* 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 gi
KHÁI QUÁT ðẶC ðIỂM ðỊA CHẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU 9 1.1 VỊ TRÍ ðỊA LÝ KHU VỰC NGHIÊN CỨU
ðỊA TẦNG
Dựa trên kết quả giải thích và tổng hợp tài liệu địa vật lý, chủ yếu dựa vào địa chấn phản xạ kết hợp với dữ liệu giếng khoan, nghiên cứu được thực hiện trong khu vực nghiên cứu và các vùng lân cận như Nam Bể Sông Hồng, Bắc Cửu Long và Nam Côn Sơn nhằm phân chia địa tầng và xác định các mặt bất chỉnh hợp (hình 1.2, 1.3) Các kết quả tham khảo từ các nguồn [3, 8, 16, 20, 28].
Hỡnh 1.2 Mặt cắt ủịa chấn tuyến VOR 93-106
Hỡnh 1.3 Mặt cắt ủịa chấn khu vực CSL07-11 1.2.1 Thành tạo móng trước ðệ Tam
Móng trước hệ Tam ở bể Phú Khánh là tập hợp các thành tạo magma và biến chất có tuổi và thành phần khác nhau Trong số đó, các thành tạo granit tuổi Creta bị phong hóa và nứt nẻ cho thấy khả năng phát triển rộng ở vùng thềm Phan Rang, liên quan đến khu vực cắt trượt Tuy Hòa và thềm Đà Nẵng.
1.2.2 ðịa tầng trầm tích ðệ Tam
Đến nay, trong khu vực bể Phỳ Khỏnh đang tiến hành khoan 3 giếng tìm kiếm dầu khí ở phía Tây bể Đối tượng địa chất chính là các thành tạo carbonat.
Hỡnh 1.4 Cột ủịa tầng tổng hợp giếng khoan 124-CMT-1X
Hỡnh 1.5 Cột ủịa tầng tổng hợp giếng khoan 127-NT-1X
Hỡnh 1.6 Cột ủịa tầng tổng hợp giếng khoan 127-NT-1X
Trầm tích Paleocen–Eocen được hình thành trong các graben, thành phần chính là trầm tích hạt thô và sạn cuội kết ở phần dưới Theo tài liệu địa chấn, các lớp trầm tích này thể hiện qua các tín hiệu sóng phản xạ có độ liên tục không cao, cho thấy sự phức tạp của tầng chứa và sự biến động của nền đá cơ sở.
Trầm tích Oligocen phủ bất chỉnh hợp lên trầm tích Eocen, gồm các thành tạo mịn như sét và phù sa bùn, xen kẽ với các lớp than Trên mặt cắt địa chấn, các trầm tích này được nhận diện là một tập hợp các phản xạ liên tục ở mức trung bình và tần số thấp, có vùng phản xạ dạng lộn xộn và một vùng phản xạ có biên độ cao Độ dày trầm tích biến thiên từ vài trăm mét ở phía rìa bể đến vài chục mét ở phần trung tâm Các lớp than giàu vật chất hữu cơ, có nguồn gốc từ đầm lầy và nước lợ, là nguồn đá mẹ tiềm năng cho dầu khí trong bể Phú Khánh.
Trầm tích Miocen nằm dưới phủ bất chỉnh hợp trên các trầm tích Oligocen Dữ liệu địa chấn cho thấy khu vực này được đặc trưng bởi các phản xạ song song, biên độ phản xạ từ thấp đến cao, và sự liên tục trung bình với dạng dốc thoải Phía Bắc có dạng nêm lấn dựa trên các quạt phù sa hoặc quạt aluvia, nơi các phản xạ biên độ cao được gặp ở các vị trí có thành tạo carbonat thềm.
Các thành tạo Miocen chủ yếu là trầm tích carbonate, thể hiện ở các môi trường trầm tích đa dạng như đầm lầy, hồ chứa than và vùng biển nội cũng như ven bờ Sự phân bố của trầm tích carbonate cho thấy sự biến đổi của điều kiện thủy văn và khí hậu qua thời kỳ Miocen, đồng thời cung cấp những cơ sở quan trọng để tái hiện lịch sử địa chất của khu vực.
Các tầng đá than và trầm tích Miocen nằm dưới nền hồ và vũng vịnh được xem là nguồn dầu mẹ của bể Phú Khánh Chiều dày trầm tích ở vùng trũng Phú Khánh có thể lên tới hơn 2000 mét, cho thấy tiềm năng dầu khí của khu vực này là rất lớn và cần được đánh giá kỹ lưỡng để xác định triển vọng khai thác.
Trầm tích Miocen được nhận diện và liên kết trên dữ liệu địa chấn với các đặc điểm chính là các phản xạ song song hoặc gần song song, biến đổi từ mức thấp lên mức cao, tính liên tục và tần số trung bình của tín hiệu Các mặt phản xạ này thể hiện hiện tượng onlap ở vùng ven bờ và downlap ở vùng nước sâu, giúp xác định bối cảnh địa tầng và quá trình hình thành trầm tích Miocen trong khu vực nghiên cứu.
Trên thềm Tây và thềm Bắc của bể Phú Khánh, trầm tích Miocen giữa có nguồn gốc chủ yếu từ vật liệu được cung cấp từ khu vực lân cận Trong phần phía Nam của bể Phú Khánh, các tập trầm tích thuộc vịnh Oligocen và Miocen ở phía dưới bị chôn vùi dưới các lớp cát, sét và cacbonat trầm tích thời Miocen giữa.
Trong Miocen, các hệ tầng chảy rối phổ biến hình thành quạt bồi tích ngầm dọc theo sườn nghiêng của bể Phú Khánh, tạo nên các tầng chứa tiềm năng cho tích tụ dầu khí Dọc theo rìa thềm phía đông, carbonate thềm cũng phát triển Các khối nâng carbonate nhô lên khỏi mặt nước biển chỉ xuất hiện ở vài nơi trên các mặt cắt địa chấn và thường là các khối đứt gãy nhô cao Đá dăm kết và san hô ở mặt trước carbonate được phát triển và trầm tích dọc theo các đụn xuất hiện không nhiều nhưng cũng là những đối tượng chứa cần lưu ý khi đánh giá tiềm năng dầu khí.
Trầm tích Miocen được nhận biết chủ yếu thông qua các phản xạ địa tầng cho thấy sự sắp xếp song song và có mức phân kỳ nhẹ, biến đổi từ thấp đến trung bình Tính liên tục của lớp ở phía Tây bể được đánh giá tốt và chúng có dạng chữ S nghiêng về phía sườn dốc hướng ra biển.
Trong giai đoạn Miocen giữa, sự lún chồng của bể Phỳ Khỏnh tiếp tục sau thời kỳ trầm tích cuối Miocen giữa, kết hợp với nguồn cung vật liệu lục địa dồi dào, tạo ra hiện tượng lấn biển ở phạm vi khu vực thềm, với cường độ giảm dần về phía Nam Bề dày trầm tích ghi nhận sự tích tụ liên tục, phản ánh sự biến đổi của chế độ biển và sự mở rộng của khu vực bị lấn biển.
Miocene trầm tích ở bể Phỳ Khỏnh tích lũy lên tới khoảng 3000 m Phần tầng này được tích lũy chủ yếu trong môi trường nội địa ven bờ hoặc ven biển, còn phía Tây bể gặp các thành tạo châu thổ không có nguồn gốc biển và các thành tạo sông ngòi Ở phần thấp nhất của tầng trầm tích này, các tầng cát kết chảy rối trên sườn dốc được thay thế theo hướng nằm ngang bằng các quạt bồi tích ngầm xa nguồn; ở vị trí này có thể tồn tại các bẫy địa tầng có giá trị.
1.2.3 ðịa tầng trầm tích Pliocen – ðệ tứ
Trầm tích Pliocen–Pleistocen gồm các trầm tích cát, bột và sét thềm và biển sâu, liên quan đến các quá trình hình thành toàn bộ thềm lục địa Biển Đông Trên mặt cắt địa tầng dễ dàng nhận biết và liên hệ chúng với các tập Pliocen–Pleistocen trong khu vực Ở phía đông thềm thường là các nêm lấn dày, đặc trưng bởi trầm tích sườn thềm, còn phía tây là các phản xạ song song, liên tục tốt, biên độ trung bình, tần số thấp, liên quan đến hiện tượng trầm tích thềm ngoài và thềm trong toàn khu vực.
