Nghiên cứu địa tầng phân tập và triển vọng dầu khí trầm tích cenozoic khu vực nước sâu đông bắc bể nam côn sơn

Phương pháp địa chấn địa tầng - Qua việc phân tích đặc điểm trường sóng địa chấn của 4 mặt cắt A19,A34, A26, A31 và một số mặt cắt khác trong khu vực nghiên cứu, ta phân chia lát cắt đị

Nghiên cứu địa tầng phân tập và triển vọng dầu khí trầm tích Cenozoic khu vực nước sâu

đông bắc bể Nam Côn Sơn

Nguyễn Duy Tuấn

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: GS.TS Trần Nghi

Năm bảo vệ: 2012

Abstract Nghiên cứu đặc điểm địa tầng phân tập của các tập trầm tích Cenozoic đã

tìm ra các quy luật mới trong tìm kiếm dầu khí như các hoạt động tích tụ và bị phá hủy, mất đi do các quá trình biến dạng của kiến tạo như đứt gãy, núi lửa, nâng trồi móng Nghiên cứu địa tầng phân tập khu vực nước sâu Đông Bắc bể Nam Côn Sơn góp phần làm sáng tỏ bối cảnh kiến tạo và vị trí bể trầm tích nguyên thủy được hình thành trên một vỏ lục địa Lịch sử tiến hóa trầm tích gắn liền với quá trình lún chìm nhiệt của các bể thứ cấp và toàn bộ bể Nam Côn Sơn bị nhấm chìm xuống vị trí nước sâu như ngày nay Luận văn đã nêu ra những quy luật quan trọng nhất của địa tầng phân tập có liên quan đến các yếu tố kiến tạo và chuyển động dâng hạ của mực

nước biển

Keywords Địa chất; Địa tầng; Dầu khí; Trầm tích

Content

LỜI MỞ ĐẦU

Bể Nam Côn Sơn có diện tích gần 100.000km2, nằm trong khoảng giữa 6000’ đến

9045’ vĩ độ Bắc và 106000’ đến 109000’ kinh độ Đông Bể Nam Côn Sơn được giới hạn về phía Tây là đới nâng Korat – Natuna Ngăn cách với bể trũng Cửu Long là đới nâng Côn Sơn Phần cực Bắc giáp với đới trượt Tuy Hòa của bể trũng Phú Khánh Còn phần phía Đông, ranh giới phân chia giữa bể trũng Nam Côn Sơn và Tư Chính – Vũng Mây – nhóm bể Trường Sa thì chưa được xác định rõ ràng do tài liệu còn thiếu

Khu vực nghiên cứu nằm ở vùng nước sâu phía Đông Bắc của bể Là một khu vực có

sự thay đổi về địa hình đáy biển rất lớn từ nơi có độ sâu đáy biển nằm trong khoảng 100- 300

m ở phần phía Tây cho đến độ sâu trung bình 800 m, đôi chỗ 1500 m ở phần phía Đông

Hình 1 Sơ đồ địa hình khu vực nghiên cứu

Khu vực Đông Bắc của bể Nam Côn Sơn được gọi là bể nước sâu nằm trên sườn lục địa Đông Nam Việt Nam Cùng với các bể và nhóm bể vùng nước sâu khác như bể Tư Chính- Vũng Mây, bể Trường Sa, bể Phú Khánh; bể Nam Côn Sơn có các trầm tích lục nguyên thành tạo ở môi trường châu thổ, aluvi và biển nông nằm ở độ sâu tới 14 km, bề mặt đáy biển có độ sâu từ 200 - 2000m Điều đó đã gây nên những ý kiến tranh luận khó đi đến thống nhất khi ít chú ý đến quan hệ giữa thành phần thạch học, tướng trầm tích và chuyển động kiến tạo Nội dung luận văn của tôi gồm những chương chính sau:

Chương 1 Lịch sử và phương pháp nghiên cứu

Chương 2 Đặc điểm địa chất khu vực

Chương 3 Đặc điểm tướng đá- cổ địa lý

Chương 4 Đặc điểm địa tầng phân tập

Chương 5 Triển vọng dầu khí

CHƯƠNG I LỊCH SỬ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1.1 LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU

1.1.1 Giai đoạn trước năm 1975

Từ năm 1975 trở về trước, công tác khảo sát khu vực và tìm kiếm dầu khí được nhiều công ty, nhà thầu triển khai trên toàn thềm lục địa phía Nam nói chung và toàn bể Nam Côn Sơn nói riêng Các dạng công tác này do các công ty thăm dò Mỹ và Anh thực hiện như Mandrell, Mobil Kaiyo, Pecten, Esso, Union Texas, Sun Marathon, Sunning Dale Các nhà thầu đã thu nổ hàng nghìn km địa chấn 2D với mạng lưới tuyến 4x4 km và 8x8km

1.1.2 Giai đoạn 1976-1980

Sau khi giải phóng miền Nam nước nhà thống nhất, Tổng cục Dầu khí đã quyết định thành lập Công ty Dầu khí Nam Việt Nam (11-1975), công tác tìm kiếm thăm dò dầu khí được đẩy mạnh Các công ty AGIP và BOW VALLEY đã hợp đồng khảo sát tỉ mỉ (14.859km địa chấn 2D mạng lưới đến 2x2km) và khoan thêm 8 giếng khoan (04A-1X, 04B-1X, 12A-1X, 12B-12A-1X, 12C-12A-1X, 28A-1X và 29A-1X)

