bài giảng bồn trầm tích chương 3 các kiểu tướng và môi trường trầm tích tiêu biểu

Hardenbol: “Địa tầng phân tập là mối quan hệ giữa các đơn vị trầm tích có cùng nguồn gốc trong khung địa tầng được giới hạn với nhau bởi bề mặt bào mòn hoặc gián đoạn trầm tích hoặc chỉ

cácưkiểuưtướngưvàưmôiưtrườngưtrầmưtíchư

1 Kh¸i niÖm chung vÒ t íng trÇm

+ư ư Quanư niệmư tướngư làư tổngư hợpư vềư điềuư kiệnư sinhư thànhư vàư nhữngưđặcưtrưngưvậtưtrầmưtíchư

"Tướngư làư nhữngư trầmư tíchư đượcư thànhư tạoư trongư mộtư vịư tríư nhấtư địnhư cóư cùngư nhữngư

điềuưkiệnưkhácưvớiưnhữngưvùngưlânưcận".

Rukhin

1 2 3 4

4

1 2

Khôngư

gian:ư

Bờưraư

khơi

Tướngư cuộiư sỏiư venư biểnư ư cátư

bộtư venư biểnư  bùnư sétư biểnư

nôngư trầmưtíchưhoáưhọc.

Thờiư

gian

Tướngư phụư thuộcư đkư kiếnư tạoư

vàư cổư khíư hậu.ư Kiếnư tạoư daoư

độngưthìưcóưtínhư chấtưchuưkỳư

xenưkẽưbiểnưtiếnưvàưbiểnưlùi

2 Phân loại t ớng

1.ưNhómưtướngưlụcưđịa.

Đặcư trưngư làư chuyểnưtướngư nhanhư theoư thờiưgianư vàư khôngư gian,ưtrầmưtíchưtrongưmặtưcắtưđịaưchấtưkhôngưđượcưbảoưtồnư hoànưchỉnh.

tạoư

Phứcưhệưtướngưđầmưlầyư

Tướngưhồưnướcưngọt:ư Tướngưhồưnướcưmặnư

Phạmưviưphânưbốưtừưvàiưkmưđếnưvàiưchụcưkm.ưBịưchiưphốiưbởiưđịaư hìnhưbờưbiển,ưquyưmôưcủaưhệưsông.

Đặcưđiểmưchungưvềưthànhưphần:

- Độ muối thay đổi từ vùng cửa sông đến vùng vũng vịnh, những vùng kín th ờng rất mặn nếu l ợng bốc hơi lớn hơn l ợng m a.

- Độ muối ảnh h ởng đến thành phần trầm tích và thành phần sinh vật

khôngưbịưngậpưnước Cụmưtướngưbãiưtriều

Khoángưvật:ưQ,ư F,ưMica.ư

Ru,ưZr,ư

Inm,ư C

Vụngưbiểnưngọtưhoá Vụngưbiểnưmặnưhoá

Tính chất và thành phần của n ớc, nồng độ vật trầm tích.

Tốc độ sóng, dòng chảy và thuỷ triều.

Độ sâu và kiểu cấu tạo bể

Hìnhưthànhưdo

Tính chất của các lớp trầm tích nằm d ới.

Tướngưđồngưbằngưchâuưthổ

Tướngưtiềnưchâuưthổ Tướngưsườnưchâuưthổ

Châuưthổưbồiưđắpưmạnhư(cửaưBaưLạt)ư CửaưsôngưCửuưLongưbồiưđắpưmạnhư

hìnhưrẽưquạt

2/­Lo¹i­ph¸­huû l¹ch triÒu ho¸ (s«ng B¹ch §»ng, cöa s«ng T íng ch©u thæ ven r×a bÞ estury ho¸ vµ