Cú hoạt ủộng nỳi lửa trẻ vào thời kỳ này (hỡnh 1.7)
Hỡnh 1.7 Hoạt ủộng nỳi lửa trẻ Pliocen- ðệ tứ
(Tuyến AW-8 bể Phú Khánh)
Hỡnh 1.8 Cột ủịa tầng tổng hợp bể Phỳ Khỏnh
ðẶC ðIỂM CẤU TRÚC – KIẾN TẠO
* Tầng cấu trỳc dưới: Tầng này bao gồm toàn bộ cỏc ủỏ múng magma, granit nứt nẻ và cả cỏc ủỏ phun trào và biến chất
Trong giai đoạn hình thành Rift, tầng cấu trúc được hình thành và sau đó nhận các vật liệu được vận chuyển đến để lấp đầy các trũng và địa hào trong bể Quá trình này diễn ra theo cơ chế động học và trượt, góp phần hình thành các cấu kiện bên trong hệ thống và các bồn địa hào liên quan.
Tầng cấu trúc này có chiều dày trầm tích biến đổi theo độ sâu, cho thấy sự phân bố không đồng đều của khoáng vật và vật chất lắng đọng Chỗ dày nhất lên tới khoảng 10.000 m tại vùng trũng trung tâm bể, cho thấy tích lũy trầm tích rất lớn ở khu vực này Độ dày của tầng có xu hướng giảm dần về phía Tây, phản ánh sự biến thiên không gian của hệ khối trong bể.
Các trầm tích ở đầm bao gồm các vụn đá vỡ, bột, sét và bụi, thậm chí chứa than Chúng được hình thành trong môi trường từ lục địa, đồng bằng ven biển và biển nông.
Các thành tạo Miocen được hình thành và phát triển trong quá trình sụt lún do nhiệt Chúng bao gồm trầm tích sét kết màu vàng xen kẽ với bột kết, có liên kết trung bình và giàu hợp chất hữu cơ Thành tạo này hình thành trong môi trường biển ven bờ, biển nông và biển sâu.
Các thành tạo trẻ có tuổi Pliocen và Pleistocen chứa chủ yếu cát, sét và silt, đồng thời phong phú hóa thạch động vật biển và glauconit Đá ở tầng phụ này chưa gắn kết hoặc gắn kết yếu, nên chúng thường lắng đọng trong môi trường trầm tích biển hoặc biển ven bờ Với độ dày từ 20 đến 1200 mét, các thành tạo này phủ lên các tầng đá cổ và có đặc điểm bất chỉnh hợp giữa các lớp, cho thấy quá trình hình thành trước khi có sự nâng cao của vùng núi.
Hình 1.9 Phân tầng cấu trúc bể Phú Khánh
Dựa trên các đặc điểm cấu trúc địa chất và kiến tạo, cùng với chiều dày trầm tích và đặc điểm thạch học trầm tích, phần phân tích diễn giải khung kiến tạo và quá trình hình thành của khu vực Sự hỗ trợ của các nguồn tài liệu phụ trợ như hệ thống bản đồ dị thường địa vật lý, mặt cắt địa chấn – cấu trúc, ảnh vệ tinh, bản đồ Moho và bản đồ địa hình đáy biển giúp kết nối các thông tin và xác định ranh giới giữa các đơn vị địa chất một cách nhất quán.
Hỡnh 1.10 Bản ủồ phõn vựng cấu trỳc bể Phỳ Khỏnh
Đới trũng Đông Phú Khánh (1) nằm ở trung tâm bể Phú Khánh, chiếm hầu hết diện tích vùng nghiên cứu và gần như nằm trọn trong vùng nước sâu, đồng thời bao gồm một phần sườn dốc và phần sườn thoải của sườn lục địa Phú Khánh.
Theo tài liệu địa vật lý trọng lực, phần phía đông của bể Phú Khánh có dị thường âm trọng lực với hình dạng gần chữ nhật, đỉnh dị thường nằm ở vị trí giao điểm kinh tuyến Điều này cho thấy dưới đáy bể có cấu trúc địa chất khác biệt so với khu vực xung quanh và cần được xem xét trong các nghiên cứu khai thác và địa chất học.
110 0 20 đông và vĩ tuyến 13 0 Bắc, giới hạn phắa đông của trũng sụt lún này nằm gần kinh tuyến 112 0 đông, sau ựó chuyển tiếp sang phần sâu của Biển đông
Theo tài liệu địa chấn khu vực phía đông bể Phú Khánh, khu vực này là một nền nâng phát triển theo hướng Đông-Bắc – Tây-Nam, có chiều rộng trên 50 km và thu hẹp dần về phía Tây-Nam; đây thực sự là một cấu trúc địa chất lớn, liên quan tới trũng trung tâm bể Phú Khánh.
Độ dày trầm tích Cenozoi ở khu vực này lên tới hơn 10.000 mét, chỗ dày nhất vượt quá giới hạn và không bị ảnh hưởng bởi chiều sâu nước biển Thành phần trầm tích chủ yếu gồm cát kết, bột kết và sỏi kết, trong đó lớp silt chiếm ưu thế Đồng thời có sự xuất hiện của các thành tạo cacbonat, cho thấy quá trình lắng đọng diễn ra trong môi trường biển và sự hình thành đá carbonate trong chu kỳ Cenozoi.
Trong trũng này ủó phỏt hiện một số cấu tạo trong cỏc ủới nõng tương ủối ngăn cỏch giữa cỏc phụ trũng, là cỏc thõn cỏt tuổi Oligocen, ủõy là khu vực tồn tại cỏc tập ủỏ hạt mịn như sột và sột than ủược hỡnh thành và phỏt triển trong mụi trường ủồng bằng chõu thổ, vũng vịnh, ven bờ Chỳng giàu vật chất hữu ủược lắng ủọng nhanh và ủó trở thành ủỏ sinh chớnh ở bể trầm tớch này, vỡ vậy mà vựng này ủó ủược ủỏnh giỏ là khu vực “nguồn cung” hydrocacbua cho các cấu tạo trong vùng
Hỡnh 1.11 Mặt cắt ủịa chấn – cấu trỳc qua Bắc bể Phỳ Khỏnh (tỷ lệ ngang
1/3.000.000, tỷ lệ ủứng 1/300.000) (Nguồn KC09-18/06-10)
* ðới 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 phía Tây Nam bể, là một phần diện tích không thể tách rời khỏi bể Phú Khỏnh ðới nõng này là một ủới nõng trẻ Trong ủới này cú nhiều hoạt ủộng tõn kiến tạo như hoạt ủộng nỳi lửa trẻ cú tuổi Pliocen.Trong ủới nõng ủó phỏt hiện ủược rất nhiều cấu tạo nhưng ở ủõy rủi ro về tầng chắn tương ủối lớn và thời gian hỡnh thành bẫy khụng tương ủồng với thời gian di cư dầu khớ trước ủú vỡ vậy khi ủỏnh giỏ tiềm năng dầu khí có phần hạn chế
Đới sụt chuyển tiếp (3) nằm ở phía Tây bể, phát triển theo hướng kinh tuyến Đới này hình thành vào cuối Miocen và tiếp tục phát triển trong Pliocen – đệ tứ, đóng vai trò ngăn cách giữa thềm trong và thềm ngoài.
Thềm Đà Nẵng nằm ở phía Tây Bắc bể Phú Khánh, được phát triển theo hướng Bắc–Nam và kéo dài từ Tây Bắc bể đến tận Bắc Tuy Hòa Đây là một thềm tương đối ổn về mặt cấu trúc, nhưng bị chia cắt bởi các hệ thống đứt gãy, khiến cho cấu trúc thềm có sự phân mảng và biến động Cấu trúc thềm còn phức tạp do sự di chuyển của khối đá cổ từ mảng đá lân cận và các yếu tố địa chất liên quan khác, làm tăng độ phức tạp của khu vực thềm biển này.
Thềm lục địa này đóng vai trò then chốt trong quá trình hình thành và phát triển của bể trầm tích Phú Khánh, vừa duy trì ổn định vừa chịu biến đổi về hình dạng theo thời gian Các pha tách giãn của Biển Đông đã tác động mạnh, làm thay đổi cấu trúc địa chất, hình thái thềm và phân bố trầm tích trong bể Phú Khánh.
LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU, CƠ SỞ TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU
Bể Phỳ Khỏnh ủó ủược nhiều ủề tài và dự ỏn nghiờn cứu và tiếp cận ở cỏc gúc ủộ khỏc nhau: [16, 28]
Vào năm 1920, lần đầu tiên bể Phỳ Khỏnh được nghiên cứu và khảo sát phần đất liền phía Tây, đặc biệt trong công tác khảo sát lập bản đồ với tỷ lệ 1/500.000 cho vùng Đà Nẵng (1935), Nha Trang (1937) và Quy Nhơn (1942).
Trong giai đoạn từ 1970–1993, các đề tài hợp tác giữa Tập đoàn Dầu khí và các công ty dầu khí nước ngoài chủ yếu tập trung triển khai nhiệm vụ tìm kiếm và thăm dò dầu khí Vấn đề địa tầng, phân tích lớp địa chất và luận chứng nghiên cứu vẫn chưa được quan tâm đúng mức.
Trong khuôn khổ nghiên cứu năm 1998 của Gwang H Lee và Joel S Watkins, việc phân tích bối cảnh địa chất kiên tạo và tác động của mở Biển Đông đã dẫn đến hình thành một chuỗi bể dọc theo rìa biển Bắc và rìa Tây lục địa, gồm các bể Châu Giang, Vịnh Bắc Bộ, Sông Hồng (Bắc Bộ), Quảng Ngãi, Nam Hải Nam, Phú Khánh, Cửu Long và Nam Côn Sơn; đồng thời họ đã xác lập 6 bất chỉnh hợp khu vực trong bể Phú Khánh (từ SB1 đến SB6).
Phân tích các mặt bất chỉnh hợp và đặc điểm địa tầng cho thấy lịch sử hình thành bể Phỳ Khỏnh diễn ra theo hai pha: pha 1 – Rift mở rộng và pha 2 – sau Rift Pha 2 sau Rift được đặc trưng bởi quá trình sụt lún nhiệt; trong pha này không có các bất chỉnh hợp góc và không có các khối nâng nhiệt, cho thấy sự sụt lún liên tục và thiếu các cấu trúc nâng cao nhiệt.
Tác giả đã phân tích hệ thống chứa và chắn dầu khí trong bể Phỳ Khỏnh, đánh giá tiềm năng chứa dầu và các chỉ số hydrocarbon có triển vọng lớn; đây là một công trình nghiên cứu phối hợp nhằm làm rõ các yếu tố và cơ sở của bể Phỳ Khỏnh Tuy nhiên, cơ chế hình thành bể vẫn chưa được giải thích đầy đủ, khiến phần luận giải thiếu hụt sự liên kết giữa quá trình hình thành và tiềm năng lưu trữ dầu khí.
Trong giai đoạn 2000–2002, đề tài cấp Nhà nước KC-09 do Nguyễn Huy Quý làm chủ nhiệm, tập trung nghiên cứu nước sâu ngoài khơi với trọng tâm là phân tích cấu trúc địa chất và lịch sử hoạt động kiến tạo từ Oligocen đến Miocen tại vùng Trường Sa, Tư Chính – Vũng Mây và một phần bể Phú Khánh Mục tiêu của đề tài là làm rõ đặc trưng địa chất và quá trình hình thành của khu vực này trong thời kỳ cổ đại, nhằm cung cấp cơ sở khoa học cho hiểu biết sự phát triển của thềm lục địa và hoạt động kiến tạo liên quan.
Trong giai đoạn 1995-2000, dự án ENRECA Phần I được triển khai dưới sự hợp tác giữa Viện Dầu khí Việt Nam và Cục Địa chất, tập trung nghiên cứu địa chấn, phân tích địa tầng và mô hình hóa bể chứa nhằm nâng cao hiểu biết về cấu trúc và tiềm năng dầu khí của bể Các hoạt động nghiên cứu bao gồm thu thập và phân tích dữ liệu địa chấn, xác định các lớp đá và các bẫy dầu, đồng thời xây dựng các mô hình bể để hỗ trợ công tác thăm dò và khai thác Kết quả của dự án cung cấp cơ sở khoa học cho đánh giá tiềm năng dầu khí, cải thiện chiến lược thăm dò và tăng cường hiệu quả khai thác.
Từ năm 2005 đến nay, công tác tìm kiếm thăm dò dầu khí ở bể trầm tích này không ngừng được đẩy mạnh, với khảo sát địa chấn tập trung vào các khu vực có triển vọng nhất và tăng cường hợp tác với các công ty dầu khí nước ngoài Đến nay đã thực hiện 3 giếng khoan thăm dò dầu khí tại các lô 124 và 127, gồm 124-HT-1X, 124-CMT-1X và 127-NT-1X Tuy nhiên, các giếng khoan này vẫn chưa gặp dầu khí ở mức thương mại Hiện nay nhiều dự án nghiên cứu và tổng hợp dữ liệu cho khu vực này đang được đẩy mạnh để làm cơ sở cho các chiến lược khai thác trong tương lai [16, 23, 24].
Tuy nhiờn sau những kết quả nghiờn cứu này vẫn cũn tồn tại nhiều vấn ủề sau ủõy cần phải ủược tiếp tục nghiờn 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 trũ ủứt góy ủồng trầm tớch ủối với cấu tạo nờm tăng trưởng và tăng bề dày trầm tớch ủột biến
3- Cần phõn tớch cỏc kiểu hoạt ủộng biến dạng và xử lý chỳng ủể xõy dựng cỏc mặt cắt phục hồi cỏc bể thứ cấp trỏnh nhầm lẫn cấu tạo của ủỏ trầm tớch nguyờn thủy với cấu tạo do biến dạng như cấu tạo “lượn súng”, “nghiờng song song”, “chống ủỏy”,
4- Cần nghiờn cứu xõy dựng phương phỏp và quy trỡnh thành lập bản ủồ tướng ủỏ cổ ủịa lý trờn cơ sở ủịa tầng phõn tập trong ủú cỏc miền hệ thống ủược coi là khoảng thời gian cần thể hiện
5- Vẽ bản ủồ ủẳng dày trờn cơ sở cỏc “giả ủịa hào” và “giả ủịa lũy” ủó dẫn ủến sai lầm khi xỏc ủịnh miền xõm thực và miền tớch tụ trầm tớch của bản ủồ tướng ủỏ- cổ ủịa lý.
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Để nhận biết lịch sử tiến hóa của trầm tích, cần xem xét bản chất của các thực thể trầm tích gắn với cơ chế và quá trình hình thành của chúng dưới tác động của các yếu tố nội sinh và ngoại sinh quan trọng sau đây: [13, 14, 15, 29, 30].
- Thay ủổi mực nước biển
- Mụi trường trầm tớch (chế ủộ thủy ủộng lực và ủịa húa mụi trường)
Chuyển động kiến tạo địa phương đóng vai trò then chốt quyết định quá trình hình thành vật liệu vụn và các dạng địa hình liên quan đến trầm tích, đồng thời là một trong những nguyên nhân gây biến đổi mực nước biển tương đối Hoạt động kiến tạo tích cực thúc đẩy hình thành và phân dị vật liệu, tăng cường vận chuyển vật liệu vụn và làm thay đổi cấu trúc trầm tích Việc duy trì chế độ kiến tạo ổn định sẽ tạo điều kiện hình thành trầm tích hạt mịn và độ dày trầm tích ổn định trên diện rộng.
Thay ủổi mực nước biển là nhõn tố trực tiếp làm thay ủổi mụi trường trầm tớch dẫn ủến thay ủổi thành phần và cấu trỳc trầm tớch
Thành phần vật chất và cấu trúc của trầm tích ghi lại trung thực các quá trình hình thành và biến đổi của hệ địa chất, từ đó giúp khôi phục lịch sử nền tảng cho sự tiến hóa của môi trường cổ đại và sự phát triển của sinh vật trong quá khứ Phân tích khoáng vật, phân bố hạt và trạng thái tầng cổ trong trầm tích cho phép tái dựng điều kiện khí hậu, sinh vật và chu trình địa chất theo từng giai đoạn Những dữ liệu này trở thành nền tảng cho nội dung liên quan đến địa chất trầm tích và di tích cổ sinh, đồng thời tối ưu hóa khả năng tiếp cận thông tin cho người đọc thông qua các từ khóa SEO như trầm tích, quá trình hình thành, lịch sử địa chất và tiến hóa sinh học.