1.2.3 Giai đoạn từ 1981-1987

Sự ra đời của Xí nghiệp liên doanh Vietsovpetro (VSP) là kết quả của hiệp định về hữu nghị hợp tác tìm kiếm – thăm dò dầu khí ở thềm lục địa Nam Việt Nam giữa Liên Xô (cũ) và Việt Nam vào năm 1981 đã mở ra một giai đoạn phát triển mới trong công nghiệp dầu khí Việt Nam

1.2.4 Giai đoạn từ năm 1988 đến nay

Sau khi Nhà nước ban hành Luật Đầu tư nước ngoài, 20 nhà thầu đã ký các hợp đồng triển khai công tác tìm kiếm thăm dò ở bể Nam Côn Sơn Các nhà thầu đã tiến hành khảo sát

54.779km địa chấn 2D và 5.399km2 địa chấn 3D, đã khoan 62 giếng khoan thăm dò và khai thác Mỏ Đại Hùng đã được đưa vào khai tác từ năm 1994, mỏ khí Lan Tây vào năm 2002 và các mỏ khí Rồng Đôi – Rồng Đôi Tây, Hải Thạch cũng chuẩn bị đưa vào khai thác PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1.1.1 Phương pháp địa chấn địa tầng

- Qua việc phân tích đặc điểm trường sóng địa chấn của 4 mặt cắt A19,A34, A26, A31 và một số mặt cắt khác trong khu vực nghiên cứu, ta phân chia lát cắt địa chấn thành các phức hệ và các tập địa chấn: phức hệ địa chấn bao gồm các mặt phản xạ hay các trục đồng pha có thế nằm tương tự nhau và chúng được hình thành trong cùng điều kiện trầm tích, và

các tập địa chấn ngăn cách nhau bởi các ranh giới bất chỉnh hợp

- Phân chia các phức hệ địa chấn bằng các ranh giới bất chỉnh hợp

Phân chia các phức hệ địa chấn phụ thuộc vào việc xác định các ranh giới bất chỉnh hợp Dấu hiệu nhận biết các ranh giới bất chỉnh hợp liên quan đến đặc điểm tiếp xúc của các pha phản

xạ như bất chỉnh hợp đáy (gá đáy, phủ đáy và bao bọc), bất chỉnh hợp nóc (bào mòn, chống nóc và đào khoét), bất chỉnh hợp ngang (bờ dốc, hẽm ngầm)

 Bất chỉnh hợp đáy

+ Chống đáy (downlap): độ nghiêng các yếu tố phản xạ lớn hơn so với mặt ranh giới bất

chỉnh hợp Loại này thường xảy ra ở cuối nguồn vật liệu, trầm tích chủ yếu trong môi trường biển Khi nguồn vật liệu có năng lượng thấp hoặc đáy lún chìm nhanh thì độ dày trầm tích giảm dần và ngược lại khi nguồn vật liệu có năng lượng lớn, đáy bùn chìm từ từ thì bề dày trầm tích lớn dần về phía cuối nguồn vật liệu

+ Phủ đáy (onlap): các yếu tố phản xạ phía trên ít nghiêng hơn so với ranh giới bất chỉnh hợp

phía dưới Các bất chỉnh hợp này thường xảy ra ở đầu nguồn vật liệu, thường có ở trầm tích gần bờ

+ Bao bọc: Pha phản xạ phía trên uốn lượn theo hình dạng của ranh giới bất chỉnh hợp

Hướng vận chuyển vật liệu thường vuông góc, thường có trong trầm tích lục địa lót đáy hoặc trầm tích biển nhưng với điều kiện mức độ thủy động lực không lớn và liên quan đến các ám tiêu san hô

+Đào khoét lòng sông: là các dấu vết đào khoét lòng sông cổ khi chúng đào khoét các trầm tích có trước tại vị trí biển thoái cực đại và làm phong hóa thấm đọng tầng trầm tích ngập lụt cực đại của giai đoạn trước Khi có dấu hiệu đào khoét lòng sông chứng tỏ trầm tích được thành tạo trong môi trường aluvi

 Bất chỉnh hợp nóc

+ Bào mòn cắt xén: xảy ra ở ranh giới trên của một tập trầm tích do bào mòn hoặc do hoạt

động kiến tạo sau trầm tích

+ Chống nóc (toplap): thường xảy ra ở đầu nguồn vật liệu Trầm tích thô, tích tụ gần bờ,

tướng châu thổ, thềm lục địa

1.1.2 Phương pháp phục hồi mặt cắt địa chất

a Xử lý đứt gãy thuận

Gọi A1 là kích thước của mặt cắt chưa biến dạng

A2 là kích thước của mặt cắt hiện tại

A là khoảng cách dịch chuyển của 1 đứt gãy thuận

n là số đứt gãy thuận

Ta có công thức tổng quát như sau:

