(LUẬN văn THẠC sĩ) nghiên cứu tiến hóa trầm tích trong mối quan hệ với chuyển động kiến tạo và ý nghĩa dầu khí khu vực phía tây bể phú khánh

Mục tiêu của luận văn Làm sáng tỏ sự tiến hóa trầm tích trong mối quan hệ với chuyển ñộng kiến tạo khu vực phía Tây bể Phú Khánh, từ ñó ñánh giá ý nghĩa dầu khí trên cơ sở phân tích tướn

ðẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ðẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

NGUYỄN THỊ PHƯƠNG THẢO

NGHIÊN CỨU TIẾN HÓA TRẦM TÍCH TRONG MỐI QUAN HỆ VỚI CHUYỂN ðỘNG KIẾN TẠO VÀ Ý NGHĨA DẦU KHÍ KHU VỰC

ðẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ðẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

NGUYỄN THỊ PHƯƠNG THẢO

NGHIÊN CỨU TIẾN HÓA TRẦM TÍCH TRONG MỐI QUAN HỆ VỚI CHUYỂN ðỘNG KIẾN TẠO VÀ Ý NGHĨA DẦU KHÍ KHU VỰC

PHÍA TÂY BỂ PHÚ KHÁNH

Chuyên ngành: Khoáng vật học và ðịa hóa học

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

GS.TS Trần Nghi

Hà Nội – 2013

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực hiện luận văn em đã nhận được sự hướng dẫn và chỉ bảo tận tình của GS.TS Trần Nghi cùng sự giúp đỡ của tập thể thầy cơ trong Khoa ðịa chất, Trường ðại học Khoa học Tự nhiên Nhân dịp này cho phép em được bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đối với sự giúp đỡ quý báu đĩ

Luận văn được hồn thành dựa trên thu thập và xử lý một khối lượng lớn các số liệu, tài liệu địa chất và địa vật lý quan trọng của các đề tài do trường ðại học Khoa học Tự nhiên, ðại học Quốc gia Hà Nội hợp tác với Tập đồn Dầu khí Việt Nam Trong thời gian học tập và nghiên cứu tại Khoa ðịa chất, Trung tâm Nghiên cứu Biển

và ðảo, em đã học được nhiều phương pháp nghiên cứu mới, nâng cao một bước trình

độ chuyên mơn nhờ sự dạy bảo và hướng dẫn tận tình của các thầy cơ và các nhà khoa học tham gia đề tài Em xin chân thành cảm ơn sự quan tâm tạo điều kiện giúp đỡ rất

cĩ hiệu quả của khoa ðịa chất, trường ðại học Khoa học Tự nhiên và Trung tâm Nghiên cứu Biển và ðảo

Em xin chân thành cảm ơn tất cả!

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

MỤC LỤC 2

DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT 4

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 5

MỞ ðẦU 7

CHƯƠNG 1 KHÁI QUÁT ðẶC ðIỂM ðỊA CHẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU 9 1.1 VỊ TRÍ ðỊA LÝ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 9

1.2 ðỊA TẦNG 10

1.2.1 Thành tạo móng trước ðệ Tam 10

1.2.2 ðịa tầng trầm tích ðệ Tam 10

1.2.3 ðịa tầng trầm tích Pliocen – ðệ tứ 14

1.3 ðẶC ðIỂM CẤU TRÚC – KIẾN TẠO 15

1.3.1 Phân tầng cấu trúc [16, 24, 26] 15

1.3.2 Phân vùng cấu trúc 16

1.3.3 ðặc ñiểm kiến tạo ñứt gãy ở bể Phú Khánh 21

1.3.4 Lịch sử phát triển ñịa chất Cenozoi bể Phú Khánh 27

CHƯƠNG 2 LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU, CƠ SỞ TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36

2.1 LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU 36

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 38

2.2.1 Phương pháp luận 38

2.2.2 Phương pháp nghiên cứu 39

2.3 CƠ SỞ TÀI LIỆU 46

CHƯƠNG 3 TIẾN HÓA TRẦM TÍCH VÀ Ý NGHĨA DẦU KHÍ KHU VỰC

NGHIÊN CỨU 47

3.1 NGUYÊN LÝ PHÂN TÍCH ðỊA TẦNG PHÂN TẬP 47

3.2 TIẾN HÓA TRẦM TÍCH CENOZOI TRONG MỐI QUAN HỆ VỚI HOẠT ðỘNG KIẾN TẠO 52

3.2.1 Hoạt ñộng kiến tạo các bể thứ cấp 52

3.2.2 Tiến hóa trầm tích trong mối quan hệ với hoạt ñộng kiến tạo 57

3.3 SƠ ðỒ TƯỚNG ðÁ – CỔ ðỊA LÝ VÀ Ý NGHĨA DẦU KHÍ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 65

3.2.1 Sơ ñồ tướng ñá – cổ ñịa lý 65

3.2.2 Ý nghĩa dầu khí khu vực nghiên cứu 70

KẾT LUẬN 73

TÀI LIỆU THAM KHẢO 76

DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

BP : Cách ngày nay (Before present)

ðHQGHN : ðại học Quốc gia Hà Nội

ðHKHTN : ðại học Khoa học Tự nhiên

LST : Hệ thống trầm tích biển thấp (Lowstand Systems tracts)

RTS : Ranh giới bề mặt bào mòn biển tiến

(Ravinement transgressive surface)

TST : Hệ thống trầm tích biển tiến (Transgressive systems tract)

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Sơ ựồ vị trắ ựịa lý - kiến tạo khu vực nghiên cứu 9

(Bổ sung theo IHS, 2003) 9

Hình 1.2 Mặt cắt ựịa chấn tuyến VOR 93-106 10

Hình 1.3 Mặt cắt ựịa chấn khu vực CSL07-11 10

Hình 1.4 Cột ựịa tầng tổng hợp giếng khoan 124-CMT-1X 11

Hình 1.5 Cột ựịa tầng tổng hợp giếng khoan 127-NT-1X 11

Hình 1.6 Cột ựịa tầng tổng hợp giếng khoan 127-NT-1X 12

Hình 1.7 Hoạt ựộng núi lửa trẻ Pliocen- đệ tứ (Tuyến AW-8 bể Phú Khánh) 14

Hình 1.8 Cột ựịa tầng tổng hợp bể Phú Khánh 15

(Theo Trần Nghi, 2013) 15

Hình 1.9 Phân tầng cấu trúc bể Phú Khánh (Theo Trần Nghi, 2013) 16

Hình 1.10 Bản ựồ phân vùng cấu trúc bể Phú Khánh (Theo Trần Nghi, 2013) 17

Hình 1.11 Mặt cắt ựịa chấn Ờ cấu trúc qua Bắc bể Phú Khánh (tỷ lệ ngang 1/3.000.000, tỷ lệ ựứng 1/300.000) (Nguồn KC09-18/06-10) 18

Hình 1.12 Các ựứt gãy trượt bằng ựược phát hiện trên mặt cắt ựịa chấn-tuyến AW-22 cắt qua bể Phú Khánh 22

Hình 1.13 đứt gãy cấp 1, 2, 3 phát triển theo cơ chế tác ựộng nguồn lực và kế thừa cắt trên tuyến VOR93-116 22

Hình 1.14 Mặt cắt ựịa chấn-cấu trúc cắt từ Tây sang đông (tuyến VOR93-108) tỷ lệ ngang 1/1.000.000, tỷ lệ ựứng 1/100.00) 24

Hình 1.15 Bản ựồ phân bố hệ thống ựứt gãy bể Phú Khánh (Theo Trần Nghi, 2013) 26 Hình 2.1 Các dạng kết thúc phản xạ ựịa chấn 43

(theo Myers, 1996 và Catuneanu, 2006) 43

Hình 2.2: Sơ ựồ phân loại các kiểu cấu tạo phản xạ ựịa chấn tương ứng với 43

môi trường thành tạo [19] 43

Hình 2.3 đứt gãy thuận và đứt gãy nghịch 44

Hình 2.4 Uốn nếp do nén ép bể 45

Hình 3.1 a- Sơ ựồ biểu diễn sự chuyển tướng theo chiều ngang và công thức quan hệ giữa dãy cộng sinh tướng trầm tắch và các miền hệ thống 47

b- 04 sơ ựồ biểu diễn sự chuyển tướng theo chiều thẳng ựứng (từ dưới lên) tại 4 vị trắ khác nhau của một phức tập 47

Hình 3.2 Sự phân bố các tướng trầm tích theo các miền hệ thống bể bất ñối xứng 48

Hình 3.3 Sự phân bố các tướng trầm tích từ tâm bể ra rìa theo các miền hệ thống bể ñối xứng 49

