Nghiên cứu đặc điểm thành phần và tính chất cơ lý của đất đá trong khu vực Đông Nam Mèo Vạc nhằm phát triển bền vững giá trị các di sản công viên địa chất toàn cầu cao nguyên đá Đồng Văn

ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2-2016 7 
NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT CƠ LÝ 
CỦA ĐẤT ĐÁ TRONG KHU VỰC ĐÔNG NAM MÈO VẠC NHẰM 
PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG GIÁ TRỊ CÁC DI SẢN CÔNG VIÊN ĐỊA 
CHẤT TOÀN CẦU CAO NGUYÊN ĐÁ ĐỒNG VĂN 
ĐẶNG VĂN LUYẾN*, NGUYỄN QUANG HUY** 
TRẦN MẠNH LIỂU***, ĐẶNG NGỌC BÌNH* 
NGUYỄN VIẾT MINH**** 
Study on composition and geotechnical characteristics of the soils and 
rocks in the southeast meo vac for sustainable development of heritages 
value of dong van karst plateau global geopark 
Abstract: Geoheritages are geological resources of oustanding values on 
science, education, aesthetics and economy. Like other heritages, 
geoheritages are nonrenewable, that’swhy they need to be preserved, 
managed and exploited rationally to ensue the sustainable development. 
The study on geological and geotechnical characteristics of the Southeast 
Meo Vac where many geoheritages are presented in order to find out the 
relationship beetwen the geotechnical characteristics of the rocks and 
soils and the formation, preservation and development of geoheritages. 
There are 3 groupss of rocks, i.e. solid rocks, cohesion and cohesionless soils. 
Each group is related to certain typical heritage. The diversity of types of stone 
forests is the results of: i) rock properties, ii) distribution and the density of 
faults and fractures within rocks; and iii) the diversity of stratigraphy and 
composition. The clarification of the relationship between geotechnical 
characteristics with types of geoheritages will provide benifits in the proposing 
suitable engineering and non-engineering measures in the protection of the 
heritages from natural and manmade hazards for sustainable development. 
I. ĐẶT VẤN ĐỀ * 
Mèo Vạc là một huyện miền núi phía bắc 
Việt Nam thuộc tỉnh Hà Giang có tổng diện 
tích là 57,4km
2, nằm trong tọa độ từ 23O02’ 
đến 23O19’ vĩ độ Bắc và 105O12’ đến 105O24’ 
kinh độ Đông. Huyện tiếp giáp với Trung Quốc 
ở phía bắc, với một phần lãnh thổ Trung Quốc 
và huyện Bảo Lạc, tỉnh Cao Bằng ở phía đông; 
phía tây tiếp giáp với huyện Đồng Văn và phía 
*
 Trường ĐH Khoa học Tự nhiên, ĐHQG Hà Nội 
** 
 Ban Xây dựng, ĐHQG Hà Nội 
***
 Trung tâm Nghiên cứu Đô thị, ĐHQG Hà Nội 
 Email: luyendang53@gmail.com 
***
 Đại học Xây dựng Hà Nội, 
 Email: minhgcei@gmail.com 
nam tiếp giáp với huyên Yên Minh, tỉnh Hà 
Giang và huyện Bảo Lâm, tỉnh Cao Bằng 
(Hình 1). 
Mới đây vào ngày 20/5/2013 Ủy ban Nhân 
dân tỉnh Hà Giang đã công bố Quy hoạch tổng 
thể cho Công viên Địa chất toàn cầu Cao 
nguyên đá Đồng Văn, giai đoạn 2012-2020, tầm 
nhìn 2030. Quy hoạch tổng thể hướng tới việc 
bảo tồn và phát triển các giá trị của cao nguyên 
đá như là một bảo tàng tự nhiên về địa chất, địa 
mạo và sinh học và lịch sử văn hóa bản địa, 
phục vụ nghiên cứu khoa học và mục đích giáo 
dục và bảo vệ các giá trị di sản tầm cỡ quốc gia 
và quốc tế. 
 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2-2016 8 
Hình 1.Vị trí khu vực nghiên cứu 
Đối với khu vực Mèo Vạc, bản Quy hoạch đã 
chỉ rõ phát triển kinh tế khu vực bằng xây dựng 
khu vực Mèo Vạc thành trung tâm thương mại 
cửa khẩu; xây dựng trung tâm du lịch mạo hiểm 
và đầu tư xây dựng Công viên Khoa học địa 
chất tại đây. Đây chính là cơ hội và tiền đề 
thuận lợi để địa phương sử dụng, phát huy và 
quảng bá điều kiện tự nhiên đa dạng và phong 
phú nơi đây nhằm khắc phục những khó khăn 
trước mắt về cơ sở hạ tầng còn thấp kém và giao 
thông còn rất nhiều hạn chế nhằm phát triển 
kinh tế. Chính bằng phát triển du lịch sinh thái 
sẽ nâng cao dần điều kiện sống của đồng bào 
các dân tộc tại đây, thu hút công đồng địa 
phương tích cực tham gia vào thực hiện bảo vệ 
các di sản địa chất phát triển bền vững điều kiện 
kinh tế xã hội của khu vực. 
Trong nghiên cứu này, chúng tôi tiến hành 
khảo sát, nghiên cứu và đánh giá về thành phần 
và tính chất cơ lý của đất đá có tác động như thế 
nào tới loại hình, giá trị của các di sản địa chất 
và các tai biến thiên nhiên xảy ra trong khu vực; 
chỉ ra phương pháp sử dụng hợp lý các nguồn 
tài nguyên quý giá này cũng như các biện pháp 
giảm thiểu các tai biến giúp phát triển bền vững 
khu vực. 