A1= A2 - 



n

i

i A

1

1 (1)

b Xử lý đứt gãy nghịch

Gọi B1 là kích thước mặt cắt chưa biến dạng

B2 là kích thước mặt cắt hiện tại

B là khoảng cách dịch chuyển của 1 đứt gãy nghịch

m là số đứt gãy nghịch

Vậy công thức tổng quát là

B1= B2+ 



m

i

i B

1

2 (2)

c Xử lý uốn nếp

Khi bị nén ép trầm tích tạo nếp uốn và làm co chiều ngang của bể lại Vì vậy, cần nắn chiều dài mặt cắt hiện tại ra chiều dài chưa biến dạng

Gọi C1 là chiều dài mặt cắt chưa biến dạng

C2 là chiều dài mặt cắt hiện tại

C là chiều dài bị co lại của 1 nếp uốn

K là số nếp uốn

Vậy công thức tổng quát là:

C1= C2 + 



k

i

Ci

1

(3)

1.1.3 Phương pháp phân tích địa tầng phân tập

Địa tầng phân tập là một khái niệm để chỉ những mặt cắt địa tầng của các bể trầm tích trong

đó ranh giới các phân vị địa tầng được xác định dựa vào ranh giới các chu kỳ thay đổi mực nước biển toàn cầu và sự sắp xếp có quy luật của các đơn vị trầm tích theo không gian và theo thời gian

Phân loại đơn vị địa tầng phân tập

- Phức tập (Sequences):Một đơn vị cơ bản của địa tầng phân tập là một phức tập (Sequence)

Một Sequences bao gồm các “Miền hệ thống trầm tích” Một Sequences có thể bao gồm 3 miền hệ thống trầm tích là hệ thống trầm tích biển thoái (lowstand Systems tracts), hệ thống trầm tích biển tiến (transgressive Systems tracts) và hệ thống trầm tích biển cao (highstand Systems tracts) Một phức tập (Sequence) là một chu kỳ trầm tích được giới hạn bởi ranh giới bề mặt bào mòn biển thấp thứ nhất đến ranh giới bề mặt bào mòn biển thấp thứ 2 tương ứng vói một chu kỳ thay đổi mực nước biển chân tĩnh

- Nhóm phân tập (Parasequences set): Nhóm phân tập là tập hợp của một hai hay nhiều phân tập tạo nên một tổ hợp cộng sinh các đơn vị trầm tích và được giới hạn với nhau bởi bề mặt trầm tích ngập lụt của biển (marine flooding) Nhóm phân tập thường có chiều dày từ 10-20m đến vài trăm m Chúng có thể được phát hiện dựa vào tài liệu địa chấn và địa vật lý giếng khoan

- Phân tập (Parasequences):Phân tập là đơn vị cơ bản nhỏ nhất tương ứng với một đơn vị trầm tích cơ bản.Phân tập là một phần của tập và hệ thống trầm tích gồm một số lớp trầm tích nằm chỉnh hợp nhau liên quan với nhau về nguồn gốc được giới hạn ở nóc và đáy bởi các bề mặt ngập lụt-ranh giới biển tiến Phân tập được phát hiện và mô tả chi tiết ở lát cắt trầm tích của đới ven bờ và biển nông Trong đa số các trường hợp các phân tập là các tập thô dần lên, dày dần lên và sạch dần lên Khi địa hình đới triều và đới ven biển khá phẳng giàu các vật liệu mịn và địa hình bãi triều phẳng còn tồn tại phân tập mịn dần lên

Các miền hệ thống hệ thống trầm tích

- Hệ thống trầm tích biển cao (highstand system tract)

Hệ thống trầm tích biển cao là phức hệ trầm tích được hình thành khi mực nước biển chân tĩnh dâng cao dần lên mức cao nhất, tuy nhiên do có quá trình lắng đọng trầm tích mà tốc độ lắng đọng vượt qua tốc độ dâng cao của mực nước biển chấn tĩnh Lúc đó mặt cắt trầm tích

có sự phân dị độ hạt theo chiều thẳng đứng là dưới mịn trên thô, chủ yếu có kiến trúc chồng lấn thể hiện sự dư thừa lắng đọng trầm tích

- Hệ thống trầm tích biển thấp (lowstand systems tract)

Hệ thống trầm tích biển thấp được chia ra làm hai phần gồm hệ thống nón quạt biển thấp và nêm lấn biển thấp Hệ thống nón quạt biển thấp hình thành khi mực nước biển chấn tĩnh hạ thấp trong bối cảnh tốc độ hạ thấp ngày càng tăng Trong khi đó hệ thống nêm lấn biển thấp được hình thành tiếp sau đó được hình thành khi mà mực nước biển chấn tĩnh bắt đầu dâng lên nhưng tốc độ dâng cao chưa vượt qua được tốc độ lắng đọng trầm tích mà theo mô hình là một hằng số Cấu tạo chủ yếu của miền hệ thống nêm lấn biển thấp là phủ chồng lấn

(Progradational) thể hiện tướng châu thổ điển hình

-Hệ thống trầm tích biển tiến (transgressive systems tract)

Hệ thống trầm tích biển tiến là phức hệ trầm tích được tích tụ trong quá trình biển tiến với tốc