Trong mô hình động lực dòng chảy, các hệ số S0, R0 và Sf cho phép xác định ngưỡng kích hoạt và mức độ biến thiên của động lực thủy lực, từ đó luận giải khả năng vận chuyển vật liệu trầm tích trong dòng nước và tác động đến địa hình bờ, lòng sông Thành phần Md mô tả phân bố kích thước hạt, cho phép xác định ngưỡng vận chuyển và chế độ chuyển động của trầm tích, từ đó hỗ trợ ước lượng vận tốc và lượng vật liệu được dịch chuyển Sự kết hợp S0, R0, Sf và Md cho phép mô hình hóa tương tác giữa điều kiện thủy văn, động lực dòng nước và quá trình hình thành kiến tạo địa chất thủy lực.
- Thành phần khoỏng vật sột và cỏc chỉ tiờu ủịa húa mụi trường (pH, Eh, Fe +2 S,
Fe +3 , Kt,…), thành phần cổ sinh giỳp xỏc ủịnh tướng trầm tớch, ủặc tớnh ủịa húa của mụi trường trầm tớch và ủiều kiện cổ khớ hậu
- Cấu trỳc trầm tớch phản ỏnh ủiều kiện mụi trường thành tạo trầm tớch, chế ủộ kiến tạo và tiến trỡnh dao ủộng mực nước biển tương ủối
2.2.2.1 Phương phỏp ủịa tầng phõn tập ðịnh nghĩa ðTPT
Trờn cơ sở quan ủiểm cộng sinh tướng và tiếp cận hệ thống cú thể phỏt biểu ủịnh nghĩa ðTPT như sau:
TPT là sự sắp xếp có quy luật của các tầng và nhóm tầng trầm tích nằm trong khung địa tầng, được xác định theo không gian và thời gian và phản ánh mối quan hệ giữa biến động mực nước biển và hoạt động kiến tạo địa chất.
Khái niệm về chuỗi trầm tích có thể hiểu là sự kết hợp của các tướng và nhóm tướng trầm tích thành một phức hệ (sequence) bao gồm ba miền hệ thống trầm tích biển thấp (lowstand systems tract - LSST), biển tiến (transgressive systems tract - TST) và biển cao (highstand systems tract - HST) Mỗi miền hệ thống trầm tích được đặc trưng bởi một hoặc nhiều nhóm facies đồng hành với nhau theo không gian và thời gian, khi mực nước biển hạ xuống hoặc dâng lên, chúng di chuyển tới các vị trí cực trị trong quá trình tích tụ.
Trong quá trình MNB hạ thấp từ điểm cực trị trung gian xuống điểm cực trị thấp nhất thuộc miền hệ thống biển thấp (LST), sẽ diễn ra dãy biến đổi tướng sedimentary theo hướng dịch chuyển dọc theo bờ biển Cụ thể, các nhóm tướng trầm tích sẽ xuất hiện theo thứ tự: nhóm tướng trầm tích lục nguyên và lục địa → nhóm tướng trầm tích lục nguyên chuyển tiếp → nhóm tướng trầm tích lục nguyên kết hợp với trầm tích sinh hóa biển.
Trong quá trình MNB, sự tăng cao từ điểm cực trị thấp nhất đến điểm cực trị cao nhất thuộc miền hệ thống biển tiến (TST) sẽ tạo ra một chuỗi sự kiện địa chất theo hướng dịch chuyển bờ từ biển vào lục địa Cụ thể, nhóm trầm tích sinh hóa và trầm tích lục nguyên biển hình thành trước; tiếp theo là nhóm trầm tích lục nguyên chuyển tiếp; và cuối cùng là nhóm trầm tích lục nguyên lục địa hình thành.
Trong quá trình MNB hạ thấp từ đỉnh cực trị cao nhất xuống đỉnh cực trị trung gian thuộc miền hệ thống biển cao (HST), sẽ hình thành một chuỗi diễn biến đồng sinh của các tướng địa chất theo hướng bờ biển dịch chuyển từ lục địa ra biển, như sau: nhóm trầm tích nguồn lục địa → nhóm trầm tích nguồn chuyển tiếp → nhóm trầm tích biển nguyên và nhóm trầm tích sinh hóa biển (theo các nghiên cứu [15, 16, 34, 36]).
Phân loại tướng trầm tích a/ Khỏi quỏt về nhúm tướng ủơn và nhúm tướng kộp
Mối quan hệ hệ thống giữa tầng địa chất phân tầng và tướng trầm tích được thể hiện qua mối liên hệ nhân quả giữa tướng và các miền của hệ thống trầm tích Quá trình biến đổi môi trường trầm tích có thể tạo ra các môi trường trầm tích đơn giản và môi trường trầm tích hỗn hợp Các môi trường trầm tích đơn giản tạo nên các tướng trầm tích cơ bản, trong khi môi trường trầm tích hỗn hợp dẫn tới sự hình thành các tướng phức tạp hơn Từ ý nghĩa này có thể phân loại tướng trầm tích thành hai nhóm: tướng đơn và tướng phức [18]
● Nhúm tướng ủơn : bao gồm cỏc nhúm tướng thuần nhất
- Nhóm tướng lục nguyên aluvi biển thoái ký hiệu là: ar
- Nhóm tướng lục nguyên aluvi biển tiến ký hiệu là: at
- Nhóm tướng lục nguyên sông biển biển thoái ký hiệu amr
- Nhóm tướng lục nguyên sông biển biển tiến ký hiệu là: amt
- Nhóm tướng biển biển thoái ký hiệu là: mr
- Nhóm tướng biển biển tiến ký hiệu là: mt
● Nhúm tướng kộp : bao gồm 2 nhúm tướng xen kẽ nhau trong một ủơn vị trầm tớch
- Nhóm tướng lục nguyên aluvi biển thoái (ar) xen kẽ nhóm tướng lục nguyên sông biển biển thoái(amr) tạo nên tổ hợp là: (ar + amr)
- Nhóm tướng lục nguyên sông biển biển tiến (amt) xen kẽ nhóm tướng biển biển tiến (mt) tạo nên tổ hợp là: (amt + mt)
- Nhóm tướng lục nguyên sông biển biển thoái (amr) và nhóm tướng biển biển thoái (mr) tạo nên tổ hợp là: (amr + mr)
Trong thực tế, hầu hết các đơn vị trầm tích hình thành trong môi trường biển chịu tác động của các quá trình vận chuyển và phân bố lại, khiến dấu vết cấu tạo bị xóa nhòe và các lớp tích tụ có thể nêm và xiên chéo phát triển thành các tầng trầm tích có cấu trúc ngang song song do tái vận chuyển và phân bố lại dưới tác động của lưu lượng thủy lực biển như sóng, triều và dòng chảy Phức hợp sequence cho phép tích hợp giữa đặc trưng trầm tích và các miền hệ thống, giúp liên kết các facies sedimentary với bố cục hệ thống và từ đó làm rõ diễn biến tích lũy trầm tích trong biển.
Mối quan hệ giữa tướng trầm tích và các miền hệ thống trầm tích rất chặt chẽ vì cả hai đơn vị đều chịu sự biến động và điều tiết của MNB MNB thay đổi theo chu kỳ, và tướng trầm tích cũng thay đổi theo chu kỳ Mỗi chu kỳ biến đổi của MNB lại tạo ra một chuỗi các thay đổi trong hệ thống trầm tích.
Ranh giới của các tướng theo thời gian và không gian trùng với ranh giới của các phân tập (parasequence) Theo quan điểm này, tướng trầm tích là tế bào của các miền hệ thống (LST, TST, HST) Đồng thời sự cộng sinh của tướng trầm tích theo thời gian và không gian xác lập nên các nhóm tướng Ranh giới của các nhóm tướng trùng với ranh giới của các nhóm phân tập (parasequence set).
