Địa tầng phân tập trầm tích oligocene miocene khu vực trung tâm bể nam côn sơn

sử phát triển địa chất của trũng trung tâm bể Nam Côn Sơn, học viên đã lựa chọn đề tài luận văn Thạc sĩ tiêu đề: “Địa tầng phân tập trầm tích Oligocene - Miocene khu vực trung tâm bể Na

Địa tầng phân tập trầm tích oligocene-miocene

khu vực trung tâm bể Nam Côn Sơn

Nguyễn Văn Kiểu

Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Luận văn ThS ngành: Thạch học, Khoáng vật học và Địa hóa học

Mã số: 60 44 57 Người hướng dẫn: TS Nguyễn Thanh Tùng

Năm bảo vệ: 2012

Abstract Phân chia địa tầng phân tập và liên kết các tập (sequence) và các hệ thống

trầm tích của khu vực Trung tâm bể Nam Côn Sơn Phân tích đặc điểm trầm tích và môi trường thành tạo trầm tích (tướng trầm tích) của từng tập trầm tích thuộc khu vực Trung tâm bể Nam Côn Sơn đặt trong mối quan hệ với chu kỳ giao động mực nước

biển Luận giải sự biến đổi môi trường trầm tích theo không gian và thời gian

Keywords Thạch học; Trầm tích; Địa tầng phân tập; Địa chất; Bể Nam Côn Sơn

Content

MỞ ĐẦU

TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Phân chia địa tầng trầm tích bể Nam Côn Sơn từ trước đến nay đã được nghiên cứu rất chi tiết thông qua nhiều đề tài, dự án của các nhà thầu trong và ngoài nước Các kết quả phân chia đã phần nào làm sáng tỏ đặc điểm địa tầng trầm tích tại đây dựa trên các phương pháp phân chia thạch địa tầng, sinh địa tầng và địa chấn địa tầng Nhưng rất ít các công trình nghiên cứu và phân chia chi tiết địa tầng trầm tích bể Nam Côn Sơn gắn với các chu kỳ dao động mực nước biển (quá trình biển tiến - biển thoái) Điều này ảnh hưởng không nhỏ tới việc luận giải môi trường và quy luật biến đổi của các đơn vị trầm tích theo không gian và thời gian

Trong thời gian tham gia nghiên cứu và học tập tại trường, học viên đã được giới thiệu

và biết đến phương pháp địa tầng phân tập (stratigraphy sequence) Đây là phương pháp không mới, nó được phát triển trên cơ sở các quan điểm về địa chấn địa tầng và mối quan hệ với sự thay đổi mực nước biển toàn cầu ngay từ những thập kỷ 50 và 60 Người khởi xướng đầu tiên

là Sloss và nnk (1949) xuất phát từ khái niệm tập (sequence) và định nghĩa “Tập là đơn vị

trầm tích được giới hạn bởi hai bất chỉnh hợp” Nhưng đến mãi thập kỷ 80 (từ 1980), phương

pháp địa chấn địa tầng đã được mở rộng nhờ các mô hình không gian tích tụ của Jervey, Posamentier và Vail (1988), Vail và Baum (1988) Qua tìm hiểu tác giả được biết, trong những năm gần đây phương pháp này đã được nhiều Công ty nước ngoài, các Viện nghiên cứu

và các Công ty thuộc Tập đoàn Dầu khí Việt Nam áp dụng vào việc nghiên cứu địa tầng các bể trầm tích trên thềm lục địa Việt Nam như: bể Sông Hồng, bể Cửu Long và bể Nam Côn Sơn Nhưng phần lớn, phương pháp địa tầng phân tập mới chỉ áp dụng nghiên cứu cho toàn bể hoặc một phần rộng lớn thuộc bể Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn và muốn tìm hiểu sâu hơn về lịch

sử phát triển địa chất của trũng trung tâm bể Nam Côn Sơn, học viên đã lựa chọn đề tài luận

văn Thạc sĩ tiêu đề: “Địa tầng phân tập trầm tích Oligocene - Miocene khu vực trung tâm bể

Nam Côn Sơn” với mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu như sau:

MỤC TIÊU CỦA LUẬN VĂN

Phân chia các đơn vị trong địa tầng phân tập và các hệ thống trầm tích đặt trong mối quan hệ với sự dao động mực nước biển nhằm làm rõ đặc điểm trầm tích và môi trường thành tạo trong từng tập tương ứng

NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU

- Phân chia địa tầng phân tập và liên kết các tập (sequence) và các hệ thống trầm tích của khu vực nghiên cứu

- Phân tích đặc điểm trầm tích và môi trường thành tạo trầm tích (tướng trầm tích) của từng tập trầm tích thuộc khu vực nghiên cứu đặt trong mối quan hệ với chu kỳ giao động mực nước biển

- Luận giải sự biến đổi môi trường trầm tích theo không gian và thời gian

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

Các thành tạo trầm tích Oligocene -Miocene trũng phía Tây khu vực trung tâm bể Nam Côn Sơn (Hình 1.1)