Hình 3.4 Mô hình quan hệ giữa các miền hệ thống trầm tích với môi trường trầm tích trong một phức tập (Theo Trần Nghi, 2013) 51

Hình 3.5 ðới ñứt gãy sụt bậc kinh tuyến 1100E chia thềm hiện tại thành 2 nửa: thềm trong và thềm ngoài (Mặt cắt VOR-93-108) 53

Hình 3.6 ðới ñứt gãy sụt bậc kinh tuyến 1100E chia thềm lục ñịa thành 2 nửa: thềm trong sâu 0 – 200m, thềm ngoài sâu 500 – 3000m (VOR-93-101) 53

Hình 3.7 Biến dạng ñứt gãy trượt bằng thể hiện trên mặt cắt VOR – 93 – 301 Bể Phú Khánh 54

Hình 3.8 Biến dạng ñịa hình mạnh mẽ do ñứt gãy trượt bằng (Mặt cắt S74 – A – 2 – 1 bể Phú Khánh) 54

Hình 3.9 ðứt gãy tạo giả ñịa hào Oligocen, ép trồi móng, uốn nếp trầm tích Oligocen sớm, oằn võng trầm tích Oligocen muộn, Miocen sớm, Miocen giữa (Mặt cắt VOR – 93 – 101, Nguồn từ Dự án ARECA) 55

Hình 3.10 Biến dạng do hoạt ñộng núi lửa trẻ (Mặt cắt AW – 8 bể Phú Khánh) 56

Hình 3.11 Mặt cắt tuyến ñịa chấn VOR 93- 101 59

Hình 3.12 Mặt cắt tuyến ñịa chấn VOR 93 – 103 62

Hình 3.13 Sơ ñồ tướng ñá cổ ñịa lý giai ñoạn biển thấp trầm tích Oligocen bể Phú Khánh 66

Hình 3.14 Sơ ñồ tướng ñá cổ ñịa lý giai ñoạn biển thấp trầm tích Miocen sớm bể Phú Khánh 68

Hình 3.15 Sơ ñồ tướng ñá cổ ñịa lý giai ñoạn biển thấp trầm tích Miocen giữa bể Phú Khánh 69

Hình 3.16 Sơ ñồ tướng ñá cổ ñịa lý giai ñoạn biển thấp trầm tích Miocen trên bể Phú Khánh 70

Tính cấp thiết của đề tài

Phân chia địa tầng trầm tích bể Phú Khánh từ trước đến nay đã được nghiên cứu thơng qua nhiều đề tài, dự án của các nhà thầu trong và ngồi nước [24] 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 cơng trình nghiên cứu và phân chia chi tiết địa tầng trầm tích bể Phú Khánh gắn với các chu kỳ dao động mực nước biển (quá trình biển tiến - biển thối) ðiều này ảnh hưởng khơng nhỏ tới việc luận giải mơi trường và quy luật biến đổi của các đơn vị trầm tích theo khơng 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) ðây là phương pháp khơng mới, nĩ 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 tồn 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” [25, 26, 27] Nhưng đến mãi thập kỷ 80 (từ 1980), phương pháp địa chấn địa

tầng đã được mở rộng nhờ các mơ hình khơng gian tích tụ của Jervey, Posamentier và Vail (1988), Vail và Baum (1988) [26, 38, 43] Qua tìm hiểu học viên được biết, trong những năm gần đây phương pháp này đã được nhiều Cơng ty nước ngồi, các Viện nghiên cứu và các Cơng ty thuộc Tập đồn Dầu khí Việt Nam áp dụng vào việc nghiên cứu địa tầng các bể trầm tích trên thềm lục địa Việt Nam như: bể Sơng Hồng,

bể Cửu Long và bể Nam Cơn Sơn [15, 17, 28] Nhưng phần lớn, phương pháp địa tầng phân tập mới chỉ áp dụng nghiên cứu cho tồn 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 khu vực phía Tây bể Phú Khánh, học viên đã lựa chọn đề tài luận văn Thạc sĩ

tiêu đề: “Nghiên cứu tiến hĩa trầm tích trong mối quan hệ với chuyển động kiến tạo

và ý nghĩa dầu khí khu vực phía Tây bể Phú Khánh” với mục tiêu và nhiệm vụ

nghiên cứu như sau:

Mục tiêu của luận văn

Làm sáng tỏ sự tiến hóa trầm tích trong mối quan hệ với chuyển ñộng kiến tạo khu vực phía Tây bể Phú Khánh, từ ñó ñánh giá ý nghĩa dầu khí trên cơ sở phân tích tướng ñịa chấn, ñịa tầng phân tập và cấu trúc ñịa chất khu vực nghiên cứu

Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu phân chia các bể thứ cấp (các phức tập): Oligocen sớm (E31), Oligocen muộn (E32), Miocen sớm (N11), Miocen giữa (N12), Miocen muộn (N13) và Pliocen – ðệ tứ (N2 - Q)

- Phân tích ñặc ñiểm trầm tích và môi trường thành tạo trầm tích (tướng trầm tích) của từng tập trầm tích thuộc khu vực nghiên cứu

- Nghiên cứu phục hổi các bể thứ cấp và xây dựng bản ñồ tướng ñá – cổ ñịa lý qua các giai ñoạn theo các miền hệ thống (LST, TST và HST)

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn:

- Ý nghĩa thực tiễn: Góp phần xây dựng tiền ñề tìm kiếm và thăm dò dầu khí

ðối tượng và phạm vi nghiên cứu

Luận văn nghiên cứu tất cả các hệ tầng trầm tích từ E3 ñến N2 – Q khu vực phía Tây bể Phú Khánh

Dựa trên mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu, ngoài phần mở ñầu và kết luận, nội dung luận văn gồm 03 chương chính sau:

- Chương 1 Khái quát ñặc ñiểm ñịa chất khu vực nghiên cứu

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

- Chương 3 Tiến hóa trầm tích và ý nghĩa dầu khí khu vực nghiên cứu

CHƯƠNG 1 KHÁI QUÁT đẶC đIỂM đỊA CHẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU

1.1 VỊ TRÍ đỊA LÝ KHU VỰC NGHIÊN CỨU

Bể Phú Khánh nằm dọc theo bờ biển miền Trung Việt Nam, ựược giới hạn bởi

vĩ tuyến 14045Ỗ ựến 11020Ỗ Bắc và kinh tuyến 109010Ỗ ựến 111045Ỗ đông Bể Phú Khánh giáp bể Cửu Long và bể Nam Côn Sơn ở phắa Nam và đông Nam, giáp bể Sông Hồng ở phắa Bắc, giáp bể Hoàng Sa ở phắa đông Bắc, giáp thềm đà Nẵng và thềm Phan Rang ở phắa Tây, còn phắa đông ựược giới hạn bởi ựới nâng ngoài [16, 28]

Khu vực nghiên cứu bao gồm thềm trong, ựới sụt chuyển tiếp và một phần thềm ngoài đây là khu vực có cấu trúc phức tạp gồm các trũng nhỏ và các ựịa hào Ờ ựịa lũy hẹp trải theo phương kinh tuyến

Hình 1.1 Sơ ựồ vị trắ ựịa lý - kiến tạo khu vực nghiên cứu

(Bổ sung theo IHS, 2003)

Móng trước đệ Tam ở bể Phú Khánh là các thành tạo magma, biến chất có tuổi

và thành phần khác nhau, trong ựó các thành tạo granit tuổi Creta bị phong hóa, nứt nẻ

có khả năng phát triển rộng ở vùng thềm Phan Rang, ựới cắt trượt Tuy Hòa và thềm

đà Nẵng

1.2.2 địa tầng trầm tắch đệ Tam

Cho ựến nay trong khu vực bể Phú Khánh ựã tến hành ựược 3 giếng khoan tìm kiếm dầu khắ tại phần phắa Tây bể với các ựối tượng chắnh là các thành tạo carbonat [23, 24]

Hình 1.4 Cột ñịa tầng tổng hợp giếng khoan 124-CMT-1X

Hình 1.5 Cột ñịa tầng tổng hợp giếng khoan 127-NT-1X

Hình 1.6 Cột ñịa tầng tổng hợp giếng khoan 127-NT-1X

1.2.2.1 Trầm tích Paleocen – Eocen

Trầm tích Paleocen – Eocen (?) ñược thành tạo trong các graben, bán graben với thành phần chính là các trầm tích hạt thô, sạn cuội kết ở phần ñáy Trên tài liệu ñịa chấn chúng ñược phản ánh bởi các tập sóng phản xạ có ñộ liên tục kém, biên ñộ trung bình ñến cao