Phân bố rộng, bề dày lớn và ổn định Sự biến đổi t

ớng theo thời gian và không gian không lớn

Phân bố rộng, bề dày lớn và ổn định Sự biến đổi t

ớng theo thời gian và không gian không lớn

ao­­C¸t­Bµ đ

1

Cácưphụưtướngưthuộcưtướngưbiếnưsinhư( theoưLogvinenco,ư1974 )

3 Cộng sinh t ớng và ý nghĩa dầu khí

a.ưĐịnhưnghĩa

Cộngư sinhư tướngư làư sựư phânư bốư liềnư kềư củaư haiư hayư nhiềuư tướngư theoưchiềuưnằmưngangưvàưchiềuưthẳngưđứngưtrongưmốiưquanưhệư vớiưsựưthayưđổiưmựcưnướcưbiểnưvàưchuyểnưđộngưkiếnưtạo.ư

Ngoạiưsuyưcácưtướngưlânưcậnưkhiưbiếtư chínhưxácưvịưtríưmộtưtướngưtrầmưtíchưvàư vịưtríưvùngưxâmưthựcưcungưcấpưvậtư

liệu.ư

liệuưtrầmưtích

Quáưtrìnhưbiếnưđổiư

từưđáưgốc

thæ

L u t í c h ( P r o l u v i ) ( P )

T i Ò n c h © u t h æ ( d e l t a f r o n t )

Đ B C T ( d e l t a p l a i n )

a l ( h å m ã n g n g ù a )

a c A

+

+

+ + +

+ ++ + +

+ +

Aluvi miÒn trung du Cuéi, s¹n, c¸t, t¶ng, khèi

Aluvi cổ (thềm)

ao

Sông miền trung du

a2

Sông

đồng bằng

Châuưthổưbồiưtụư(sôngưHồng,ưsôngưCửuưLong)ư

Cộngưsinhưtheoưkhôngưgianưtừưtiềnưchâuưthổưđếnưsườnưchâuư

thổưvàưbiểnưnôngư

Cộngưsinhưtheoưthờiưgianưtừưmôiưtrườngưsườnưchâuưthổ

đếnưtiềnưchâuưthổ,ưđồngưbằngưchâuưthổưvàưkếtưthúcưvàưaluviư(mặtưcắtư

biểnưthoái)ư

Cộngưsinhưtướngưtrongưmôiưtrườngưbiển Khuưvựcưbiểnưhởư

-ưbùnưvôiư – ưsilitưsườnưlụcưđịaư

-ưvụnưnúiưlửaư – ưbùnưsilitưvôiưquạtưngầmư (fan)ưchânưsườnưlụcưđịaư

-ưturbiditưchânưsườnưlụcưđịaư

-ưbùnưsilitư – ưvụnưnúiưlửaưlòngưchảoưđạiưdư

ơng.ư

Tướng

Cộngưsinhưtướngưtrongưmôiưtrườngưbiển Khuưvựcưbiểnưhởư

-ưcátưsạnưlòngưsôngưcổư

-ưsétưlạchưtriềuư

-ưsétưthanưđầmưlầyưvenưbiểnưcổư

Tướng

Cộngưsinhưtướngưtrongưmôiưtrườngưbiển Khuưvựcưbiểnưvũngưvịnhư

Tướng

ý nghÜa trong nghiªn cøu dÇu khÝ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Theo D Emery và K.J Myers, 1996 Địa tầng phân tập

là các đơn vị trầm tích cộng sinh với nhau lấp đầy một bể, ranh giới giữa các đơn vị thường trùng với mặt ranh giới hai tập trầm tích hoặc bề mặt gián đoạn trầm tích.

