THỊ XÃ LẠNG SƠN)TRONG MỐI
LIÊN QUAN VỚI CÁC TAI BIẾN ĐỊA CHẤT

Chuyên ngành: Thạch học
Mã số: 62.44.5 7.01

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Nhà nước họp
tại Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản
vào hồi giờ ngày tháng năm Có thể tìm hiểu luận án tại Thư viện Quốc gia - Hà Nội

CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN

1. Lê Cảnh Tuân, Vũ Thanh Tâm, Nguyễn Xuân Nam, Đoàn Thế
Anh, Hoàng Anh Việt, Phạm Việt Hà, Nguyễn Đình Tuấn, 2006. Bàn
về việc ứng dụng một số mô hình vào nghiên cứu các tai biến Địa chất ở
Việt Nam (lấy ví dụ việc ứng dụng mô hình SINMAP vào nghiên cứu
trượt lở ở vùng Lạng Sơn”. Kỷ yếu hội nghị khoa học- Trường ĐH khoa
học tự nhiên- Đại học Quốc Gia Hà Nội, trang 118- 127.
2. Lê cảnh Tuân, Nguyễn Xuân Nam, 2007. Hoạt động tân kiến tạo
và hiện trạng xói lở- bồi tụ trong thung lũng sông Kỳ Cùng (đoạn TP
Lạng Sơn), Tạp chí ĐỊA CHẤT, loạt A, số 298, 1-2/2007.
3. Lê cảnh Tuân, Vũ Thanh Tâm, Nguyễn Xuân Nam, Đoàn Thế
Anh, Hoàng Anh Việt, Phạm Việt Hà, Nguyễn Đình Tuấn, 2006.

cân bằng vốn có của môi trƣờng địa chất.
Lạng Sơn, nằm trong thung lũng sông Kỳ Cùng, thuộc vùng núi
Đông Bắc Bắc Bộ. Đây là khu vực có sự đa dạng về thành phần đá gốc,
phức tạp về các dạng địa hình, bị tác động mạnh mẽ cửa nhiều hệ thống đứt
gãy, nổi bật với sự hoạt động xuyên kỳ của đứt gãy Cao Bằng - Tiên Yên,
thung lũng sông Kỳ Cùng mang trong mình tiềm ẩn các tai biến địa chất.
Khu vực nghiên cứu còn là trung tâm chính trị, kinh tế, văn hóa, …
của tỉnh Lạng Sơn, các hoạt động đô thị hóa đã và đang diễn ra mạnh mẽ,
tác động đáng kể tới tự nhiên, làm gia tăng các tai biến cũng nhƣ thiệt hại
do tai biến địa chất xảy ra ở đây.
Đến nay, đã có nhiều các công trình nghiên cứu về địa chất, ĐCTV,
ĐCCT, địa mạo, môi trƣờng, TBĐC … nhƣng chủ yếu là những nghiên
cứu mang tính tổng quan thuộc các lĩnh vực điều tra khoáng sản, môi
trƣờng, điều kiện địa chất công trình, thủy văn, … Nhằm cảnh báo, dự báo
các TBĐC, tránh các rủi ro trên cơ sở nghiên cứu thạch học- địa mạo, việc
lựa chọn đề tài luận án “Đặc điểm thạch học- địa mạo thung lũng sông Kỳ
Cùng (khu vực Thị xã
*
Lạng Sơn ) trong mối liên quan với các tai biến địa
chất” là việc làm cấp bách. Về mặt khoa học, luận án sẽ góp phần vào việc
nghiên cứu tai biến địa chất trên cơ sở tiếp cận thạch học và địa mạo trong
hệ thung lũng sông. Về thực tiễn, luận án là cơ sở cho việc quy hoạch phát
triển kinh tế - xã hội, đề xuất các biện pháp giảm thiểu rủi ro phát sinh do
các quá trình địa chất - địa mạo gây ra.
2- MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
2-1. Mục tiêu của đề tài
Nghiên cứu, làm sáng tỏ đặc điểm thạch học của các nhóm đá theo
nguồn gốc, đặc điểm địa mạo và mối liên quan của chúng với các TBĐC
trong vùng Lạng Sơn, làm cơ sở khoa học cho công tác cảnh báo và đề
xuất một số giải pháp giảm thiểu TBĐC.