1.2.2.2 Trầm tích Oligocen

Các trầm tích Oligocen phủ bất chỉnh hợp trên các trầm tích Eocen gồm các thành tạo mịn hơn như cát, sét, ñôi khi xen ít lớp than Trên mặt cắt ñịa chấn trầm tích này ñược xếp vào tập sóng phản xạ có ñộ liên tục kém, biên ñộ trung bình, tần số thấp,

có nơi phản xạ dạng lộn xộn, biên ñộ cao Bề dày trầm tích thay ñổi từ vài trăm mét ở phần rìa ñến hàng nghìn mét ở phần trung tâm bể Các lớp sét than ñen giàu vật chất hữu cơ, nguồn gốc ñầm hồ và ñầm nước lợ là nguồn ñá mẹ tiềm năng trong bể Phú Khánh

1.2.2.3 Trầm tích Miocen dưới

Trầm tích Miocen dưới phủ bất chỉnh hợp trên các trầm tích Oligocen Trên các tài liệu ñịa chấn, chúng ñược ñặc trưng bởi các phản xạ á song song ñến song song, biên ñộ thấp ñến cao, ñộ liên tục trung bình, dạng dốc thoải Phía Bắc có dạng nêm lấn

dự báo quạt châu thổ hoặc quạt aluvi, các phản xạ biên ựộ cao dự báo là các thành tạo carbonat thềm

Như vậy, các thành tạo Miocen dưới chủ yếu là trầm tắch lục nguyên ựôi chỗ là carbonat Môi trường trầm tắch châu thổ và ựầm hồ chứa than, biển nông, biển ven bờ Các tập sét, sét than Miocen dưới tướng ựầm hồ, vũng vịnh là nguồn ựá mẹ ở bể Phú Khánh Chiều dày trầm tắch ở vùng trũng sâu Phú Khánh có thể ựạt ựến hơn 2000m

1.2.2.4 Trầm tắch Miocen giữa

Trầm tắch Miocen giữa ựược nhận biết và liên kết trên tài liệu ựịa chấn với ựặc ựiểm là các phản xạ song song hoặc gần song song, biên ựộ thay ựổi từ thấp ựến cao, tắnh liên tục và tần số trung bình Các mặt phản xạ nằm onlap ở vùng ven bờ và downlap ở vùng nước sâu

Trên phần thềm phắa Tây và phắa Bắc của bể Phú Khánh, trầm tắch Miocen giữa chủ yếu là lục nguyên do ở gần nguồn cung cấp vật liệu từ ựất liền Trong phần phắa Nam bể Phú Khánh, các tập trầm tắch vũng vịnh Oligocen và Miocen dưới bị chôn vùi dưới các tập cát, sét, carbonat trầm ựọng trong Miocen giữa

Trong Miocen phổ biến các thành tạo chảy rối với sự hình thành các quạt bồi tắch ngầm dọc theo sườn nghiêng của bể Phú Khánh đây có thể là những tầng chứa có khả năng cho tắch tụ dầu khắ Ngoài ra, dọc theo rìa thềm phắa đông còn phát triển carbonat thềm Các khối nâng carbonat nhô lên khỏi mặt nước biển chỉ xuất hiện ở vài nơi trên các mặt cắt ựịa chấn, ựây cũng thường là các khối ựứt gãy nhô cao đá dăm kết san hô ở mặt trước ám tiêu cùng ựá carbonat ựược phát triển và trầm ựọng dọc theo các ám tiêu xuất hiện không nhiều nhưng cũng là những ựối tượng ựá chứa cần lưu ý

1.2.2.5 Trầm tắch Miocen trên

Trầm tắch Miocen trên ựược nhận biết bởi các phản xạ thường là song song ựến song song hơi phân kỳ, biên ựộ từ thấp ựến trung bình, tắnh liên tục tốt ở phần phắa Tây bể và có dạng hạnh nhân (chữ S) nêm lấn về phắa sườn dốc hướng ra biển

Sự lún chìm của bể Phú Khánh tiếp nối sau thời kỳ gián ựoạn trầm tắch cuối Miocen giữa, cùng với nguồn cung vật liệu lục ựịa dồi dào, tạo ra hiện tượng lấn biển mang tắnh khu vực của rìa thềm với cường ựộ giảm dần về phắa Nam Bề dày trầm tắch

Miocen trên ở bể Phú Khánh lên ựến 3000m Phần trên cùng của tập này ựược trầm ựọng trong môi trường châu thổ, bãi biển hoặc ven bờ, còn về phắa Tây của bể thì gặp các thành tạo châu thổ không có nguồn gốc biển và thành tạo sông ngòi Ở phần thấp nhất của tập trầm tắch này, các tập cát kết chảy rối trên sườn dốc ựược thay thế theo phương nằm ngang bằng các quạt bồi tắch ngầm xa nguồn, ở ựây có thể tồn tại các bẫy ựịa tầng có giá trị

1.2.3 địa tầng trầm tắch Pliocen Ờ đệ tứ

Trầm tắch Pliocen Ờ đệ tứ là các trầm tắch cát, bột, sét thềm và biển sâu liên quan ựến các quá trình hình thành toàn bộ thềm lục ựịa Biển đông Trên mặt cắt ựịa chấn dễ dàng nhận biết và liên hệ chúng với các tập Pliocen Ờ đệ tứ trong khu vực Ở phắa đông thường là các nêm lấn dày, ựặc trưng trầm tắch sườn thềm, còn phần phắa Tây là các phản xạ song song, ựộ liên tục tốt, biên ựộ trung bình, tần số thấp, liên quan ựến tướng trầm tắch thềm trong ựến ngoài trong toàn khu vực

Có hoạt ựộng núi lửa trẻ vào thời kỳ này (hình 1.7)

Hình 1.7 Hoạt ựộng núi lửa trẻ Pliocen- đệ tứ

(Tuyến AW-8 bể Phú Khánh)

Hình 1.8 Cột ñịa tầng tổng hợp bể Phú Khánh

(Theo Trần Nghi, 2013) 1.3 ðẶC ðIỂM CẤU TRÚC – KIẾN TẠO

1.3.1 Phân tầng cấu trúc [16, 24, 26]

* Tầng cấu trúc dưới: Tầng này bao gồm toàn bộ các ñá móng magma, granit

nứt nẻ và cả các ñá phun trào và biến chất

* Tầng cấu trúc trên: Tầng cấu trúc này ñược hình thành trong giai ñoạn tạo rift

và sau tạo rift với các vật liệu ñược vận chuyển ñến và lấp ñầy các trũng, các ñịa hào

và bán ñịa hào trong bể và ñược thành tạo trong cơ chế ñộng học tách giãn và trượt bằng

Tầng cấu trúc này có chiều dày trầm tích thay ñổi ñáng kể, chỗ dày nhất ñạt trên 10.000m (tại trũng trung tâm bể) và thay ñổi lớn, có xu hướng giảm dần về phía Tây Các trầm tích ở ñây bao gồm các vụn lục nguyên cát, bột, sét và ñá vôi, cả lục nguyên chứa than Chúng ñược thành tạo trong môi trường từ lục ñịa, ñồng bằng ven biển ñến biển ven bờ và biển nông

Các thành tạo: Miocen Các thành tạo Miocen ựược hình thành và phát triển trong quá trình sụt lún do nhiệt Các thành tạo này bao gồm các trầm tắch sét kết màu vàng xen kẽ bột kết, ựộ gắn kết trung bình, giàu hợp chất hữu cơ, hóa ựá Thành tạo trong môi trường biển ven bờ, biển nông ựến biển sâu

Các thành tạo trẻ có tuổi Pliocen và đệ tứ với các ựá chủ yếu là cát, bột, sét chứa glauconit và vô cùng phong phú các hoá ựá ựộng vật biển đá ở phụ tầng này chưa gắn kết hoặc gắn kết yếu Chúng ựược lắng ựọng trong môi trường trầm tắch biển hoặc biển nông ven bờ, với chiều dày ựạt từ 20 Ờ 1200m, phủ bất chỉnh hợp lên các thành tạo ựược hình thành trước nó

Hình 1.9 Phân tầng cấu trúc bể Phú Khánh

(Theo Trần Nghi, 2013) 1.3.2 Phân vùng cấu trúc

Dựa trên các ựặc ựiểm cấu trúc, kiến tạo, chiều dày trầm tắch, ựặc ựiểm các hệ thống ựứt gãy và ựặc ựiểm thạch học trầm tắch, cùng với sự hỗ trợ của các tài liệu khác như: hệ thống bản ựồ dị thường ựịa vật lý, mặt cắt ựịa chấn - cấu trúc, ảnh vệ tinh, bản

