Đá vôi Việt Nam từ đâu ra: biển cổ, hoá thạch và hàng trăm triệu năm

Phần lớn đá vôi ở Việt Nam hình thành dưới đáy những vùng biển nông, ấm cách nay khoảng từ 400 đến hơn 200 triệu năm, chủ yếu trong các kỷ Devon, Carbon, Permi và Trias. Vỏ và xương của vô số sinh vật biển như san hô, tảo vôi, trùng lỗ, huệ biển, tay cuộn, cùng bùn vôi kết tủa, lắng thành lớp dày hàng trăm mét, rồi bị nén chặt thành đá. Sau đó các chuyển động của vỏ Trái Đất nâng chúng lên thành núi. Đó là lý do người ta tìm thấy hoá thạch sinh vật biển trên những đỉnh núi đá cách xa bờ biển hàng trăm kilômét.

Đá vôi là gì

Đá vôi là đá trầm tích có thành phần chủ yếu là canxi cacbonat (CaCO₃), dưới dạng khoáng vật canxit. Nhỏ một giọt axit loãng lên đá vôi sẽ thấy sủi bọt: đó là khí CO₂ thoát ra, cách nhanh nhất để nhận biết. Đá vôi có thể trắng, xám, xám đen tuỳ lượng tạp chất và chất hữu cơ lẫn vào.

Họ hàng gần của đá vôi:

• Đolomit: đá vôi có magiê thay một phần canxi, cứng hơn và tan chậm hơn.
• Đá hoa (cẩm thạch): đá vôi đã bị biến chất dưới nhiệt độ và áp suất cao, các tinh thể kết tinh lại to và khít hơn. Ngũ Hành Sơn ở Đà Nẵng, vùng đá hoa trắng Lục Yên (vùng Yên Bái cũ, nay thuộc Lào Cai) hay Quỳ Hợp (Nghệ An) là những nơi nổi tiếng về đá hoa.

Biển nông ấm: "nhà máy" sản xuất đá vôi

Đá vôi hình thành nhiều nhất ở những vùng biển có ba điều kiện: nông, ấm và trong. Đó là nơi ánh sáng xuống tới đáy, san hô và tảo phát triển, sinh vật có vỏ vôi sinh sôi. Ngày nay, các rạn san hô vùng nhiệt đới, kể cả ở Biển Đông, đang tiếp tục làm đúng việc này.

Đá vôi được tạo ra theo hai con đường chính:

1. Sinh vật: sinh vật lấy canxi và cacbonat trong nước biển để làm vỏ, làm xương. Khi chết, vỏ và xương tích tụ dưới đáy, vỡ vụn thành cát vôi, bùn vôi. San hô và tảo vôi còn dựng thành rạn, khối vôi liền.
2. Kết tủa hoá học: trong nước biển ấm, bão hoà canxi cacbonat, một phần vôi kết tủa trực tiếp thành bùn vôi mịn hoặc hạt tròn nhỏ.

Lớp này đè lên lớp kia, qua hàng triệu năm thành khối dày hàng trăm mét. Sức nặng của các lớp trên và nước ngầm giàu khoáng chất gắn kết bùn, cát vôi lại, biến chúng thành đá.

Đá vôi Việt Nam thuộc những thời kỳ nào

Thang thời gian dưới đây theo thang địa chất quốc tế, số năm làm tròn. Việc xếp đá vôi từng vùng vào thời kỳ nào dựa trên các nghiên cứu địa tầng và hoá thạch của giới địa chất Việt Nam; mỗi vùng thường có đá của nhiều thời kỳ xen nhau, nên bảng chỉ cho thấy nét chung.

Sau kỷ Trias, phần lớn lãnh thổ Việt Nam đã nổi lên thành đất liền và rất ít đá vôi mới hình thành trên đất liền. Đá vôi trẻ chủ yếu là các rạn san hô ở ven biển và các đảo xa bờ.

Hoá thạch: dấu vân tay của biển cổ

Hoá thạch trong đá vôi vừa là bằng chứng biển cổ, vừa là "đồng hồ" để xác định tuổi đá. Mỗi nhóm sinh vật sống ở những thời kỳ nhất định, nên tìm thấy loài nào là biết lớp đá thuộc khoảng thời gian nào.