II. ĐẠI CƢƠNG VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ 
NHIÊN VÀ KINH TẾ -XÃ HỘI CỦA KHU 
VỰC NGHIÊN CỨU 
2.1. Địa hình 
Diện tích tự nhiên của toàn huyện là 57.4 
km
2. Địa hình của huyện khá phức tạp, chủ yếu 
của là núi đá vôi, độ cao trung bình 1.150m so 
với mực nước biển, độ dốc trung bình là 25o -
35
o
. Về tổng thể, địa hình Mèo Vạc phân thành 
ba tiểu vùng có địa hình, địa chất và thế mạnh 
kinh tế khác nhau. 
 - Tiểu vùng phía bắc là tiểu vùng giáp biên 
giới gồm 3 xã: Sơn Vĩ, Thượng Phùng và Xín 
Cái. Địa hình thấp dần từ biên giới Việt - Trung 
xuống dòng sông Nho Quế. 
- Tiểu vùng giữa bao gồm 10 xã là Pài Lủng, 
Pả Vi, Tà Lủng, Lũng Chinh, Giang Chu Phin, 
Cán Chu Phin, Lũng Pù, Sủng Trà, Sủng Máng 
và thị trấn Mèo Vạc nằm trên địa tầng đá vôi có 
nhiều khe, dốc, hố sụt địa chất và hầu như 
không có suối hoặc khe nước, duy nhất có 
nguồn nước ở rừng đầu nguồn từ Dải Chí Sán. 
 - Tiểu vùng phía nam gồm 4 xã: Niêm Sơn, 
Nậm Ban, Tát Ngà và Khâu Vai được coi là tiểu 
vùng núi đất, nhưng đất cũng chỉ chiếm khoảng 
50%, độ dốc lớn. 
2.2. Địa chất 
Trong khu vực nghiên cứu lộ ra khá đầy đủ 
các trầm tích từ Cambri đến Trias với những đặc 
điểm thạch học địa tầng như sau: 
a. Hệ tầng Chang Pung (€ 2-3 cp) 
Hệ tầng gồm chủ yếu đá vôi xen kẽ luân 
phiên với đá sét vôi, bột kết vôi chứa phong phú 
hóa thạch bọ ba thùy, thuộc các đới Tonkinella 
flabelliformis, Calvinella walcoti cho tuổi 
Cambri giữa - Cambri muộn. Trong vùng Mèo 
Vạc, các trầm tích của hệ tầng phân bố ở cực 
đông bắc của huyện, thuộc xã Thượng Phùng. 
b. Hệ tầng Lutxia (O1 lx) 
Hệ tầng gồm đá vôi phân lớp mỏng, đá vôi 
trứng cá xen kẽ luân phiên với các lớp cát, bột 
kết chứa hóa thạch bọ ba thùy và tay cuộn thuộc 
các đới Hysterolenus và Oligorthis cho tuổi 
Ordovic Sớm. Trong khu vực ĐN Mèo Vạc, các 
trầm tích của hệ tầng phân bố ở cực đông bắc 
của huyện, phía nam thuộc xã Xín Cái. 
c. Hệ tầng Mia Lé (D1 ml) 
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2-2016 9 
Thành phần thạch học tương đối đồng nhất, 
bao gồm các đá sét kết, bột kết và đá phiến sét 
mầu xám ghi. Đá cấu tạo phân lớp mỏng, chiều 
dầy lớp từ 3 đến 5cm. Đá mầu xám ghi, phong 
hoá có mầu nâu, mầu vàng loang lổ. Diện phân 
bố của hệ tầng Mia Lé trùng với kiểu địa hình 
đồi núi thoải lượn sóng, yên ngựa, sườn dốc 
trung bình, tương phản với địa hình phân cắt 
kastơ thuộc các hệ tầng Nà Quản và Bắc Sơn. 
d. Hệ tầng Nà Quản (D1-2 nq) 
Thành phần thạch học bao gồm các đá vôi, 
đá vôi dolomit mầu xám đen xám xanh cấu tạo 
phân lớp vừa đến mỏng, trong một vài vị trí có 
xen các lớp mỏng đá phiến sét vôi và vôi silic. 
Các đá vôi dolomit cấu tạo phân lớp, mầu xanh 
đen, chiều dày các lớp từ 5 đến 30cm, cục bộ 
đến 50-70cm. Mặt cắt hệ tầng lộ ra dọc hai bên 
bờ sông Nho Quế, dọc tuyến đường đi từ Cầu 
Tràng Hương đi thị trấn Mèo Vạc. Các lớp đá 
cắm về phía Đông Nam, góc dốc từ 30 đến 450. 
e. Hệ tầng Tốc Tát (D3 tt) 
Thành phần thạch học bao gồm các đá vôi 
phân lớp phân dải mầu xanh đốm hồng loang lổ, 
chuyển lên trên là các đá phiến sét mầu hồng 
mầu xanh ép phiến mạnh (tập 1) và đá vôi phân 
dải vân đỏ ép phiến mạnh xen với các đá phiến 
sét ép mạnh mầu xanh ghi (tập 2). Tại khu vực 
nghiên cứu hệ tầng có mặt trong khu vực phía 
Tây Bắc xóm Khai Hoang 2. 