Theo J.C Van Wagoner, H.W Posamentier, R.M

Mitchum, P.R Vail, I.F Sarg, T.S Lautit và J Hardenbol: “Địa

tầng phân tập là mối quan hệ giữa các đơn vị trầm tích có cùng nguồn gốc trong khung địa tầng được giới hạn với nhau bởi bề mặt bào mòn hoặc gián đoạn trầm tích hoặc chỉnh hợp tương quan”

“Địa tầng phân tập là một khái niệm để chỉ những mặt

cắt địa tầng của các bể trầm tích trong đó ranh giới các phân vị địa tầng được xác định dựa vào ranh giới các chu

kỳ thay đổi mực nước biển toàn cầu (chân tĩnh) và sự sắp xếp có quy luật của các đơn vị trầm tích theo không gian và theo thời gian”

- Phức tập (sequence) là một đơn vị cơ bản của địa tầng phân

tập Giữa chúng có ranh giới là các bề mặt bào mòn hoặc các

bề mặt chỉnh hợp tương quan

Một phức tập (Sequence) bao gồm các “Miền hệ thống trầm tích” (Systems tracts)

Miền hệ thống trầm tích là những vị trí khác nhau trong mặt

cắt của phức tập và được cấu thành bởi các phân tập (parasequences) và nhóm phân tập (paraseqences set)

- Phân tập là đơn vị cơ bản nhỏ nhất tương ứng với một đơn vị trầm tích cơ bản Còn nhóm phân tập là bao gồm hai hay nhiều phân tập tạo nên một tổ hợp cộng sinh các đơn vị trầm tích và được giới hạn với nhau bởi bề mặt trầm tích ngập lụt của biển (marine flooding) (trầm tích biển tiến)

2 Các đơn vị ĐTPT và bề mặt ranh giới

Để nhận thức một cách rõ ràng hơn định nghĩa “địa tầng phân tập” cần chú ý 3 nội dung cơ bản:

1/ Đơn vị trầm tích lấp đầy bể phải cộng sinh với nhau: Một đơn vị trầm tích được hiểu là một thể trầm tích có hình dáng nhất định Các đơn vị trầm tích không nằm đơn độc riêng biệt mà cộng sinh với nhau thành chuỗi theo không gian (theo chiều ngang).

2/ Ranh giới giữa hai đơn vị trầm tích trùng với mặt ranh giới giữa hai tập trầm tích hoặc bề mặt gián đoạn trầm tích

Bề mặt gián đoạn có thể hình thành trong một thời gian ngắn khi biển hạ thấp xuống chân mép thềm lục địa Mặt nghiêng của sườn bị phơi ra và bị bào mòn tương đối.

3/ Các đơn vị trầm tích được thành tạo và xắp xếp thành từng chuỗi hoặc từng lớp dày hay mỏng phụ thuộc vào 3 yếu tố:

- Sự thay đổi mực nước biển (như một nguyên nhân trực tiếp).

- Sụt lún kiến tạo, tức các đứt gãy đồng trầm tích (như một nguyên nhân gián tiếp).

- Khối lượng trầm tích mang tới nhiều hay ít

3 Các hệ thống trầm tích liên quan đến chu kỳ thay đổi

mực nước biển chân tĩnh

3.1 Sự thay đổi mực nước biển tương đối

Sự thay đổi mực nước biển tương đối chính là sự thay đổi độ sâu đáy biển tại khu vực nghiên cứu Vì vậy mực nước biển thay đổi đôi khi chỉ mang tính địa phương do chuyển động kiến tạo hoặc quá trình tích tụ trầm tích quá nhanh chứ không phải do sự thay đổi mực nước biển toàn cầu

Mực nước biển chân tĩnh được

tính từ mực nước biển đến tâm

Trái đất Mực nước chân tĩnh có

thể thay đổi do 3 nguyên nhân:

thể tích các bể đại dương thay

đổi, thể tích các sống núi đại

dương thay đổi và hoạt động

băng hà - gian băng

3.2 Mực nước biển chân tĩnh

3 Các hệ thống trầm tích liên quan đến chu kỳ thay đổi

mực nước biển chân tĩnh

3.3 Quan hệ giữa chuyển động kiến tạo - độ sâu đáy biển và bề

dày trầm tích

x

T4 K4

T3 K3

B1 K1

T1 B2

IV - T4 = K4 - X (X lµ bÒ dµy xãi mßn)

