MỐI QUAN HỆ GIỮA ĐỊA TẦNG, CỔ ĐỊA LÝ VỚI THÀNH PHẦN HOÁ HỌC
NƯỚC DƯỚI ĐẤT TRONG CÁC TRẦM TÍCH ĐỆ TỨ VÙNG ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ
NGUYỄN THỊ HẠ
Liên đoàn ĐCTV-ĐCCT Miền Bắc, Nghĩa Tân, Cầu Giấy, Hà Nội
Tóm tắt: Trong kỷ Đệ tứ, các đợt biển tiến, biển thoái xen kẽ nhau tạo nên các tầng chứa nước
và tầng cách nước xen kẽ nhau. Các lớp hạt thô đóng vai trò chứa nước và các lớp hạt mịn
đóng vai trò cách nước. Nước dưới đất trong các thành tạo hình thành trong các thời kỳ biển
tiến hoặc chịu ảnh hưởng của các đợt biển tiến thường mặn, còn nước dưới đất trong các
thành tạo hoặc được hình thành trong thời kỳ biển thoái thường nhạt. Ngoài ra trong thời kỳ
biển thoái nước dưới đất trải qua quá trình rửa nhạt với các cơ chế khác nhau. Trên mặt cắt, từ
trên xuống dưới có hai tầng chứa nước chính qh và qp là nguồn cung cấp nước chủ yếu ở
vùng đồng bằng Bắc Bộ. Mức độ chứa nước và thành phần hoá học của chúng có mối quan hệ
chặt chẽ với các yếu tố địa tầng và cổ địa lý.
Đồng bằng Bắc Bộ có tầm quan trọng đặc biệt trong nền kinh tế của cả nước. Ngoài thủ đô Hà
Nội, trái tim của cả nước, là các thị xã, thành phố của các tỉnh vùng đồng bằng Bắc Bộ, nơi
đang diễn ra sự phát triển mạnh mẽ của quá trình đô thị hoá, công nghiệp hoá và hiện đại hoá.
Đồng bằng có diện tích gần 17.000 km2 với 12 tỉnh thành: Vĩnh Phúc, Hà Tây, TP Hà Nội,
Bắc Ninh, Hưng Yên, Hà Nam, Ninh Bình, Nam Định, Thái Bình, TP Hải Phòng, Quảng
Ninh và Hải Dương. Sự tăng trưởng kinh tế xã hội dẫn đến nhu cầu nước ngày một tăng.
Nước dưới đất (NDĐ) đóng vai trò rất quan trọng trong cung cấp nước ở đồng bằng Bắc Bộ.
I. ĐỊA TẦNG
Đặc điểm địa tầng có ảnh hưởng quyết định đến dạng tồn tại, mức độ chứa nước cũng như sự
hình thành thành phần hoá học của NDĐ. Đồng bằng Bắc Bộ được cấu thành chủ yếu bởi
trầm tích Kainozoi, trong đó trầm tích Neogen nằm ở dưới sâu và chỉ lộ ra đôi chỗ ở ven rìa,
còn trầm tích Đệ tứ lộ chủ yếu trên mặt. Tầng cấu trúc Kainozoi được cấu thành bởi ba phụ
tầng: phụ tầng cấu trúc dưới; phụ tầng cấu trúc giữa (Miocen) gồm hệ tầng Phong Châu (N1
pc), hệ tầng Phủ Cừ (N12 pc) và hệ tầng Tiên Hưng (N13 th); phụ tầng cấu trúc trên (Pliocen
- Đệ tứ) gồm hệ tầng Vĩnh Bảo (N2 vb), hệ tầng Lệ Chi (Q11lc), hệ tầng Hà Nội (Q12-3 hn),
hệ tầng Hải Hưng (Q21-2 hh) và hệ tầng Thái Bình (Q23 tb).
Trong phần này tác giả đã sử dụng các kết quả đo vẽ của các tờ bản đồ địa chất Hà Nội, Hải
Phòng, Nam Định, Ninh Bình và Hòn Gai tỷ lệ 1/200.000, cuốn Nước dưới đất đồng bằng

với nhau tạo ra sự lưu thông giữa chúng. Hoặc ở những vùng ven biển, nơi có lớp sét này dày,
che chắn tốt, nên tầng chứa nước qp được bảo vệ khỏi bị ảnh hưởng của sự xâm nhập của
nước mặn trong thời kỳ biển tiến Flandri.