ựồ ựẳng sâu bề mặt Moho, bản ựồ ựịa mạo ựáy biển v.vẦ [5, 16, 26]

Hình 1.10 Bản ñồ phân vùng cấu trúc bể Phú Khánh

(Theo Trần Nghi, 2013)

* đới trũng đông Phú Khánh (1)

đới trũng trung tâm bể Phú Khánh chiếm hầu hết diện tắch vùng nghiên cứu và gần như nằm trọn trong vùng nước sâu, bao gồm diện tắch một phần sườn dốc và phần

sườn thoải của sườn lục ựịa Phú Khánh

Theo tài liệu trọng lực thì phần phắa đông của bể Phú Khánh có dị thường âm với hình dạng gần ựẳng thước, ựộ sâu cực ựại nằm ở vùng giao ựiểm kinh tuyến

110020 đông và vĩ tuyến 130 Bắc, giới hạn phắa đông của trũng sụt lún này nằm gần kinh tuyến 1120 đông, sau ựó chuyển tiếp sang phần sâu của Biển đông

Còn theo tài liệu ựịa chấn khu vực phần phắa đông bể Phú Khánh là một ựới nâng phát triển theo hướng đB - TN, với chiều rộng trên 50 km và thu hẹp dần về phắa Tây Nam, ựây thực sự là một ựới nâng ngoài khép kắn ựới trũng trung tâm bể

Chiều dày trầm tắch Cenozoi ở ựây ựạt trên 10000 mét (chỗ dày nhất không kể chiều sâu nước biển, với thành phần trầm tắch cát kết, bột kết, sét kết trong ựó bột sét kết chiếm ưu thế và có các thành tạo ựá cacbonat)

Trong trũng này ựã phát hiện một số cấu tạo trong các ựới nâng tương ựối ngăn cách giữa các phụ trũng, là các thân cát tuổi Oligocen, ựây là khu vực tồn tại các tập ựá hạt mịn như sét và sét than ựược hình thành và phát triển trong môi trường ựồng bằng châu thổ, vũng vịnh, ven bờ Chúng giàu vật chất hữu ựược lắng ựọng nhanh và ựã trở thành ựá sinh chắnh ở bể trầm tắch này, vì vậy mà vùng này ựã ựược ựánh giá là khu vực Ộnguồn cungỢ hydrocacbua cho các cấu tạo trong vùng

Hình 1.11 Mặt cắt ựịa chấn Ờ cấu trúc qua Bắc bể Phú Khánh (tỷ lệ ngang

1/3.000.000, tỷ lệ ựứng 1/300.000) (Nguồn KC09-18/06-10)

* đới nâng trẻ (2):

đới nâng ngoài nằm ở phắa đông của bể và là một ựới nâng tạo nên sự khép kắn của bể Phú Khánh ở phắa đông và ngăn cách với ựới trũng sâu và ựới giãn ựáy Biển đông, ựới phát triển theo hướng đB - TN, là một ựới nâng tương ựối rộng nhưng thu hẹp dần về phắa Tây Nam bể, là một phần diện tắch không thể tách rời khỏi bể Phú Khánh đới nâng này là một ựới nâng trẻ Trong ựới này có nhiều hoạt ựộng tân kiến tạo như hoạt ựộng núi lửa trẻ có tuổi Pliocen.Trong ựới nâng ựã phát hiện ựược rất nhiều cấu tạo nhưng ở ựây rủi ro về tầng chắn tương ựối lớn và thời gian hình thành bẫy không tương ựồng với thời gian di cư dầu khắ trước ựó vì vậy khi ựánh giá tiềm năng dầu khắ có phần hạn chế

* đới sụt chuyển tiếp (3): ựới này nằm ở phắa Tây bể, ựới phát triển theo hướng

kinh tuyến, ựới ựược hình thành vào cuối Miocen trên và tiếp tục trong Pliocen Ờ đệ

tứ, ựới ngăn cách giữa thềm trong và thềm ngoài

* Thềm đà Nẵng (4)

Thềm đà Nẵng nằm ở phắa Tây Bắc bể Phú Khánh, thềm này phát triển theo phương Bắc-Nam, kéo dài từ Tây - Bắc bể ựến tận Bắc ựới trượt Tuy Hoà, là một thềm tương ựối bình ổn về mặt cấu trúc, ắt bị chia cắt bởi các hệ thống ựứt gãy, tuy nhiên cấu trúc cũng bị phức tạp hoá bởi ựới nhô của khối ựá móng cổ từ ựất liền kéo ra

Thềm này ựã ựược duy trì và ắt bị biến cải về hình dạng trong quá trình phát triển của bể trầm tắch Phú Khánh, ựặc biệt trong các pha tách giãn của Biển đông

Chiều dày trầm tắch Cenozoi ở ựây không lớn, có xu hướng tăng dần về phắa ựông, lấp ựầy các ựịa hào và bán ựịa hào là thành phần vật chất chủ yếu là các vụn lục nguyên cát, bột, sét và có cả ựá cacbonat, chúng phủ bất chỉnh hợp lên ựá móng trước Cenozoi

Thềm đà Nẵng nằm ở khu vực có chiều sâu nước biển nhỏ hơn 100 mét Diện tắch của thềm này không ựược ựánh giá cao về tiềm năng dầu khắ bởi trầm tắch Cenozoi ở ựây mỏng, thiếu vắng các trầm tắch Oligocen và Miocen sớm, ựặc biệt không phát hiện ựược cấu tạo nào có triển vọng, hơn nữa khả năng chắn kém và nằm

xa tầng sinh nên rủi ro lớn về về tiềm năng dầu khắ

* đới trượt Tuy Hoà (5):

đới trượt Tuy Hoà nằm ở phắa Nam bể Phú Khánh, là một ựới gồm nhiều ựứt gãy thuận trượt bằng trái phát triển theo hướng Tây Bắc - đông Nam, là các ựứt gãy lớn cả về chiều dài và biên ựộ dịch chuyển, những ựứt gãy này ựã ựược sinh thành và phát triển trong thời kỳ sụt lún Eocen- Oligocen- Miocen sớm Chúng bắt nguồn từ các

hệ thống ựứt gãy Sông Ba- Công Tum từ trong ựất liền và kéo dài ra biển với chiều dài hàng trăm km

đới trượt này phát triển theo phương TB - đN gần trùng với phương phát triển của hệ thống ựứt gãy chắnh ở bể Sông Hồng tại phần ựất liền miền Bắc Việt Nam, ựây

có thể ựược xem là ranh giới giữa bể Cửu Long, Nam Côn Sơn với bể Phú khánh

Chiều dày trầm tắch Cenozoi tại ựới này tương ựối lớn, bao gồm ựủ các thành tạo từ Oligocen cho ựến đệ Tứ, tại ựây ựã phát hiện nhiều cấu tạo kề ựứt gãy và các cấu tạo là các thể cacbonat bị nền và các ám tiêu san hô bị chôn vùi dưới các trầm tắch trẻ Oligocen muộn và Miocen sớm giữa, vì vậy ựới này ựược ựánh giá có tiềm năng về dầu và khắ

* đới phân dị Nam Phú Khánh (6): là ựới chuyển tiếp giữa Nam Phú Khánh và

Bắc bể Nam Côn Sơn, ựới có cấu trúc hết sức phức tạp, bị phân dị bởi các trũng nhỏ, ựịa hào và bán ựịa hào, chúng nằm xen kẹp với các khối nhô đây là ựới ựược phát hiện nhiều cấu tạo có triển vọng dầu khắ

* Trũng Bắc Tây Bắc ựới tách giãn (7): là một ựới trũng ựược hình thành trên

miền vỏ lục ựịa bị vát mỏng và thoái hóa, ựới này chịu tác ựộng trực tiếp của quá trình tách giãn Biển đông trong Miocen nên có cấu trúc bị phức tạp hóa bởi các ựứt gãy thuận

* đơn nghiêng phân dị Tây Nam Hoàng Sa Ờ Bắc Phú Khánh (8)

* đới nâng Tri Tôn (9):

Là phần cực Nam của ựới nâng Tri Tôn, thuộc cấu tạo bậc II của bể trầm tắch Sông Hồng, nó bị khống chế bởi hai ựứt gãy lớn có hướng phát triển chủ yếu là á kinh tuyến Tại ựây có chiều dày trầm tắch Cenozoi không lớn, nhưng các thể cacbonat phát triển mạnh

* Thềm Phan Rang (10)