a Hệ thống trầm tích biển cao (highstand system tract) là phức hệ trầm tích được hình thành khi mực nước biển chân tĩnh từ mức cao nhất (highstand sea level) rồi hạ thấp dần Lúc đó mặt cắt trầm tích

có sự phân dị độ hạt theo chiều thẳng đứng là dưới mịn trên thô Đây chính là tập trầm tích châu thổ

mực nước biển chân tĩnh

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

Khi biển thoái sẽ tạo ra một nhịp trầm tích aluvi hạt thô phân bố từ trên đất liền xuống thềm lục địa gọi là hệ thống trầm tích biển thấp Toàn bộ phức hệ trầm tích này thực chất là hệ thống trầm tích biển thoái bao gồm 3 đơn vị trầm tích cơ bản: aluvi, châu thổ trên thềm lục địa và quạt sườn turbidit

c Bề mặt bào mòn biển thấp (lowstand erosion surface) là vị trí biển

thoái cực đại bào mòn tầng trầm tích có trước để lại các dấu vết đào khoét của lòng sông cổ và làm phong hoá thấm đọng tầng trầm tích ngập lụt cực đại của giai đoạn trước

d Từ ranh giới bề mặt bào mòn biển thấp thứ nhất đến ranh giới bề mặt bào mòn biển thấp thứ 2 tạo nên 1 chu kỳ trầm tích tương ứng với một chu kỳ thay đổi mực nước biển chân tĩnh (Eustatic cycle) Chu kỳ trầm tích này cũng tương ứng với 1 parasequence set.

mực nước biển chân tĩnh

3 Các hệ thống trầm tích liên quan đến chu kỳ thay đổi mực nước biển chân tĩnh

e Hệ thống trầm tích biển tiến (transgressive systems tract) là phức hệ trầm tích được tích tụ trong quá trình biển tiến Trầm tích

có cấu tạo phủ chồng tiến (onlap) Thành phần độ hạt theo mặt cắt

từ dưới lên thay đổi từ thô đến mịn, ngược lại với mặt cắt biển thoái

là có thành phần độ hạt biến thiên từ mịn đến thô Tuy nhiên đối với trầm tích aluvi một nhịp của trầm tích aluvi từ lòng sông đến bãi bồi tuy được thành tạo trong pha biển thoái song vẫn biến thiên độ hạt

từ thô đến mịn Vì không chịu điều tiết trực tiếp của môi trường biển

mà là do điều tiết của năng lượng dòng chảy một chiều.

được tích tụ trong giai đoạn biển tiến cực đại tạo nên một đồng bằng ngập lụt biển chủ yếu là sét và sét bột (marine floading plain)

mực nước biển chân tĩnh

Gá đáy (Onlap)

Phủ đáy (Downlap)

Bào mòn cắt cụt

(Truncation)

Chống nóc (toplap)

Ranh giới tập (Sequence boundary)

Mặt phủ đáy (Downlap surface)

4 Cỏc kiểu cấu tạo

Mặt bào

mòn

Cấu tạo nêm tăng trưởng-prodeltaCấu tạo phân lơp ngang

song song

4 Các kiểu cấu tạo

Mặt bào mòn cắt xén

4 Các kiểu cấu tạo:Tập dưới(LST): Trầm tích phân lớp xiên chéo đồng hướng tăng trưởng về phía biển (progradation) ;tập trên(TST): Trầm tích có cấu tạo phân lớp ngang song song

1 Tiếp cận hệ thống và quan hệ nhân quả

T.Tích = f (MNB + Kiến tạo)

T.Tích = f (sông + sóng + biển)