f. Hệ tầng Bac Son (C-P bs) 
Thành phần thạch học bao gồm các đá vôi 
phân lớp dày, lên phần cao có các đá vôi dạng 
khối xen với các lớp đá vôi silic mỏng. Đá mầu 
xám xanh, xen các lớp mỏng mầu hồng, hồng đỏ 
(tập 1) và thành phần gồm đá vôi phân lớp đến 
dạng khối màu xám sáng, xen đá vôi màu xám 
xanh, đá vôi trứng cá (tập 2). Đá thuộc tập 1 gặp 
tại địa bàn các xã: xã Pả Vi, Pài Lủng, Giàng Chu 
Phìn, Cán Chu Phìn còn đá thuộc tập 2 gặp ở xã 
Pả Vi, Pài Lủng, Giàng Chu Phìn, Cán Chu Phìn. 
g. Hệ tầng Đồng Đăng (P3 dd) 
Các vỉa hoặc các thấu kính, hoặc dạng ổ quặng 
bauxit nằm trên mặt bào mòn của đá vôi thuộc hệ 
tầng Bắc Sơn, kèm theo là các lớp silic lục 
nguyên, sét vôi, cát kết và sét than thuộc tướng 
ven bờ. Trong khu vực nghiên cứu, các trầm tích 
của hệ tầng phân bố chủ yếu ở phía TN thị trấn 
Mèo Vạc, tạo thành dài hẹp hướng TB – ĐN. 
h. Hệ tầng Sông Hiến (T1 sh) 
Thành phần thạch học chủ yếu của hệ tầng 
gồm cát, bột kết xen các đá phun trào từ axit đến 
bazơ và các tuf của chúng, các sản phẩm bom 
và tro núi lửa. Ngoài ra cũng gặp các thấu kính 
đá vôi, đá vôi sét, đá vôi silic xen trong các đá 
lục nguyên. Các đá của hệ tầng chiếm phần lớn 
diện tích phía N-TN thị trấn Mèo Vạc, tạo nên 
các đỉnh núi cao của dải núi Miêu Vạc. 
Các thành tạo được mô tả trong phức hệ Cao 
Bằng (vµT1 cb) gồm khối xâm nhập có dạng 
nêm vát đầu kéo dài theo hướng Bắc Nam. Khối 
phân bố tại khu vực Tây Nam thị trấn Mèo Vạc. 
Thành phần thạch học gồm các đá gabro hạt nhỏ 
đến vừa. Chúng xuyên cắt và làm biến chất các 
đá phiến sét và sét kết hệ tầng Mia Lé. 
2.3 Khí hậu 
Mèo Vạc nằm ở khu vực núi cao có địa hình 
phân cắt mạnh trong điều kiện khí hậu nhiệt đới 
gió mùa mang đặc thù của khí hậu nhiệt đới: 
mùa đông rét buốt kéo dài với nhiệt độ trung 
bình khoảng 15.70C, lượng mưa trung bình năm 
là 1,600-1,700 mm; độ ẩm trung bình năm 
khoảng 80%; tổng số giờ nắng trong năm là 
1427-1500 giờ và tổng mức nhiệt độ trong năm 
là 5725 độ. 
Với khí hậu nhiệt đới đặc trưng, khu vực 
luôn chịu khô hạn thiếu nước nghiêm trọng đặc 
biệt vào mùa khô, vì vậy đồng bào ở đây gặp rất 
nhiều khó khăn trong cuộc sống và sản xuất 
nông lâm nghiệp. Phần lớn các gia đình ở đây 
đều thuộc diện nghèo hoặc cận nghèo. 
2.4 Thủy văn 
Mạng lưới thủy văn tại khu vực nghiên cứu 
rất nghèo nàn, chỉ có 2 con sông chảy qua là 
sông Nhiệm và sông Nho Quế. Sông Nho Quế 
bắt nguồn từ Trung Quốc và chảy vào khu vực 
theo hướng TB - ĐN qua huyện Đồng Văn và 9 
 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2-2016 10 
xã thuộc địa phận huyện Mèo Vạc với tổng 
chiều dài khoảng 20 km. Sông Nhiệm bắt nguồn 
từ huyện Yên Minh và chảy theo hướng nam 
váo địa phận hai xã Nậm Ban và Niệm Sơn, 
huyện Mèo Vạc với chiều dài 8 km. 
2.5 Điều kiện kinh tế - xã hội 
+ Dân cư: Theo con số thống kê năm 2010 
dân số của huyện là 71.790 người và 13.100 hộ 
gia đình. Mật độ dân cư thưa thớt trung bình 
127 người/km2 chỉ riêng thị trấn Mèo Vạc mật 
độ dân đông hơn đạt 231 người/km2 với tổng số 
dân là 4.631 người. 
Các dân tộc sinh sống trên địa bàn nghiên cứu 
gồm: Dao, Tày, Giáy, H’mông, Nùng, Xuong, Lôlô, 
Clao, Pu Béo, Cao Lan, Mường, Hoa, Kinh, Bo Y 
+ Kinh tế: Kinh tế khu vực phát triển ở mức 
độ thấp, tỷ lệ hộ nghèo còn cao. Nông nghiệp là 
ngành kinh tế chính với các cây trồng chủ yếu là 
ngô, đậu tương.. và chỉ canh tác 1 vụ trong năm. 
+ Giáo dục và y tế: Giáo dục phổ cập tăng 
nhanh, có sở vật chất không ngừng được cải 
thiện; số lượng học sinh tăng đều theo hàng 
năm. Huyện hiện có 1 trường PTTH tại thị trấn 
Mèo Vạc với khoảng 300 học sinh, ngoài ra còn 
có hệ bổ túc THPT với khoảng 250 học sinh. 
Công tác y tế đã được quan tâm với gẩn 100% 
số xã có trạm y tế. Tuy nhiên, số cán bộ y tế có 
trình độ về y tế cơ sở của huyện và xã còn thấp. 
III. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 
3.1 Phƣơng pháp khảo sát hiện trƣờng 
Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa: mô 
tả thành phần và phân bố của các loại đât đá 
xuất lộ trong khu vực nghiên cứu, thu thập các 
số liệu để vẽ sơ đồ địa chất công trình. Các đợt 
khảo sát thực địa của nhóm tác giả được thực 
hiện vào các thời điểm tương ứng với mùa khô 
và mùa mưa tại khu vực nghiên cứu: tháng 
4/2013 và tháng 7/2014. 
3.2 Phƣơng pháp thí nghiệm trong phòng 
Mẫu đất đá được lấy từ các hố đào, tại các ta 
luy và các điểm lộ trong hành trình khảo sát 
được tiến hành cho các thí nghiệm sau: i) Phân 
tích thành phần hạt; ii) Giới hạn chảy, dẻo và 
chỉ số dẻo; iii) Độ ẩm tự nhiên; iv) Dung trọng; 
v) Tỷ trọng; vi) Đầm nện tiêu chuẩn; vii) Thí 
nghiệm thấm; viii) Thí nghiệm cắt phẳng; ix) 
Cường độ kháng nén mẫu đá; x) Phân tích mẫu 
lát mỏng của đá và xi) Phân tích pha của đất và 
đá trên máy nhiễu xạ kế Rơn ghen. 
Các thí nghiêm tính chất cơ lý đất đá được 
tiến hành tại phòng thí nghiệm của Khoa Địa 
chất, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên và tại 
Phòng thí nghiệm Đia kỹ thuật, Viện nghiên cứu 
Khoa học Thủy lợi. 
Phân tích thành phần khoáng vật trên máy 
nhiễu xạ kế Rơn ghen SIEMENS-D5005 tại 
Phòng thí nghiệm tia X Khoa Vật lý, Trường 
Đại học Khoa học Tự nhiên với các chế độ 
chụp: 35 KV, 50 mA, sử dụng bước sóng  = 
1,54 A
O
 của nhiễu xạ Cu K . 
Kết quả thí nghiệm trong phòng trình bày ở 
các biểu bảng tổng hợp và dùng để luận giải các 
nội dung mà bài báo đặt ra để giải quyết trong 
các mục dưới đây. 
IV. MỘT SỐ ĐẶC TRƢNG VỀ THẠCH 
HỌC VÀ CƠ LÝ CỦA ĐẤT ĐÁ KHU VỰC 
ĐÔNG NAM MÈO VẠC 
4.1 Thành phần thạch học và khoáng vật 
của đá vôi 
Để nghiên cứu các đặc điểm của đá vôi trong 
khu vực, 7 mẫu đá (MV39a; MV30; MV20; 
MV33c; MV50; MV67; MV37) đại diện cho 
các thành hệ và các loại hình đá vôi đã được lựa 
chọn để nghiên cứu lát mỏng thạch học. Thành 
phần cũng như kiến trúc của các mẫu đá được 
thể hiện qua các mô tả sau đây: 
+ Thành phần thạch học: đây là những mẫu đá 
vôi có cấu tạo dạng khối. Trong hầu hết các mẫu 
lát mỏng, đá có kiến trúc nền hạt nhỏ (kích thước 
hạt nhỏ hơn 0.2 mm) rất khó để phân biệt được 
ranh giới giữa các hạt. Trên nền hạt nhỏ có gặp 
các tinh thể can xít kích thước lớn (MV20; MV37, 
MV-39a, MV-67).. Ngoài ra, trong một số mẫu đá 
vôi này còn xen lẫn với thành phần vật liệu hữu cơ 
(có mầu đen) khi quan sát các lát mỏng dưới cả 1 
và 2 nicon (MV33c; MV30) (Ảnh 8). 
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2-2016 11 
+ Sự xuất hiện mạch canxit nhiệt dịch: trong 
hầu hết tất cả các mẫu đá, đều có thể thấy rất rõ 
sự có mặt của các mạch can xit thứ sinh (MV30, 
MV37) cũng như các ổ tinh thể can xít khá lớn 
(MV50). Một điều có thể khẳng định là: trong 
tất cả các lát mỏng đều không nhận thấy biểu 
hiện của sự biến đổi thành phần và kiến trúc của 
đá dưới tác dụng của quá trình biến chất (TO, p 
hoặc dung dịch nhiệt dịch nhiệt độ cao). Như 
vậy, các mạch can xít trong một số lát mỏng là 
sản phẩm của quá trình nhiệt dịch nhiệt độ thấp 
lấp đầy các khoang trống tạo thành các hốc 
canxit kết tinh hoặc các khe nứt tạo thành các 
mạch canxit mà không xẩy ra qua trình biến 
chất tiếp xúc với đá vây quanh (Ảnh 10,11). 
+ Thành phần khoáng vật của đá vôi: Giản 
đồ nhiễu xạ của 3 mẫu đá vôi MV-20 (P2 đđ) 
và MV-37 (C-Pbs) và MV-67 (C-Pbs) được 
thể hiện trên Hình 6. Có thể dễ dàng nhận thấy 
đá vôi thuộc 2 hệ tầng Đồng Đăng và Bắc Sơn 
cùng có thành phần khoáng vật chủ yếu là 
canxit, mà không thấy sự hiện diện của các 
khoáng vật khác như là dolomit và aragonit. 
Riêng với đá vôi hệ tầng Đồng Đăng xuất lộ 
tại Tát Ngà (MV-20 (P2 đđ)) có thành phần 
thạch học là vôi sét trên giản đồ nhiễu xạ thấy 
có mặt pik nhiễu xạ đặc trưng cho thạch anh d 
= 3,34 (2 = 26,8O). Loại đá vôi này khá rắn 
chắc vì vậy rất khó bị rửa lũa để tạo thành 
rừng đá. 