Thềm Phan Rang nằm ở phắa Tây Nam bể Phú Khánh và Bắc bể Cửu Long, là phần rìa đông của ựới Công Tum, thềm này thưộc khuôn viên của bể Cửu Long (nên trên bản ựồ tác giả không phân tách), có cấu trúc cũng tương ựối bình ổn, ắt bị các ựứt gãy phân cắt, trong nó cũng tồn tại một số ựịa hào, bán ựịa hào hẹp và các ựịa luỹ nhỏ xen kẽ nhau, chúng ựược sinh thành trong quá trình sụt lún Chiều dày trầm tắch kainzoi thay ựổi từ vài chục mét ựến trên dưới 1000 mét, với thành phần trầm tắch chủ yếu là các vụn lục nguyên như cát bột và có cả cacbonat, chúng phủ bất chỉnh hợp lên móng trước Cenozoi

Cũng như thềm đà Nẵng, nó cũng ựược ựánh giá thấp về tiềm năng dầu và khắ bởi rủi ro lớn về sinh, chắn và bẫy

* địa hào Quãng Ngãi (11):

Là phần cực Nam của của ựịa hào Quảng Ngãi, thuộc bể trầm tắch Sông Hồng,

nó phát triển theo hướng Bắc Nam và ựược giới hạn và khống chế giữa hai ựứt gãy lớn

á kinh tuyến, ựịa hào này có xu hướng nâng dần về phắa Nam

1.3.3 đặc ựiểm kiến tạo ựứt gãy ở bể Phú Khánh

Trong bể trầm tắch Phú Khánh ựã phát hiện hàng loạt ựứt gãy có các ựặc ựiểm khác nhau về: dạng ựứt gãy, cơ chế hình thành, quy mô phát triển (về chiều dài cũng như biên ựộ dịch chuyển) tuổi hình thành và phương phát triển Từ những ựặc ựiểm trên có thể nói hệ thống ựứt gãy trong bể này khá phức tạp và ựược làm sáng tỏ [8, 16,

20, 24, 28]

- đứt gãy thuận cấp 1: hình thành do sụt lún nhiệt tạo các bể thứ cấp E31, E32,

N11, N12, N13 và N2 Ờ Q (hình 1.12)

Hình 1.12 Các ựứt gãy trượt bằng ựược phát hiện trên mặt cắt ựịa chấn-tuyến

AW-22 cắt qua bể Phú Khánh

- đứt gãy cấp 2 và cấp 3: là các ựứt gãy phân nhánh do quá trình nâng và nén

ép tạo ra (hình 1.13)

Hình 1.13 đứt gãy cấp 1, 2, 3 phát triển theo cơ chế tác ựộng nguồn lực và kế

thừa cắt trên tuyến VOR93-116

Hình 1.13 thể hiện dấu hiệu của sự nén ép ngang gây nên sự trượt bằng trên một ựứt gãy chắnh

đứt gãy cấp 2 kiểu trượt bằng ựã ựược phát hiện và tập trung chủ yếu ở phần Tây và phần phắa đông bể Chúng thường là các ựứt gãy trẻ so với ựứt gãy chắnh xảy

ra trong Holocen, làm chia cắt toàn bộ trầm tắch Oligocen ựến Pleistocen tạo nên các rãnh song song hướng kinh tuyến

a/ Theo thời gian hình thành và phát triển

Trong khuôn viên của bể Phú Khánh, các hệ thống ựứtt gãy ựã ựược hình thành

và phát triển trong thời kỳ tạo rift và tái hoạt ựộng lại trong các thời kỳ về sau

- Tại nóc Miocen trên: Tại mặt nóc Miocen trên chỉ phát hiện một số ắt ựứt

gãy chủ yếu tập trung ở phần phắa Bắc và đông Nam bể

- Tại nóc Miocen giữa: Tại mặt nóc Miocen giữa cũng phát hiện ở phần phắa

đông Nam và bắc bể, chúng ựều là các ựứt gãy thuận

- Tại nóc Miocen dưới: Tại mặt nóc Miocen dưới ựã phát hiện ựược nhiều ựứt

gãy hơn so với các mặt nóc Miocen giữa và trên, chúng phát triển theo hướng á kinh tuyến và tập trung ở phần phắa Tây bể, còn phần phắa đông Nam bể cũng ựã xuất hiện

nhiều ựứt gãy hơn, chúng ựều là các ựứt gãy thuận (Miocen dưới)

- Tại nóc Oligocen: Tại mặt nóc Oligocen phát hiện ựược rất nhiều ựứt gãy

hơn so với các mặt nóc Miocen dưới, chúng phát triển theo các hướng chắnh là: á kinh tuyến, đB-TN, TB-đN và cả á vĩ tuyến, ựược phân trải gần như toàn bộ diện tắch bể

Phú Khánh, chúng ựều là các ựứt gãy thuận (Eocen? Oligocen)

- Tại nóc móng trước đệ Tam: Tại mặt nóc móng trước đệ Tam phát hiện ựược

rất nhiều ựứt gãy hơn so với các mặt nóc Oligocen, chúng ựều là các ựứt gãy thuận, ựược sinh ra và hoạt ựộng trong giai ựoạn trước tạo rift và và hầu hết ựứt gãy sinh ra trong thời ựồng tạo rift, chúng xuyên cắt vào móng

b/ Theo hướng phát triển

Xét theo hướng phát triển của các ựứt gãy trong bể Phú Khánh có thể phân ra 4

hệ thống ựứt gãy chắnh:

- Hệ thống ựứt gãy phát triển hướng đB Ờ TN: Hệ ựứt gãy đB- TN phát triển

và tập trung ở phần phắa đông bể, chúng ựược hình thành theo cơ chế căng tách dẫn ựến sự hình thành và phát triển Những ựứt gãy này ựược hình thành và phát triển chủ yếu vào thời kỳ Eocen - Oligocen và tiếp tục phát triển trong thời kỳ Miocen sớm Như vậy, các ựứt gãy hệ đB- TN phát triển ở hai thời ựiểm khác nhau trùng với hai

pha căng giãn trong thời kỳ tạo rift Pha thứ nhất vào Eocen- Oligocen và pha thứ hai

vào Miocen dưới Chúng ựóng vai trò lớn trong sự hình thành và phát triển của phần

phắa đông bể

- Hệ thống ựứt gãy phát triển hướng á vĩ tuyến: đây là những ựứt gãy ựơn lẻ và

ựược phát triển chủ yếu ở trung tâm bể, có cường ựộ hoạt ựộng tương ựối bé so với các

hệ thống ựứt gãy khác Những ựứt gãy á vĩ tuyến không ựóng vai trò quan trọng trong

sự phân chia của các phụ ựới trong bể

- Hệ thống ựứt gãy phát triển hướng á kinh tuyến: Bao gồm toàn bộ các ựứt gãy

phát triển cùng phương ựã ựược hình thành và phát triển trong bể trầm tắch Phú Khánh

và chúng tập trung chủ yếu ở phần phắa Tây bể đây là hệ ựứt gãy ựóng vai trò quan

trọng trong sự hình thành và phát triển của bể trầm tắch này và chúng có vai trò lớn

trong sự phân chia cấu trúc bể ra các ựới cấu trúc khác nhau, ựó là ựới phắa Tây và ựới

phắa đông Trong hệ thống ựứt gãy này ựáng chú ý nhất là các ựứt gãy phát triển cùng

phương và hòa nhập với hệ ựứt gãy 109, chúng là những ựứt gãy sinh thành trước thời

kỳ tạo rift và tái hoạt ựộng lại trong suốt giai ựoạn tạo rift của bể trầm tắch này Những

ựứt gãy này tái hoạt ựộng lại và tạo nên một ựới phá hủy rộng khoảng 30 ựến 50 km và

tạo nên một ựới sụt chuyển tiếp giữa thềm trong và thềm ngoài ở bể Phú Khánh (hình

1.14)

THỀM TRONG

THỀM NGOÀI

đỚI SỤT CHUYỂN TIẾP

Hình 1.14 Mặt cắt ựịa chấn-cấu trúc cắt từ Tây sang đông (tuyến VOR93-108)

tỷ lệ ngang 1/1.000.000, tỷ lệ ựứng 1/100.00)

- Hệ thống ựứt gãy có phương Tây Bắc - đông Nam: Hệ thống ựứt gãy có

phương TB - đN là hệ thống ựứt gãy trẻ, là những ựứt gãy thuận trượt bằng trái,

hướng cắm tương ựối thẳng ựứng, tập trung chủ yếu vào khu vực của ựới trượt Tuy

Hòa ở phắa Nam bể Các ựứt gãy trong hệ thống này ựược kéo dài từ Sông Ba - Công

Tum ra tận ngoài biển, là các ñứt gãy phát triển mạnh cả về chiều dài cũng như biên ñộ dịch chuyển, chúng phát triển từ móng qua Oligocen và lên ñến Miocen giữa và có rất nhiều ñứt gãy phát triển lên tận Miocen muộn mới ngưng nghỉ, là các ñứt gãy ñóng vai trò quan trọng trong quá trình hình và phát triển của ñới trượt Tuy Hòa

c/ Theo cấp bậc vai trò của các ñứt gãy: Nếu xét theo vai trò của ñứt gãy ñối

với sự hình thành và phát triển của bể trầm tích này có thể phân ra 3 cấp khác nhau:

cấp 1, cấp 2 và cấp 3 (như ñã mô tả ở phần trên)