độ dâng cao của mực nước biển luôn chiến thắng quá trình lắng đọng trầm tích Trầm tích của

hệ thống trên có cấu tạo phủ chồng lùi (Retrogradational) Thành phần độ hạt theo mặt cắt từ dưới lên thay đổi từ thô đến mịn Tuy nhiên cần lưu ý sự giống nhau giữa trầm tích của hệ thống trầm tích biển tiến đối với trầm tích aluvi, một nhịp của trầm tích aluvi từ lòng sông đến bãi bồi tuy được thành tạo trong pha biển thoái song vẫn biến thiên độ hạt từ thô đến mịn

CHƯƠNG 2 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC

2.1 ĐỊA TẦNG

2.1.1 Các thành tạo trước Cenozoic

Một số giếng khoan (ĐH-1X, 04-A-1X, 04-2-BC-1X, 04-3-ĐB-1X, 10-PM-1X, Hong-1X, 12-Dừa-1X, 12-C-1X, 20-PH-1X, 28-A-1X, 29-A-1X ) ở bể Nam Côn Sơn gặp đá móng không đồng nhất bao gồm: granit, granodiorit, diorit và đá biến chất, tuổi của các thành tạo này có thể là Jura muộn – Creta

Nằm không chỉnh hợp trên móng không đồng nhất là lớp phủ trầm tích Paleogen – Đệ Tứ có chiều dày biến đổi từ hàng trăm đến hàng nghìn mét

Hình 2.1: Cột địa tầng bể Nam Côn Sơn

2.1.2 Các thành tạo Cenozoic

Paleogen

+ Hệ tầng Cau (E 3 c)

Hệ tầng Cau vắng mặt trên phần lớn các đới nâng: Nâng Mãng Cầu, nâng Dừa, phần Tây lô

04, phần lớn lô 10, 11-1, 28, 29 và một số diện tích ở phần Tây, Tây Nam của bể Trầm tích của hệ tầng Cau bao gồm chủ yếu các lớp cát kết có màu xanh xen các lớp sét bột kết màu nâu Cát kết thạch anh hạt thô đến mịn, độ lựa chọn kém, xi măng sét, carbonat Chiều dày trung bình khoảng 360m

Neogen

+ Hệ tầng Dừa (N 1 1 d)

Hệ tầng Dừa phân bố rộng rãi trong bể Nam Côn Sơn bao gồm chủ yế cát kết, bột kết màu xám sáng, xám lục xen kẽ với sét kết màu sám, xám đỏ, xám xanh; các lớp sét chứa vôi giàu vật chất hữu cơ có nơi chứa sét than hoặc các lớp than mỏng Đôi khi có những lớp đá vôi mỏng chứa nhiều hạt vụn hoặc đá vôi màu trắng xen kẽ trong hệ tầng Tỉ lệ cát/sét trong toàn

bộ mặt cắt gần tương đương nhau, tuy nhiên về phía Đông của bể thành phần hạt mịn tăng dần và ngược lại, ở phần rìa phía Tây tỉ lệ cát kết tăng do gần nguồn cung cấp vật liệu

+ 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 Mặt cắt hệ tầng có thể chia thành hai phần chính:

Phần dưới chủ yếu là cát kết thạch anh hạt mịn đến trung, ximăng carbonat, chứa glauconit và nhiều hóa thạch sinh vật xen kẹp những lớp mỏng sét kết và sét vôi

Phần trên là sự xen kẽ giữa các lớp đá vôi màu xám sáng, màu trắng sữa đôi khi màu nâu bị dolomit hóa với các lớp sét – bột kết, cát kết hạt mịn, ximăng carbonat màu xám xanh

+ Hệ tầng Nam Côn Sơn(N 1 3 ncs)

Hệ tầng Nam Côn Sơn phân bố rộng rãi với tướng đá thay đổi mạnh các khu vực khác nhau

Ở rìa phía Bắc và Tây – Tây Nam trầm tích chủ yếu là lục nguyên gồm sét kết, sét vôi màu xám lục đến xám xanh, gắn kết yếu xen kẽ các lớp cát – bột kết chứa vôi đôi khi gặp một số thấu kính hoặc những lớp đá vôi mỏng chứa nhiều mảnh vụn lục nguyên Cát kết có độ lựa chọn và mài tròn tốt, chứa hóa thạch động vật biển và glauconit Ở vùng Trung tâm bể mặt cắt gồm các trầm tích lục nguyên và carbonat xen kẽ Nhưng tại một số vùng nâng ở phía Đông, Đông Nam bể đá Carbonat lại chiếm ưu thế trong mặt cắt của hệ tầng

+ Hệ tầng Biển Đông (N 2 – Q bđ)

Hệ tầng Biển Đông không chỉ phân bố trong bể Nam Côn Sơn mà trong toàn khu vực Biển Đông liên quan đến đợt biển tiến Pliocen Trầm tích Pliocen gồm cát kết màu xám, vàng nhạt

và bột kết xen lẫn với sét kết nhiều vôi chứa nhiều glauconit và rất nhiều hóa thạch trùng lỗ, gắn kết yếu hoặc bở rời Tuổi Pliocen được xác định dựa vào Foram đới N19 – N21, tảo carbonat đới NN12 – NN18 và bào tử phấn hoa đới Dacrydium hệ tầng tương đương với tầng Muda của Agip (1980) Hệ tầng Biển Đông có bề dày trầm tích thay đổi từ vài trăm mét đến vài nghìn mét, nằm bất chỉnh hợp trên hệ tầng Nam Côn Sơn

