Cấu trúc địa chất sâu khu vực trũng sâu biển Đông và lân cận theo tài liệu địa vật lý

Trong khóa luận thạc sĩ của mình, học viên đã được giao đề tài nghiên cứu với tiêu đề: ― Cấu trúc địa chất sâu khu vực trũng sâu Biển Đông và lân cận theo tài liệu địa vật lý‖ dưới sự hư

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

- 

-Trần Văn Khá

CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT SÂU KHU VỰC TRŨNG SÂU BIỂN ĐÔNG

VÀ LÂN CẬN THEO TÀI LIỆU ĐỊA VẬT LÝ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội- Năm 2012

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-  -

Trần Văn Khá

CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT SÂU KHU VỰC TRŨNG SÂU BIỂN ĐÔNG VÀ LÂN CẬN THEO TÀI LIỆU ĐỊA VẬT LÝ

Chuyên ngành: Vật lý Địa Cầu

Mã số: 60.44.15

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

HÀ NỘI- 2012

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU ……… 1

Chương 1 - TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT –ĐỊA VẬT LÝ, ĐỊA CHẤT KIẾN TẠO KHU VỰC TRŨNG SÂU BIỂN ĐÔNG VÀ LÂN CẬN……… …3

1 Tình hình nghiên cứu cứu về địa chất-địa vật lý liên quan đến vùng biển Việt Nam và kế cận……… 3

1.1 Một số kết quả nghiên cứu về đi ̣a chất – đi ̣a vâ ̣t lý của các tác giả nướ c ngoài liên quan đến vùng biển Viê ̣t Nam và kế câ ̣n ………… 3

1.2 Một số kết quả nghiên cứu về đi ̣a chất – đi ̣a vâ ̣t lý của các tác giả trong nước liên quan đến vùng biển Việt Nam và kế cận……… 5

2 Một số kết quả nghiên cứu về địa chất – kiến ta ̣o khu vực trũng sâu Biển Đông và lân câ ̣n……… 9

Chương 2 - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ……… 23

2.1 Phương pháp phân tích tương quan 23

2.2 phương pháp nâng trường 24

2.3 Phương pháp Gradient ngang cực đại 26

2.4 Phương pháp tính đa ̣o hàm chuẩn hóa toàn phần 28

2.5 Giải bài toán ngược đối với vật thể hai chiều 29

Chương 3 - CƠ SỞ DỮ LIỆU VÀ TƯ LIỆU SỬ DỤNG 31

3.1 cơ sở số liê ̣u sử du ̣ng 31

Chương 4 – MỘT SỐ KẾT QUẢ TÍNH TOÁN VÀ MINH GIẢI 39

4.1 Tính hệ số tương quan giữa đô ̣ sâu tới móng với đô ̣ sâu đáy biển và di ̣ thường tro ̣ng lực và xây dựng hàm hồi quy giữa chúng .39

4.2 Hệ thống đứ t gẫy xác đi ̣nh theo kết quả tính gradient max của dị thường trọng lực 44

4.3 Một vài mức nâng trường dùng để xác đi ̣nh di ̣ thường dư Moho 46

4.4 Mặt cắt cấu trúc địa chất sâu theo tài liệu tro ̣ng lực - đi ̣a chấn … 48

4.5 Sơ đồ địa hình bề mă ̣t Moho ……… 50

4.6 Sơ đồ bề dầy trầm tích ……… 51

MỘT SỐ KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ………56

TÀI LIỆU THAM KHẢO………58

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU HÌNH VẼ

Hình 1 Sơ đồ tuyến khảo sát đi ̣a vâ ̣t lý trên khu vực nghiên cứu ………9

Hình 2 Các bể trầm tích đê ̣ tam ở Viê ̣t Nam (phỏng theo Phan Trung Điền, Trần Văn Tri ̣)………11

Hình 3 Các yếu tố kiến tạo bể Phú Khánh và lân cận (TheoTrần Ngọc Toản và Nguyễn Hồng Minh)……….12

Hình 4 Sơ đồ kiến tạo khu vực Trường Sa và phụ cận………16

Hình 5 Vị trí các điểm trên lưới dùng để tính toán giá trị max H (Blakely và Simpson, 1986)……… 28

Hình 6 Bản đồ trọng lực Bugher khu vực Biển Đông và lân cận ……… 33

Hình 7 Bản đồ dị thường trọng lực Free_air Vê ̣ tinh ……… 34

Hình 8 Bản đồ trọng lực Bugher (đươ ̣c thực hiê ̣n từ bản Free_air vê ̣ tinh) ………35