BỐ CỤC CỦA LUẬN VĂN

Luận văn bao gồm 83 trang đánh máy, 9 ảnh minh họa, 1 biểu đồ và 21 hình minh họa,

45 tài liệu tham khảo với bố cục như sau:

Mở đầu

Chương 1: Đặc điểm địa chất khu vực

Chương 2: Lịch sử nghiên cứu, cơ sở tài liệu và phương pháp nghiên cứu

Chương 3: Địa tầng phân tập trầm tích Oligocene-Miocene khu vực nghiên cứu

Kết luận

CHƯƠNG 1 KHÁI QUÁT ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU

1.1 VỊ TRÍ KHU VỰC NGHIÊN CỨU

Khu vực nghiên cứu của luận văn là nơi tiếp giáp của phần sườn đới nâng Côn Sơn và phần phía Tây Nam thuộc địa phận trung tâm bể Nếu phân theo đới cấu trúc, khu vực nghiên cứu thuộc đới chuyển tiếp và nằm giữa hai phụ đới B1 và B2 theo hướng Bắc – Nam Phạm vi nghiên cứu được giới hạn trong khoảng 7.324o

đến 8.125o vĩ độ Bắc và 107.841o đến 108.500o kinh độ Đông với diện tích vào khoảng 3060.5 km2

1.2 ĐỊA TẦNG VÀ HOẠT ĐỘNG MAGMA

1.2.1 Địa tầng

1 Thành tạo magma, biến chất trước Cenozoi

Tính đến thời điểm này, kết quả nghiên cứu các thành tạo trước Kainozoi về cơ bản phần nào đã được làm sáng tỏ thông qua các tài liệu địa chấn, trọng lực và các giếng khoan tại

bể Nam Côn Sơn từ trước đến nay: ĐH-1X, 04-A-1X, 04-2-BC-1X, 10-PM-1X, 29-A-1X… Thành phần của các thành tạo đá móng gồm: granit, granodiorit, diorite và đá biến chất tuổi có thể là Jura muộn – Creta

Hình 1.1: Sơ đồ mạng lưới các tuyến địa chấn đã thu nổ tại

bể Nam Côn Sơn và vị trí khu vực nghiên cứu

2 Thành tạo trầm tích Cenozoi

Theo kết quả nghiên cứu từ trước đến nay, trên toàn thềm lục địa Việt Nam nói chung

và khu vực nghiên cứu thuộc bể Nam Côn Sơn nói riêng cho thấy các thành tạo trầm tích có tuổi từ Oligocene cho đến Pliocene-Đệ tứ với thành phần chủ yếu là trầm tích vụn lục nguyên

và các tầng cacbonat dày Bên cạnh đó, trong trầm tích Cenozoi tại một số nơi (12W-HA-1X) còn bắt gặp các trầm tích phun trào andezit thuộc hệ tầng Cau

HỆ PALEOGEN

Thống Oligocene

Hệ tầng Cau (E 3 c)

Hệ tầng Cau lần đầu tiên được mô tả chi tiết tại giếng khoan Dua-1X thuộc lô 12 E nằm trong khoảng độ sâu 3.680 – 4.038m Trầm tích của hệ tầng Cau bao gồm chủ yếu là các lớp cát kết có màu xám xen các lớp sét bột kết màu nâu Cát kết thạch anh hạt thô đến mịn, độ chọn lọc kém, xi măng sét, cacbonat với bề dày trung bình khoảng 358m

HỆ NEOGEN

Thống Miocene

a) Hệ tầng Dừa (N 1 1 d)

Hệ tầng được xác định và đặt tên dựa trên kết quả phân tích giếng khoan Dừa -1X ở độ sâu từ 2.852m đến 3.680m, phân bố rộng khắp bể với chiều dày của hệ tầng thay đổi từ 200-800m Tuổi của hệ tầng Dừa được xác định dựa vào đới Foram N6-N8 (theo Martini, 1971) Trầm tích của hệ tầng bao gồm chủ yếu là cát kết, bột kết màu xám sáng, xám lục xen kẽ với sét kết màu xám, xám đỏ, xám xanh

b) Hệ tầng Thông – Mãng Cầu (N 1 2 tmc)

Trầm tích của hệ tầng Thông – Mãng Cầu phân bố rộng khắp bể Nam Côn Sơn Đặc biệt, trầm tích của hệ tầng này phát triển mạnh về phía Bắc và phía Tây Nam của bể trong khoảng độ sâu từ 2.170 đến 2.850m Trầm tích chủ yếu là trầm tích lục nguyên chứa glauconit, vôi, sét vôi và nằm chỉnh hợp trên hệ tầng Dừa với bề dày thay đổi từ 400 đến 800m

c) Hệ tầng Nam Côn Sơn (N 1 3 ncs)