Hình 1.15 Bản ñồ phân bố hệ thống ñứt gãy bể Phú Khánh

(Theo Trần Nghi, 2013)

1.3.4 Lịch sử phát triển ựịa chất Cenozoi bể Phú Khánh

Hiện nay ựang có hai quan ựiểm khác nhau về lịch sử phát triển ựịa chất khu vực phắa Tây bể Phú Khánh Quan ựiểm của các nhà ựịa chất từ trước kia cho rằng lịch

sử phát triển ựịa chất có thể ựược phân chia thành 3 giai ựoạn chắnh và ựược làm sáng

tỏ qua phương pháp phục hồi: giai ựoạn tiền tạo rift, ựồng tạo rift và sau tạo rift Tuy nhiên, mới ựây GS Trần Nghi (Trường đại học Khoa học Tự nhiên, đHQGHN) lại cho rằng lịch sử phát triển ựịa chất của khu vực trải qua 4 giai ựoạn: Giai ựoạn trước sụt lún nhiệt, giai ựoạn sụt lún nhiệt dạng tuyến (E2 Ờ E3), giai ựoạn sụt lún nhiệt mở rộng có chu kỳ (N11 Ờ N13) và giai ựoạn tạo thềm hiện tại (N2 - Q)

1.3.4.1 Quan ựiểm thứ 1[1, 4, 7, 25, 26, 28]

a Giai ựoạn tiền rift (Creata muộn - Eocen)

Trong giai ựoạn Creta muộn, quá trình thúc trồi của phần Tây Nam Biển đông ựược chi phối chủ yếu bởi các hoạt ựộng trượt bằng ngang ở các hệ thống ựứt gãy Sông Hồng, Tuy Hòa và Three Pagoda Trong Creta muộn Ờ Paleocen hoạt ựộng phun trào axit xảy ra trên diện rộng, hoạt ựộng bào mòn mạnh mẽ tiếp nối sau hoạt ựộng nâng trồi Trong Eocen dưới, do tác ựộng của chuyển dịch, va mảng Ấn độ với mảng

Âu Á, ựưa lại kết quả là phát triển khu vực hút chìm mới theo hướng đông Bắc Ờ Tây Nam Hoạt ựộng này tạo ra Biển đông cổ Hoạt ựộng căng giãn khởi ựầu trong thời gian này làm giập vỡ móng trước đệ Tam (ựã từng cố kết và gắn liền với ựịa khối Kon Tum) tạo tiền ựề cho cho bể Phú Khánh ựược hình thành như là hệ quả của chuyển ựộng dịch chuyển và quay của khối Indochina, cũng như sự căng giãn ựi liền với chuyển ựộng quay và mở rộng Biển đông

b Giai ựoạn ựồng tạo rift (Eocen - Oligocen)

Quá trình hút chìm của Biển đông cổ dọc theo máng Bắc Borneo tiếp diễn, tạo

ra các ứng suất căng giãn trong mảng hút chìm làm tăng thêm sức kéo căng của rìa Indochina và ựỉnh cao nhất của hoạt ựộng này là tạo ra sự giãn ựáy biển ở vùng nước sâu của Biển đông vào giữa Oligocen đây là pha hoạt ựộng tách giãn mạnh nhất, diễn

ra gần như ựồng thời trong tất cả các bể trầm tắch đệ Tam phắa Tây Nam Biển đông

Ở bể Phú Khánh pha này khởi ựầu cho sự hình thành, phát triển các ựịa hào song song với hướng mở của Biển đông và tạo môi trường trầm tắch cận lục ựịa Hoạt ựộng sụt

lún và mở rộng ở vùng này ựạt quy mô cực ựại trong Oligocen Các yếu tố cấu tạo chắnh, dương hoặc âm ở bể Phú Khánh ựược hình thành trong pha ựồng tạo rift chắnh, với trường ứng suất dọc và ngang chiếm ưu thế trong vùng Tuy nhiên, biến dạng nén

ép cũng xảy ra ở một vài ựứt gãy trượt bằng (strike-slip faults) kết hợp với nén ép nghiêng Sự căng giãn và sụt lún ựồng thời với tách giãn của bể Phú Khánh ựược diễn

ra song hành với hoạt ựộng trầm ựọng vật liệu vụn thô và vật liệu phun trào Giai ựoạn nâng lên ựược kết thúc bằng một bất chỉnh hợp bào mòn mang tắnh khu vực ở giới hạn tiếp xúc giữa Oligocen Ờ Miocen, ựánh dấu cho tắnh phân dị của các hoạt ựộng kiến tạo trong vùng Và kết thúc giai ựoạn tạo rift sớm, sau một thời gian ngưng nghỉ thì pha tạo rift muộn tiếp tục trong Miocen, nhưng cường ựộ hoạt ựộng yếu dần và kết thúc vào cuối Miocen dưới, chấm dứt thời kỳ tạo rift

c Lún chìm khu vực sau tạo rift (Miocen giữa Ờ Pliocen Ờ đệ tứ)

Vào Miocen dưới bắt ựầu hoạt ựộng lún chìm nhiệt, phát triển từ từ về phắa đông và ựược xem là thời ựiểm bắt ựầu của hoạt ựộng sau rift Việc giảm tốc ựộ nâng trồi về phắa đông Nam của khối Indochina trong giai ựoạn này làm cho hoạt ựộng trượt bằng trái ở ựứt gãy Sông Hồng cũng giảm và ựánh dấu sự chấm dứt hiện tượng quay các khối trên diện rộng Phương căng giãn Biển đông ựược chuyển ựổi từ Bắc Ờ Nam sang Tây Bắc Ờ đông Nam và hiện tượng ựảo ngược của khu vực hút chìm Biển đông từ hướng về phắa đông sang hướng về phắa Tây cũng xảy ra trong thời gian này Vào giai ựoạn giữa và cuối của Miocen giữa có hai biến cố kiến tạo ựáng chú ý ựã xảy

ra ựánh dấu bằng hiện tượng ựảo ngược nội bể mà nguyên nhân chắnh có lẽ liên quan tới sự va chạm giữa hai mảng Á Ờ Úc kéo theo sự hình thành các giai ựoạn bào mòn hoặc không lắng ựọng trầm tắch rất ựiển hình, thể hiện bằng các bất chỉnh hợp rõ ràng trên các lát cắt ựịa chấn Trong Miocen giữa, trường ứng suất chủ ựạo là nén ép ngang, dẫn tới sự nghịch ựảo kiến tạo, hình thành các cấu tạo hình hoa trong các loạt trầm tắch Dọc theo một số ựứt gãy lớn cắt ngang sườn nghiêng của bể Phú Khánh ựồng thời cũng xảy ra các biến dạng ứng suất ngang rất ựặc trưng

Trong Miocen trên, toàn bộ khu vực Biển đông chủ yếu chịu lực nén ép, lực này cùng với hệ ựứt gãy trượt bằng phải ở thềm lục ựịa Việt Nam có lẽ ựã trở thành

ựộng lực tạo ra sự nâng lên tạm thời cũng như sự ựảo ngược từng phần của bể Phú Khánh vào cuối Miocen trên tạo mặt bào mòn mang tắnh khu vực

Vào Pliocen, hoạt ựộng biển tiến ảnh hưởng rộng khắp khu vực Biển đông Cũng như các bể khác trong khu vực, bể Phú Khánh ựược các thành tạo trẻ Pliocen Ờ

đệ Tứ phủ bất chỉnh hợp lên trên mặt bào mòn Miocen trên, nhưng vì thời gian và mức ựộ bào mòn không lớn nên ranh giới giữa Miocen trên và Pliocen rất khó xác ựịnh trên các mặt cắt ựịa chấn

Các nhà ựịa chất Phan Văn Quýnh, Tạ Trọng Thắng (trường đại học Khoa học

Tự nhiên Ờ đại học Quốc gia Hà Nội) cho rằng bể Phú Khánh hình thành trên các võng tạo núi ựầu Paleogen với sự lấp ựầy các thành tạo molas lục ựịa (pha tạo núi cách ựây 50 triệu năm) và cấu trúc bể ựược hình thành, phát triển trên cơ chế chắnh là kéo toạc dọc theo các ựới biến dạng ranh giới nêm thúc trồi (extrusion) Indochina