2.2 CẤU TRÚC, KIẾN TẠO

2.2.1 Phân tầng cấu trúc theo không gian

Dựa vào các đặc điểm như chiều dày trầm tích Cenozoic, thành phần vật chất các đá trầm tích được cấu thành, đặc điểm cấu trúc riêng biệt của của các vùng khác nhau, cũng như các

hệ thống đứt gãy v.v thì cấu trúc của bể Nam Côn Sơn có thể được phân chia ra các bậc cấu

trúc cao hơn như bậc II, bậc III

a Đới phân dị phía Tây

Đới nằm ở phía Tây bể trên các lô 27, 28, 29 và nửa phần Tây các lô 19, 20, 21, 22 Ranh giới phía Đông của đới được lấy theo hệ đứt gãy Sông Đồng Nai Đặc trưng cấu trúc của đới là sự sụt nghiêng khu vực về phía Đông theo kiểu xếp chồng do kết quả hoạt động đứt

gãy – khối chủ yếu theo hướng bắc-năm, tạo thành các trũng hẹp sâu ở cánh Tây của các đứt gãy, đặc biệt là đứt gãy lớn đi kèm các dải nâng Dựa vào đặc điểm cấu trúc của móng, đới phân dị phía Tây được phân thành 2 đơn vị (phụ đới) có đặc trưng cấu trúc tương đối khác nhau, ranh giới phân chia là đứt gãy Sông Hậu

b Đới phân dị chuyển tiếp

Đới này có ranh giới phía Tây là đứt gãy Sông Đồng Nai, phía Đông và Đông Bắc là hệ đứt gãy Hồng – Tây Mãng Cầu Ranh giới phía Bắc Tây Bắc được lấy theo đường đẳng sâu móng 1.000m của đới nâng Côn Sơn Ranh giới phía Nam là khối móng nhô cao (phần cuối của đới nâng Natuna) với độ sâu 1.000  1.500m Đới mang đặc tính cấu trúc chuyển tiếp từ đới phân

dị phía Tây kéo sang phía Đông và từ đới nâng Côn Sơn kéo xuống phía Nam Đới bị chia cắt bởi các hệ đứt gãy phương bắc – nam, đông bắc – tây nam và đông – tây

c Đới sụt phía Đông

Gồm diện tích rộng lớn ở trung tâm và phần Đông bể Nam Côn Sơn, với đặc tính kiến tạo sụt lún, đứt gãy hoạt động nhiều pha chiếm ưu thế Địa hình móng phân dị mạnh với chiều sâu thay đổi từ 2.500m trên phụ đới nâng Mãng Cầu đến hơn 10.000m khác ở trung tâm các trũng sâu, đặc trưng cấu trúc của móng chưa được xác định

2.1.2 Phân tầng cấu trúc theo thời gian

Cũng như cấu trúc địa chất các thành tạo Cenozoic ở các bể Sông Hồng, Phú Khánh và Cửu Long, cấu trúc địa chất của bể Nam Côn Sơn cũng được chia ra 2 tầng cấu trúc chính là tầng cấu trúc dưới và tầng cấu trúc trên

* Tầng cấu trúc dưới: Tầng cấu trúc dưới hay còn được gọi là tầng cấu trúc trước

Cenozoic, tầng này bao gồm toàn bộ các đá móng magma granit, granodiorit và cả các đá phun trào và biến chất Chúng có thành phần vật chất và tuổi hết sức phức tạp

* Tầng cấu trúc trên: Tầng cấu trúc trên bao gồm toàn bộ các thành tạo Cenozoic: Eocen(?)

– Oligocen, Miocen và Pliocen - Đệ tứ Chúng phủ bất chỉnh hợp lên tầng cấu trúc dưới Dựa vào các đặc điểm cấu trúc địa chất, môi trường lắng đọng trầm tích và lịch sử tiến hóa địa chất có thể được phân ra 3 phụ tầng cấu trúc chính:

+ Phụ tầng cấu trúc dưới (Eocen – Oligocen)

+ Phụ tầng cấu trúc giữa (Miocen)

+ Phụ tầng cấu trúc trên (Pliocen - Đệ tứ)

2.1.3 Hệ thống đứt gãy

+ Hệ thống đứt gãy ĐB-TN

Trong khu vực nghiên cứu, phát hiện ra các đứt gãy theo phương ĐB- TN, chúng được hình thành theo cơ chế căng tách do tác động chính của quá trình giãn đáy của biển Đông dẫn đến

sự hình thành và phát triển của phần phía Đông của bể Nam Côn Sơn Những đứt gãy này được hình thành và phát triển chủ yếu vào thời kỳ tạo Rift sớm Eocen- Oligocen và tiếp tục phát triển trong thời kỳ tạo Rift muộn Miocen dưới- giữa Như vậy, các đứt gãy hệ ĐB- TN phát triển ở hai thời điểm khác nhau trùng với hai pha căng giãn