4.2 Đặc tính cơ lý của đá trầm tích 
The ...  diện phân bố rộng (Hình 
10, 11). 
Đá vôi thuộc hệ tầng Đồng Đăng (P2 đđ) là 
loại đá vôi sét silic nên trên giản đồ nhiễu xạ kế 
Rơn ghen ngoài khoáng vật canxit đá (MV-20) 
còn chứa cả thạch anh thể hiện bằng các pic 
nhiễu xạ (d=3.36 Ao (16) và d= 4,26 Ao (4) 
(Hình 5, 6). Có thể nói loại đá vôi này không thể 
tạo nên “rừng đá” đẹp vì đá không tinh khiết về 
thành phần sẽ khó hòa tan hơn. 
Khi đá vôi C-Pbs tinh khiết có thành phần 
hạt thô như mẫu MV-67 (Hình 4, 6) với khả 
năng hòa tan mạnh hơn loại đá vôi hạt mịn, 
trong trường hợp điều kiện thủy văn thuận lợi 
đá vôi loại này sẽ rất dễ dàng bị rửa lũa tạo 
nên các hang hốc có kích thước khác nhau 
trong đá vôi. Sản phẩm của quá trình rửa lũa 
mạnh và nhanh gây sập vòm hang karst tạo ra 
hố sụt như ở Chống Pả A gây khô hạn do mất 
nước bề mặt. 
Hình 2. Ảnh lát mỏng mẫu đá vôi MV-20 
Hình 3. Ảnh lát mỏng mẫu đá vôi MV-37 
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2-2016 15 
Hình 4. Ảnh lát mỏng mẫu đá vôi MV-67 
Hình 5. Giản đồ nhiễu xạ của 3 khoáng vật đặc 
trưng cho đá vôi: canxit, đôlômit và aragonit 
Hình 6. Giản đồ nhiễu xạ của 3 mẫu đá vôi MV-20 (P2 đđ) và MV-37(C-Pbs) và MV-67 (C-Pbs) 
 Hình 7. Tháp đá vôi dạng nón hạt thô trên đá vôi 
C-Pbs hạt thô tại Chống Pả A, TT Mèo Vạc (MV-67) 
Hình 8.Rừng đá trên đá vôi C-Pbs phân lớp 
ngang ở Chung Pẻ B 
 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2-2016 16 
Hình 9. Khe nứt được mở rộng và mài mòn 
tạo ra thớ chẻ và rãnh sâu dọc khối đá 
Hình 10. Rãnh sâu trên cột đá tại rừng đá 
Lũng Pù (MV-33) 
Hình 11. Điểm đề xuất phát lộ rừng đá tại 
Cán Chu Phìn (MV-05) 
Hình 12. Hoa đá “nở” tại xóm Thin Chí Dìn, 
Cán Chu Phìn 
5.1.2 Ảnh hưởng của đặc tính phân lớp tới 
hình thái của cột đá 
Khi rừng đá phát triển trên các khối đá có 
phân lớp nằm ngang với các lớp có thành phần 
độ dày khác nhau (Hình 8) thường có hình dạng 
đặc thù như các cột đá được hình thành từ các 
khối đá riêng biệt được xếp chồng chênh vênh 
trên các khối đá nằm bên dưới. Lớp đá trên cùng 
thường nhăn nheo tạo ra mũ đá tai mèo điển 
hình-loại địa hình bề mặt đặc trưng cho các đá 
vôi sét, loại đá vôi có chứa đáng kể hàm lượng 
các hạt sét bụi trong thành phần. 
Hình dạng của các cột đá phát triển trên các 
loại đá phân lớp dày và đồng nhất về thành phần 
thạch học sẽ không thể tạo ra địa hình tai mèo 
ngầm dưới mặt đất mà thường là các rừng đá. 
Khu vực trung tâm xã Cán Chu Phìn là ví dụ 
minh họa sinh động cho quá trình tạo rừng đá 
kiểu này. Các cột đá hẹp thường vát nhọn ở đầu 
hoặc như các lưỡi dao có bản rộng và phẳng ở 
phía bên dưới (Hình 9). Các cột đá to hơn thông 
thường có phần đỉnh rộng chia ra nhiều đỉnh 
nhỏ với các rãnh chữ V ở giữa (Hình 10). 
5.1.3 Hình dạng khối đá vôi dưới tác dụng 
ăn mòn của nước mưa 
Hình dạng của các khối đá vôi theo thời gian 
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2-2016 17 
cũng còn bị ăn mòn bởi nước mưa (Hình 12) tạo 
ra những hình dạng đặc trưng như: đường khia 
rãnh, kênh các hốc lõm trên bề mặt Quá trình 
bào mòn rửa lũa do nước mưa xảy ra không chỉ 
khi các cột đá vôi xuất lộ trên mặt đất mà còn cả 
khi nó đang còn bị lớp đất tầng mặt che phủ tạo 
ra những hình dạng cột đá đặc biệt. 
5.2 Đề xuất vị trí khai đào thích hợp để 
phát lộ ”Rừng đá” 
Nhằm thu hút khách du lịch đến tham quan 
các danh lam thắng cảnh trên tuyến đường thị 
trấn Mèo Vạc – Khau Vai, nơi có chợ tình 
nổi tiếng họp vào ngày 26 tháng 3 âm lịch 
hàng năm tại đây cần xây dựng một số điểm 
dừng phục vụ du lịch kết hợp với nghiên cứu 
khoa học. 