Hệ tầng Hải Hưng (Q21-2 hh): Lộ với diện tích lớn ở tỉnh Hải Dương, Hưng Yên, Hà Tây
còn ở các tỉnh Thái Bình, Nam Định, Hà Nam phân bố ở độ sâu 5-25 m. Nguồn gốc các
trầm tích này bao gồm:
* Trầm tích sông (aQ21-2 hh): phân bố ven các sông vùng đông bắc và tây bắc đồng bằng.
Thành phần chủ yếu là cát, cát bột.
* Trầm tích hồ - đầm lầy (lbQ21-2 hh): phân bố ở Việt Trì, Hoài Đức, Hà Nội, bên dưới là
than bùn lẫn bột sét màu đen, bên trên là sét, bột sét màu xám, giàu mùn thực vật.
* Trầm tích sông - biển (amQ21-2 hh): phân bố từ nam Hà Nội, Thường Tín ra phía biển. Phía
dưới là cát, cát lẫn bột sét, phía trên là bột cát, bột sét chứa nhiều tàn tích thực vật.
* Trầm tích biển - đầm lầy (mb Q21-2hh): phân bố ở ven rìa đồng bằng như Ninh Bình, Hải
Phòng, Kinh Môn, Thành phần chính là bột sét, bột cát chứa tàn tích thực vật và các thấu
kính than bùn mỏng. Chiều dày 3-5 m.
* Trầm tích biển (m Q21-2hh): phân bố Hải Hưng, một phần tỉnh Hà Nam, Ninh Bình, Hải
Phòng,…Thành phần chính là sét bột , sét màu xám tro, xám trắng, xám. Chiều dày 2-20 m.
Thành tạo trầm tích có thành phần cát, cát bột có khả năng chứa nước tốt tạo nên lớp chứa
nước qh1. Các trầm tích có thành phần hạt mịn ít có khả năng chứa nước tạo nên lớp ngăn
cách không liên tục giữa hai lớp chứa nước qh1 và qh2.
Hệ tầng Thái Bình (Q23 tb)
Phân hệ tầng dưới (Q23 tb1): có các kiểu nguồn gốc sau:
* Trầm tích sông (aQ23 tb1): phân bố dọc theo các sông, suối hiện đại. Thành phần chính là
cát, cát bột, đôi chỗ là bột sét, dày 0,5-10 m
* Trầm tích sông-biển (amQ23 tb1): phân bố ở vùng Hải Phòng, Thái Bình, Hà Nam. Thành
phần chính là cát, cát lẫn bột sét chứa nhiều vỏ sò hến, dày 5-15 m.
* Trầm tích biển (mQ23 tb1): phân bố ở vùng ven biển. Thành phần chính là cát, dày 0,5-5 m.
* Trầm tích biển - đầm lầy (bmQ23tb1): phân bố ở Hà Nam, Ninh Bình. Thành phần chính là
sét bột cát chứa nhiều tàn tích thực vật, than bùn, dày 1-5 m.
Chiều dày trung bình phụ hệ tầng dưới là 17-26 m.

Tại những nơi có địa hình cao, không bị ảnh hưởng, NDĐ nhạt điển hình là khu vực tây, tây
bắc đồng bằng từ Việt Trì đến Hà Nội.
Các trầm tích hạt thô thành tạo nên lớp chứa nước qp1 với trữ lượng lớn và chất lượng tốt, là
nguồn chính cho cung cấp nước, đặc biệt là ở vùng Hà Nội.
3. Thời kỳ Pleistocen muộn, phần muộn (Q13b)
Vào đầu thời kỳ này trên các đồng bằng ở Việt Nam phát triển các tướng cát sạn aluvi phủ
trên sét bột loang lổ Pleistocen giữa-muộn. Sự chuyển tiếp trầm tích đột ngột và sự phong hoá
loang lổ của tầng dưới là chứng cớ của một giai đoạn biển lùi.
Vào cuối Pleistocen muộn, biển lại tiến vào đồng bằng Bắc Bộ, đường bờ biển cổ đến khu
vực sông Luộc ngày nay. Đáy vịnh nghiêng thoải ra phía biển được phủ một tập sét bột tướng
vũng vịnh có bề dày tăng dần về phía biển.
Các trầm tích hạt thô thành tạo nên lớp chứa nước qp2, còn các trầm tích sét có nguồn gốc
biển là lớp ngăn cách giữa hai tầng chứa nước qh và qp.