biến địa chất trong khu vực nghiên cứu.
2. Xây dựng đƣợc Bản đồ địa mạo với 17 dạng địa hình có nguồn gốc và
tuổi khác nhau; đã khôi phục đƣợc lịch sử phát triển địa hình của khu vực,
trong đó xác định đƣợc 3 chu kỳ tích tụ vật liệu để tạo nên các thế hệ thềm
sông và bãi bồi, có quan hệ mật thiết với 3 ngấn nƣớc trên vách đá vôi tại
cầu Khánh Khê.
3. Đã xây dựng thành công sơ đồ khối của mô hình SINMAP để áp dụng
vào nghiên cứu trƣợt lở đất trong phạm vi thung lũng sông Kỳ Cùng.
4. Lần đầu tiên đƣa ra cơ sở xác định tai biến tiềm ẩn liên quan tới quá
trình sụt, sập karst ngầm tại trũng Lạng Sơn, đặc biệt là khi quá trình khai
thác nƣớc ngầm tại đây gia tăng.
6. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
+ Kết quả của luận án góp phần bổ sung, hoàn thiện hƣớng nghiên
cứu, phân tích bản chất của các nhóm thạch học trong mối liên quan với
quá trình phát triển địa hình và các tai biến địa chất. 3
+ Việc phân vùng cảnh báo nguy cơ TBĐC trong thung lũng sông Kỳ
Cùng là cơ sở cho quy hoạch, bảo vệ môi trƣờng, phòng tránh thiên tai của
khu vực thị xã Lạng Sơn. Các phƣơng pháp và quy trình nghiên cứu ở đây
có thể vận dụng cho nghiên cứu giảm thiểu TBĐC ở các vùng khác có điều
kiện tƣơng tự.
7. CƠ SỞ TÀI LIỆU CỦA LUẬN ÁN
Luận án hoàn thành trên cơ sở các tài liệu sau:
7.1. Tài liệu từ các đề tài do tác giả trực tiếp tham gia hoặc chủ trì
- Đề tài “Nghiên cứu , điều tra tai biến địa chất tại một số khu vực
trọng điểm thuộc vùng Đông Bắc Bắc bộ phục vụ quy hoạch phát triển
kinh tế - xã hội”, 2004- 2007;
- Đề tài NCKHCB giai đoạn 2006- 2008, mã số 717 006: “Ứng dụng
4
Chương 5. Các tai biến địa chất khu vực thị xã Lạng Sơn và phụ cận
Lời cảm ơn
Luận án đƣợc thực hiện tại Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản
dƣới sự hƣớng dẫn khoa học của TS. Nguyễn Linh Ngọc, PGS- TS. Đặng
Văn Bào.
Với tất cả tấm lòng của mình, NCS xin đƣợc bày tỏ lòng cầu thị, kính
trọng và biết ơn đối với các thầy TS. Nguyễn Linh Ngọc, PGS- TS. Đặng
Văn Bào đã tận tình hƣớng dẫn và giúp đỡ trong suốt quá trình học tập và
nghiên cứu thực hiện luận án.
Nhân dịp này, NCS trân trọng cám ơn Ban Giám đốc, Ban Đào tạo
Sau đại học Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản, đã tạo điều kiện thuận
lợi cho NCS thực hiện luận án. NCS xin chân thành cám ơn GS-TSKH. Lê
Đức An, GS-TS. Đào Đình Bắc, GS-TSKH. Ngô Văn Bƣu, GS-TSKH.
Phan Trƣờng Thị, PGS.TS. Nguyễn Xuân Khiển, PGS.TSKH Nguyễn
Địch Dỹ, PGS.TS. Bùi Minh Tâm, TS. Trần Tân Văn, TS. Đào Văn Thịnh,
TS. Đỗ Minh Đức, TS. Vũ Thanh Tâm, TS. Đặng Văn Can, KS. Đàm
Ngọc, NCS. Trịnh Xuân Hòa, KS. Nguyễn Xuân Nam và các nhà khoa
học trong và ngoài Viện đã góp ý, giúp đỡ trong suốt quá trình thực hiện
luận án.
Ngoài ra, NCS cũng xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn sự giúp đỡ nhiều
mặt, sự động viên không thể thiếu đƣợc của gia đình và bạn bè đồng
nghiệp.

NỘI DUNG CHÍNH CỦA LUẬN ÁN
CHƢƠNG I
TỔNG QUAN TIẾP CẬN THẠCH HỌC VÀ ĐỊA MẠO TRONG
NGHIÊN CỨU TAI BIẾN ĐỊA CHẤT KHU VỰC THỊ XÃ

lở và bồi tụ bờ biển); Sụt lún đất đá; Thổi mòn, cát bay; Xâm nhập mặn;
Các TBĐC liên quan đến hiện tượng karst; Các TBĐC liên quan đến
ĐCTV (bán ngập nước các tầng sản phẩm thông nhau, hiện tượng phun
bùn).
Nhóm III: Các TBĐC nguồn gốc nhân sinh ( Tai biến do khai thác
khoáng sản, nước dưới đất; Động đất kích thích; Ô nhiễm đất; Ô nhiễm
nước)
Nhóm IV: Các TBĐC nguồn gốc hỗn hợp ( Trượt đất: trượt đất, lở đất,
trượt đá, lở đá, đá đổ, đá rơi, dòng đá rắn (debris flow); Nứt đất; Các
TBĐC liên quan đến trường từ, điện, phóng xạ; Tai biến ĐHST (thừa
thiếu vi nguyên tố, dị thường vi nguyên tố độc hại gây bệnh diện rộng và
diện hẹp) ảnh hưởng tới sức khoẻ con người, vật nuôi, thực vật; Sa mạc
hóa)
Tuy vậy, cho đến nay vẫn chƣa có một bảng phân loại TBĐC nào đƣợc
chấp nhận rộng rãi trên thế giới.
1.1.2. MỘT SỐ TBĐC CHỦ YẾU
a. Động đất; b. Đứt gãy hoạt động; c. Nứt đất;e. Trượt lở đất, đá; f.
Tai biến liên quan đến karst; g. Lũ quét; h. Xói lở bờ sông.
1.2. Tổng quan về thạch học và địa mạo trong mối liên quan với các TBĐC
1.2.1. Khái quát chung
Cấu trúc nền móng của vỏ Trái đất đƣợc hình thành từ nhiều loại đá khác
nhau. Mỗi loại đá đƣợc đặc trƣng bởi một tập hợp khoáng vật nhất định. Tùy
thuộc vào đặc điểm cơ lý, hóa học, điều kiện biến dạng của đất đá mà chúng
có ảnh hƣởng khác nhau tới việc phát sinh TBĐC, nhiều khi đá gốc đóng vai trò
quyết định các dạng TBĐC. Đối với các đá cứng chắc có độ bền cơ học cao,
trong thành phần vỏ phong hóa ít hoặc hầu nhƣ không có các khoáng vật sét,
chúng thƣờng chỉ xảy ra hiện tƣợng đổ lở, sập đổ. Hiện tƣợng này thƣờng xảy
ra ở những vách dốc đối với các đá karst, đá magma acid, … Trái lại, các đá
trong thành phần giàu sét, nhạy cảm với quá trình phong hóa thƣờng dễ gây
trƣợt, thƣờng xảy ra đối với các đá lục nguyên, lục nguyên chứa than, đá phiến

