ĐỊA CHẤT - ĐỊA MẠO PHONG NHA - KẺ BÀNGNgày từ đầu thế kỷ 19, nhiều nhà nghiên cứu hang động học châu Âu đã tiếnhành khảo cứu Phong Nha và thừa nhận đây là "Đệ nhất kỳ quan Đông Dương”và so sánh ngang hàng với các hang động nổi tiếng thế giới như: Pa Dira[Pháp], Cueva del Drak [Tây Ban Nha] hay Fingal [Scotland].Ngày 5/7/2003 Vườn quốc gia Phong Nha - Kẻ Bàng vinh dự được UNESCOcông nhận là Di sản thiên nhiên Thế giới với tiêu chí tự nhiên "là mẫu hình nỗibật thể hiện các thời kỳ phát triển chính của lịch sử Trái đất, chứa đựng bằngchứng sự sống và các tiến trình địa chất đang diễn ra có ý nghĩa trong q trìnhhình thành các đặc điểm về địa hình và địa mạo học"Lịch sử tiến hoá các thành tạo địa chất và thế giới cổ sinh, tiến hoá địa mạo vàsự đa dạng địa hình gắn liền với lịch sử phát triển vỏ trái đất. Trong lịch sử pháttriển vỏ trái đất được hình thành bởi một kiểu cấu trúc đặc trưng tạo nên một bìnhđồ kiến trúc riêng.A.E Đovjikov và nnk khi đã thành lập bản đồ địa chất 1/500.000 miền BắcViệt Nam, đã xếp vùng nghiên cứu vào vùng chuyển động tạo núi Herciny muộnthuộc miền kiến tạo Bắc Việt nam. Trong sơ đồ kiến tạo của ông, vùng nghiêncứu chủ yếu thuộc đới tướng - cấu trúc Trường Sơn và thuộc một phần đới tuớng- cấu trúc Hoành Sơn. Phong Nha - Kẻ Bàng là khu Karst cổ có giá trị nhất ĐôngNam Á. Lịch sử phát triển địa chất vùng Phong Nha diễn ra rất phức tạp thể hiệntính đa dạng và lịch sử phát triển lâu dài của vỏ Trái đất. Có nhiều loại đá khácnhau như : đá sa thạch, đá thạch anh, đá phiến thạch, đá vôi, đá vôi chứa silic, đámacnơ, đá granite, đá granodiorite, đá diorite, đá aplite và pegmatite...Phong Nha - Kẻ Bàng ngày nay là kết quả tổng hợp của 5 giai đoạn tạonên một bình đồ địa chất rất đa dạng có mặt các thành tạo từ kỷ Ordovician [464Ma] đến Đệ Tứ ngày nay. Điều này được minh chứng qua các phức hệ hoá thạchcổ sinh phong phú và đa dạng cả về loài, giống vừa đại diện cho các tuổi địa tầngkhác nhau và các môi trường đa dạng khác nhau:1. Giai đoạn cuối Kỷ Ordovic - đầu Kỷ Silur [O 3 - S1]: vỏ trái đất bị phá vỡ,sụt lún, tạo các trầm tích lục nguyên hệ tầng Long Đại.2. Giai đoạn giữa Kỷ Devonian - Cuối Kỷ Devonian [D2 - D3]: vỏ trái đất bịsụt lún lần thứ hai, biển mở rộng. Các trầm tích tiến hố về thành phần từ cát kết,bột kết đến argilit xen đá vôi.3. Giai đoạn Kỷ Carboniferous – Kỷ Permian [C – P]: tạo đá vôi dạng khối,vỏ trái đất bị phá vỡ lần thứ ba tạo thành các bồn trũng nông, dạng đẳng thước.4. Giai đoạn Đại Trung sinh Mezozoic [MZ: Trias-T, Jura-J và Kreta-K]:Giai đoạn tạo núi đại Trung Sinh, các khối đá vôi được nâng lên khỏi mặt biển,xảy ra các q trình Karst, phong hố và bào mịn.5. Giai đoạn Đại Tân sinh Kainozoi [KZ: Paleogen-P, Neogen-N, Đệ Tứ-Q]:Tạo núi và hang Karst cổ có giá trị cảnh quan đặc trưng địa hình địa mạo đa dạngở khu vực với 7 cấp độ cao của động.1 Quá trình địa chất nội và ngoại sinh xuất hiện từ Kỷ Triasic đến hiện naytạo ra tính đa dạng về địa hình địa mạo của vùng:- Vùng địa mạo phi karst: Các đỉnh núi thấp, các đỉnh núi tròn có thảm thựcvật ở bề mặt, các thềm được tạo ra qua q trình mài mịn dọc theo các thunglũng của song Son và song Chày và tại các bờ của các khối núi đá vôi ở trungtâm.