CHƯƠNG 3 ĐẶC ĐIỂM TƯỚNG ĐÁ- CỔ ĐỊA LÝ

3.1 ĐẶC ĐIỂM CỘNG SINH TƯỚNG KHU VỰC NGHIÊN CỨU

Qua việc phân tích đặc điểm trường sóng trên mặt cắt địa chấn, ta thấy đặc điểm cộng sinh tướng thay đổi theo không gian và thời gian:

-Chuyển tướng theo không gian

+Càng về phía Đông của khu vực nghiên cứu thì càng thấy rõ dấu hiệu phản ánh tướng biển nông bao gồm: trầm tích hạt mịn, đá vôi phát triển rất mạnh, trường sóng thể hiện phân lớp ngang song song, liên tục

-Chuyển tướng theo thời gian:

+ Việc phân tích đặc điểm cộng sinh tướng theo không gian thực chất đã bao hàm cả phân tích tướng theo thời gian

+ Do đặc điểm kiến tạo theo kiểu dao động mà các chu kỳ trầm tích ngoài các hệ thống trầm tích biển thoái, biển tiến lớn theo khu vực, còn có các hệ thống trầm tích biển thoái, tiến xen kẹp nhau tạo thành các chu kì trầm tích địa phương

3.2 PHÂN TÍCH TƯỚNG ĐÁ- CỔ ĐỊA LÝ

Bản đồ tướng đá- cổ địa lý là loại bản đồ tổng hợp những đặc điểm tướng và cổ địa lý của một bể trầm tích và trên một lãnh thổ rộng lớn gồm những đặc điểm sau:

- Đặc điểm vùng xâm thực, ranh giới vùng xâm thực và vùng lắng đọng trầm tích

- Quy mô phân bố các bể trầm tích và những đặc điểm tướng đá và tổ hợp cộng sinh tướng theo thời gian và không gian

- Hướng vận chuyển của vật liệu trầm tích từ vùng xâm thực đến bể trầm tích và các dòng bồi tích trong bể nước

3.2.1 Đặc điểm tướng đá cổ địa lý giai đoạn đồng tạo Rift

Trong khu vực nghiên cứu, thời kỳ đồng tạo Rift diễn ra trong giai đoạn Oligocen ở pha 1 và

từ Miocen dưới đến cuối Miocen giữa ở pha 2

Thời kỳ Oligocen xảy ra rất nhiều các biến động lớn về mặt kiến tạo địa chất, là thời kỳ tạo

bể khiến cho các tập trầm tích được tích đọng rất dày ở vùng trũng Nhưng nguồn cung cấp vật liệu cũng lại được lấy từ các khối nâng lớn như khối nâng Côn Sơn, khối nâng Đại Hùng

là những khối nâng nâng rất mạnh và liên tục trong giai đoạn này Điều đó giải thích sự vắng mặt trầm tích Oligocen ở hầu hết diện tích trên khối nâng Các trầm tích Oligocen bị bào mòn trên các khối nâng và bị vận chuyển xuống các vùng trũng hơn đã tạo nên một bình đồ thay đổi tướng rất mạnh, nhanh và phức tạp

Nhìn chung, các miền xâm thực với diện tích khổng lồ trong giai đoạn Oligocen đã tạo nên rất nhiều các dòng cung cấp vật liệu trầm tích, với các hướng chủ đạo là từ Tây sang Đông như hình trên Các vật liệu trầm tích được các con sông bào mòn, mang đi, lắng đọng tại các châu thổ ngầm ở độ sâu sâu hơn, ở đây là những khu vực chịu quá trình sụt lún lâu dài khiến cho bề dày trầm tích Oligocen tại những trũng này rất dày

3.2.2 Đặc điểm tướng đá cổ địa lý giai đoạn sau tạo Rift

Quá trình sau Rift diễn ra bắt đầu trong Miocen giữa và đến hết Miocen trên, bề dày trầm tích Miocen trên không biến động quá lớn, chỉ tối đa là 2000m Tuy nhiên, trên bản đồ cấu trúc và trên mặt cắt địa chấn, căn nguyên của các pha biến dạng, oằn võng, nâng trồi và phá hủy các tập trầm tích trước đó lại xảy ra chủ yếu trong Miocen trên, đặc biệt xảy ra tại các khu vực nước sâu phần phía Nam khu vực nghiên cứu Phân tích mặt cắt địa chấn cho thấy tập trầm tích Miocen trên chủ yếu có tướng biển nông ở phần lớn diện tích, một chút tướng châu thổ ở phía Tây khu vực nghiên cứu Tướng không có sự biến đổi quá nhiều và ít bị biến dạng Điều này phản ánh những pha hoạt động nâng trồi, phát triển các đứt gãy sau trầm tích gây biến dạng mạnh bể thứ cấp Miocen trên diễn ra vào giai đoạn cuối của Miocen trên