Công thức tổng quát tích hợp giữa dãy cộng sinh tướng trầm tích và các miền hệ thống trầm tích:
Mỗi miền hệ thống trầm tớch ủược cấu thành bởi một dóy cộng sinh tướng trong mối quan hệ với các pha dâng cao hoặc hạ thấp của MNB
Trờn cơ sở ủú cú thể xõy dựng 3 cụng thức tớch hợp giữa dóy cộng sinh tướng và miền hệ thống trầm tích như sau:
1/ Miền hệ thống trầm tích biển thấp (LST): LST = (ar + mt/amr + mr) LST 2/ Miền hệ thống trầm tích biển tiến (TST): TST = (Mt+ amt + amr/mt) TST 3/ Miền hệ thống trầm tích biển cao (TST): HST = (amr + mt/amr + mr) HST
2.2.2.2 Phương phỏp ủịa chấn ủịa tầng
Trong nghiên cứu các bể trầm tích đệ tam nói chung và các bể dầu khí nói riêng, cần tham chiếu các tài liệu về thạch học, cổ sinh và địa vật lý giếng khoan nhằm làm sáng tỏ môi trường trầm tích của các giếng khoan tại khu vực nghiên cứu Tuy nhiên, do hạn chế về địa hình, địa mạo và điều kiện địa chất, đặc biệt là khi nghiên cứu các thể trầm tích ở độ sâu lên tới vài kilômét và phạm vi nghiên cứu rộng, nên các tài liệu trên không luôn phù hợp hoàn toàn Vì vậy, công tác nghiên cứu địa chất dầu khí chủ yếu dựa vào tài liệu địa chấn thụ động qua phương pháp địa chấn địa tầng Nhiệm vụ đặt ra với phương pháp này là từ các đặc trưng trường sóng địa chấn để xác định ranh giới bất chỉnh hợp và xác định tương đối các tầng địa chấn cũng như phân định các cấu tạo tiềm năng chứa dầu khí trong các phức hệ địa chấn.
1/ Cỏch xỏc ủịnh ranh giới ủịa chấn
CƠ SỞ TÀI LIỆU
Trong quá trình thực hiện chương trình đào tạo, chúng tôi tận dụng khối lượng lớn dữ liệu địa chất, địa vật lý, tài liệu giếng khoan và các báo cáo liên quan đến nghiên cứu để làm nguồn tham khảo và từ vựng chuyên ngành Quá trình phân tích và tổng hợp các nguồn dữ liệu được thực hiện một cách có hệ thống, đặc biệt tập trung vào các tài liệu khảo sát địa chấn hiện có do các công ty trong và ngoài nước thu thập từ trước tới nay nhằm tăng tính đầy đủ, nhất quán và độ tin cậy của quá trình giảng dạy và nghiên cứu.
Qua 02 đề tài hợp tác giữa Trường ðại học Khoa học Tự nhiên và Tập đồn Dầu khớ Việt Nam, hơn 30 tuyến ủịa chấn ủó ủược minh giải, trong thời gian làm việc và học tập, học viờn ủó ủược tiếp xỳc với nguồn tài liệu này và ủược trực tiếp phõn tớch, xử lý 06 tuyến ủịa chấn Kết quả phõn tớch ủó giỳp học viờn cú cỏi nhỡn bao quỏt ủặc ủiểm ủịa chất của vựng
Ngoài ra, tỏc giả ủó tham khảo, tỡm hiểu cỏc bỏo cỏo ủề tài, bài bỏo và cỏc cụng trình khoa học công bố trong và ngoài nước
CHƯƠNG 3 TIẾN HÓA TRẦM TÍCH VÀ Ý NGHĨA DẦU KHÍ
NGUYÊN LÝ PHÂN TÍCH ðỊA TẦNG PHÂN TẬP
Để xác định ranh giới của các phức tập (sequence), ta phải xuất phát từ định nghĩa phức tập dựa trên các đặc trưng cấu trúc và quan hệ nội tại của hệ thống Tuy nhiên, trong thực tế có nhiều mô hình mặt cắt địa tầng khác nhau và có những mặt cắt không phù hợp với thực tế.
Trước hết, cần thống nhất rằng các đá trầm tích hình thành trên bề mặt vỏ Trái Đất là kết quả của hai quá trình điều tiết chính: sự thay đổi mực nước biển và chuyển động kiến tạo của vỏ Trái Đất Để nhận diện mối quan hệ nhân–quả giữa hai quá trình này, cần dựa trên phân tích các đặc trưng thành phần và phân tích tương quan theo không gian (theo hướng nằm ngang) và theo thời gian (theo phương thẳng đứng) [17, 18]
HST mr HST at TST
Mt TST TST (amt+mt)
TST mt TST ar LST ar LST (ar+amr)
Hình 3.1 trình bày hai phần: a) sơ đồ biểu diễn sự chuyển hướng theo chiều ngang và công thức quan hệ giữa dãy cộng sinh tướng trầm tích và các miền hệ thống; b) bốn sơ đồ biểu diễn sự chuyển hướng theo chiều thẳng đứng (từ dưới lên) tại bốn vị trí khác nhau của một phức tập.
Mối quan hệ giữa các đặc điểm và sự thay đổi của MNB theo không gian được trình bày dưới hai hình thức mô hình khác nhau: mô hình bất đối xứng và mô hình đối xứng Mô hình bất đối xứng được Wagoner, R M Mitchun và các đồng tác giả (2003) mô phỏng thành một mặt cắt được coi là “mô hình Wagoner”.
Mẫu hình này tuy được nhắc tới trong nhiều tài liệu tham khảo và được đưa vào giảng dạy tại trường đại học, nhưng về bản chất nó là một mặt cắt vẽ phi thực tế, không đại diện cho trầm tích đệ tứ và càng không phù hợp với trầm tích đệ tam.
Ranh giới địa tầng, theo quan điểm địa tầng học, phải được xác định dựa trên mối quan hệ nhân quả giữa ba yếu tố biến thiên chủ đạo: tướng trầm tích, sự thay đổi mực nước biển và chuyển động kiến tạo Ba yếu tố này hình thành một tam giác tác động, quyết định vị trí, tính chất và sự phân tầng của các lớp đá trong quá trình tích tụ và bị phá hủy theo thời gian Việc phân tích tướng trầm tích giúp nhận diện điều kiện môi trường lắng đọng và thành phần vật chất, trong khi sự dao động của mực nước biển điều chỉnh điều kiện lắng đọng và biên giới giữa các đơn vị địa tầng Chuyển động kiến tạo tác động bằng cách nâng lên hạ xuống và phá hủy hoặc làm méo mó cấu trúc, từ đó tái phân bổ ranh giới địa tầng và phản ánh lịch sử hình thành của các lớp đá từ quá khứ đến hiện tại.
Trong một phức tập có 2 kiểu ranh giới cơ bản: ranh giới phức tập (S q ) và ranh giới các miền hệ thống trầm tích (LST, TST và HST)
Sự thay ủổi mực nước biển: biển thoỏi, biển tiến và biển cao tạo nờn một chu kỳ thay ủổi MNB
Trong một phức hệ tổng thể, quy luật chuyển tướng từ dưới lên diễn ra qua ba miền hệ thống LST, TST và HST, với sự khác biệt phụ thuộc vào từng vị trí Có thể chọn minh họa bằng 4 vị trí tiêu biểu đại diện cho 4 mức trường phân tích khác nhau.