đặc trƣng riêng về các đặc trƣng thạch học. Trên cùng một loại đá, quá trình
phong hóa cũng diễn ra khác nhau theo thời gian và không gian. Đặc biệt theo
chiều đứng, chúng có tính phân đới, các khoáng vật tạo đá dƣới tác dụng của
các quá trình hydrat hóa, oxy hóa, tác dụng hòa tan, sự phân hủy silicat,…
chúng bị phá hủy cấu trúc và thành phần. Các chất silicat trong các đá có nguồn
gốc khác nhau dƣới tác dụng của quá trình hóa lý, điển hình là felspat biến
thành kaolanh, ôxyt silic và carbonat theo phản ứng:
K
2
O.Al
2
O
3
.6SiO
2
+ CO
2
+ 2H
2
O = K
2
CO
3
+ 4SiO
2
+ 2H
2
O.Al
2
O

tích tụ thành vỏ trong điều kiện địa động lực tƣơng đối ổn định (kiểu miền
nền) và ở những khu vực địa hình có tốc độ của quá trình rửa trôi, bóc mòn
bề mặt nhỏ hơn tốc độ của các quá trình tạo vỏ (các cao nguyên, bản bình
nguyên, vùng đồi thấp trước núi, vùng đồng bằng ,…). Chính vì vậy mà
việc nghiên cứu một cách đầy đủ, sâu sắc, định lƣợng các thành tạo VPH
không những đóng vai trò quan trọng trong việc phát hiện, đánh giá và dự
báo các khoáng sản liên quan; nghiên cứu điều kiện môi trƣờng cổ địa lý
mà còn góp phần quan trọng trong việc nghiên cứu các TBĐC.
Đánh giá, phân tích các yếu tố này cho phép xác lập các khu vực có nguy
cơ trƣợt lở cao và các tai biến tiềm ẩn trên từng bộ phận của vùng nghiên cứu.
1.2.2. Mối liên quan giữa thạch học đối với TBĐC
a. Phân chia thạch học trong mối liên quan với các TBĐC
(i) Nhóm đá carbonat có độ bền cao thƣờng liên quan với tai biến sụt,
sập, đổ lở. (ii) Nhóm đá phun trào acid có độ bền cơ học cao ít khi gây trƣợt,
thƣờng liên quan đến tai biến đổ lở. (iii) Nhóm đá phun trào bazơ kém bền
vững hơn, VPH dày, dễ bị phong hóa, khi phong hóa thƣờng có màu nâu đỏ,
thƣờng liên quan với tai biến trƣợt lở. (iv) Nhóm đá trầm tích lục nguyên rất
nhạy cảm với trƣợt lở vì trong thành phần ngoài cuội, sạn kết, cát, bột kết
còn có thành phần của sét, sét than. (v) Đá biến chất trong thành phần có
chứa nhiều cericid, khi phong hóa cũng dễ gây trƣợt. (vi) Các thành tạo bở
rời phân bố trên sƣờn có độ gắn kết yếu rất dễ gây trƣợt. Tại những nơi địa
hình dốc, khi có mƣa lớn, mƣa dài ngày, các thành tạo này rất dễ tạo ra lũ
bùn đá, lũ quét. Tại đáy thung lũng, chúng thƣờng liên quan với quá trình
xói lở.
b. Các thông số ĐCCT liên quan với TBĐC
Mỗi loại đá mang những đặc tính riêng biệt thông qua các thông số đặc trƣng
về ĐCCT. Sự khác biệt đó đã quyết định đến sự khác nhau về các TBĐC 8

Đá hoa
0.46
1510
10- 163
Đá vôi
9.22
1450
50- 100
Cát kết
-
-
50- 104
Đá phiến
-
180- 260
10- 80
Nguồn “Địa chất công trình” Nxb Xây dựng, Hà Nội, 2002
Bảng 1.2. Đặc tính cơ lý chủ yếu của các loại đá lục nguyên - phun trào (nguồn Nguyễn Văn Nghĩa,
2000)
Loại thạch học
Ryolit
Cát kết
Cuội kết
Chỉ tiêu
R
nén
(KG/cm
2
)
172