5.2.1 Vị trí khai đào để phát lộ rừng đá 
Trong thời gian trước mắt có thể chọn 2 điểm 
có điều kiện thuận lợi về mặt địa hình để phát lộ 
rừng đá. Điểm thứ nhất đề xuất phát lộ rừng đá 
ở gần khu vực điểm trường Lán Chải, xã Cán 
Chu Phìn (MV-05 tọa độ N: 23O 8’ 28”; E:105O 
28’ 10”). Đây là khu vực rừng đá nằm dưới một 
quả đồi biệt lập rất gần đường liên xã từ thị trấn 
Mèo Vạc đị Khau Vai (Hình 11). 
Điểm phát lộ thứ 2 tại Lũng Pù (MV-33) 
có tọa độ địa lý N: 23O 06’ 20.4”; E: 105O 
30’ 01.3”) nơi đây là đồi thoải đã có những 
măng đá lộ một phần sát đường đi chiều cao 
đạt tới 2,0 – 3,0m, mặt các cột đã được khoét 
rãnh sâu đó là sản phẩm của quá trình rửa lũa 
ngầm khi các khối đá vôi còn nằm dưới mặt 
đất, và cả hiện nay dưới tác động qua nhiều 
năm của nước mưa chảy trên bề mặt các cột 
đá (Hình 10). 
Công tác phát lộ nên được tiến hành thủ công 
bằng cách sử dụng các dụng cụ đào đất thô sơ 
như xẻng, cuốc, búa chim, xà beng... Khi đã xúc 
hết đất có thể dùng một xe chở nước phun nước 
rửa sạch đất bụi bám vào các cột đá, măng đá. 
Sau khi hoàn thành phát lộ cần xây dựng đường 
đi bộ len lỏi giữa các khối đá đẹp giúp du khách 
dễ dàng di chuyển khi tham quan. 
Hình 13. Phần chân của khối đá vôi sau khi 
được phát lộ để lấy đá xây dựng trái phép 
 tại bản Quán Xí, xã Lũng Pù (Ảnh chụp 
ngày 20-04-2013) 
5.2.2 Tính toán ổn định cho hố đào 
Để tính toán ổn định mái đào trên đất phong 
hóa, tiêu chuẩn tính toán được sử dụng là 
QPVN 285-2002. Sử dụng mái dốc đề xuất với 
góc dốc ở mái đào là 45O (m= 1:1). Các thông 
số cơ lý của 2 lớp đất, đá được dùng để tính toán 
được thống kê như trong bảng 5. 
Bảng 5. Các thông số cơ lý của các đất đá 
dùng để tính toán ổn định mái dốc hố đào. 
STT 
Ký 
hiệu 
lớp 
đất đá 
Tên đất 
đá 
Trạng thái 
Khối 
lượng 
thể tích 
Góc 
ma 
sát 
trong 
(độ) 
Lực 
dính 
(kg/ 
cm
2
) 
γ φ C 
1 edQ 
Đất 
terra 
rosa 
Tự nhiên 1,77 21,0 0,31 
Bão hòa 1,80 18,0 0,22 
2 IA2 
Đá vôi 
phong 
hóa 
Bão hòa 2,65 28,0 0,60 
Sơ đồ hoá mô hình theo dạng bài toán 
phẳng với phương pháp tính là phần tử hữu 
 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2-2016 18 
hạn, sử dụng Module SLOPE/W trong bộ 
phần mềm GEO-SLOPE của Canada để tính 
toán. Hệ số an toàn được tính cho cả 2 trường 
hợp: i) đất đá ở trạng thái tự nhiên và ii) đất 
đá ở trạng thái bão hòa. Kết quả tính toán 
được thể hiện ở bảng 6. 
Bảng 6. Bảng kết quả tính toán hệ số 
 an toàn cho mái dốc hố đào 
STT 
Trường hợp 
tính toán 
FSmin FScp 
1 Tự nhiên 1,20 1,09 
2 Bão hòa 1,06 1,04 
Như vậy, Trong tất cả các trường hợp ta 
đều có FSmin> FScp. Vậy mái dốc của hố khai 
đào nhằm xuất lộ rừng đá nên thiết kế với góc 
dốc < 45O để ổn định trong thời gian khai thác 
sử dụng. 
5.3 Đề xuất khôi phục nhà trình tƣờng và 
tƣờng rào đất đầm nện trong khu vực Cao 
nguyên đá. 
Do các tỉnh miền núi phía bắc nước ta có 
phần lớn diện tích là đồi núi và khí hậu lạnh 
khắc nghiệt nên điều này đã ảnh hưởng tới kiến 
trúc nhà ở của một số dân tộc sinh sống tại đây. 
Ngoài yếu tố môi trường, thì quan niệm sống, 
lối sống, phong tục tập quán của bà con dân 
tộc đã hình thành nên nét độc đáo trong văn 
hóa kiến trúc của ngôi nhà trình tường. Nhà làm 
bằng đất, lợp bằng ngói hoặc tranh với ưu điểm 
vừa giữ ấm về mùa đông, mát mẻ trong mùa hè 
và lại có thể chống được kẻ gian, thú dữ. Tuy 
nhiên số lượng nhà trình tường hiện nay giảm đi 
nhiều vì số lượng nhà cổ đã xây dựng hơn trăm 
năm trước hiện vẫn dùng để ở và được bảo tồn 
gìn giữ phục vụ du lịch ngày càng xuống cấp 
nghiêm trọng. 
Do vậy, nếu nhân rộng được việc gia cố, 
sửa chữa các nhà tường trình hiện có và phát 
triển nhà trình tường rộng rãi hơn tại các điểm 
dừng, điểm lưu trú của khách thì không chỉ 
góp phần bảo tồn và phát triển loại hình di sản 
vật thể quí giá này mà còn giảm thiểu vấn nạn 
phá các măng đá vôi lấy đá hộc làm tường rào 
và xây nhà hiện đang còn là một việc khá phổ 
biến tại khu vực Công viên Địa chất Toàn cầu 
đầu tiên của nước ta (Hình 13, 14). 