Hình 3.2 Sự phân bố các tướng trầm tích theo các miền hệ thống bể bất ủối xứng
Hình 3.3 Sự phân bố các tướng trầm tích từ tâm bể ra rìa theo cỏc miền hệ thống bể ủối xứng
1/ Chọn vị trớ 4 mụi trường khỏc nhau theo hệ thống biển cao (lục ủịa, chuyển tiếp, biển nông, biển sâu) là theo môi trường của miền hệ thống biển cao, tức miền hệ thống kết thỳc một chu kỳ dao ủộng mực nước biển toàn cầu (hỡnh 3.1a) Theo chiều thẳng ủứng cỏc tướng của TST và LST sẽ khụng giống nhau giữa 4 vị trớ núi trờn (hỡnh 3.1b)
2/ Mụi trường trầm tớch của miền hệ thống biển cao (HST) Giai ủoạn này ủường bờ dịch chuyển từ vị trớ cực ủại ủến vị trớ trung gian Vỡ võy, mụi trường trầm tớch và diện tớch phõn bố của chỳng liờn tục thay ủổi ủường bờ dịch chuyển từ lục ủịa ra phần trong của thềm lục ủịa, tức ủến vị trớ trung gian (giữa MNB cao nhất và thấp nhất) Tuy khoảng diện tớch mà ủường bờ ủó lướt qua của miền hệ thống biển cao khụng nhiều nhưng miền tớch tụ trầm tớch ủược trải rộng trờn một diện tớch khỏ lớn ủược tớnh từ ranh giới của miền xõm thực và miền lắng ủọng trầm tớch (giữa vỏ phong húa và trầm tớch deluvi) ủến trung tõm của bể Vỡ vậy, cụng thức biểu diễn mối quan hệ giữa dóy cộng sinh tướng theo khụng gian từ lục ủịa ủến biển và miền hệ thống biển cao ủược biểu diễn như sau:
HST = (amr + mt/amr + mr) HST
Cỏc phức hệ tướng kộp ủó chỉ ra rằng ranh giới giữa cỏc tướng và nhúm tướng là rất tương ủối và sẽ liờn tục thay ủổi cho ủến khi kết thỳc một chu kỳ dao ủộng MNB thỡ mới ủược xỏc ủịnh một cỏch rừ ràng (hỡnh 3.4)
3/ Môi trường trầm tích biển thấp (LST)
Mụi trường biển thấp cũng ủược xỏc ủịnh từ ranh giới giữa miền xõm thực và miền tớch tụ ủến hết khụng gian tớch tụ trầm tớch Như vậy, cần nhận thức rằng “khụng gian tớch tụ trầm tớch” bao gồm cỏc tướng trầm tớch tượng tự trong giai ủoạn biển cao
Cụng thức tớch hợp giữa cộng sinh tướng trầm tớch và miền hệ thống biển thấp ủược viết như sau:
LST = (ar + mt/amr + mr) LST
Công thức này cho thấy các facies trầm tích phân bố liên tiếp từ lục địa ra biển, cộng sinh với nhau và liên tục biến đổi ranh giới ngang cũng như diện tích phân bố của từng facies và nhóm facies, tạo nên các phức hệ facies kép khi mực nước biển ở vị trí trung gian xuống vị trí thấp nhất Điều này dễ dàng lý giải tại sao trong giai đoạn biển thấp, diện tích phân bố của phức hệ facies gồm facies phù sa (ar) và đồng bằng châu thổ (amr) được mở rộng cực đại (ar + amr) Trong khi diện tích của các facies châu thổ ngập nước và facies biển thoái (amr + mr) trong mỗi bể trầm tích lại bị thu hẹp so với giai đoạn biển cao.
Ranh giới dưới của LST trờn mặt cắt ủịa chất trầm tớch là một bề mặt giỏn ủoạn trầm tích bao gồm 3 kiểu:
Kiểu 1: Bào mòn cổ do sụng gây ra, để lại dấu ấn ở cổ rãnh với các khe mòn bị lấp đầy bởi trầm tích hạt thô (cát sạn và cuội sạn), phân lớp xiên theo hướng dòng vật chất Trên mặt cắt địa chất, các dấu hiệu cho thấy sự pha trộn của chất liệu và hiện tượng nghiêng đứt đoạn hoặc hỗn loạn.
Kiểu 2 mô tả ranh giới bất chỉnh hợp yếu có dấu hiệu bị xâm nhập bởi lạch triều biển và hình thành các lũng sụng tại cửa sông, cho thấy quá trình xói mòn và lấp đầy của trầm tích mềm ở ven biển Lớp phủ trầm tích này chủ yếu là bùn và cát được sàng lọc kém, thiếu sự phân tầng chặt chẽ và dễ biến động dưới tác động của thủy triều.
Kiểu 3: Ranh giới chỉnh hợp tương quan (correlative conformity) thể hiện rõ trên mặt cắt địa chất trầm tích và mặt cắt địa chấn nhờ sự khác biệt về thành phần hạt giữa lớp dưới và lớp trên Ranh giới này tồn tại trong môi trường biển, nhưng sự dao động của mực nước biển khiến vị trí của nó thay đổi theo mức nước Do đó, thành phần hạt của trầm tích tăng dần và đạt mức cấp hạt thụ nhất ở vị trí mực nước biển thấp nhất Ở vị trí theo mặt cắt thẳng đứng, lớp trên là loại cát biển mịn, còn lớp dưới là loại sét biển thô Hai tầng có cấu tạo nằm ngang song song nhưng ở hai môi trường biển khác nhau nên thành phần hạt khác nhau.
TIẾN HÓA TRẦM TÍCH CENOZOI TRONG MỐI QUAN HỆ VỚI HOẠT ðỘNG KIẾN TẠO
3.2.1 Hoạt ủộng kiến tạo cỏc bể thứ cấp
Nghiên cứu tiến hóa trầm tích khu vực nghiên cứu trong mối quan hệ với hoạt ủộng kiến tạo ủược xột trờn cỏc vấn ủề sau ủõy:[16, 17, 18, 32]
- Các kiểu biến dạng tuổi biến dạng
3.2.1.1 Các kiểu biến dạng và tuổi biến dạng
+ ðứt góy sau trầm tớch bao gồm ủứt góy thuận do lỳn chỡm nhiệt tuổi cuối Oligocen muộn, Miocen sớm, Miocen giữa, Miocen muộn và ðệ tứ muộn (E 3 2 , N 1 1 ,
Đứt gãy thuận E3+ thúc đẩy phát triển kế thừa của hệ thống cấu trúc và hình thành Oligocen sớm (E3.1) nhờ sụt lún nhiệt Tuy nhiên, phạm vi thềm ngoài bắt đầu sụt lún sớm nhất từ Oligocen sớm (E3.1), trong khi thềm trong bắt đầu muộn hơn từ Oligocen muộn (E3.2).
Biến dạng địa chất do sự xen kẽ giữa nghịch và thuận tạo nên các mặt trượt thẳng hoặc cong lõm hướng về phía đông, có niên đại địa chất N11, N12, N13 và N2Q Quá trình này diễn ra theo các pha riêng biệt và được thúc đẩy bởi cơ chế nén ép từ phía đông do tách giãn Biển Đông, đồng thời lún chìm nhiệt cũng xảy ra theo các pha tương ứng.
26 – 21 triệu năm cách ngày nay (E 3 2 )
21 – 16 triệu năm cách ngày nay (N 1 1 )
16 – 11 triệu năm cách ngày nay (N 1 2 )
11 – 5 triệu năm cách ngày nay (N 1 3 )
5 – 3,4 triệu năm cách ngày nay (N 2 1 ) 3,4 – 1,6 triệu năm cách ngày nay (N 2 2 ) 1,8 triệu năm ủến nay (Q)
Việc xác định tuổi của các đứt gãy là vô cùng quan trọng trong địa chất học Theo quy luật, hệ thống đứt gãy gây phá hủy bể trầm tích thứ cấp và sau đó đóng vai trò như người mẹ khai sinh ra bể thứ cấp tiếp theo, trẻ hơn Vì vậy, đứt gãy 1090–1100 E đã hoạt động tích cực trong Pliocen – Đệ Tứ và có thể chia khu vực nghiên cứu thành thềm nội và thềm ngoài sâu, vốn là một thềm thống nhất (Hình 3.5, 3.6, 3.7).