trình xảy ra trong quá khứ dẫn tới sự hình thành bề mặt địa hình, các tầng
trầm tích đồng sinh và nghiên cứu các quá trình địa mạo động lực hiện đại
đóng vai trò hết sức quan trọng trong việc xác định nguyên nhân cũng nhƣ
góp phần giảm thiểu tác hại của các tai biến thiên nhiên thông qua việc
cảnh báo không gian có nguy cơ phát sinh tai biến. Các nghiên cứu đã
khảng định mỗi dạng địa hình sẽ liên quan với một dạng tai biến nhất định:
sụt, sập liên quan với địa hình karst; trƣợt lở liên quan với địa hình sƣờn
dốc,…
1.2.4. Tổng quan về khu vực nghiên cứu và lịch sử nghiên cứu
Khu vực nghiên cứu là một phần của thung lũng sông Kỳ Cùng, địa
hình thuộc dạng đồi- núi thấp. Đỉnh cao nhất là Khau Moong (868m) và
Khau Mạ (xấp xỉ 800m). Các nghiên cứu về địa chất khoáng sản đã có
từ lâu, có thể nói các tài liệu khu vực từ 1/1000.000; 1/500.000; 9
1/200.000; 1/50.000; 1/25.000 và các nghiên cứu chuyên đề khác đều là
nguồn tƣ liệu quan trọng cho các nghiên cứu của chúng tôi.
1.3. Những vấn đề tồn tại
Nhƣ đã đề cập, tất cả các nghiên cứu hiện có chỉ mang tính khu vực,
còn nhiều bất cập về lý luận và thực tiễn, do đó chƣa giải quyết đƣợc sâu
sắc đƣợc các vấn đề nhƣ:
- Mối liên quan của giữa đặc điểm thạch học với các dạng TBĐC
- Mối quan hệ giữa TBĐC với các dạng địa hình
- Các yếu tố về kiến tạo, đặc biệt là vai trò của hoạt động tân kiến tạo
Các vấn đề tồn tại trên chỉ có thể giải quyết đƣợc trên cơ sở nghiên
cứu một cách hệ thống với một hệ phƣơng pháp nhất quán. Hy vọng kết
quả nghiên cứu của đề tài luận án sẽ hoàn thiện thêm những vấn đề về cơ
sở lý luận và áp dụng trong nghiên cứu ứng dụng của địa chất học, nhằm
giải quyết một phần các mặt tồn tại trên.

10
chính xác hóa bởi các mùa thực địa của NCS trong các năm từ 1993 đến
nay. Sơ đồ thạch học cấu trúc đƣợc xây dựng từ các hành trình thực tế lập
các mặt cắt chi tiết, kết hợp với các số liệu thu thập từ các đề án nghiên
cứu địa chất 50.000 và 25.000. Trên sơ đồ này biểu diễn chi tiết sự phân bố
của các lớp đất đá trong mối quan hệ với cấu trúc của thung lũng.
2.1. ĐỊA TẦNG
Trong diện tích nghiên cứu có mặt 16 phân vị địa tầng địa chất, cổ
nhất có tuổi Carbon – Permi và trẻ nhất là Đệ tứ. Những nét khái quát nhất
của các phân vị địa tầng đã đƣợc NCS tổng hợp và mô tả chi tiết về diện
phân bố, các mặt cắt quan sát cũng nhƣ đặc điểm của chúng. Đó là các
phân vị địa tầng sau:
Hệ tầng Bắc Sơn (C-P
1
bs) (hiện nay đã đƣợc Đặng Trần Huyên và
nnk, 2006 xếp vào C-P
3
bs); Hệ tầng Đồng Đăng (P
2
đđ) (hiện nay đã đƣợc
Đặng Trần Huyên và nnk, 2006 xếp vào P
3
đđ); Hệ tầng Lạng Sơn (T
1
i ls);
Hệ tầng Kỳ Cùng (T
1
okc) (hiện nay đã đƣợc Đặng Trần Huyên và nnk,
2006 xếp vào hệ tầng Bắc Thủy T
1

Hệ thống đứt gãy theo phương á kinh tuyến
2.2.2. Hoạt động hiện đại và các đặc tính của đứt gãy Cao Bằng- Tiên Yên
2.3. SƠ LƢỢC VỀ ĐỊA CHẤT THỦY VĂN
Về ĐCTV đã đƣợc tác giả mô tả về các hệ thống nƣớc mặt và nƣớc
ngầm. Đặc biệt là tầng chứa nƣớc liên quan với thành tạo carbonat rất giàu
nƣớc, chúng là nguồn cung cấp quan trọng cho khu vực Lạng Sơn.
KẾT LUẬN CHƢƠNG 2 11
Vùng nghiên cứu với diện tích nhỏ hẹp nhƣng rất da dạng về các loại
đá, chúng có mặt xuyên suốt từ Paleozoi, Mezozoi đến Kainozoi. Nét đặc
biệt là trung tâm Lạng Sơn nằm gọn trên cấu trúc địa lũy, bị chi phối mạnh
mẽ bởi các lực căng nén. Xét trên phƣơng diện địa mạo, đây là sự kết hợp
tuyệt vời giữa đặc điểm thạch học (đá vôi C-P khá tinh khiết) với các quá
trình địa mạo trong khối karst bị dập vỡ mạnh dƣới tác động của hàng loạt
hệ thống đứt gãy, mà trong tâm là chum hệ thống đứt gãy á kinh tuyến cắt
qua trung tâm Lạng Sơn, làm cho diện tích 16km
2
đá vôi đã bị phá hủy,
nay chỉ còn một số chỏm sót. Đặc biệt là đứt gãy Cao Bằng- Tiên Yên, đây
là những nơi xung yếu rất thuận lợi cho hệ thống thủy văn phát triển. Ngoài
ra, các tầng chứa nƣớc h-p liên quan với nhóm đá carbonat, nƣớc đƣợc
tàng trữ trong các đới dập vỡ của đá vôi và các hang karst, những vị trí này
là nơi tiềm ẩn các TBĐC.
CHƢƠNG 3. ĐẶC ĐIỂM THẠCH HỌC
KHU VỰC THỊ XÃ LẠNG SƠN VÀ PHỤ CẬN
Các phân tích và tổng hợp trên 1618 mẫu các loại và 33 lỗ khoan từ
các đề tài nghiên cứu địa chất khác nhau, các thành tạo địa chất có mặt
trong vùng nghiên cứu đƣợc phân chia thành các nhóm thạch học theo