3.2.3 Đặc điểm tướng đá cổ địa lý giai đoạn lún chìm nhiệt

Giai đoạn Pliocen- Đệ Tứ đánh dấu một hiện tượng kiến tạo quan trọng là lún chìm nhiệt, điều này đã đem lại một không gian lắng đọng trầm tích tuyệt vời, để trầm tích lắng đọng có thể phát triển mạnh về chiều dày, các vật liệu cung cấp trong thời kỳ này không phải dựa vào nguồn vật liệu từ các khối nhô lớn như đới nâng Côn Sơn hay Đại Hùng nữa, mà do nguồn vật liệu từ các con sông từ trong đất liền ngày nay đưa ra

CHƯƠNG 4 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP

4.1 PHÂN TÍCH ĐỊA CHẤN ĐỊA TẦNG

4.1.1 Phân chia ranh giới địa chấn địa tầng dựa trên tài liệu địa chấn

Khu vực nghiên cứu sử dụng các băng địa chấn được chuyển về hệ định vị chung là hệ Mercatos- WGS84

Với sự thay đổi lớn về mực nước biển từ vài chục mét ở phần phía Tây lên đến 1500 m ở phần phía Đông nhưng chất lượng tài liệu rất tốt Chiều sâu quan sát được của các tuyến địa chấn trung bình đạt từ 500- 5500 ms

Trên các mặt cắt địa chấn tiến hành phân tích, xác định các ranh giới địa chấn dựa trên các đặc tính phản xạ và gián đoạn phản xạ ( cấu trúc địa chấn địa tầng như gá đáy, chống đáy, v.v.), học viên đã xác định được 6 ranh giới địa chấn được minh họa trên tuyến địa chấn A19 như sau:

- Tầng màu đỏ- Nóc móng trước Cenozoic:

Nóc móng trước Cenozoic được xác định và nhận dạng dễ dàng trên mặt cắt địa chấn Với đặc điểm phản xạ có biên độ từ trung bình đến mạnh, hỗn độn và không liên tục, tần số từ thấp đến trung bình

- Tầng màu xanh đậm- Nóc Oligocen

Tầng này có phản xạ á song song, độ liên tục trung bình đến tốt, biên độ phản xạ mạnh và tần

số thấp thể hiện môi trường tướng aluvi đến châu thổ Ở một số nơi phản xạ địa chấn có biên

độ rất yếu, không liên tục có thể là do trong quá trình thu nổ hầu hết năng lượng sóng đã bị hấp thụ bởi tầng Cacbonat phía trên

- Tầng màu xanh nhạt- Nóc Miocen dưới

Môi trường trầm tích chủ yếu của Miocen dưới khu vực nghiên cứu là biển nông, phát triển mạnh tướng cacbonat do vậy mà trên mặt cắt địa chấn đã xác định được rất nhiều các phản xạ

có biên độ mạnh, liên tục, phân lớp từ thấp đến trung bình thể hiện các khối ám tiêu san hô phát triển trên các khối nâng

- Tầng màu xanh lá cây- Nóc Miocen giữa

Đặc điểm của tầng này có xu hướng chỉnh hợp lên tầng Miocen dưới, đặc điểm địa chất cũng không có sự thay đổi đáng kể về mặt môi trường thành tạo hay các pha hoạt động đứt gãy nên không có sự khác biệt rõ rệt để có thể phân chia tầng này với tầng Miocen dưới một cách chính xác

- Tầng màu vàng- Nóc Miocen trên

Ở khu vực nước sâu từ 100 đến 250 m nước, đặc điểm phản xạ địa chấn của tầng trên chủ yếu

là phân lớp ngang song song, song song lượn sóng, biên độ phản xạ từ yếu đến trung bình, độ liên tục tốt, tần số từ trung bình đến cao phản ánh môi trường biển nông

- Tầng Pliocen- Đệ tứ

Đặc điểm phản xạ địa chấn ở phần bên trái của hệ thống đứt gãy á kinh tuyến giống với tầng Miocen trên với biên độ phản xạ từ trung bình đến mạnh, có sự xuất hiện của các cấu tạo nêm lấn nhưng với mật độ và cường độ ít hơn, thay vào đó là các tập có phản xạ ngang song song,

độ liên tục cao, tần số lớn thể hiện môi trường thành tạo là châu thổ cho đến biển nông

4.1.2 Thành lập mô hình cấu trúc dựa trên tài liệu địa chấn đã minh giải

Học viên sử dụng phần mềm Petrel để thành lập mô hình 3 chiều độ sâu của các tầng móng, Oligocen, Miocen dưới, Miocen giữa và Miocen trên; các mô hình này được thành lập dựa trên việc phân tích ranh giới địa chấn địa tầng các mặt cắt địa chấn sau đó thực hiện phương pháp nội suy Kriging để tạo ra mô hình Từ các mô hình này có thể chuyển sang định dạng ASCII và nhập dữ liệu vào trong Map Info để thành lập ra các bản đồ cấu trúc

4.2 PHỤC HỒI LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN ĐỊA CHẤT PHỤC VỤ PHÂN TÍCH ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP

Để nhìn lại lịch sử phát triển địa chất của một bể, nhất thiết phải sử dụng phương pháp phục hồi mặt cắt địa chất với việc phân tích định lượng bề dày, chiều dài mặt cắt qua các thời kỳ

Và sự nhìn nhận đầy đủ được bức tranh phát triển địa chất của khu vực nghiên cứu sẽ tạo ra được cách nhìn nhận tổng quát nhất về đặc điểm địa tầng phân tập ban đầu của các tập trầm tích