Phân bố rộng rãi với tướng đá thay đổi mạnh ở các khu vực khác nhau với bề dày trầm tích vào khoảng 200-600m, khoảng 302m tại giếng khoan Dừa -1X và nằm bất chỉnh hợp trên

hệ tầng Thông – Mãng Cầu Ở rìa phía Bắc (lô 10, 11) và phía Tây – Tây Nam (lô 20, 21, 22, 28) đá của hệ tầng chủ yếu là trầm tích lục nguyên gồm: sét kết, sét vôi chứa nhiều hóa thạch foraminifera màu lục đến xám xanh, gắn kết yếu cùng các lớp cát bột kết chứa vôi

Thống Pliocene - Đệ Tứ

Hệ tầng Biển Đông (N 2 -Q bđ)

Hệ tầng Biển Đông được Lê Văn Cự xác lập vào năm 1986 Hệ tầng này không những phân bố ở khu vực bể Nam Côn Sơn mà còn phân bố toàn thềm lục địa Việt Nam với bề dày khác nhau Hệ tầng Biển Đông phát triển rất mạnh tại các lô phía Đông của bể với chiều dày lớn từ vài trăm mét đến vài nghìn mét (>1.500m) (1768m tại giếng khoan Dừa -1X thuộc lô 12E)

1.2.2 Hoạt động magma

Tại khu vực bể Nam Côn Sơn, các thành tạo núi lửa hợp thành một dải dọc theo hướng Đông Bắc – Tây Nam: từ lô 12 đến các lô 133 Phun trào ở đây bao gồm: đaxit, ryolit gặp ở giếng khoan 12C-1X tại độ sâu 4210m và phun trào andezit gặp tại giếng khoan 12W – HA – 1X ở độ sâu khoảng 4313.5m Hoạt động magma xảy ra mãnh liệt trong các lô 11, 03 và 04 khuôn theo các đứt gãy sâu có hướng từ Bắc xuống Nam Trên mặt cắt địa chấn chúng thể hiện những nhóm dị thường tần số cao Đôi chỗ các hoạt động núi lửa xuyên cắt lên tới Pliocene phá vỡ cấu trúc trầm tích của hệ tầng này

1.3 ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC KIẾN TẠO VÀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN ĐỊA CHẤT

1.3.1 Đặc điểm cấu trúc kiến tạo

Trên bình đồ cấu trúc nhận thấy bể Nam Côn Sơn được ngăn cách với bể Vũng Mây bởi đới nâng Tư Chính và phần phía Đông Bắc nơi chịu ảnh hưởng của tách giãn Biển Đông với sự phát triển mạnh mẽ của các thành tạo đá vôi tại đây

1 Hệ thống đứt gãy

Trên bình đồ kiến tạo, bể Nam Côn Sơn phát triển ba hệ thống đứt gãy chính với các

phương: phương Bắc – Nam, Đông Bắc – Tây Nam và phương Đông –Tây

Hệ thống đứt gãy phương Bắc – Nam chủ yếu phát triển trên cấu trúc móng thuộc đới

phân dị phía Tây và đới phân dị chuyển tiếp thuộc phần phụ đới cận Natuna có chiều dài lớn, biên độ từ vài trăm đến hàng nghìn mét: đứt gẫy Sông Hậu, đứt gãy Sông Đồng Nai và đứt gãy Hồng- Tây Mãng Cầu Gắn liền với các đứt gãy theo phương này là sự phát triển các trũng địa hào

Hệ thống đứt gãy theo phương Đông Bắc –Tây Nam phân bố hạn hẹp tại đới phân dị

phía Tây và chủ yếu phân bố ở đới trũng trung tâm Điển hình nhất là hệ thống đứt gãy nằm ở phía Đông - Bắc của bể và khuôn theo đới nâng Côn Sơn Phần lớn các đứt gãy này có mặt trượt đổ về phía Đông Nam hướng về phần trũng Trung tâm bể

Hệ thống đứt gãy Đông –Tây kém phát triển hơn so với các đứt gãy theo các phương

trên, phân bố không tập trung, chiều dài của đứt gãy không lớn và bắt gặp ở phần phía Tây thuộc phần trũng Trung tâm bể Đứt gãy điển hình nhất theo phương này bắt gặp ở lô 11.2 Dọc theo hệ thống đứt gãy này, phát triển một trũng hẹp nằm giữa ranh giới của phụ đới B1 và B2

2 Phân vùng cấu trúc

Trên cơ sở phân loại đứt gãy, cơ chế hình thành và đặc điểm cấu trúc móng, có thể phân chia các đơn vị cấu trúc trong bể Nam Côn Sơn thành ba đơn vị cấu trúc chính: Đới phân

dị phía Tây (C), đới phân dị chuyển tiếp (B) và phía Đông bể (A):

a) Đới phân dị phía Tây (C)

Đây là đới nằm ở phần phía Tây của bể và chiếm một nửa phía Tây các lô 18, 19, 20,

