Vịnh Hạ Long không chỉ nổi tiếng bởi giá trị cảnh quan tự nhiên đã được UNESCO công nhận là Di sản Thiên nhiên thế giới mà còn nổi bật bởi giá trị địa chất, địa mạo, đặc biệt là giá trị địa mạo Karst. Giá trị địa chất, địa mạo Vịnh Hạ Long mang tầm quốc tế và độc nhất vô nhị trên toàn thế giới.

Vết trượt một dạng địa hình Kast trên Vịnh Hạ Long

     Giá trị địa chất khu vực

     Vịnh Hạ Long, các đảo phụ cận và vùng ven bờ Vịnh bao gồm nhiều hệ tầng trầm tích có nguồn gốc lục địa và cacbonat, có tuổi từ 500 triệu năm trước đến ngày nay. Đó là những trang sử đá ghi lại những biến cố vĩ đại của các quá trình địa chất khu vực xảy ra, được thể hiện qua các đặc điểm màu sắc, thành phần vật chất, sự sắp xếp, cấu tạo các lớp đá, các di tích hóa thạch còn được bảo tồn cho đến ngày nay.

       Nhiều hệ tầng trầm tích chứa đựng các vết tích cổ sinh vật dưới các dạng hóa thạch khác nhau, trong đó có những nhóm ngành động, thực vật đã bị tiêu diệt hoàn toàn hoặc gần như bị tiêu diệt hoàn toàn trên trái đất. Đó là kho báu để tìm hiểu về quá trình phát triển, tiến hóa của sự sống trên trái đất tại khu vực này.

      Về cấu trúc địa chất, khu vực Vịnh Hạ Long nằm trong phạm vi đới Duyên Hải, chịu vận động nghịch đảo, tạo sơn cách nay khoảng 340 đến 285 triệu năm trước.

Uốn nếp đứt gãy

    Giá trị địa chất Đệ tứ và địa chất biển

     Khu vực Vịnh Hạ Long có nhiều nét độc đáo về địa chất thuộc kỷ Đệ tứ: Các hệ tầng trầm tích kỷ Đệ tứ, các bề mặt thềm biển nâng cao, các bề mặt đồng bằng phân bậc nằm chìm, các hệ thống thung lũng sông cổ bảo tồn dưới dạng các luồng lạch kế thừa dưới đáy Vịnh, hệ thống hang động và trầm tích hang động, các ngấn biển cổ dưới dạng các hàm ếch và các hệ hầu hà cổ bám trên vách đá là những vật chứng sống động về các sự kiện địa chất Đệ tứ.

     Dưới góc độ địa chất biển ven bờ, Vịnh Hạ Long được ghi nhận như là một bồn tích tụ hiện đại, được tạo nên không phải từ những mũi nhô của lục địa, mà nhờ sự tồn tại của hệ thống đảo chắn ngoài. Tại đây, quá trình bờ bị ăn mòn hóa học đá cacbonat rất phát triển trong môi trường nước biển kiềm tạo nên các ngấn hàm ếch sâu rộng làm tăng thêm dáng vẻ kỳ dị cho các đảo đá vôi trên Vịnh Hạ Long.

Vết tích uốn nếp

     Giá trị địa mạo karst

     Vịnh Hạ Long là một mẫu hình tuyệt vời về Karst trưởng thành trong điều kiện nhiệt đới ẩm. Nơi đây có một quá trình tiến hóa Karst đầy đủ trải qua 20 triệu năm nhờ sự kết hợp đồng thời của các yếu tố như tầng đá vôi dầy, khí hậu nóng ẩm và quá trình nâng kiến tạo chậm chạp trên tổng thể. Quá trình phát triển đầy đủ Karst khu vực Vịnh Hạ Long đã trải qua 5 giai đoạn: Giai đoạn khởi đầu là một đồng bằng cổ hoặc một cảnh quan bằng phẳng kế thừa; Giai đoạn hai là sự phát triển của địa hình phễu Karst; Giai đoạn ba hình thành các cụm đồi hình chóp, hình nón liên kết nhau; Giai đoạn bốn phát triển thành các tháp cao có vách dựng đứng tách rời nhau và cuối cùng là đồng bằng Karst.

     Hệ thống các hang động ở Vịnh Hạ Long cũng hết sức phong phú, đa dạng. Đến nay đã biết đến trên 30 hang động lớn, thường dài từ vài chục đến vài trăm mét. Các hang động ở đây thuộc về ba nhóm chính:

     Nhóm hang ngầm cổ: tiêu biểu là các hang Sửng Sốt, động Tam Cung, động Lâu Đài, động Thiên Cung, hang Đầu Gỗ. Các hang động này phần lớn là những lối thông thoát nước từ các phễu Karst của các hang ngầm cổ được tạo ra dưới mặt đất. Ngày nay, chúng nằm ở những độ cao rất khác nhau, có lối đi dốc và khoảng chênh vênh đáng kể.

      Nhóm hang nền karst cổ: tiêu biểu là các hang: Trinh Nữ, Bồ Nâu, Tiên Ông, Hang Trống. Các hang nền cổ được thành tạo khi quá trình karstơ đạt đến xâm thực mở rộng ngang tại mức cơ sở và có thể đóng vai trò thoát nước từ hệ thống hang ngầm lớn hơn trong lòng khối đá vôi. Chúng có lối thông gần như nằm ngang và thường có quan hệ với các thềm bào mòn đá hoặc thềm tích tụ nằm ngang mức cơ sở.

      Nhóm hang hàm ếch: là điểm nổi bật của Karst ở Vịnh Hạ Long. Quá trình hòa tan đá vôi vào nước biển được tăng cường nhờ hoạt động của sóng và thủy triều đã tạo nên các hàm ếch biển. Trong những điều kiện thuận lợi, hàm ếch được khoét sâu thành hang nhỏ, thậm chí xuyên qua các khối núi đá vôi thành hang luồn nối với các hồ nước, hoặc vụng nước biển. Đặc trưng của các hang hàm ếch biển là có một mái trần nằm ngang, khá phẳng, cắt ngang qua khối đá vôi. Các hang hàm ếch biển không chỉ đơn thuần được tạo ra ở mực nước biển hiện tại, mà còn liên quan đến các mực biển cổ dao động trong biển tiến Holoxen, thậm chí với mực biển cổ Pleitoxen.

Hòn Xếp - Một dạng tháp phong linh Vịnh Hạ Long

     Cảnh quan Karst Vịnh Hạ Long có ý nghĩa quốc tế và có tính nền tảng cho khoa học địa mạo. Một đặc điểm rất quan trọng tạo nên sự độc nhất vô nhị của Karst Vịnh Hạ Long là bị biển ngập và xâm thực biển cùng với qui mô của các tháp bị nước biển làm chìm ngập.