Hỡnh 3.5 ðới ủứt góy sụt bậc kinh tuyến 110 0 E chia thềm hiện tại thành 2 nửa: thềm trong và thềm ngoài (Mặt cắt VOR-93-108)
Hỡnh 3.6 ðới ủứt góy sụt bậc kinh tuyến 110 0 E chia thềm lục ủịa thành 2 nửa: thềm trong sâu 0 – 200m, thềm ngoài sâu 500 – 3000m (VOR-93-101)
Hỡnh 3.7 Biến dạng ủứt góy trượt bằng thể hiện trên mặt cắt VOR – 93 – 301 Bể Phú Khánh
Hỡnh 3.8 Biến dạng ủịa hỡnh mạnh mẽ do ủứt góy trượt bằng
(Mặt cắt S74 – A – 2 – 1 bể Phú Khánh)
+ Biến dạng uốn nếp, oằn vừng cỏc lớp ủỏ trầm tớch do nộn ộp nằm xen kẽ với các khối nâng móng của bể thứ cấp (hình 3.9)
Hỡnh 3.9 ðứt góy tạo giả ủịa hào Oligocen, ộp trồi múng, uốn nếp trầm tớch Oligocen sớm, oằn võng trầm tích Oligocen muộn, Miocen sớm, Miocen giữa
(Mặt cắt VOR – 93 – 101, Nguồn từ Dự án ARECA)
Biến dạng do hoạt động núi lửa được thể hiện rõ qua hình 3.10, khi phun trào diễn ra theo các đứt gãy hình thành sau quá trình nén ép và giãn nở của các mảng đá liên quan đến sự chuyển động ở Biển Đông Quá trình này tạo ra các kênh dẫn magma từ các magma thành phần khác nhau như bazan, andezit và rhyolit (axit) Sự chảy và pha trộn magma diễn ra dưới vỏ lục địa với tỉ lệ phối trộn từ các nguồn magma khác nhau, từ đó hình thành magma dung hợp có thành phần đa dạng.
Phun trào núi lửa trên mặt cắt AW-8 cho thấy hậu quả nổi bật là các lớp trầm tích Cenozoi bị uốn cong và lệch hướng, từ đó làm thay đổi cấu trúc địa chất của khu vực Quá trình này tạo thành liên kết tiếp xúc giữa các đơn vị đá và làm biến đổi hệ tầng do sự di chuyển và tái phân bố của các lớp Đồng thời, hiện tượng onlap (chồng lấp) giữa các lớp đá phía dưới bị phá vỡ cấu trúc, phản ánh tác động địa chất sâu từ phun trào.
Cũng trên mặt cắt này, một số tác giả cho rằng có sự nhầm lẫn giữa cấu tạo biến dạng do phun trào núi lửa và cấu tạo nguyên thủy của trầm tích Vì vậy, các cấu trúc uốn vặn ở trung tâm mặt cắt khiến các tác giả của dự án ENRECA cho rằng nhận diện các trầm tích hồ và đầm phá (lacustrine and lagoonal deposits) là không chính xác.
Hoạt động núi lửa trẻ xuyên qua và cắt toàn bộ trầm tích Cenozoi, khiến các lớp đá bị uốn cong, biến dạng và hình thành các cấu trúc địa chất phức tạp Ở các đới tiếp xúc, có sự tương tác giữa magma và trầm tích, tạo nên các hiện tượng ép nén và các dạng liên kết địa chất đặc thù Trung tâm khu vực cho thấy sự xen kẽ giữa vùng biển và đất liền, với hiện tượng hình thành hồ nước và vũng vịnh, thể hiện quá trình biến đổi địa chất của vỏ trái đất ở vùng ven biển.
Hỡnh 3.10 Biến dạng do hoạt ủộng nỳi lửa trẻ
(Mặt cắt AW – 8 bể Phú Khánh)
3.2.1.2 Bề dày trầm tích, thành phần thạch học và tướng trầm tích
Bề dày trầm tích, thành phần thạch học và tướng trầm tích của bể Phú Khánh cho thấy sự phân dị rõ rệt giữa thềm trong và thềm ngoài Dọc rìa Tây của bể, bề dày trầm tích ở mức khoảng 500 m, trong khi ở trũng trung tâm của bể lên tới 8.000 m Sự chênh lệch này phản ánh quá trình tích tụ trầm tích không đồng đều giữa thềm trong và thềm ngoài, có ý nghĩa trong việc nhận diện môi trường tích tụ và tiềm năng tài nguyên của bể Phú Khánh.
Trong một bể trầm tớch, bề dày thay ủổi phụ thuộc vào cỏc ủiều kiện sau ủõy:
- Biờn ủộ sụt lỳn kiến tạo
- Khối lượng và kiểu vật liệu trầm tích mang tới
Theo điều kiện tự nhiên, trũng phía đông của bể Phú Khánh đang chịu sự lún chìm mạnh mẽ và quá trình tích tụ trầm tích diễn ra liên tục Sự lún sâu này kết hợp với sự hình thành lớp trầm tích dày và ổn định, ảnh hưởng đến địa chất và động lực vật lý của khu vực Do đó, việc giám sát địa chất và quản lý đất đai ở khu vực này là cần thiết để giảm thiểu rủi ro sụt lún và quá trình tích tụ trầm tích theo thời gian.
Trầm tích lục nguyên hình thành từ sự vận chuyển và lắng đọng chất mang trong môi trường đất ngầm, gồm các tầng chứa thổ và sườn thổ; khi biển tiến dần lên, trầm tích châu thổ chuyển thành trầm tích môi trường biển nông ven bờ và sau đó lan ra biển nông xa bờ Quá trình này giải thích vì sao trầm tích biển có cấu tạo ngang song song với bờ và có bề dày lớn hơn bề dày của trầm tích phù sa (aluvium) và trầm tích ven biển.
Quy luật quan hệ chặt chẽ giữa môi trường biển nông và vật liệu trầm tích cho thấy khi vùng biển nông không nhận được vật liệu trầm tích nguồn gốc từ đất liền, dòng chảy biển có thể mang và phân bố vật liệu lithogenic đến tầng mặt của khu vực châu thổ ngầm do sông mang tới Đáy bể sụt lún càng sâu thì bề dày trầm tích càng tăng Vì vậy, các tầng trầm tích biển dày thường gồm xen kẽ các tầng lithogenic biển và các tầng lithogenic châu thổ.
3.2.2 Tiến húa trầm tớch trong mối quan hệ với hoạt ủộng kiến tạo
Khỏi niệm về tiến húa trầm tớch theo quan ủiểm hệ thống
Tiến hóa của trầm tích là sự phát triển của các bể trầm tích thứ cấp từ Oligocen đến đệ tứ, gắn chặt với sự thay đổi mực nước biển và chuyển động kiến tạo Quá trình này cho thấy mực nước biển lên xuống và hoạt động kiến tạo tác động đồng thời lên tích lũy và phân bố trầm tích ở các bể Mối quan hệ giữa các yếu tố này thể hiện như một quan hệ nhân quả và mang tính hệ thống với nhiều chiều, nơi mỗi yếu tố tác động và bị tác động bởi các yếu tố khác Vì vậy, hiểu được liên kết giữa biến động mực nước biển và kiến tạo là chìa khóa để giải mã lịch sử hình thành và phát triển của các bể trầm tích từ Oligocen đến đệ tứ và đến hiện tại.
Mỗi bể thứ cấp bị chi phối bởi một pha kiến tạo và một chu kỳ thay ủổi MNB
Mỗi pha kiến tạo bắt đầu bằng một sụt lún mạnh ở trung tâm, sau đó lan rộng ra hai phía của bể Cường độ sụt lún và sự biến động quyết định thành phần thạch học, thành phần hạt và tướng trầm tích Trong quá trình sụt lún của pha kiến tạo chính, hiện tượng nâng – hạ địa phương làm thay đổi mực nước biển tương đối Vì vậy, đường cong biến động mực nước biển tuyệt đối có tính chu kỳ tương đồng với chu kỳ kiến tạo, nhưng bị phức tạp bởi hai yếu tố: chuyển động kiến tạo địa phương và sự dao động mực nước biển tương đối.
Có thể thấy chu kỳ kiến tạo đã khai sinh và thúc đẩy sự hình thành cũng như phát triển các bể thứ cấp, đồng thời liên quan mật thiết với chu kỳ thay đổi mực nước biển ở bể Phỳ Khỏnh như sau: mỗi chu kỳ kiến tạo đẩy các tầng trầm tích và cấu trúc đá chứa nước biến đổi, tạo điều kiện cho sự hình thành các bể chứa nước và tài nguyên thứ cấp; khi mực nước biển tăng lên, diện tích và thể tích các bể được mở rộng và quá trình tích tụ trầm tích diễn ra mạnh mẽ; khi mực nước biển xuống, các bể bị cô lập và tái cấu trúc Quá trình này chịu ảnh hưởng của yếu tố kiến tạo và biến động mực nước biển, và việc nắm bắt chu kỳ này giúp xác định vị trí, quy mô và tiềm năng khai thác của các bể thứ cấp ở khu vực Phỳ Khỏnh, từ đó hỗ trợ đánh giá nguồn lực và quản lý tài nguyên một cách bền vững.