Cuối kỷ Permi, khoảng 252 triệu năm trước, xảy ra đợt tuyệt chủng lớn nhất lịch sử Trái Đất, xoá sổ phần lớn sinh vật biển, trong đó có bọ ba thuỳ, trùng thoi và san hô cổ. Vì thế đá vôi Trias trên đất Việt Nam có thành phần hoá thạch khác hẳn đá vôi Permi bên dưới. Ranh giới ấy được các nhà địa chất nghiên cứu ở nhiều mặt cắt trên thế giới, trong đó có các mặt cắt ở miền Bắc Việt Nam.

Người không chuyên vẫn có thể thấy hoá thạch: trên bậc đá vôi đánh bóng ở nhiều công trình, những vòng tròn nhỏ (đốt huệ biển), những vệt cong (vỏ tay cuộn) là dấu vết của sinh vật đã chết hàng trăm triệu năm.

Từ đáy biển lên đỉnh núi

Đá vôi hình thành dưới đáy biển, nhưng giờ nằm trên núi cao cả nghìn mét như ở Đồng Văn. Quãng đường ấy là kết quả của các chuyển động kiến tạo kéo dài.

Sách giáo khoa Địa lí 8 và 12 tóm tắt lịch sử hình thành lãnh thổ Việt Nam thành ba giai đoạn: Tiền Cambri, Cổ kiến tạo và Tân kiến tạo. Trong giai đoạn Cổ kiến tạo, các vận động tạo núi lớn đã uốn nếp, nâng các lớp trầm tích biển lên thành đất liền; những dải núi hướng tây bắc – đông nam ở Tây Bắc, hướng vòng cung ở Đông Bắc hình thành chủ yếu từ giai đoạn này. Sang giai đoạn Tân kiến tạo, cách nay khoảng vài chục triệu năm, ảnh hưởng của va chạm giữa mảng Ấn Độ và mảng Á – Âu làm địa hình được nâng lên mạnh lần nữa, sông suối đào sâu, núi trẻ lại.

Khi đá vôi đã nổi lên khỏi mặt nước, nước mưa bắt đầu hoà tan nó, tạo nên địa hình karst. Có thể nói núi đá vôi ta thấy hôm nay là kết quả của hai câu chuyện nối nhau: biển làm ra đá, mưa tạc đá thành núi.

Đá vôi trong đời sống

• Vôi: nung đá vôi ở khoảng 900 °C thu được vôi sống (CaO). Từ xưa, lò vôi là nghề quen thuộc ở các vùng núi đá: vôi để xây nhà, quét tường, bón ruộng chua, và vôi ăn trầu.
• Xi măng: đá vôi là nguyên liệu chính. Các nhà máy xi măng lớn của Việt Nam vì vậy đặt ở gần núi đá vôi, như vùng Hải Phòng, Ninh Bình, Thanh Hoá, Kiên Lương.
• Đá xây dựng, đá ốp: đá vôi và đá hoa được cắt thành đá ốp lát, tạc tượng, làm bia.
• Công nghiệp khác: luyện kim, sản xuất kính, xử lý môi trường đều dùng đá vôi.

Mặt trái là khai thác đá vôi đang xoá đi những khối núi, hang và hoá thạch chưa được nghiên cứu. Một khối đá vôi mất hàng trăm triệu năm để hình thành, nhưng có thể biến mất trong vài chục năm khai thác.

Góc nhìn hôm nay

Lần tới khi đứng dưới một vách núi đá vôi, hãy nhớ rằng mình đang nhìn vào đáy một vùng biển cổ đã dựng đứng lên. Đó là cách đơn giản nhất để cảm nhận thời gian địa chất.

Muốn tìm hiểu thêm: Bảo tàng Địa chất Việt Nam ở Hà Nội có các mẫu đá và hoá thạch; SGK Địa lí 8 phần lịch sử phát triển tự nhiên Việt Nam; các ấn phẩm của các công viên địa chất Đồng Văn và Non nước Cao Bằng giới thiệu điểm hoá thạch cụ thể. Một thí nghiệm ở nhà: nhỏ giấm lên một mảnh đá vôi hoặc vỏ sò, sẽ thấy bọt khí, đó chính là phản ứng đã tạc nên các vùng núi đá.