2
)
704
R
kéo
(KG/cm
2
)
70
o

40,3
C (KG/cm
2
)
156

3.2. Nhóm đá trầm tích lục nguyên
Nhóm đá trầm tích lục nguyên với thành phần chính là cát kết và bột 12
kết. Một số đặc tính cơ lý của chúng đƣợc thể hiện trên bảng 3.2. Phân tích
mối tƣơng quan giữa chúng trong đá gốc ( hình 3.5) cho thấy hầu hết các
thông số ĐCCT của cát kết đều lớn hơn bột kết, thể hiện rõ nét nhất là đại
lƣợng cƣờng độ kháng nén (R nén). Khi bị phong hóa, tại những nơi bột
kết chiếm ƣu thế khả năng trƣợt lở sẽ diễn ra mạnh hơn. Điều này rất phù
hợp với các nghiên cứu về trƣợt lở tại các vết lộ ngoài thực tế.
Bảng 3.2. Đặc tính cơ lý của cát kết và bột kết (Nguồn Nguyễn Văn Nghĩa, 2000)
Loại thạch học

200
250
300
350
400
450
500
R nen R keo Ф C
Bột kết
Cát kết

Hình. 3.5. Tương quan giữa lực kháng nén, kháng kéo, góc ma sát và lực dính kết
của nhóm đá trầm tích lục nguyên
3.3. Nhóm đá phun trào xen lục nguyên (có thành phần acid và bazơ):
các kết quả phân tích chỉ tiêu ĐCCT cho thấy, ở trạng thái còn tƣơi, không
bị nứt nẻ, dập vỡ, ryolit, cát kết, bột kết đều có cƣờng độ kháng nén và
kháng kéo cao (bảng 3.8). Tuy nhiên khi chúng bị các tác nhân phong hóa,
sự phá hủy của đứt gãy,… thì các thông số ĐCCT bị giảm xuống rất
nhanh. Trong khu vực nghiên cứu, nhóm đá này đều bị phong hóa mạnh
tạo ra VPH khá dày, Trong vùng nghiên cứu nguy cơ trƣợt lở đối với nhóm
đá này là mạnh nhất.
Bảng 3.8. Đặc tính cơ lý chủ yếu của các loại đá phun trào xen lục nguyên (Nguồn Nguyễn Văn Nghĩa, 2000)[23]
Loại thạch học
Ryolit
Cát kết
Cuội kết
Chỉ tiêu
R
nén
(KG/cm

ở đáy thung lũng kháng, cƣờng độ kháng nén và kháng kéo rất thấp, lực
dính kết đều <1, góc ma sát dao động trong khoảng 18- 22, đƣờng cong
tích lũy thoải phản ảnh sự đa dạng về thành phần độ hạt cũng nhƣ môi
trƣờng thành tạo nên chúng. Tính không đồng nhất, với sự xen kẹp của các
tầng cát và sét, sét pha tạo ra những vị trí xung yếu dễ gấy xói lở. Thực
nghiệm đã chứng minh đối với đất loại sét cƣờng độ chống trƣợt lâu dài bị
giảm chủ yếu là do giảm nhỏ lực dính C, còn góc ma sát trong thực tế
hầu nhƣ không bị thay đổi.
Các nhóm đá trên đƣợc nghiên cứu và luận giải trên cơ sở của các mẫu phân
tích lấy trong các lỗ khoan tay, VPH, các bậc thềm, bãi bồi, các kết quả phân
tích mẫu đƣợc nghiên cứu về thành phần khoáng vật, thành phần hóa học,
nghiên cứu mẫu lát mỏng và phân tích, so sánh sự gắn kết của đá gốc bởi các
kiểu xi măng khác nhau. Các thông số ĐCCT đƣợc minh họa bằng các biểu đồ
kết hợp với các lý thuyết để luận giải các TBĐC và sâu chuỗi mối liên quan của
các nhóm đá với sự phân bố của các dạng địa hình trong không gian cũng nhƣ
lịch sử phát triển địa hình của vùng nghiên cứu.
Thực tế nghiên cứu đã khẳng định, các TBĐC phụ thuộc vào rất
nhiều yếu tố, một trong các yếu tấo rất quan trọng ta phải tính đến đó là hệ
số kiên cố của đất đá. Hệ số kiên cố của đất đá phụ thuộc vào thành phần
thạch học, trạng thái vật lý- mức độ nứt nẻ, phong hóa, độ ẩm, độ bền …
Thƣờng xác định độ kiên cố (f
kc
) theo cƣờng độ chống nén (σ
n
) theo công
thức (Giáo trình Địa chất công trình, Nxb Xây dựng, 2002):
f
kc
=