1.3.4.2 Quan ựiểm thứ 2[17, 18, 32]

Như chúng ta ựã biết sự hình thành và phát triển của bể Phú Khánh gắn liền với

sự tách giãn ựáy của vỏ lục ựịa ở khu vục Biển đông Sự phát triển này nó cũng tương ựồng với sự phát triển của một số bể trầm tắch khác trong khu vực Biển đông, ựặc biệt

là sự tương ựồng trong các chu kỳ lớn

Với kết quả ựã ựược công bố trong các công trình nghiên cứu của các nhà khoa học như M.Lônglay-1997 và L.A.Lawver-1994, cùng với các công trình nghiên cứu của nhóm tác giả qua phương pháp thành lập và phân tắch mặt cắt phục hồi, một phương pháp tối ưu về nghiên cứu lịch sử tiến hóa ựịa chất của một bể trầm tắch để làm sáng tỏ lịch sử tiến hoá ựịa chất của bể trầm tắch này tác giả ựã sử dụng phương pháp thành lập và phân tắch một loạt mặt cắt phục hồi cắt qua các ựới cấu trúc chắnh của bể trầm tắch Phú Khánh (hình 1.16, 1.17, 1.18)

Từ kết phân tắch mặt cắt phục hồi ựã cho thấy quá trình tiến hoá kiến tạo của bể trầm tắch Phú khánh ựã gắn liền với sự phát triển của thềm lục ựịa Việt Nam nói riêng

và sự phát triển của Biển đông nói chung, sự phát triển ựó ựã ựược làm sáng tỏ hơn khi tiến hành phân tắch kết quả của các mặt cắt phục hồi ựã ựược thành lập và cho thấy lịch sử ựó ựã trải qua 4 giai ựoạn chắnh sau:

- Giai ựoạn trước sụt lún nhiệt

- Giai ựoạn sụt lún nhiệt dạng tuyến (E2 Ờ E3)

- Giai ựoạn sụt lún nhiệt mở rộng có chu kỳ (N11 Ờ N13)

- Giai ựoạn tạo thềm hiện tại (N2 - Q)

a Giai ựoạn trước sụt lún nhiệt

Vào Kreta muộn (khoảng 90 triệu năm) thì lãnh thổ đông Dương ựang ựược gắn liền với Nam Trung Hoa và cấu thành rìa Nam của lục ựịa bền vững Âu-Á, trong thời kỳ này, nếu xét theo mô hình trượt bằng trái dọc theo ựứt gãy Sông Hồng thì vi mảng đông Dương còn nằm cách vị trắ hiện tại khoảng 500km xa về Tây Bắc so với hiện tại khoảng vĩ ựộ 15-200 Bắc và có trục cổ từ lệch 20-300 sang trái so với hiện tại Các ựứt gãy Sông Hồng, 1090 bắt ựầu hoạt ựộng tạo ựiều kiện cho khối lục ựịa đông Dương xoay phải và trượt xuống đông Nam Dọc các ựứt gãy này hình thành các trũng Cenozoi mà trong ựó có trũng Phú Khánh, lấp ựầy trũng này là các trầm tắch lục ựịa Eocen

đây là thời kỳ xảy ra hàng loạt các biến cố kiến tạo trong khu vực và vùng kề cận, ựó là quá trình thúc trồi của phần Tây Nam Biển đông ựược chi phối bởi các hoạt ựộng trượt bằng ngang của các ựứt gãy lớn như ựứt gãy Sông Hồng, Tuy Hoà, Three pagodaẦ trong Creta muộn-Eocen sớm, các hoạt ựộng phun trào xảy ra trên diện rộng

và sau ựấy là hoạt ựộng bào mòn mạnh tiếp theo sau ựó

Trong Eocen sớm do tác ựộng của sự chuyển dịch các mảng lớn dẩn ựến sự va chạm giữa mảng Ân độ húc vào mảng Âu-Á tạo nên một ựới hút chìm mới theo hướng đông Bắc Ờ Tây Nam và hoạt ựộng này tạo nên tiền ựề cho sự hình thành bể Phú khánh

b Giai ựoạn sụt lún nhiệt dạng tuyến (E 2 Ờ E 3 )

Vào thời kỳ Eocen-Oligocen sự hoạt ựộng giãn ựáy của Biển đông là sự khởi ựầu cho sự hình thành và phát triển các ựịa hào trong bể Phú Khánh mà các ựịa hào này có hướng song song với hướng mở của Biển đông và ựây là pha hoạt ựộng tách giãn mạnh nhất và tạo ra môi trường trầm tắch lục ựịa và cận lục ựịa Các cấu tạo dương, âm chắnh ở bể Phú Khánh ựã ựược hình thành, với những ứng suất dọc và

ngang chiếm ưu thế trong vùng, tuy nhiên biến dạng nén ép cũng ựã xảy ra làm một số ựứt gãy trượt bằng Sự căng giãn và sụt lún ựồng thời với tách giãn ở bể Phú Khánh trong thời kỳ này ựã song hành với hoạt ựộng lắng ựọng vật liệu thô và vật liệu phun trào Vào cuối Oligocen toàn bộ khu vực này ựược nâng lên, bị bào mòn và kết thúc bằng một bất chỉnh hợp manh tắnh khu vực giữa Oligocen và Miocen và ựó cũng là sự kết thúc của pha sụt lún

c Giai ựoạn sụt nhiệt mở rộng có chu kỳ (Miocen)

đến ựầu Miocen sớm sự hoạt ựộng tái sụt lún lại tiếp tục diễn ra ở khu vực này, nhưng cường ựộ hoạt ựộng không mạnh bằng trong pha sụt lún nhiệt, một số lớn những ựứt gãy ựược sinh thành trong thời kỳ sụt lún trước ựó tái hoạt ựộng lại, ựồng thời một số ựứt gãy mới ựược sinh thành cùng ựồng hoạt ựộng

Vào Miocen giữa ựã xảy ra hai biến cố trong khu vực, biến cố ựầu ựược ựánh dấu bằng hiện tượng ựảo ngược nội bể mà nguyên nhân chắnh là sự va chạm giữa hai mảng Á-Úc và kéo theo sự nâng trồi, bào mòn hoặc không lắng ựọng trầm tắch, nó ựược thể hiện bằng mặt bắt chỉnh hợp thể hiện rõ trên các mặt cắt ựịa chấn

Biến cố thứ hai là chuyển ựộng nghịch ựảo, theo kết quả phân tắch tài liệu cho thấy trường ứng suất chủ ựạo là nén ép ngang dẫn ựến sự chuyển ựộng nghịch ựảo kiến tạo và hình thành các cấu tạo dạng hình hoa (flower stractures) trong các loạt trầm tắch (Hình 1.17)

Trong Miocen muộn không chỉ riêng bể Phú khánh mà gần như toàn bộ khu vực biển đông ựã chịu một lực nén ép kiến tạo, lực này cùng với hệ ựứt gãy trượt bằng phải ở thềm lục ựịa Việt Nam, là ựộng lực chắnh tạo nên sự nâng lên cũng như sự ựảo ngược tầng phần của bể trầm tắch này dẫn ựến sự nâng trồi và bào mòn vào cuối Miocen muộn ựồng thời tạo nên mặt bào mòn mang tắnh ựịa phương

d Giai ựoạn tạo thềm hiện tại (N 2 - Q)

Vào thời kỳ Pliocen, pha biển tiến ựã ảnh hưởng rộng khắp trên toàn bộ khu vực Biển đông trong ựó có cả bể trầm tắch Phú Khánh, các vật liệu trầm tắch ựược vận chuyển từ phắa Tây và Bắc xuống phủ bất chỉnh hợp lên mặt nóc Miocen Trên mặt cắt ựịa chấn trầm tắch Pliocen thể hiện sự khác biệt với các thành tạo trước ựó của Miocen

và Oligocen với các trường sóng trắng hơn, các ranh giới phản xạ yếu hơn, các trục ñồng pha liên tục, phân lớp song song xen lẫn các trục ñồng pha xiên chéo, chúng ñặc trưng cho môi trường trầm tích biển nông hoặc ñầm lầy vũng vịnh, ñến thời kỳ Pliocen thì ranh giới giữa các bể trầm tích trong khu vực gần như bị xóa nhòa và toàn bộ khu vực trở nên một sự thống nhất

Hình 1.16 Mặt cắt phục hồi theo tuyến SVOR93-102 qua bể Phú Khánh

(tỷ lệ ngang 1/700.000, tỷ lệ ñứng 1/100.00)