- Vùng địa mạo chuyển tiếp, có sự xen lẫn phức tạp giữa các khối núi đá vơivà các địa hình khác- Vùng địa mạo Karst có đặc trưng là karst nhiệt đới cổ được hình thành chủyếu từ Kỷ Mezozoic, nhưng dấu hiệu rõ ràng nhất là vào Kỷ Cenozoic chiếmkhoảng 2/3 khu vực và hình thành nên khối núi đá vơi rộng và lớn nhất thế giới[Pierre, 1966]. Quá trình tạo núi và hình thành karst ở Đại Trung Sinh [Mezozoi]để lại những dấu ấn rõ nét và độc đáo như "các con sơng ngầm", "các độngkhơ", "động có các bậc thềm", "động treo", và "các động giao nhau"…, có quanhệ đến các giai đoạn hình thành núi [pha tạo núi] và các phay [đứt gãy] kiến tạotrong đại Tân sinh Kainozoi từ Thế Oligocen [cách đây 36 triệu năm] đến nay.Vườn quốc gia Phong Nha - Kẻ Bàng đa dạng cao về địa chất:1. Đá vôi cổ [Paleozoic] với cấu trúc, màu sắc và thành phần chất liệu khácnhau:- Đá vơi Kỷ Devonian có màu xám sáng, đá vơi silic có màu đen [ở ngay cửađộng Phong Nha và động Tối, ...]- Đá vôi Kỷ Carboniferous - Permian, chiếm hầu hết các khối núi đá vôi, vớithành phần CaCO3 chiếm trên 95% [thành phần đồng nhất] có cấu trúc rộng vàphân bố liên tục được hình thành trong giai đoạn kiến tạo ổn định- Là khu vực có diện tích đá vơi lớn nhất thế giới [nếu tính cả Hin Namno Lào]- Đá vơi có cấu tạo khối và phân lớp dày [>1000m], phân bố trong vùng khíhậu nhiệt đới với rừng lá rộng thường xanh.- Địa hình khối đấ vôi lại nằm thấp hơn khu vực xung quanh cấu tạo bởi cácđá phi karst.2. Karst mang hình thái nhiệt đới phát triển có liên quan chặt chẽ với cácchu kỳ kiến tạo: Có 7 cấp độ cao của hang động và các thảm thực vật bề mặt liênquan đến 7 chu kỳ nâng cao của kiến tạo: Thế Oligocene; Miocene; Pliocene; thờikỳ sớm của Kỷ Pleistocene [Q1]; giữa - cuối Kỷ Pleistocene [Q II - III]; cuối KỷPleistocene [QIII 2] và Sớm - Giữa Holocene [QIV 1-2].3. Tính đặc trưng của Karst vùng này so với Karst của các nước trên thếgiớiQua so sánh với một số karst ở Châu Âu như Vườn quốc gia Pirin[Bulgaria], Vườn quốc gia hồ Plitvice [Croatia], Hang động Skocjan [Slovenia],Vườn quốc gia Yorkshire Dales [Anh] và ở Châu Mỹ như Hang động Carlsbad vàVườn quốc gia Động Mammoth [Mỹ],…tất cả các vùng này trong lịch sử pháttriển của mình đều chịu ảnh hưởng rất lớn của các thời kỳ băng hà đặc biệt nhữngđợt băng hà trong kỷ đệ tứ. Dấu ấn của các thời kỳ băng hà này còn thể hiện khárõ ở các dạng địa hình karst trên mặt. Đó là những đường nét mềm mại của các2 khối đá vôi, đường viền của các Carư, nhiều hồ nước và các vực hẽm khá sâu vàdốc đứng… Phong Nha - Kẻ Bàng là một vùng karst mang tính chất nhiệt đớiẩm. Q trình xói mịn cơ học và phân huỷ CaCO3 bởi các con sông ngầm ở trongvùng dường như là rất mạnh, các thung lũng sông ngầm và sông chảy trên bề mặtở đây hầu như rất hẹp. Các dấu mức nước cắt sâu vào trong các khối đá vôi trêncác trần động và tường của động; các bãi sỏi, đá, cát hình thành nên các bậc và"các bãi ngập" dọc theo các con sông ngầm; "các bãi bồi hình nón" của các độngnhánh, mang tính đặc trưng của karst