khi bị phong hóa hoàn toàn (nghĩa là tạo thành đới litoma) thì các chỉ số
ĐCCT của chúng tƣơng đƣơng nhau.
Bảng 3.3. Phân cấp đất đá (Theo Evert Hoek, 2000. Rock engineering)
Nhóm đất, đá
Mô tả đất đá
Cấp đất đá
0
deQ: đất sườn tàn tích
Đất cấp 1-3
IA1: Đới phong hóa hoàn toàn thành đất nhưng vẫn giữ được
kiến trúc đá mẹ
Trong đứt gãy bị phá hủy thành sét lẫn dăm sạn
Đất cấp 3
1
IA2: Đới phong hóa mạnh, các khoáng vật hoàn toàn bị biến đổi,
đá mềm yếu đào được bằng máy xúc.
Trong đứt gãy phá hủy thành dăm cục mềm yếu
Đất cấp 4 và ít đá
cấp 4
2
IB: Đới đá phong hóa trung bình, đá cứng chắc trung bình, bị
oxyt sắt hóa mạnh, khi đào phải khoan nổ mìn.
Trong đứt gãy đá bị phá hủy thành dăm cục cứng và được gắn
kết
Đá cấp 4
3
IIA: Đới đá nứt nẻ, đá khá tươi, bề mặt khe nứt bị oxyt sắt hóa
nhẹ hoặc không, đá cứng chắc, nứt nẻ mạnh.
Đới ảnh hướng của đứt gãy, nơi tập trung nhiều khe nứt (bước
các hệ khe nứt < 30cm) hoặc giảm tải ở sườn dốc hoặc lòng

ĐẶC ĐIỂM ĐỊA MẠO KHU VỰC THỊ XÃ LẠNG SƠN VÀ PHỤ CẬN
4.1. Khái quat cấu trúc thung lũng
Khu vực nghiên cứu kéo dài từ cầu Gia Cát đến cầu Khánh Khê, thung lũng
sông phát triển trên các nền đá gốc khác nhau, sự khác biệt về đá gốc dẫn đến
từng đoạn của thung lũng cũng có những nét đặc thù. Đó là:
Đoạn Quán Hàng- Khổn Pat, thung lũng sông bị các khối riolit của hệ
tầng Khôn Làng chặn ngang gần nhƣ vuông góc với thung lũng, dòng chảy
bị thu hẹp làm thay đổi mạnh lƣu tốc của dòng chảy. Sự thu hẹp dòng chảy
kết thúc tại Khổn Pat.
Đoạn Khổn Pat- bệnh viện đa khoa Lạng Sơn, sông đặt lòng trên tầng
đá vôi của hệ tầng Đồng Đăng và Bắc Sơn, quá trình ăn mòn- hòa tan kết
hợp với sự phát triển mạnh mẽ của hệ thống đứt gãy vòng cung theo hƣớng
á kinh tuyến, thung lũng sông lại đƣợc mở rộng. Trũng Lạng Sơn với bản
chất là cấu trúc của vòm nếp lồi, cấu trúc này đã bị phá vỡ bởi nhiều hệ
thống đứt gãy, quá trình karst hóa phát triển mạnh, trong suốt Kainozoi
toàn bộ khối karst đồ sộ đã bị phá hủy gần hết, nay chỉ còn một số chỏm
sót tại khu vực Tam Thanh, Nhị Thanh, Chùa Tiên, Phai Vệ. Dòng chảy cắt
xẻ vào thung lũng, với sự lang thang của mình, các khúc uốn đƣợc hình
thành, thung lũng đƣợc mở rộng, tạo thuận lợi cho việc hình thành thềm
bậc I.
Đoạn bệnh viện đa khoa Lạng Sơn- cầu Khánh Khê theo chiều dòng
chảy, thung lũng sông phát triển trên đá riolit cứng chắc của hệ tầng Khôn
Làng và một phần đá lục nguyên phong hóa yếu, còn khá rắn chắc, lòng
sông bị thu hẹp thung lũng sông có dạng “hẻm vực”, quá trình xâm thực
chiếm ƣu thế, nhiều chỗ trên bờ và đáy sông lộ đá gốc.
Qua cầu Khánh Khê dòng chảy gặp đá vôi dạng khối của hệ tầng Bắc
Sơn, thung lũng lại đƣợc mở rộng. Trên sƣờn và đỉnh cũng tạo các dạng
địa hình tƣơng ứng đặc trƣng của các nhóm thạch học khác nhau. Đặc
trƣng thể hiện sự tƣơng phản của địa hình đồi thấp ở phía đông và đông
bắc thành phố Lạng Sơn (địa hình trên các đá trầm tích lục nguyên) với

thực
4.2.2. Địa hình karst
Bề mặt đỉnh các khối karst; Sườn đổ lở, rửa lũa- hòa tan, dốc > 45
O
;
Sườn rửa lũa- hòa tan, dốc 20-45
o
; Đáy trũng karst; Các song ngầm; Các
mạch nước; Carrư.
4.2.3. Địa do dòng chảy
Lòng sông và tích tụ ven lòng; Bãi bồi không phân chia; Thềm bậc I cao 6-
8m, tuổi cuối Pleistocen muộn – đầu Holocen (aQ
1
3b
- Q
2
1
) Thềm bậc II,
cao 12- 15m, cuối Pleistocen giữa – đầu Pleistocen muộn (aQ
1
2b
– Q
1
3a
);
Bề mặt tích tụ sông – lũ, lũ tích, vạt gấu chân sườn
4-2.4. Địa hình nhân sinh
4.3. Lịch sử phát triển địa hình
Giai đoạn Neogen là giai đoạn hình thành các MSB, các pediment
dạng vi sƣờn dọc theo thung lũng và một số các bề mặt sƣờn.