21, 22 và toàn bộ các lô 27, 28, 29 Cơ sở phân chia đới này là hệ đứt gãy Sông Đồng Nai chạy dọc theo hướng Bắc Nam

b) Phụ đới chuyển tiếp (B)

Đới này có ranh giới là hệ thống đứt gãy Sông Đồng Nai, ở phía Đông được giới hạn bởi hệ đứt gãy Hồng - Tây Mãng Cầu và hệ thống đứt gãy khuôn theo đường đẳng sâu móng 1.000m của đới nâng Côn Sơn với độ sâu 1.000 – 1.500m

c) Đới trũng phía Đông (A)

Trũng phía Đông bao gồm phần diện tích rộng lớn ở Trung tâm và phần phía Đông bể Nam Côn Sơn, với đặc tính kiến tạo sụt lún Đứt gãy hoạt động theo nhiều pha khác nhau Địa hình móng phân dị mạnh với chiều sâu thay đổi từ 1.400m trên phụ đới nâng Mãng Cầu đến hơn 10.000m ở trung tâm Đới trũng phía Đông được phân chia làm 5 phụ đới

1.3.2 Lịch sử phát triển địa chất

1 Giai đoạn trước tách giãn (Pre- rift) Paleocene -Eocene

Đây là giai đoạn san bằng kiến tạo không chỉ xảy ra riêng đối với bể Nam Côn Sơn mà còn xảy ra trên toàn khu vực thềm lục địa Việt Nam Trước đó, các chuyển động kiến tạo mang tính khu vực đã tạo ra trong diện tích bể Nam Côn Sơn với ba hệ thống đứt gãy có phương khác nhau: hệ thống đứt gãy phát triển theo phương Đông Bắc – Tây Nam Chính các

hệ thống đứt gãy này đã góp phần làm cho mặt móng càng phức tạp hơn

2 Giai đoạn đồng tách giãn (Syn-rift) Oligocene- Miocene sớm

Giai đoạn Syn-rift tương đối phức tạp về kiến tạo được khởi xướng vào đầu Oligocene

và kết thúc vào cuối Miocene sớm Có thể, tách giãn Biển Đông đã ảnh hưởng phần nào tới việc hình thành các hệ thống đứt gãy lớn phương Bắc – Nam và những đứt gãy theo phương Đông Bắc – Tây Nam tạo các cấu trúc sụt bậc điển hình thuộc bể Nam Côn Sơn và làm xuất hiện các địa hào, bán địa hào và vùng trũng Trung tâm rộng lớn Pha kiến tạo trong giai đoạn này đã làm thay đổi bình đồ cấu trúc bể và đã để lại những dấu ấn trên các mặt cắt địa chấn là những biến dạng tương đối phức tạp so với các giai đoạn trước và sau đó

3 Giai đoạn sau tách giãn (Post- rift) Miocene giữa - Đệ tứ

Nhìn chung giai đoạn này kiến tạo khá bình ổn so với giai đoạn trước Song một số khu vực của bể vẫn còn quan sát thấy sự nâng lên, bào mòn cắt cụt một số cấu trúc dương đã có ở

lô 04, 05 và lô 12 Hầu hết các đứt gãy đều kết thúc hoạt động vào cuối Miocene Bình đồ cấu trúc không còn mang tính kế thừa các giai đoạn trước, ranh giới giữa các trũng gần như được đồng nhất trên toàn khu vực ngoại trừ một số trũng thuộc phần trung tâm bể

CHƯƠNG 2 LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU, CƠ SỞ TÀI LIỆU

VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU, TÌM KIẾM VÀ THĂM DÒ DẦU KHÍ

Theo lịch sử, công tác tìm kiếm thăm dò dầu khí tại bể Nam Côn sơn có thể chia ra các thời kỳ như sau:

2.1.1 Thời kỳ trước năm 1975

Đây là thời kỳ khởi đầu công cuộc thăm dò dầu khí trên toàn thềm lục địa Việt Nam nói chung và bể Nam Côn Sơn nói riêng Những khảo sát thăm dò bước đầu là do các công ty thăm dò của Mỹ và Anh thực hiện như: Nanderell, Mobil Kaiyo, Esso, Union Texas, Sunning Dale Các nhà thầu đã thu nổ hàng nghìn km địa chấn 2D

2.1.2 Thời kỳ từ năm 1975 đến nay

Sau khi hai miền Nam Bắc được thống nhất, cả nước bắt tay vào công cuộc củng cố và xây dựng nền kinh tế nước nhà Hòa cùng không khí sôi động đó, tháng 11 năm 1975 Tổng cục Dầu khí đã quyết định thành lập Công ty Dầu khí Việt Nam nhằm đẩy mạnh quan hệ hợp tác tìm kiếm thăm dò dầu khí trên toàn thềm lục địa Việt Nam với các nước Điển hình là những năm 1975-1980 công ty Agip và Bow Valley đã ký hợp đồng khảo sát tỉ mỉ vào khoảng 14.859 km địa chấn 2D với mạng lưới 2x2 km và tiến hành khoan 8 giếng: 04A-1X, 04B-1X, 12A-1X, 12B-1X, 12C-1X, 28A-1X và 29A-1X Những năm 1981- 1987 đánh dấu bằng sự ra