nhiệt đới Phong Nha - Kẻ Bàng.So sánh với karst khác ở Đông Nam Châu Á như Vườn quốc gia GunnungMulu [Malaysia], Vườn quốc gia Lorents [Indonesia], đặc trưng khác biệt là karsttuổi trẻ hơn, và các vùng kart này chủ yếu phát triển trên đá vôi ở thời kỳOligocene của Đệ Tứ [khoảng 36 Ma], trong khi đó Phong Nha - Kẻ Bàng có tuốiđá vơi rất già từ 377-250 Ma [từ kỷ Devon - Đại Cổ Sinh đến kỷ Permi - ĐạiTrung Sinh].Cách đây 36 triệu năm, khi mà các quặng đá vôi của hầu hết khu vực ĐơngNam Châu Á bắt đầu hình thành ở Đại Dương thì quá trình hình thành động ở kỳOligocene đã được tiếp diễn ở đất liền qua quá trình hoạt động làm nâng cao khốiđá vơi rộng lớn tại vùng Phong Nha - Kẻ Bàng ở tuổi Paleozoic. Điều này cónghĩa rằng karst đặc trưng ở Phong Nha - Kẻ Bàng có tuối ít nhất là 36 triệunăm.So sánh đặc trưng karst ở Thái Lan và Lào:Các hang động ở Thái lan được phát rtiển vào kỳ Permian với tổng chiều dàikhoảng 40 km, trong khi đó khối núi đá vôi ở Phong Nha - Kẻ Bàng, các hangđộng có tổng chiều dài là 80 km [theo dữ liệu của Đoàn Nghiên cứu hang độngAnh, 1998]Hệ thống hang động ở Lào phát triển vào thời kỳ Carboniferous - Permian cónối với khối núi đá vơi Phong Nha - Kẻ Bàng nhưng chưa được điều tra khảo sátđầy đủ. Còn các khu vực Karst khác phát triển yếu.VQG Phong Nha - Kẻ Bàng hoàn toàn khác với những khu vực trên bởi 2nguyên nhân chính là nằm trong đai tạo núi trẻ Alpi với Khí hậu nhiệt đới ẩmgió mùa – đặc trưng cho karst nhiệt đới.Tính đặc trưng của hệ thống hang động Phong Nha - Kẻ BàngTừ lâu, nhiều nhà thám hiểm, nhà khoa học trong và ngồi nước đã thăm dị,thám hiểm, khảo sát hệ thống hang động kỳ ảo của Phong Nha. Nhưng mãi đếnđầu thập niên 90 của thế kỷ XX, những bí mật của Phong Nha mới được dần dầnhé mở với ba đợt thám hiểm của Hội hang động Hoàng gia Anh [British CaveResearch Association] hợp tác với các nhà khoa học địa chất Việt Nam [Trườngđại học tổng hợp Hà Nội, nay là Trường đại học khoa học tự nhiên thuộc Đại họcquốc gia Hà Nội] khảo sát động Phong Nha và 27 hang động khác trong vùng.Tháng 4/1994 Howard Limbert, Trưởng đoàn thám hiểm đã phát biểu: "PhongNha là một hang động nổi tiếng ở Việt Nam và là một trong hai động đẹp nhất thếgiới". Đến tháng 1/1997, Đoàn khảo sát đã phát hiện được 31 hang với tổng chiềudài gần 100 km.- Có các con sơng ngầm dài [sông động]3 - Có khối núi đá vơi liên tục, rộng, sâu và rừng nhiệt đới nguyên sinh.- Các hang động được phát triển trên các khối núi đá vơi từ đó hình thànhnên nhiều hệ thống giao nhau ở các tuổi khác nhau.- Có măng đá và thạch nhũ đẹp, có nhiều lớp măng đá và thạch nhũ xếpchồng lên nhau với các độ tuổi khác nhau phản ánh mức độngCác tiêu chí được đề nghị [và việc thẩm định dựa vào các tiêu chí này]Năm 2000, Bộ văn hố Thơng tin Việt Nam một lần nữa lập hồ sơ đăng ký disản thiên nhiên thế giới cho Vườn quốc gia Phong Nha - Kẻ Bàng trên cơ sở nêubật 2 tiêu chí [Dựa vào phân loại của UNESCO đối với Di sản Thế giới, trong đócó 04 tiêu chí]:Tiêu chí I - Lịch sử trái đất và những đặc điểm địa chất;Tiêu chí IV - Đa dạng sinh học và các lồi bị đe dọa.iTiêu chí [I]: Lịch sử trái đất và các đặc trưng địa chấtVùng Phong Nha - Kẻ Bàng có cấu trúc địa chất phức tạp và đa dạng với5 nếp lồi và 5 nếp lõm cơ bản:- Nếp lồi dạng vòm Đồng Hới: dài 10-20 km, rộng 5 - 8 km, nhân có tuổiCambri, trục có dạng cánh cung và lưng quay về phía tây nam [mặt lồicủa nó đối diện với hướng Đơng Tây].