hình với 3 chu kỳ nâng lên trong kỷ Đệ Tứ, dấu vết của các pha nâng lên
vẫn tồn tại dọc theo thung lũng dƣới dạng các bậc thềm và bãi bồi. Các
nhóm đá trầm tích lục nguyên, lục nguyên- phun trào không những bị chi 17
phối mạnh mẽ bởi các quá trình phong hóa, trong mặt cắt của VPH thƣờng
tồn tại 4 đới (mô tả chi tiết ở chƣơng 3), ngoài ra chúng còn bị tác động
mạnh mẽ bởi các quá trình địa mạo và các hoạt động nhân sinh, tại các
sƣờn dốc chúng thƣờng liên quan với tai biến trƣợt lở. Sự độc đáo của địa
hình karst, với nhiều hệ thống hang động, chúng phân bố cả trên mặt lẫn
dƣới sâu, các hệ thống hang động này mang lại những nguồn lợi không
nhỏ, song trong chúng tiềm ẩn sự nguy hiểm, các tai biến này rất dễ xảy ra
khi chúng ta khai thác và sử dụng các dạng địa hình này trái với quy luật
phát triển bền vững.

CHƢƠNG 5
CÁC TBĐC KHU VỰC THỊ XÃ LẠNG SƠN VÀ PHỤ CẬN
Vận dụng hệ phƣơng pháp và cơ sở lý thuyết ở chƣơng 1; sâu chuỗi các
kết quả nghiên cứu ở các chƣơng 2; 3 và 4, vùng nghiên cứu thể hiện nổi bật
với 4 dạng TBĐC. Đó là
5.1. Tai biến tiềm ẩn liên quan đến quá trình karst
5.1. 1. Hiện trạng
Trên thực tế các tai biến liên quan đến karst ở khu vực thị xã Lạng
Sơn mới chỉ đƣợc đề cập bởi công trình nghiên cứu, điều tra địa chất Đô
thị của Nguyễn Văn Nghĩa [23]. Nứt đất xảy ra vào tháng 6 năm 1998 tại
thôn Vĩ Thƣợng xã Hoàng Đồng. Trên diện tích 0,5 km
2
có rất nhiều vết
nứt cách nhau khoảng 20 - 30m và song song theo phƣơng tây bắc - đông

(nghiên cứu của Dƣơng Thị Thanh Thủy, 2001)
- Bị nứt nẻ, dập vì mạnh, các kết quả phân tích hóa học đều cho hàm
lƣợng CaO cao (44,8- 57,7%)
- Phân tích các đặc trưng phân bố karst tại Lạng Sơn, đối sánh với sơ
đồ minh hoạ các hiện tƣợng karst thƣờng gặp ở vùng karst hoạt động (theo D.
Ford và Williams, 1989), thì vùng nghiên cứu thuộc “các dạng đầu vào” của
vùng xâm thực. Hiện tại, thị xã Lạng Sơn chủ yếu khai thác nƣớc trong tầng
carbonat, mức độ khai thác ngày càng gia tăng, đã gây ra hiện tƣợng nứt đất ở
thôn Vĩ Thƣợng, xã Hoàng Đồng vào năm 1998. Hiện tƣợng nứt đất đã nêu
liên quan với quá trình khai thác nƣớc ngầm trong tầng đá vôi (C – P
1
bs).
Quá trình bơm, hút nƣớc ngầm tại các đô thị và khu công nghiệp ở
Lạng Sơn cũng gây ảnh hƣởng lớn đối với môi trƣờng khi bơm hút quá
mức tự phục hồi của bồn nƣớc ngầm. Điều này dễ thấy vì nó phản ánh qua
việc hạ thấp mực nƣớc khi bơm hút. Khi mực nƣớc ngầm bị hạ thấp, các
lớp trầm tích chứa nƣớc (nhất là loại hạt mịn) bị nén chặt và giảm thể tích
gây ra hiệu ứng lún bề mặt. Thực tế, bồn địa Lạng Sơn tồn tại các hệ thống
hang động cả trên mặt và dƣới sâu, tại các khu vực này chứa đựng tiềm ẩn
các nguy cơ sụt, sập các hang karst ngầm khi quá trình Đô thị hóa vƣợt quá
sức kháng chịu của nền móng. Mặt khác quá trình karst hóa vẫn đang diễn
ra, theo thời gian các hang karst mới sẽ đƣợc thiết lập, các khoảng trống
ngày càng lớn dần lên, đến một lúc nào đó nền móng không chịu đƣợc tải
trọng của bề mặt, khi ấy quá trình sập các khoảng trống sẽ diễn ra. Nhƣ
vậy, vùng karst Lạng Sơn là nơi dụ lịch lý tƣởng nhƣng cũng chứa đựng
trong mình tiềm ẩn các hiểm họa.
5-2. Trƣợt lở đất
5-2-1. Hiện trạng
Trƣợt lở đất là một trong những kiểu TBĐC rất đặc trƣng cho vùng
núi, thung lũng sông Kỳ Cùng với đặc trƣng là vùng đồi, núi thấp, quá