Giai đoạn 1 mô tả sự sụt lún trung tâm của bể kiểu nội địa, nơi các quá trình mài mòn và sàng lọc yếu hình thành trầm tích có nguồn gốc từ khoáng vật và vật liệu đá mẹ Các trầm tích aluvium ở đây chiếm ưu thế, tương ứng với miền hệ thống biển thấp (lowstand system tract, LST), hay còn gọi là biển thoái thấp.
SƠ ðỒ TƯỚNG ðÁ – CỔ ðỊA LÝ VÀ Ý NGHĨA DẦU KHÍ KHU VỰC NGHIÊN CỨU
3.2.1 Sơ ủồ tướng ủỏ – cổ ủịa lý
Qua phân tích tiến hóa trầm tích trên khu vực nghiên cứu, chúng tôi xây dựng khung cổ địa lý và sơ đồ các yếu tố hình thành trong giai đoạn biển thấp (LST) qua các thời kỳ, nhằm làm rõ trình tự lắng đọng, biến động bờ và điều kiện địa chất liên quan Nghiên cứu cung cấp dữ liệu thiết yếu cho mô hình địa chất ven biển và hỗ trợ dự báo biến đổi môi trường biển trong các giai đoạn biển thấp.
Hỡnh 3.13 Sơ ủồ tướng ủỏ cổ ủịa lý giai ủoạn biển thấp
Hỡnh 3.14 Sơ ủồ tướng ủỏ cổ ủịa lý giai ủoạn biển thấp trầm tích Miocen sớm khu vực nghiên cứu
Hỡnh 3.15 Sơ ủồ tướng ủỏ cổ ủịa lý giai ủoạn biển thấp trầm tích Miocen giữa khu vực nghiên cứu
Hỡnh 3.16 Sơ ủồ tướng ủỏ cổ ủịa lý giai ủoạn biển thấp trầm tích Miocen trên khu vực nghiên cứu
3.2.2 Ý nghĩa dầu khí khu vực nghiên cứu
Trên cơ sở các miền hệ thống của ĐTPT và các dãy cộng sinh tướng trầm tích, có thể xây dựng các tiêu chí đánh giá chất lượng của vỏ sinh, vỏ chứa và vỏ chắn dầu khí (bảng 3.1).
1/ đá sinh đá sinh dầu có chất lượng tốt chủ yếu thuộc các tướng sét vũng vịnh của miền hệ thống trầm tích biển thấp (LST) tuổi Oligocen (bảng 3.1) đá sinh khắ tốt thuộc các tướng bùn ựầm lầy ven biển biển tiến (amt) của miền hệ thống trầm tớch biển tiến (TST) và sột ủầm lầy ven biển biển thoỏi (amr) của miền hệ thống trầm tích biển cao (HST) tuổi Miocen dưới đá sinh khắ chất lượng trung bình thuộc các tướng bùn ựầm lầy ven biển biển tiến (amt) của TST và sột ủầm lầy ven biển biển thoỏi của HST tuổi Miocen giữa và Miocen trên (N 1 2 , N 1 3 ) (bảng 3.1)
2/ đá chứa đá chứa lục nguyên (cát bột kết) có chất lượng tốt thuộc các phức hệ tướng kép (ar+amr) biển thoái tuổi Miocen dưới, giữa và trên; còn chất lượng trung bình có tuổi Oligocen Chất lượng ủỏ chứa lục nguyờn cỏt bột kết ủược ủỏnh giỏ dựa trờn ủiều kiện môi trường hỗn hợp sông biển biển thoái thuộc miền hệ thống trầm tích biển thấp
Theo thời gian, cốt kết Miocen bị biến đổi yếu dần sang Oligocen và chất lượng của cát bột kết ở khu vực nghiên cứu được đánh giá là tốt hơn (bảng 3.1) Việc đánh giá chất lượng đá cát bột kết khu vực nghiên cứu chủ yếu dựa trên phương pháp ngoại suy từ các điều kiện cần về đặc điểm hình thành và môi trường trầm tích thuận lợi nhằm xác định các thể cát bột có triển vọng khai thác.
Một thể cốt có cấu trúc rỗng và thấm cao sẽ hình thành trong môi trường bồi tụ đất đai đang phát triển, trong đó nổi bật nhất là các dạng cốt chịu tác động của thủy triều và cốt cồn chắn cửa sông Những trầm tích này hình thành ở môi trường có hoạt động mạnh, nên hàm lượng thạch anh cao còn hàm lượng xi măng thấp.
Đá với đặc tính lọc và mài tròn tốt tạo ra cấu trúc xốp tối ưu, có khoảng rỗng hiệu quả và khả năng thấm cao; hàm lượng matrix thấp giúp nâng cao thu hồi dầu, tối ưu hóa hiệu suất hấp thụ và tái sử dụng dầu.
Trong khu vực nghiên cứu, hoạt động kiến tạo và nén ép ngang từ sự tách giãn Biển Đông đã đẩy mức biến động thứ sinh lên và làm giảm độ rỗng và thấm của đá chứa Quá trình này diễn ra ở hai mức độ khác nhau: giai đoạn Oligocene có biến động mạnh hơn và ảnh hưởng tới hậu sinh muộn, trong khi một phần biến động vẫn tiếp tục; giai đoạn Miocene có biến động ở mức độ sớm và dẫn tới chất lượng đá chứa tốt hơn ở các loại đá có chất lượng (Me > 10%) Trên bản đồ phân bố chất lượng đá chứa và tiềm năng dầu khí, các đá chứa chất lượng tốt được phân bố rõ ràng ở các khối tầng tương ứng.
3/ đá chắn đánh giá chất lượng ựá chắn khu vực nghiên cứu chủ yếu dựa trên phương pháp phân tích hệ thống và ngoại suy trên phương diện mối quan hệ giữa các dãy cộng sinh tướng và miền hệ thống trầm tớch Theo phương phỏp ủú cú thể xỏc ủịnh ủiều kiện cần ủể thành tạo cỏc tập sột kết làm nhiệm vụ tầng chắn cú chất lượng tốt là:
- Cỏc tầng sột kết tướng biển nụng biển tiến cực ủại của TST tuổi Miocen giữa và Pliocen ủược coi là tầng chắn khu vực (Mt N 1 2 , Mt N 1 3 )
- Cỏc tầng sột kết thuộc tướng biển nụng biển tiến cực ủại của TST tuổi Oligocen là cỏc tầng chắn ủịa phương vỡ quy mụ nhỏ (Mt E 3 ) (bảng 3.1)
Bảng 3.1 Bảng tổng hợp ủỏnh giỏ chất lượng sinh – chứa – chắn trờn cơ sở ðTPT và tướng trầm tích khu vực nghiên cứu
Tuổi ủịa chất đá sinh đá chứa đá chắn ðTPT Phức tập
Miền hệ thống Tướng Chất lượng Tướng Chất lượng Tướng Chất lượng
HST Sét amr TB Cát ar, ar+amr T
TST Bùn amt TB Sét Mt T
LST Cát ar, ar+amr T
TST Bùn amt TB Sét Mt T
LST Cát ar, ar+amr T
TST Bùn amt T Sét Mt T
LST Cát ar, ar+amr T
TST Bùn amt TB Sét Mt TB
LST Sét vũng vịnh mr T Cát ar, ar+amr TB
TST Bùn amt TB Sét Mt TB
LST Sét vũng vịnh mr T Cát ar, ar+amr TB
Trong hệ thống trầm tích ven biển, LST đại diện cho miền hệ thống trầm tích biển thấp, phản ánh giai đoạn biển rút và sự tích tụ vật chất ở đáy biển ở mức nước thấp TST đại diện cho miền hệ thống trầm tích biển tiến, thể hiện sự tiến của biển và bồi tụ trầm tích theo hướng bờ biển HST đại diện cho miền hệ thống trầm tích biển cao, đặc trưng bởi mức trầm tích biển cao hơn do biển tiến và biến động của đáy biển Trong bối cảnh môi trường châu thổ biển, amr là môi trường châu thổ biển thoái, amt là môi trường châu thổ biển tiến, và Mt là môi trường châu thổ biển tiến cực đại.
T: tốt TB: trung bình K: kém