4. Thời kỳ Holocen sớm-giữa (Q21-2)
Thời kỳ này xảy ra giai đoạn biển tiến Flandri nổi tiếng với cường độ mạnh, biển tiến sâu vào
lục địa, qua Mỹ Đức, Thường Tín, Mỹ Văn, Thuận Thành… Với tầng sét xám xanh, tướng
vũng vịnh phổ biến khắp các bồn trầm tích Đệ tứ ở Việt Nam.
Theo Đỗ Văn Tự [2], đồng bằng Bắc Bộ phát triển với 4 đới cảnh quan chính:
- Vùng đồng bằng bồi tích tam giác châu phân bố chủ yếu ở phía đông bắc và tây bắc đồng
bằng. NDĐ ở đây nhạt, có nguồn gốc nước mưa, nước sông.
- Vùng đồng bằng tam giác châu bị đầm lầy hoá: khu vực 1 được hình thành ở hai khu vực
cửa sông nơi tiếp giáp với biển là cửa sông Hồng, khu vực 2 liên quan đến cửa sông Cầu,
sông Thương. NDĐ ở đây lúc này chịu ảnh hưởng của nước biển, nước lợ.
- Vùng tiền tam giác châu: là phần diện tích còn lại, tiếp giáp với biển lúc bấy giờ, NDĐ ở
đây lúc này bị mặn.
- Vùng tam giác châu ngầm: bị ngập trong nước biển. Trầm tích sét có nguồn gốc biển này là
lớp ngăn cách giữa hai lớp chứa nước qh1 và qh2.
5. Thời kỳ Holocen muộn (Q23)
Sau biển tiến Flandri là pha biển lùi. Quá trình thành tạo trầm tích chịu tác động của cả hai
yếu tố tự nhiên và nhân tạo. Các trầm tích trong giai đoạn này chủ yếu là bãi bồi ven sông,

chlorur hoặc chlorur-bicarbonat.
Ở các vùng ven biển của đồng bằng NDĐ chỗ nhạt, chỗ lợ và chỗ mặn xen kẽ dạng da báo rất
phức tạp. Loại hình hoá học của nước thường là Cl- - Na+. NDĐ chịu ảnh hưởng của biển,
đặc biệt là biển tiến hiện đại.
Nguồn gốc NDĐ trong lớp chứa nước qh2 chủ yếu là do nước mưa, nước mặt ngấm vào cung
cấp, trao đổi nước với lớp chứa nước qh1 và tầng chứa nước qp, ngoài ra còn chịu tác động
của các quá trình rửa lũa, hoà tan.
Lớp chứa nước qh1: bao gồm các trầm tích nguồn gốc sông biển (amQ21-2 hh), hồ đầm lầy
(lbQ21-2 hh) phân bố rộng rãi ở vùng Hải Dương, Hưng Yên, Hải Phòng, Thái Bình, Hà
Nam, Hà Tây song không lộ trên mặt đất mà chỉ phát hiện được qua các lỗ khoan. Thành
phần đất đá chứa nước là cát hạt nhỏ, bột cát, bột sét giàu mùn thực vật, chiều dày 15-25 m.
Độ khoáng hoá của NDĐ trong lớp chứa nước qh1 tại các vùng ven biển (vùng tiền tam giác
châu và tam giác châu ngầm - thời kỳ Q21-2) thường mặn, tại các vùng đồng bằng bị đầm lầy
hoá thường lợ, loại hình hoá học chlorur natri. Tại các vùng không chịu ảnh hưởng của đợt
biển tiến Flandri, NDĐ nhạt, loại hình hoá học của nước bicarbonat natri. Ngoài ra ở một số
nơi chịu ảnh hưởng của biển tiến Flandri như Phủ Lý NDĐ ở ven các sông thường nhạt do
được bổ cập nước từ sông Đáy.
Giữa hai lớp chứa nước qh2 và qh1 tồn tại lớp thấm nước yếu Holocen dưới-giữa thuộc phân
hệ tầng Hải Hưng trên (Q21-2 hh2), phân bố ở vùng Hải Dương, Hưng Yên, Hà Nam, Ninh
Bình, Hải Phòng có nguồn gốc biển (mQ21-2 hh) và biển đầm lầy (mbQ21-2 hh). Thành phần
đất đá là sét, sét bột màu xám xanh, xám tro, xám đen lẫn các tàn tích thực vật và thấu kính
than bùn có chiều dày từ 4 đến 25 m. Thành phần vật chất của lớp thấm nước yếu này có ảnh
hưởng đến thành phần hoá học của tầng chứa nước qh và qp.