Động lực biển

5 Phương pháp luận

2 Tiếp cận tiến hóa

3 Tiếp cận quan hệ địa tầng

 Liên quan đến sự thay đổi MNB toàn cầu (eustatic) tạo 1 sequence

 Liên quan đến chuyển động kiến tạo và dao động MNB tương đối – tạo các phân tập và nhóm phân tập

- Bất chỉnh hợp giữa các phân tập và nhóm phân tập (parasequence và

Sequence (tập) Chu kỳ trầm tích

Parasequence set(nhóm phân tập) Nhóm tướng

Parasequence(Phân tập) Tướng

1 Theo đơn vị

6 Phân loại ĐTPT

2 Theo hệ thống trầm tích trong mối quan

hệ với sự thay đổi mực nước biển

Lowstand systems tract

7 Áp dụng ĐTPT phân tích các môi trường trầm tích Đệ tứ khác nhau

a ĐTPT các đồng bằng ven biển trong phức hệ trầm tích aluvi

1 Hệ thống trầm tích biển thấp (lowstand systems tract – LST) thuộc

phức hệ trầm tích aluvi

Trong phức hệ tướng trầm tích aluvi theo thời gian bao gồm các tướng và nhóm tướng sau đây:

- Nhóm tướng lòng sông (ac): tương ứng với một phân tập

cát cồn sông (ac2); Tướng cát đê cát ven lòng sông (ac3)

- Nhóm tướng bãi bồi(af ): Tương ứng với một phân tập (parasequence),

chúng phủ trên nhóm tướng lòng sông, có nhiều tướng cộng sinh với nhau: Tướng bột sét bãi bồi (af); Tướng cát bột hồ móng ngựa (al); Tướng sét hồ bãi bồi thấp (afl); Tướng cát bột sét lòng sông thoát lũ (acf); Tướng sét than đầm lầy nước ngọt (ab)

Một nhịp tướng trầm tích aluvi tương đương với một nhóm phân tập (parasequence set)

7 Áp dụng ĐTPT phân tích các môi trường trầm tích Đệ tứ khác nhau

(Hệ thống trầm tích biển thấp bao gồm

4 phức hệ aluvi)

Mô hình địa tầng phân tập ở châu thổ Đông Coulee,

Alberta Theo H W Posamentier, G P Allen và D

P James

Quan hệ địa tầng trong giai đoạn biển tiến

Holocen Theo G P Allen và H W Posamentier

Sơ đồ minh giải địa tầng phân tập vùng thung lũng Gironde

Theo G P Allen và

H W Posamentier

Mô hình địa tầng và tướng trầm tích vùng cửa sông

Gironde, Pháp Theo G P Allen và H W Posamentier

2 Hệ thống trầm tích biển tiến và hệ thống trầm tích biển cao

7 Áp dụng ĐTPT phân tích các môi trường trầm tích Đệ tứ khác nhau

a ĐTPT các đồng bằng ven biển trong phức hệ trầm tích aluvi

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

Đáy của phức hệ trầm tích biển tiến chủ yếu là tướng trầm tích cát, cát bột sét châu thổ, sét đầm lầy ven biển rồi chuyển dần lên tướng sét biển nông

và vũng vịnh Khi biển tiến cực đại của mỗi chu kỳ mực biển cao – hightstand sealeavel tạo nên một tầng trầm tích biển sét xám xanh gọi là

đồng bằng ngập lụt biển

-Hệ thống trầm tích biển cao (Highstand systems tract)

Trên đồng bằng sông Hồng hệ thống trầm tích biển cao được thành tạo trong giai đoạn mực nước biển cao nhất hạ dần xuống Toàn bộ đồng bằng

được phủ một phức hệ trầm tích châu thổ (am) kiểu biển thoái

T u æ i ( n g × n n ¨ m )

7 Áp dụng ĐTPT phân tích các môi trường trầm tích Đệ tứ khác nhau

1 Hệ thống trầm tích biển cao (HST ): Được đặc trưng bởi phức hệ tướng

châu thổ Holocen muộn (Q23)