các tài liệu liên quan.
- Các thông tin về hiện trạng sử dụng đất đƣợc tham khảo dựa trên
cơ sở các dữ liệu ảnh máy bay, vệ tinh, bản đồ địa hình và các hành trình
thực địa kiểm tra, hiệu chỉnh.
- Các số liệu về phân loại thành phần cơ giới đƣợc tham khảo thông
qua các kết quả phân tích mẫu đất và nhờ sự trợ giúp của phƣơng pháp
SOTER
- Các số liệu về chiều dày VPH đƣợc tham khảo trên cơ sở các điểm
khảo sát thực tế, tham khảo các tài liệu trong các báo cáo địa chất có liên
quan nhờ sự trợ giúp của phần mềm ROCKWORK. Các đƣờng đẳng chiều
dày đƣợc đƣợc phân chia thành các mức 1m, 1,5m, 2m, 2,5m,
- Bản đồ địa mạo đƣợc xây dựng từ các tƣ liệu phân tích ảnh, bản đồ,
tham khảo các tài liệu nghiên cứu địa mạo khu vực hiện có và các hành
trình khảo sát thực tế.
- Kết quả phân tích các chỉ tiêu cơ lý của VPH của chính đề tài do
tác giả chủ trì và các đề tài tác giả đã tham gia có liên quan.
- Số liệu về khí hậu (lƣợng mƣa, lƣợng bốc hơi) thu thập tại các trạm
Thủy văn ở vùng nghiên cứu từ năm 1989 đến 2003.
5.2.2.2. Chạy mô hình (Thực hiện các bƣớc theo sơ đồ khối - hình
5.3) 20
Chi tiết về mức độ, nguy cơ trƣợt lở đƣợc thể hiện trên bản đồ cảnh
báo các TBĐC khu vực thị xã Lạng Sơn và phụ cận. Đó là:
- Vùng có nguy cơ trƣợt lở mạnh là các vùng đá gốc là phun trào xen
lục nguyên bị phong hóa mạnh, VPH có đới litoma dày trên 2 mét, các
sƣờn dốc đều lớn hơn 25
o
, liên quan với dạng địa hình xâm thực, xâm thực-

tuy là con sông đƣợc hình thành ở miền núi nhƣng chúng có những nét đặc
thù của cả sông miền núi và sông đồng bằng. Thực vậy, tại những đoạn
thung lũng mở rộng nhƣ trũng Lạng Sơn, trũng Gia Cát, dòng chảy mang
dáng dấp của sông đồng bằng, tại các đoạn khác chúng lại mang những nét
đặc thù của sông miền núi.
Tùy thuộc vào vị trí của các đoạn sông hoặc dòng chảy mùa lũ với sự
ƣu trội của mỗi nhóm nhân tố quy định quá trình xói lở khác nhau mà hoạt
động xói lở có những đặc trƣng riêng nhƣ: xói lở bờ lõm theo quy luật
chung của dòng chảy, xói lở các đoạn sông thẳng; xói lở sau các công trình
(đập, cầu, cống); xói lở do xâm thực giật lùi sau các công trình dân sinh
khi bị nƣớc lũ tràn qua ….
Để giải quyết vấn đề này chúng tôi lựa chọn các phƣơng pháp sau:
- Phƣơng pháp nghiên cứu trầm tích luận: sử dụng các mẫu phân tích
trong các lỗ khoan tay, nghiên cứu thành phần hạt, đồ mài tròn, độ cầu, xây
dựng đƣờng cong tích lũy … để luận giả quy luật biến đổi lòng sông cổ,
dịch chuyển lòng sông.
- Phƣơng pháp phân tích địa mạo: Phân tích ảnh, bản đồ đa thời kỳ
từ 1964 đến 2003, phân tích sự phân bố bậc thềm, các dạng địa hình đặc
biệt nhƣ các dải trũng, hố sụt …
Bằng phƣơng pháp khảo sát thực địa trong các mùa mƣa và mùa khô,
kết hợp với phân tích ảnh, bản đồ địa hình các thế hệ và sự trợ giúp của
công nghệ GIS, NCS đã xây dựng bản đồ hiện trạng xói lở cùng nhƣ cảnh
báo nguy cơ xói lở trong tƣơng lai cho các đoạn sông nguy hiểm trong
vùng nghiên cứu. Cụ thể nhƣ sau:
Kết quả nghiên cứu quá trình xói lở đƣợc phân chia nhƣ sau :
Các đoạn xói lở không theo quy luật của dòng chảy
Các đoạn xói lở theo quy luật chung của dòng chảy
Xói lở ở đoạn thung lũng thẳng
Xói lở ở dòng nước xoáy tại các cầu tạm, đập tràn trên sông
Kết quả nghiên cứu cho thấy, hiện nay quá trình xói lở- bồi tụ vẫn

các đặc trƣng về thạch học địa mạo và lũ lụt, lấy đó làm cơ sở để cảnh báo
cho chúng trong tƣơng lai. Việc này đƣợc tiến hành thông qua phân tích
hiện trạng các trận lũ tiêu biểu trong mối liên hệ với các điều kiện thạch
học địa mạo cụ thể. Các trận lũ đó là trận lũ xuất hiện vào năm 1986, 1996
và 2008
- Phân tích yếu tố cấu trúc thung lũng và đá gốc: dọc theo thung lũng
sông là sự phân bố của các đá có thành phần thạch học khác nhau, những
nơi bị chặn dòng bởi đá riolit (tại Quán Hàng) hoặc các tập các tập đá
phiến sét, sét silic rắn chắc (tại bệnh viện đa khoa Lạng Sơn), chúng là
những vật cản, làm giảm khả năng tiêu thoát nƣớc, góp phần tạo ra lũ.