đời của Xí nghiệp liên doanh Vietsopetro Kết quả của hiệp định thăm dò dầu khí trên đã mở

ra một thời kỳ phát triển mới cho ngành công nghiệp Dầu khí Việt Nam

Từ năm 1995 đến nay một loạt các Công ty và các nhà thầu trong và ngoài nước đã thu

nổ tổng cộng trên 35.000km địa chấn 2D và trên 5.500km2 địa chấn 3D và khoan hàng chục giếng khoan, đồng thời đã phát hiện ra các mỏ khí có giá trị công nghiệp lớn: như mỏ Rồng Đôi, Rồng Đôi Tây thuộc lô 11.2, Thiên Nga (lô 12), Lan Tây, Lan đỏ (lô 06-1), Mộc Tinh (lô 05-3), Hải Thạch (lô 05-2)

2.2 CƠ SỞ TÀI LIỆU

2.2.1 Tài liệu địa chất

Khu vực nghiên cứu theo tác giả thống kê có khoảng 43 giếng khoan được thực hiện từ năm 1993 cho đến nay bao gồm cả giếng thăm dò, thẩm định và giếng khoan khai thác Qua

đó, tác giả đã lựa chọn ra 4 giếng khoan để phân chia và liên kết địa tầng phân tập của các thành tạo trầm tích Oligocene-Miocene thuộc hai cấu tạo nằm phía Bắc và Đông Nam thuộc khu vực nghiên cứu của luận văn Trên cơ sở phân tích tài liệu cũng như kế thừa các kết quả phân tích cổ sinh và thạch học trầm tích của Viện Dầu khí Việt Nam (VPI) và Xí nghiệp liên doanh Vietsopetro (VSP) tác giả muốn làm rõ hơn đặc điểm địa chất và môi trường thành tạo thông qua việc áp dụng mô hình địa tầng phân tập

2.2.2 Tài liệu địa vật lý

Tổng số 43 giếng khoan đã khoan tại khu vực nghiên cứu là con số đáng kể trên một diện tích khoảng hơn 3.000km2 Qua tìm hiểu, hầu hết các giếng khoan đều thực hiện công tác

đo địa vật lý giếng khoan và được các cơ quan, nhà thầu trong và ngoài nước tiến hành phân tích Riêng đối với 4 giếng khoan (A-1X, A-2X, A-3X và A-4X) lựa chọn trình bày trong luận văn được tác giả phân tích và kế thừa trên cả phương diện địa vật lý giếng khoan, thạch học kết hợp với tài liệu cổ sinh nhằm phân chia, liên kết được các vĩ tập (megasequence), tập (sequence) và các hệ thống trầm tích

Bên cạnh số lượng lớn các giếng khoan phải kể đến mức độ khảo sát địa chấn nên tới hàng vạn kilomet tuyến được các Công ty, Xí nghiệp liên doanh thực hiện từ năm 1978 đến nay Qua các đề tài hợp tác của Viện Dầu khí Việt Nam với các Công ty trong thời gian thực tập tại Viện, tác giả đã được tiếp xúc phần nào với dữ liệu này và được trực tiếp phân tích, xử

lý trên các phần mềm chuyên dụng

2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.3.1 Phương pháp địa tầng phân tập

ĐTPT là phương pháp phân tích địa tầng mới cả về khoa học lẫn thực tiễn, phân chia đối sánh và liên kết địa tầng dựa trên mối quan hệ giữa tốc độ DĐMNB, CĐKT và cung cấp trầm tích

2.3.2 Phương pháp thạch học trầm tích

Phân tích thành phần khoáng vật với mục đích xác định nguồn gốc, luận giải môi trường và tướng trầm tích Đồng thời phân tích đánh giá các tham số: hàm lượng thạch anh (Q), hàm lượng feldspat (F), hàm lượng mảnh đá (R) … làm cơ sở cho việc phân loại, gọi tên

đá và xác định nguồn gốc trầm tích Đặc biệt đối với nhóm đã trầm tích vụn cơ học, các đá trầm tích cát kết lại được phân chia chi tiết theo phương pháp phân loại của tác giả R.L Folk (1974)

2.3.3 Phương pháp địa chấn địa tầng

Phương pháp địa chấn địa tầng là phương pháp minh giải tài liệu địa chấn phản xạ dựa trên cơ sở nghiên cứu các mối tương quan giữa các đặc điểm trường sóng địa chấn với các đặc điểm địa chất như tính phân lớp, sự thay đổi thành phần thạch học, điều kiện lắng đọng trầm tích