Hình 1.17 Mặt cắt phục hồi theo tuyến SVOR93-115 qua bể Phú Khánh

(tỷ lệ ngang 1/1.000.000, tỷ lệ ñứng 1/100.00)

Hình 1.18 Mặt cắt phục hồi theo tuyến SVOR93-106

và CSL07-11 bể Phú Khánh (tỷ lệ ngang 1/2.000.000, tỷ lệ ñứng 1/300.00)

CHƯƠNG 2 LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU, CƠ SỞ TÀI LIỆU

VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU

Bể Phú Khánh ựã ựược nhiều ựề tài và dự án nghiên cứu và tiếp cận ở các góc

ựộ khác nhau: [16, 28]

- Năm 1920, lần ựầu tiên bể Phú Khánh ựược nghiên cứu phần ựất liền sát phắa Tây, ựặc biệt trong công tác khảo sát lập bản ựồ tỷ lệ 1/500.000 vùng đà Nẵng (1935), Nha Trang (1937) và Quy Nhơn (1942)

- Từ 1970- 1993 các ựề tài hợp tác của Tập ựoàn dầu khắ với các công ty dầu khắ nước ngoài chủ yếu là triển khai các nhiệm vụ tìm kiếm và thăm dò dầu khắ Vấn

ựề ựịa tầng phân tập và trầm tắch luận chưa ựược quan tâm nghiên cứu

- Gwang H Lee and Joel S Watkins, 1998, trong công trình ựịa tầng phân tập ựịa chấn và tiềm năng dầu khắ bể Phú Khánh, ựã tiến hành phân tắch bối cảnh ựịa chất kiến tạo, tác ựộng của mở Biển đông dẫn ựến hình thành một loạt bể dọc theo rìa biển Bắc và rìa biển Tây lục ựịa, ựó là các bể: Châu Giang, Vịnh Bắc Bộ, Sông Hồng (Bắc Bộ), Quảng Ngãi, Nam Hải Nam, Phú Khánh, Cửu Long, Nam Côn Sơn đã xác lập 6 bất chỉnh hợp khu vực trong bể Phú Khánh (từ SB1 ựến SB6)

Bằng phân tắch các mặt bất chỉnh hợp và ựặc ựiểm ựịa tầng, tác giả xác lập lịch

sử hình thành bể Phú Khánh theo 2 pha: pha 1 Ờ ựồng rift, pha 2 Ờ sau rift Pha 2 Ờ sau rift ựược ựặc trưng bởi quá trình sụt lún nhiệt Trong pha này không có các bất chỉnh hợp góc, ựiều ựó chứng tỏ bể Phú Khánh sụt lún ựơn ựiệu, không có các khối nâng hoặc các khối nâng nhiệt

Tác giả ựã phân tắch ựánh giá hệ thống sinh, chứa, chắn và ựưa ra kết luận về tiềm năng chứa và các chỉ số hydrocacbon có nhiều triển vọng

đây là công trình nghiên cứu khá ựồng bộ về bể Phú Khánh Tuy nhiên về cơ chế hình thành bể ựược nhắc ựến nhưng thiếu luận giải

- Giai ựoạn 2000- 2002 ựề tài cấp nhà nước KC-09 do Nguyễn Huy Quý làm chủ biên ỘNghiên cứu cấu trúc ựịa chất, lịch sử tiến hóa ựịa ựộng lực và tiềm năng dầu

khí vùng nước sâu xa bờ” Nhiệm vụ ñề tài chủ yếu là nghiên cứu cấu trúc ñịa chất và lịch sử hoạt ñộng kiến tạo từ Oligocen ñến Miocen vùng Trường Sa, Tư Chính- Vũng Mây và một phần bể Phú Khánh

- Giai ñoạn 1995- 2000 dự án ENRECA pha I hợp tác giữa Viện Dầu khí với Cục ðịa chất ðan Mạch ñã tập trung nghiên cứu ñịa chấn, ñịa tầng phân tập và mô hình hóa bể

- Từ năm 2005 tới nay, công tác tìm kiếm thăm dò dầu khí ở bể trầm tích này không ngừng ñược ñẩy mạnh, như khảo sát ñịa chấn ñược tập trung vào những khu vực có triển vọng nhất và ñẩy mạnh sự hợp tác với các công ty dầu khí nước ngoài và cho ñến nay ñã thực hiện ñược 3 giếng khoan tìm kiếm dầu khí tại các lô 124 và 127, với các giếng khoan 124-HT-1X, 124-CMT-1X và 127-NT-1X, tuy nhiên những giếng khoan này chưa gặp ñược các dầu khí có tính công nghiệp và hiện nay nhiều công trình nghiên cứu và tổng hợp ñang ñược ñẩy mạnh ở khu vực này [16, 23, 24]

Tuy nhiên sau những kết quả nghiên cứu này vẫn còn tồn tại nhiều vấn ñề sau ñây cần phải ñược tiếp tục nghiên cứu:

1- Phân tích tướng và tích hợp giữa tướng trầm tích và các miền hệ thống (LST, TST và HST) theo không gian và thời gian

2- Vai trò ñứt gãy ñồng trầm tích ñối với cấu tạo nêm tăng trưởng và tăng bề dày trầm tích ñột biến

3- Cần phân tích các kiểu hoạt ñộng biến dạng và xử lý chúng ñể xây dựng các mặt cắt phục hồi các bể thứ cấp tránh nhầm lẫn cấu tạo của ñá trầm tích nguyên thủy với cấu tạo do biến dạng như cấu tạo “lượn sóng”, “nghiêng song song”, “chống ñáy”,

“chống nóc”…

4- Cần nghiên cứu xây dựng phương pháp và quy trình thành lập bản ñồ tướng

ñá cổ ñịa lý trên cơ sở ñịa tầng phân tập trong ñó các miền hệ thống ñược coi là khoảng thời gian cần thể hiện

5- Vẽ bản ñồ ñẳng dày trên cơ sở các “giả ñịa hào” và “giả ñịa lũy” ñã dẫn ñến sai lầm khi xác ñịnh miền xâm thực và miền tích tụ trầm tích của bản ñồ tướng ñá- cổ ñịa lý

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.2.1 Phương pháp luận

ðể nhận biết về lịch sử tiến hóa trầm tích phải xem xét bản chất các thực thể trầm tích gắn liền với cơ chế và quá trình thành tạo ra chúng dưới tác ñộng ñan xen của các yếu tố ñộng lực nội, ngoại sinh quan trọng sau ñây: [13, 14, 15, 29, 30]

- Chuyển ñộng kiến tạo

- Thay ñổi mực nước biển

- Môi trường trầm tích (chế ñộ thủy ñộng lực và ñịa hóa môi trường)

Chuyển ñộng kiến tạo ñịa phương là yếu tố quan trọng quyết ñịnh quá trình hình thành vật liệu vụn, hình thái ñịa hình của vùng xâm thực và ñáy bể trầm tích, là một trong những nguyên nhân làm thay ñổi mực nước biển tương ñối Hoạt ñộng kiến tạo mạnh hình thành vật liệu thô, làm ñịa hình phân dị mạnh, gia tăng quá trình hình thành và vận chuyển vật liệu vụn, thay ñổi cấu trúc trầm tích Chế ñộ kiến tạo bình ổn tạo ñiều kiện hình thành trầm tích hạt mịn, bề dày ổn ñịnh trên diện rộng

Thay ñổi mực nước biển là nhân tố trực tiếp làm thay ñổi môi trường trầm tích dẫn ñến thay ñổi thành phần và cấu trúc trầm tích

Thành phần vật chất và cấu trúc trầm tích ghi lại trung thực các quá trình ñịa chất, giúp khôi phục lại lịch sử ñể xây dựng nên bức tranh tiến hóa sinh ñộng của trầm tích:

- Hệ số S0, R0, Sf cho phép luận giải ñược môi trường, chế ñộ thủy ñộng lực, quãng ñường vận chuyển vật liệu trầm tích Thành phần ñộ hạt (Md) cho phép xác ñịnh chế ñộ thủy ñộng lực, chế ñộ kiến tạo

- Thành phần khoáng vật sét và các chỉ tiêu ñịa hóa môi trường (pH, Eh, Fe+2S,

Fe+3, Kt,…), thành phần cổ sinh giúp xác ñịnh tướng trầm tích, ñặc tính ñịa hóa của môi trường trầm tích và ñiều kiện cổ khí hậu

- Cấu trúc trầm tích phản ánh ñiều kiện môi trường thành tạo trầm tích, chế ñộ kiến tạo và tiến trình dao ñộng mực nước biển tương ñối