Hình 14. Măng đá bị đập gãy ngọn để lấy đá 
hộc xây dựng tường rào hoặc móng nhà 
Thành phần hạt lý tưởng dùng cho tường đất 
đầm nện được đề xuất trên cơ sở tính toán để 
sau khi đầm nện đất đạt được một số tiêu chí sau 
(Houben & Guiland, 1994) [13]. 
+ Tỷ lệ phần trăm tối thiểu của hỗn hợp sét 
bụi nằm trong khoảng 20-25%, trong khi giới 
hạn tối đa đạt tới 30-35%. Tương tự tỷ lệ phần 
trăm tối thiểu của cát là 50-55% trong khi giới 
hạn tối đa là 70-75%. 
+ Giới hạn chảy của đất cần nằm trong 
khoảng 25% đến 50% (tốt nhất là 30-35%) 
và giới hạn dẻo nằm trong khoảng 10-25% 
(tốt nhất là 12-22%). Chỉ số dẻo càng cao 
chứng tỏ hàm lượng sét cao hoặc đất sét có 
hoạt tính lớn và đất sẽ có độ co ngót lớn khi 
phơi khô. 
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2-2016 19 
Bảng 7. Yêu cầu về thành phần của 
 đất dùng làm đất đầm nện [14] 
Đặc trưng Yêu cầu 
Thành phần sạn sỏi và cát 45- 80 % theo khối lượng 
Thành phần bột 10- 30 % theo khối lượng 
Thành phần sét 5- 20 % theo khối lượng 
Chỉ số dẻo 2-30% (LL <45%) 
Co ngót tuyến tính Không lớn hơn 5% 
Thành phần muối 
hòa tan 
< 2 % theo khối lượng 
Thành phần vật liệu 
hữu cơ 
< 2 % theo khối lượng 
Chất độc gây ung thư < 10-20 mg/kg đất 
Như vậy khi so sánh tính chất vật lý của 13 
mẫu đất tầng mặt có thể sử dụng để làm đất 
trình tường (Bảng 3) với yêu cầu thành phần của 
đất dùng làm đất đầm nện (Bảng7) ta có thể có 
một vài nhận xét sau: 
a. Đất tầng mặt của khu vực phần lớn là bụi 
có tính dẻo thấp, có ký hiệu phân loại là 
MH/ML (10 mẫu), CL (1 mẫu) và SC (2 mẫu). 
b. Trong số các mẫu thí nghiệm chỉ có 6 
mẫu: MV-61a, MV-66, MV-83, MV-48, MV-
33b và MV-42 là phù hợp làm vật liệu đất trình 
tường. Các mẫu đất còn lại thuộc loại ít phù hợp 
(5 mẫu) và hai mẫu đất bụi sét màu nâu đỏ (terra 
rosa) là đất tàn tích, sườn tích trên đá vôi (MV-
02 và MV-43) đều thuộc loại không phù hợp 
làm đất trình tường (Bảng 3). 
c. Đất trình tường có thể từ các nguồn gốc 
khác nhau như sông lũ (MV-66, apQ), sườn tàn 
tích (edQ, MV-83) hay đất của hệ tầng Sông Hiến 
(T1sh, MV-18) có kết quả đầm nện khá tương 
đồng với giá trị khối lượng thể tích khô lớn nhất 
dao động trong khoảng 1,65 – 1.71 g/cm3; còn độ 
ẩm tối ưu dao động trong khoảng 15.0-17.3%. 
Đây cũng chính là độ ẩm mà khi trình tường cần 
khống chế để đất đầm nện của tường sau khi trình 
có khối lượng thể tích khô lớn nhất. 
VI. KẾT LUẬN 
1. Có 3 nhóm đất đá đươc ghi nhận tại khu 
vực nghiên cứu: nhóm đá cứng, nhóm đất mềm 
dính, và trầm tích bở rời. Mỗi nhóm lại liên 
quan tới một số di sản địa chất (DSĐC) đặc 
trưng. Nghiên cứu đặc điểm địa chất công trình 
của khu vực chứa các di sản giúp tìm ra được 
mối liên quan giữa các đặc điểm cơ lý của các 
nhóm đất đá với sự hình thành, bảo tồn và phát 
triển các di sản. 
2. Rừng đá là một loại địa hình karst đồng 
bộ, rừng đá Mèo Vạc được hình thành từ một 
dạng địa hình tai mèo nằm dưới mặt đất và cả 
tác động của nước mưa khi xuất lộ trên mặt đất. 
Sự đa dạng về hình thái của các cột đá là kết quả 
của: i) tính chất của các đá, ii) sự phân bố và 
mật độ của đứt gãy và vết nứt trong đá; và iii) 
sự đa dạng về địa tầng và thành phần. 
3. Việc làm rõ mối quan hệ giữa đặc điểm 
địa chất công trình với các loại hình di sản tại 
khu vực nghiên cứu sẽ giúp ích trong việc đề 
xuất các biện pháp công trình và phi công trình 
phù hợp nhằm bảo vệ các di sản tự nhiên quí giá 
trước tác động của các tai biến tự nhiên và nhân 
sinh nhằm phát triển bền vững các di sản. 
4. Trong thời gian trước mắt có thể chọn 2 
điểm có điều kiện thuận lợi về mặt địa hình để 
phát lộ rừng đá, đó là: i) khu vực gần điểm 
trường Lán Chải, xã Cán Chu Phìn và ii) khu 
vực phát lộ thứ 2 tại Lũng Pù. Mái dốc trên đất 
đỏ terra rosa cần thiết kế thoải với m =1:1 đảm 
bảo ổn định lâu dài trong thời gian sử dụng. 