2.3.4 Phương pháp địa vật lý giếng khoan

Địa vật lý giếng khoan (ĐVLGK) gồm tổ hợp những phương pháp nghiên cứu tính chất vật lý của đất đá cắt ngang qua giếng khoan bằng cách ghi sự biến đổi các thông số vật lý của chúng ở những độ sâu khác nhau dọc theo chiều sâu giếng khoan Đây là phương pháp

được ứng dụng nhằm cung cấp các tài liệu một cách gián tiếp giúp phân chia các thể địa chất khác nhau theo chiều sâu giếng khoan và xác định môi trường thành tạo của các thể địa chất

CHƯƠNG 3 ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP TRẦM TÍCH OLIGOCENE - MIOCENE

KHU VỰC NGHIÊN CỨU

3.1 CƠ SỞ PHÂN CHIA VÀ LIÊN KẾT ĐỊA TẦNG

3.1.1 Phân chia địa tầng phân tập

Việc phân chia địa tầng phân tập được áp dụng theo mô hình của Embry và Johannessen (1992) trên cơ sở phân tích tài liệu địa vật lý giếng khoan, tài liệu sinh địa tầng và tài liệu thạch học:

 Tài liệu địa vật lý giếng khoan bao gồm: đường cong đo độ phóng xạ tự nhiên (GR), các đường cong đo điện trở suất (SP, LLS, LLD), đường cong mật độ (RHOB), đường kính giếng khoan và đường cong siêu âm (DT)

 Tài liệu cổ sinh bao gồm kết quả phân chia chi tiết các đới Foram, đới bào tử phấn và tảo nhằm xác định tuổi tương đối của các ranh giới tập trầm tích và ranh giới bề mặt ngập lụt của mỗi tập Đồng thời qua đây cũng xác định được môi trường thành tạo trầm tích chứa các hóa thạch trên

 Tài liệu thạch học giếng khoan với khoảng lấy mẫu cách nhau từ 4,5-7m được phân tích nhằm làm rõ đặc điểm thạch học cũng như môi trường

3.1.2 Liên kết các đơn vị của địa tầng phân tập

Việc liên kết địa tầng giếng khoan hay liên kết các tập trầm tích, các hệ thống trầm tích trong tập của các giếng khoan có ý nghĩa rất quan trọng trong việc luận giải điều kiện thành tạo, lịch sử phát triển và thoái hóa của chúng tương ứng với từng giai đoạn cụ thể Để giải quyết vấn đề đặt ra, các tập, các hệ thống trầm tích trong luân văn đã được liên kết dựa trên các tiêu chí sau:

 Tiêu chí thứ 1: thời gian thành tạo

 Tiêu chí thứ 2: đặc trưng đường cong địa vật lý giếng khoan

 Tiêu chí thứ 3: địa chấn địa tầng

3.2 ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP TRẦM TÍCH OLIGOCENE-MIOCENE KHU VỰC NGHIÊN

CỨU

3.2.1 Vĩ tập Ms I

Trên cơ sở tài liệu địa vật lý giếng khoan (ĐVLGK) của giếng khoan A-3X xác định được ranh giới phân chia vĩ tập thành hai tập (sequence) là S1 (Oligocene sớm), S2 (Oligocene muộn)

1 Tập S 1

Tập S1 nằm phủ trên bề mặt móng của các thành tạo granodiorit thuộc các trũng địa hào và bán địa hào Thành phần trầm tích phía dưới của tập gồm các trầm tích cát kết, cát sạn aluvi và bột kết nguồn gốc lục địa Còn phần phía trên thành phần chủ yếu là các tập sét, sét than xen kẽ các tập cát

2 Tập S2

Tập S2 được phân chia thành hai hệ thống trầm tích khá rõ bởi nóc của lớp đá phiến sét tương ứng với bề mặt ngập lụt cực đại nằm ở độ sâu 3.449m (GK: A-3X) Thành phần trầm tích có xu hướng thô dần lên phía trên và đặc trưng bởi các vỉa cát và sét tương đối dày Hệ thống trầm tích biển tiến (TST): thành phần trầm tích chủ yếu là cát kết subarkose hạt trung (0,25-0,5mm) và cát kết sublitharenite hạt nhỏ đôi chỗ xen kẹp bột sét, sét vôi màu xám đặc trưng cho thời kỳ biển tiến bao phủ hầu hết các địa hào với bề dày trầm tích khoảng 398m (GK: A-3X) Hệ thống trầm tích biển thoái (RST) thành phần đặc trưng là cát kết hạt nhỏ, bột

kết, bột sét chứa các vẩy mica và phiến sét Trong hệ thống trầm tích này bề dày các lớp cát đạt đến hơn 30m

Hình 3.1: Liên kết tài liệu giếng khoan và tài liệu địa chấn cắt qua các giếng khoan