2. Tầng chứa nước lỗ hổng áp lực các trầm tích Pleistocen trung-thượng (qp)
Tầng chứa nước này lộ ra ở một số khu vực ven rìa đồng bằng như Chí Linh, Đông Triều,
Hiệp Hoà, Việt Yên, Lâm Thao, Cổ Tiết ; ở đồng bằng bị phủ hoàn toàn bởi các trầm tích trẻ
hơn. Tầng chứa nước bao gồm các trầm tích sông biển (amQ12-3 hn), sông (aQ12-3 hn), sông
lũ (apQ12-3 hn) và ít phần dưới của các trầm tích hệ tầng Vĩnh Phúc. Chiều dày của tầng
chứa nước tăng dần từ tây bắc xuống đông nam, từ ven rìa vào trung tâm từ vài chục mét đến
85 m.

Các kết quả nghiên cứu cho thấy là nước mặn dưới đất của tầng qp ở đồng bằng hình thành
chủ yếu vào đầu Holocen, sau đó các hoạt động tân kiến tạo đã làm cho đồng bằng được nâng
lên, bào mòn lớp sét cách nước ở khu vực từ Sơn Tây đến Hà Nội tạo điều kiện tăng lượng
nước mưa, nước mặt ngấm xuống cung cấp cho tầng chứa nước. Phần nước nhạt này dần dần
đẩy lùi phần nước mặn do biển tiến đầu Holocen để lại. Các kết quả nghiên cứu đồng vị của
TSKH Bùi Học, TS Vũ Kim Tuyến cũng đưa ra kết luận tương tự, hàm lượng của d 18O
trong NDĐ tại khu vực Hà Nội là -6,0% o SMOW(viết tắt của Standard Mean of Ocean
Water, là trung bình chuẩn của nước đại dương) và tại khu vực Hải Phòng là -9,0%o SMOW,
tuổi của NDĐ ở khu vực Hà Nội thay đổi từ 15-20 năm đến gần 1000 năm, chủ yếu từ hàng
chục đến hàng trăm năm và ở Hải Phòng từ 9000 đến 12.000 năm
Giữa tầng chứa nước lỗ hổng áp lực các trầm tích Pleistocen trung-thượng và tầng chứa nước
trong trầm tích Holocen tồn tại một lớp thấm nước yếu Pleistocen thượng hệ tầng Vĩnh Phúc
(Q13b vp). Do sự phân bố không liên tục của lớp cách nước này, hình thành các "cửa sổ
ĐCTV" làm cho sự trao đổi nước giữa hai tầng chứa nước diễn ra mạnh.
Kết luận: Thành phần hoá học NDĐ trong các thành tạo Đệ tứ đồng bằng Bắc Bộ chịu ảnh
hưởng của điều kiện địa tầng cũng như tác động của các quá trình biển tiến, biển thoái, và sự
vận động tự nhiên trong hệ thống các tầng chứa nước.
VĂN LIỆU
1. Bùi Học, 1988. Phương pháp đồng vị nghiên cứu sự vận động và tuổi của nước dưới đất
vùng châu thổ. Thông tin KHKT Địa chất, 4 và 5. Viện TTTL Địa chất, Hà Nội.
2. Đỗ Văn Tự, 1988. Đặc điểm trầm tích và lịch sử phát triển địa chất kỷ Đệ tứ đồng bằng Bắc
Bộ. Luận án TS địa lý - địa chất. Thư viện Quốc gia, Hà Nội.
3. Hoàng Ngọc Kỷ (Chủ biên), 2001. Địa chất và khoáng sản tờ Hải Phòng tỷ lệ 1/200.000.
Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam. Hà Nội.
4. Hoàng Ngọc Kỷ (Chủ biên), 2001. Địa chất và khoáng sản tờ Nam Định, tỷ lệ 1: 200.000.
Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam. Hà Nội.
5. Lê Văn Hiển (Chủ biên), 2000. Nước dưới đất đồng bằng Bắc Bộ. Cục Địa chất và Khoáng
sản Việt Nam, Hà Nội.
6. Nguyễn Công Lượng (Chủ biên), 2001. Địa chất và khoáng sản tờ Hạ Long (Hòn Gai), tỷ
lệ 1: 200.000. Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam, Hà Nội.