4.3 MỐI LIÊN HỆ TRONG PHÂN TÍCH ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP VỚI HOẠT ĐỘNG BIẾN DẠNG CÁC BỂ THỨ CẤP

4.3.1 Hoạt động biến dạng do đứt gãy sau trầm tích

4.3.2 Hoạt động biến dạng do đứt gãy đồng trầm tích

4.3.3 Hoạt động biến dạng do núi lửa

Các hoạt động núi lửa làm ảnh hưởng vô cùng mạnh mẽ đối với các tập trầm tích nằm trên chúng Chúng phá hủy, trộn lẫn, làm mờ đi tất cả các ranh giới phức tập, nhóm phân tập của các tập trầm tích nằm trên và kế cận

4.3.4 Hoạt động biến dạng do ép trồi móng

Các hoạt động ép trồi móng thường làm biến dạng các tập trầm tích tối đa đến vị trí nóc của các đới nâng bị ép trồi Chúng tạo ra các cấu tạo giả onlap của các tập trầm tích trước đó lên rìa đới nâng

4.3.5 Hoạt động biến dạng do sụt lún

Các hoạt động sụt lún xảy ra chủ yếu trong giai đoạn lún chìm nhiệt Trong khu vực nghiên cứu, hoạt động sụt lún đã xảy ra đồng bộ và với cường độ rất mạnh do hoạt động lún chìm nhiệt trên Các hoạt động này tạo ra hiện tượng dư thừa trầm tích, tạo không gian lắng đọng trầm tích lý tưởng để bề dày trầm tích có thể tăng nhanh nhất

4.3.6 Hoạt động biến dạng do trượt bằng

Các đứt gãy trượt bằng tạo ra một sự thay đổi vô cùng lớn đến các quy luật phân bố trầm tích trên mặt cắt địa chấn Với những biểu hiện đặc biệt thể hiện qua sự khác nhau hoàn toàn về đặc điểm phản xạ địa chấn, tướng trầm tích, bề dày trầm tích của cánh phía bên trái và bên phải đứt gãy Việc xác định được các biến dạng do trượt bằng cần được thực hiện trên 2 hoặc nhiều mặt cắt để xác định đó là đứt gãy trượt bằng trái hay phải

4.4 PHÂN TÍCH ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP TRÊN MẶT CẮT ĐỊA CHẤN DỰA TRÊN TỔNG HỢP CÁC KẾT QUẢ PHÂN TÍCH NGUỒN GỐC VÀ BIẾN DẠNG

4.4.1 Phân tích mặt cắt địa tầng phân tập trong bối cảnh địa chất ít hoạt động kiến tạo

Tại mặt cắt trên, các tập trầm tích được thành tạo trong Pliocen- Đệ Tứ có quy luật phân bố rất trật tự theo chu kỳ xen kẽ với tập trầm tích biển thấp ở dưới cùng, tiếp đến là các tập trầm tích biển tiến và cuối cùng là trầm tích biển cao để hoàn thiện một phức tập

4.4.2 Phân tích mặt cắt địa tầng phân tập trong bối cảnh địa chất chịu biến dạng của nhiều pha hoạt động kiến tạo

Mặt cắt trên cho thấy các dấu hiệu để phân chia được các ranh giới miền hệ thống trầm tích các trầm tích cổ như Oligocen dưới, Oligocen trên cũng như Miocen dưới, giữa vô cùng khó khăn do khu vực nghiên cứu chịu quá trình phát triển các đứt gãy đồng tạo Rift trong suốt Oligocen và Miocen dưới, sau đó lại bị oằn võng, phá hủy vào Miocen giữa, trên và cuối cùng là pha sụt lún nhiệt làm toàn bộ các cấu tạo trên bị sụt lún mạnh

Các đứt gãy ở mặt cắt trên phát triển từ cuối Miocen giữa đến đầu Miocen trên đã phá hủy hết các cấu trúc trầm tích trước đó, khiến các tập trầm tích bị oằn võng, bào mòn mạnh tức là mất

đi phần lớn các tập trầm tích thuộc hệ thống trầm tích biển tiến, cao của Miocen giữa tại nóc khối nâng Sự biến mất của miền hệ thống trầm tích biển tiến, cao này của Miocen giữa rất khác so với bản chất chúng không có tập trầm tích trên mà phải dựa vào mặt cắt phục hồi để đánh giá lại môi trường trầm tích, cơ chế lắng đọng, địa hình cổ của khối nhô trên thì mới có được kết luận chính xác vì sao lại mất các miền hệ thống trầm tích biển tiến, biển cao

4.4.3 Phân tích địa tầng phân tập trong bối cảnh sụt lún và dư thừa vật liệu trầm tích

Sự sụt lún và dư thừa trầm tích tạo ra một loạt các cấu tạo nêm lấn xếp chồng lấn lên nhau, tuy nhiên sự xếp chồng đó có thể được chia làm hai loại Loại thứ nhất là theo quỹ đạo của điểm offlap break thì cấu trúc phủ chồng lấn (Progradational) giảm dần trong khi phủ chồng