3.2.2 Vĩ tập Ms II

1 Tập S 3

GHI CHÚ

Bề dày hệ thống trầm tích biển thoái

Bề dày hệ thống trầm tích biển tiến

Bề dày hệ thống trầm tích canyon

Biểu đồ 3.1: Biểu đồ so sánh bề dày hệ thống trầm tích trong một tập ứng của các giếng khoan

khu vực nghiên cứu

Tập trầm tích S3 được giới hạn bởi ranh giới dưới là bề mặt bất chỉnh hợp T20 (nóc của tập S2) có tuổi khoảng 23,3 triệu năm (Ma) Ranh giới trên và ranh giới bề mặt ngập lụt của tập :

Ranh giới nóc tập S3 là ranh giới bề mặt bất chỉnh hợp nằm ở độ sâu 4432m (A-1X)

và 2965m (A-3X) kết quả phân tích tài liệu sinh địa tầng cho thấy ranh giới này ứng với tuổi 21,8 triệu năm

Ranh giới bề mặt ngập lụt cực đại (MFS3) trong tập trầm tích S3 với đặc trưng giá trị

GR cao (132.22 API) và giá trị điện trở đạt giá trị thấp (3,48 Ohmm) thuộc phần nóc lớp đá phiến sét chứa than với bề dày thay đổi 7 – 22m đặc trưng môi trường đầm lầy-hồ

Đường cong ĐVLGK phía dưới bề mặt ngập lụt cực đại thể hiện đặc điểm thạch học

có xu thế mịn dần nên tương ứng với một chu kỳ biển tiến (GR tăng dần, LLD giảm dần) để tạo nên hệ thống trầm tích biển tiến (TST) với thành phần trầm tích bao gồm nhiều lớp cát sét xen kẽ các lớp đá vôi mỏng

Phía trên bề mặt ngập lụt (MFS) của tập này có đặc trưng đường log lại có xu hướng trái ngược thể hiện thành phần trầm tích thô dần lên phía trên, bề dày vỉa cát lớn hơn nhiều, đặc trưng cho hệ thống trầm tích biển thoái (RST) với bề dày hệ thống trầm tích đạt khoảng 20m (GK: A-1X) Thành phần trầm tích đôi chỗ bắt gặp đá vôi và các vỉa mỏng sét than ở độ sâu khoảng 3.093m (GK: A-3X)

2 Tập S 4

Tập trầm tích S4 nằm phủ trên tập trầm tích trước đó (S3) và được giới hạn bởi nóc tập

là bề mặt bất chỉnh hợp nằm phía trên lớp cát dày Trên mặt cắt địa chấn đôi chỗ phát hiện cấu tạo onlap trên mặt ranh giới này Ranh giới này nằm giữa ranh giới thay đổi đột ngột giá trị GR (từ 58,5-130,0 API) Kết quả đối sánh với tài liệu sinh địa tầng cho thấy nóc của tập cát được hình thành muộn nhất cách đây khoảng 17,7 Ma Ngoài ra, từ đặc trưng đường cong địa vật lý giếng khoan ta cũng có thể rất dễ phân chia tập S4 thành hai hệ thống trầm tích TST

và RST

Hệ thống trầm tích biển tiến (TST) được thành tạo bởi hai nhịp trầm tích Nhịp thứ nhất lớp trầm tích với bề dày khoảng 18m (GK: A-1X) thành phần chủ yếu là sét kết Nhịp trầm tích thứ 2 có bề dày lớn gấp đôi bề dày trầm tích của nhịp trầm tích trước đó với thành phần chủ yếu là đá cát kết đôi chỗ xen kẹp các lớp bột sét và sét vôi mỏng Trên đường cong ĐVLGK hệ thống trầm tích biển tiến đặc trưng cấu tạo phủ chồng tiến (progradation) Phía trên hệ thống trầm tích biển tiến là các thành tạo trầm tích biển thoái (RST) với cấu tạo phủ chồng và phủ chồng lùi ở phía trên

3 Tập S 5

Tập trầm tích S5 với khoảng thời gian thành tạo tương đối ngắn chỉ vào khoảng 1Ma Nóc của miền hệ thống trầm tích biển tiến được xác định bởi các trầm tích đặc trưng môi trường đồng bằng triều, biển ven bờ được hình thành trong pha cuối cùng của biển tiến đánh dấu sự kết thúc một thời kỳ biển tiến để chuyển sang một thời kỳ biển thoái tiếp theo Thời kỳ biển thoái của tập S5 phát triển các lớp than đặc trưng cho môi trường đầm lầy ven biển (Ảnh 3.1; 3.2) Cát kết thuộc loại arkose lithic và feldspathic litharenite hạt từ mịn đến trung (0,1-0,3mm), mài tròn tốt đến rất tốt, thạch anh 44,7-48,6%, feldspat 10-14,5%, mảnh đá bao gồm: mảnh đá quaczit, mảnh đá sét Xi măng chứa vôi và silic, gắn kết trung bình Sét trong tập này có màu xám, chứa vôi và bột (GK:A-2X, GK:B -1X)