- Nếp lồi Đại Đủ: cánh cung dài 20-25 km, rộng 6-7 km, nhân có tuổiDevon sớm.- Nếp lồi Đơng Phường: dài 20-25 km, rộng 2 - 4 km, nhân có tuổi Devongiữa, trục mở rộng theo hướng Tây Bắc - Tây Nam.- Nếp lồi Cao Mại: dài 15-20 km, rộng 2-3 km, nhân có tuổi Devon sớm,trục mở rộng theo hướng Tây Bắc - Tây Nam.- Nếp lồi Si Thượng:.- Nếp lõm Rào Nậy: Dạng địa hào [nằm bên ngoài khu vực di sản - trên cơsở khu di sản thế giới được đệ trình ].- Nếp lõm Quy Đạt: dài 20-25 km, rộng 3-4 km nằm giữa hai nếp lồi SiThượng và Cao Mại.- Nếp lõm Phong Nha: chạy từ đường 20 lên Thác Dài [Đại].- Nếp lõm Thác Dài - Ma Rai: dài 15-20 km, rộng 5-6 km, nhân là đá vơiCarbon Permi.- Nếp lõm Trung Thuần: [nằm ngồi vùng di sản - trên cơ sở khu di sảnthế giới được đệ trình ].Hệ thống đứt gãy gồm 2 hướng chính và 2 hướng phụ:- Hai hướng chính là Tây Bắc - Đông Nam và Đông Bắc - Tây Nam có tuổicổ trước Ordovic - Silur [cách đây 505-438 triệu năm] tái hoạt động trong đạiTân Sinh Kainozoi [cách đây khoảng 60 triệu năm]. Hướng ĐB-TN xuất hiện chủyếu trong đại Tân Sinh đóng vai trị quyết định tạo nên hệ thống hang độngPhong Nha - Kẻ Bàng.- Hai hướng phụ theo vĩ tuyến và kinh tuyến.Thành phần đa dạng đá và cấu trúc địa chất là kết quả của q trìnhphát triển địa chất lâu dài nó mang các đặc điểm đặc trưng của địa phươngcũng như toàn cầu với 5 giai đoạn phát triển đặc trưng:4 - Giai đoạn cuối Kỷ Ordovician - Silurian: Võ trái đất bị phá vỡ [nứt ra] vàsau đó sụt lún xuống, tạo các trầm tích lục nguyên hệ tầng Long Đại [tạo ra cácchất cạn, đá trong quá trình hình thành nên Song Long Đại]- Giai đoạn giữa và cuối Kỷ Devonian: Võ trái đất lún xuống lần thứ 2, biểnmở rộng. Các chất lắng cặn được hình thành tạo nên các loại đá sa thạch, thạchanh, và đá sét xen lẫn với đá vơi [Các trầm tích tiến hố về thành phần từ cát kết,bột kết đến argilit xen đá vôi]- Giai đoạn Kỷ Carbon - Permi: đá vôi dạng khối được hình thành. Võ tráiđất ở vùng Phong Nha - Kẻ Bàng bị phá vỡ lần thứ 3, tạo ra các lưu vực cạn cókích thước gần như bằng nhau [tạo thành các bồn trũng nông, dạng đẳng thước] .- Giai đoạn Kỷ Mezozoic [Trias, Jura và Creta]: khối đá vôi Phong Nha Kẻ Bàng được nâng cao lên so với mực nước biển, xảy ra hiện tượng phong hốkarst và q trình bóc mịn.- Giai đoạn Kainozoic: Núi và hệ thống hang động karst cổ của Phong Nha- Kẻ Bàng được hình thành. Các đặc trưng đa dạng về địa hình và địa mạo có thểchia ra 7 bậc tiêu biểu:Mức 1.600 - 1.400 m: thềm kiểu OligonceneMức 1.000 - 800 m [nằm hướng Tây] 700 - 600 m [nằm hướng Đông]:thềm kiểu MioceneMức 600 - 400 m và 300 - 200 m: thềm kiểu PlioceneMức 100 - 80 m [thềm kiểu Gun - Gian băng Mindel]Mức 80 - 60 m [thềm Mindel - Gian băng Riss]Mức 40 - 25 m, 25 - 15 m [ thềm Riss - Gian băng], và 15 - 6 m: thềm kiểuchuyển tiếp Flandrian.5