5. Đất trình tường có thể từ các nguồn gốc 
khác nhau như sông lũ (apQ), sườn tàn tích 
(edQ hay đất của hệ tầng Sông Hiến (T1sh) có 
kết quả đầm nện với giá trị khối lượng thể tích 
khô lớn nhất dao động trong khoảng 1,65 – 1,71 
g/cm
3; và độ ẩm tối ưu biến thiên trong khoảng 
15,0-17,3%. Đây cũng chính là độ ẩm mà khi 
trình tường cần khống chế để đất đầm nện của 
tường sau khi trình có dung trọng khô lớn nhất. 
6. Di sản địa chất (DSĐC) là phần tài 
nguyên địa chất có giá trị nổi bật về khoa học, 
 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2-2016 20 
giáo dục, thẩm mỹ và kinh tế. Cũng như các di 
sản khác, DSĐC là tài nguyên không tái tạo 
được, cho nên cần được bảo tồn, quản lý và khai 
thác sử dụng hợp lý cho sự phát triển bền vững 
của đất nước. 
Ghi nhận: Bài báo được hoàn thành trong 
khuôn khổ Đề tài nhóm B cấp Đại học Quốc 
gia, mã số QG.12.14. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1. Đỗ Minh Đức, Đặng Văn Luyến, Hoàng 
Vũ Phong, 1998. Tính ổn định mái dốc bằng 
phương pháp mặt trượt cung tròn hình trụ. Tạp 
chí Địa chất Loạt A số 249 (11-12/1998). 
2. Nguyễn Hữu Hùng, Vũ Cao Minh, 2008. 
Di sản địa chất trên cao nguyên Đồng Văn. Tuyển 
tập báo cáo khoa học tại hội thảo: Cao nguyên đá 
Đồng Văn - những giá trị độc đáo, định hướng 
bảo tồn và phát triển bền vững. Tr 36-80. 
3. Đặng Văn Luyến và nnk, 2014. Nghiên 
cứu điều kiện Địa chất công trình khu vực Đông 
Nam thị trấn Mèo Vạc phục vụ phát triển bền 
vững Công viên Địa chất Toàn cầu Cao nguyên 
đá Đồng Văn, tỉnh Hà Giang. Báo cáo tổng kết 
Đề tài nhóm B, mã số QG.12.14. Đại học Quốc 
gia Hà Nội. 
4. Tạ Hoà Phương, Đặng Văn Bào, Nguyễn 
Văn Vượng, Đoàn Nhật Trưởng, 2010. Nghiên 
cứu điều kiện tự nhiên vùng cao nguyên đá 
Đồng Văn – Mèo Vạc phục vụ xây dựng Công 
viên địa chất (Geopark). Đề tài mã số QG.08.12. 
5. Lương Thị Tuất và nnk, 2010. Kiến thức 
bản địa về di sản ở Công viên Địa chất cao 
nguyên đá Đồng Văn, tỉnh Hà Giang: Một vài 
khám phá bước đầu. Viện Địa chất và Khoáng 
sản. Hà Nội. 
6. Trần Tân Văn (Chủ biên) và nkk, 2008. 
Báo cáo “Điều tra nghiên cứu di sản địa chất và 
đề xuất CVĐC ở 25 khu vực ở miền Bắc Việt 
Nam”. Lưu trữ Viện KHĐC&KS, Hà Nội. 
7. Ủy ban Nhân dân tỉnh Hà Giang, 2005. 
Quy hoạch tổng thể phát triển KT-XH tỉnh Hà 
Giang 2006-2020. Hà Giang. 
8. Alley, P.J. Rammed Earth Construction. 
Newzeland Engineering, Jun.1948, 582. 
9. Ciancio D. and Jaquin P, 2011. An 
Overview of Some Current Recommendations 
on the Suitability of Soil for Rammend Earth. 
Inter. Symposium on Innovation and 
Sustainblity Structures in Civil Engineering, 
Xiamen University, China, 2011. 
10. Chen X. et al., 1988. South China Karst. 
Volume I. ZRC SAZU. 
11. Dang Van Luyen, Tran Manh Lieu, 
Nguyen Quang Huy and Nguyen Manh Tuan, 
2013. Study on Geological Characteristics and 
Value of the Geoharitages in the SE Meo Vac 
Town Area, Ha Giang Province, Vietnam for 
Sustainable Development. Proc. of the Inter. 
Symposium Hanoi Geoengineering 2013 
“Natural Resources Engineering and Disaster 
Mitigation for Infrastructure Development”. 
Vietnam National University Publisher, Hanoi, 
Vietnam. 
12. Knes M., Otonicar B. and Slabe T., 
2003. Subcutaneous Stone Forest (Trebnje, 
Central Slovenia. ACTA Carsologica 32/1 – 3; 
29-38, Lubljana. Slovenia. 
13. Houben, H. and Guiland. H, 1994. Earth 
Construction: A Comprihensive Guide. 
14. Paul Jaquin, Chalers Augarde, 2012. 
Earth Building: History, Science and 
Conservation (EP 101). HIS BRE Press. 
Garston, Watford WD25.9XX. UK 
15. Vasilious Maniaditis & Peter Walker, 
2003. A Reviewer of Rammed Earth Constructuion 
DTi Partner Information Project “Developing 
Rammed Earth for UK Housing”. University of 
Bath, UK. 
Người phản biện: PGS.TS. TRẦN VĂN TƯ