4 Tập S 6

Tập trầm tích S6 là tập cuối cùng của các thành tạo trầm tích Miocene sớm Tầng dưới của tập ứng với hệ thống trầm tích biển tiến (TST) và được chia làm hai nhịp rõ rệt với thành phần là cát kết, bột kết và sét, ngoài ra còn bắt gặp các thành tạo cát kết, bột kết chứa

dolomite xen kẹp các lớp đá vôi chứa Foram: Miogypsinoides, Praeorbulina Nhịp biển tiến ở

thời kỳ đầu có thời gian ngắn hơn với tốc độ dâng cao mực nước biển chậm hơn so với thời

kỳ sau và đặc trưng cho môi trường biển, biển nông ven bờ Cuối tập S6 biển bắt đầu rút

nhanh tạo nên quá trình bào mòn các thành tạo trầm tích tướng ven bờ trước đó để chuyển sang các thành tạo đặc trưng cho tướng đồng bằng châu thổ (GK:A-4X, GK:A-2X)

Ảnh 3.1: Mẫu lõi giếng khoan GK: A-4X,

độ sâu 3731.50m Trầm tích của châu thổ,

hồ (tập S5)

Ảnh 3.2: Mẫu lõi giếng khoan GK: A-4X, độ sâu 3739.8m Trầm tích cát kết lấp đầy sông (tập S5)

3.2.3 Vĩ tập Ms III

1 Tập S 7

Tập trầm tích S7 được thành tạo trong khoảng thời gian 15,5-13,1Ma Trong thời gian này, quá trình biển tiến diễn ra nhanh hơn so với biển thoái Điểm đặc trưng dễ thấy nhất trong giai đoạn biển tiến là xuất hiện các lớp đá vôi màu xám, bắt gặp ở nhiều giếng khoan thuộc các giếng Rồng Đôi, Rồng Đôi Tây và giếng khoan GK: A-3X (GR-45,3-49,56 API) với bề dày 3-10m Kết thúc hệ thống trầm tích biển tiến là tập sét được thành tạo cách đây khoảng 15 Ma

Sau thời kỳ biển tiến xuất hiện một giai đoạn biển thoái rất dài trong khoảng 1,9 triệu năm (15-13,1 Ma) thành tạo nên hệ thống trầm tích biển thoái (RST) nằm phủ trên các tập trầm tích biển tiến Với khoảng thời gian biển thoái đó đã tạo được bề dày các lớp trầm tích RST lớn gấp đôi đến gấp ba lần bề dày trầm tích TST (Biểu đồ 3.1)

Các trầm tích được tạo ra trong thời gian này, bao gồm các lớp sét kết và cát kết xen

kẽ một cách nhịp nhàng đặc trưng cho cấu tạo phủ chồng (aggradation) Phần dưới của hệ thống trầm tích biển tiến (TST) trầm tích có chứa các lớp than mỏng màu đen, độ cứng vừa phải (GK: A-4X, GK: A-1X) làm cho các giá trị đo địa vật lý có sự thay đổi đột ngột về mật

độ, độ phóng xạ tự nhiên và điện trở suất khi các thiết bị đo địa vật lý giếng khoan đi qua lớp than này (DT=83.31, GR = 113.39API và LLD = 7.91 Ohmm)

2 Tập S 8

Tập trầm tích S8 biển tiến với tốc độ nhanh hơn giai đoạn trước để tạo nên được hệ thống trầm tích biển tiến (TST) với bề dày khá lớn trong khoảng thời gian tương đối ngắn chưa đầy 0,5Ma (Biểu đồ 3.1) Sau hệ thống trầm tích biển tiến trong giếng khoan A-4X xác định được hệ thống trầm tích biển thoái (RST) dày khoảng 55m với đặc trưng nóc của RST là

bề mặt bào mòn của biển thoái (Hình 3.1) Nhưng điều đáng lưu ý ở đây, khi liên kết ranh giới bào mòn sang các giếng khoan khác thì không bắt gặp bất kỳ một hệ thống trầm tích biển thoái nào ở 3 giếng còn lại mà ranh giới bất chỉnh hợp đó lại nằm giữa tập biển tiến ở 3 giếng khoan đó Đồng thời phía trên ranh giới bất chỉnh hợp có tuổi 12,1Ma ở giếng khoan A-4X cũng là một tập biển tiến ứng với tuổi 12,1-10,4 Ma (Hình 3.8)

Từ kết quả liên kết trên có thể nhận định rằng: trong thời kỳ từ 13,1-10,4Ma mà tác giả gọi là thời kỳ thành tạo tập S8 đã xảy ra quá trình bào mòn các hệ thống trầm tích biển thoái ứng với tuổi từ 12,8-12,1Ma ở 3 giếng A-1X, A-2X và A-3X và thậm chí là bào mòn một phần hệ thống trầm tích trầm tích biển tiến (TST1) Sau giai đoạn bào mòn lại xuất hiện một tập biển tiến nằm chỉnh hợp trên bề mặt bào mòn với tốc độ khá nhanh để tạo lên hệ