Trong mặt cắt thấy rõ có 3 đơn vị phân tập (parasequence): I, II, III và một đơn vị nhóm phân tập (parasequence set): I + II + III được hình thành trong môi trường biển hạ thấp dần sau biển tiến cực đại Đồng bằng châu thổ được kiến lập từ holocen muộn (3000 – 1.500 năm)

Các đơn vị phân tập của một nhóm phân tập (parasequence set) thuộc hệ thống trầm tích biển cao như sau:

tướng cát cồn chắn cửa sông, tướng cát bột tiền châu thổ, sườn châu thổ

tướng cát bột tiền châu thổ và tướng sét bột sườn châu thổ

và tướng sét bột sườn châu thổ

7 Áp dụng ĐTPT phân tích các môi trường trầm tích Đệ tứ khác nhau(Theo Trần Nghi,2005)

7 Áp dụng ĐTPT phân tích các môi trường trầm tích Đệ tứ khác nhau

2 Địa tầng phân tập trầm tích sông Hồng kiểu biển thoái trong khung cảnh biển đang tiến dư thừa trầm tích, sụt lún yếu trong giai đoạn từ

Trong giai đoạn mực nước biển dâng từ Holocen muộn đến nay sau biển hạ thấp cực đại Holocen muộn (khoảng 1500 năm cách ngày nay), đồng bằng sông Hồng vẫn tiếp tục được mở rộng về phía biển nhờ lượng trầm tích quá lớn

Tuy mực nước biển đang dâng cao với tốc độ 2m/năm song cửa Ba Lạt và cửa sông Cửu Long vẫn tiến ra biển mỗi năm khoảng

40 – 60m do khối lượng trầm tích cá sông này mang ra biển quá lớn

Vì vậy cộng sinh tướng tương tự với mô hình hệ thống trầm tích biển cao

Địa tầng phân tập trầm tích sông Hồng hiện đại (từ aluvi đến châu thổ) Đường bờ lùi trong khung cảnh biển đang tiến song dư thừa trầm tích

(theo Trân Nghi, 2005)

Trầm tích Đệ tứ của Đồng bằng Sông Hồng có 5 chu kỳ trầm tích (5

hệ tầng) tương ứng với 5 phức tập (5 sequences)

(Theo Trân Nghi, 2008)

c ĐTPT vùng chuyển tiếp từ aluvi sang châu thổ của Đồng Bằng Sông Hồng giai đoạn pleistocen muộn Holocen

7 Áp dụng ĐTPT phân tích các môi trường trầm tích Đệ tứ khác nhau

Địa tầng phân tập vùng chuyển tiếp tướng từ aluvi sang châu thổ của Đồng Bằng Sông Hồng giai đoạn Pleistocen muộn – Holocen cửa sông(Theo Trân Nghi, 2008)

Tuổi Tướng trầm tích HTTT Nhóm phân tập (parasequence set) và phân tập (parasequence)

Nhóm phân tập ứng với phức hệ tướng châu thổ bao gồm 4 phân tập:

1 Phân tập tương ứng với tướng lòng sông cửa sông và tướng lạch triều (amcQ23 )

2 Phân tập tương ứng với tướng bãi bồi châu thổ (đồng bằng châu thổ – delta plain) amfQ23 )

3 Phân tập tương ứng với tướng tiền châu thổ (delta front) – amfrQ23 )

4.T Phân tập tướng sườn châu thổ (prodelta) – ampQ23 )

I

Q13b -Q21-2

Phức hệ tướng đầm lầy – vũng vịnh tuổi Pleistocen muộn → Holocen sớm – giữa (Q13 b – Q21-2 )

2 Phân tập tướng vũng vịnh nông (mQ22 )

Bảng Phân loại các đơn vị địa tầng phân tập và đối sánh với các đơn vị

tướng trầm tích(Theo Trân Nghi,2009)