Hình 9 Tuyến 1………40

Hình 10 Tuyến 2……… 40

Hình 11 Tuyến 3……… 41

Hình 12 Tuyến 4……… 41

Hình 13 Tuyến 5……… 42

Hình 14 Tuyến 6……… 42

Hình 15 Bản đồ đứt gẫy khu vực nghiên cứu dựa trên tính toán Gradient max mức nâng trường 5km ……… 44

Hình 16 Bản đồ đứt gẫy khu vực nghiên cứu dựa trên tính toán Gradient max mức nâng trường 10km ………44

Hình 17 Bản đồ đứt gẫy khu vực nghiên cứu dựa trên tính toán Gradient max mức nâng trường 15km ………45

Hình 18 Bản đồ đứt gẫy khu vực nghiên cứu dựa trên tính toán Gradient max mức nâng trường 25km ………45

Hình 19 Bản đồ dị thường trọng lực Bugher nâng trường mức 10km ………… 46

Hình 20 Bản đồ dị thường trọng lực Bugher nâng trường mức 20km ………… 46

Hình 21 Bản đồ dị thường trọng lực Bugher nâng trường mức 30km ………47

Hình 22 Bản đồ dị thường trọng lực Bugher nâng trường mức 50km ………47

Hình 23 Tuyến AA’……….48

Hình 24 Tuyến BB’……….48

Hình 25 Tuyến CC’……….49

Hình 26 Tuyến BB’……….49

Hình 27 Bề mặt Moho 3D trên khu vực nghiên cứu……… 50

Hình 28 Sơ đồ đường đẳng sâu Moho trên nền đi ̣a hình khu vực nghiên cứu … 50

Hình 29 Sơ đồ bề dầy trầm tích Kainozoi khu vực nghiên cứu ……… 51

Bảng 1 Giá trị mật độ đặc trưng cho một số loại đất đá……… 36

Bảng 2 Độ sâu mặt Moho theo tài liệu địa chấn sâu ……… 38

MỞ ĐẦU

Nghiên cứu cấu trúc sâu vỏ trái đất trên vùng trũng sâu Biển Đông Việt Nam

và lân cận luôn là vấn đề mà các nhà địa vật lý, các nhà địa chất đặc biệt quan tâm

Sự hiểu biết sâu sắc cấu trúc vỏ trái đất trên vùng biển Việt Nam sẽ đóng góp một phần không nhỏ trong công tác tìm kiếm khoáng sản, mà đặc biệt là dầu –khí, gas-hydrat trên vùng thềm lục địa và vùng nước sâu biển Việt Nam Đồng thời cung cấp những tư liệu quý giá cho các nghiên cứu về lịch sử phát triển địa chất, kiến tạo trong khu vực, củng cố những bằng chứng khoa học về địa chất - địa vật lý cho dự

án ―Xác định ranh giới ngoài thềm lục địa Việt Nam‖ giai đoạn II Vì vậy khi

nghiên cứu cấu trúc địa chất sâu vỏ trái đất trên vùng biển sâu và thềm lục địa, công tác khảo sát trường địa vật lý bằng các thiết bị máy móc hiện đại, cũng như xử lý phân tích và minh giải số liệu thu được đóng vai trò quyết định Trong nhiều năm qua các nhà địa vật lý luôn không ngừng nâng cao hiệu quả của hệ phương pháp xử

lý minh giải tài liệu địa vật lý Các nguồn số liệu địa vật lý khảo sát mới nhất được đặc biệt chú trọng, bởi đây chính là những tài liệu quý hiếm, có độ chính xác rất cao

về các trường địa vật lý trên khu vực nghiên cứu Vào những năm từ 2008-2010 tác giả có may mắn được tham gia giai đoạn I của dự án ―Xác định ranh giới ngoài thềm lục địa Việt Nam‖do bộ ngoại giao Việt Nam chủ trì , đã tiếp nhận được một nguồn số liệu trọng lực-từ, địa chấn khảo sát mới nhất phong phú và tin cậy trên vùng trũng sâu Biển Đông và lân cận Trong khóa luận thạc sĩ của mình, học viên

đã được giao đề tài nghiên cứu với tiêu đề: ― Cấu trúc địa chất sâu khu vực trũng sâu Biển Đông và lân cận theo tài liệu địa vật lý‖ dưới sự hướng dẫn của: TS

Hoàng Văn Vượng - Viện Địa chất và Địa vật lý biển - Viện khoa học và Công nghệ Việt Nam

Mục tiêu của đề tài:

- Xác định cấu trúc kiến tạo và bề dày trầm tích trên khu vực nghiên cứu

- Xác định hệ thống đứt gãy sâu trên khu vực nghiên cứu theo tài liệu trọng lực

- Xây dựng sơ đồ hoặc bản đồ địa hình mặt Moho trên khu vực nghiên cứu

Cấu trúc luận văn: Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo,nội dung chính của luận văn được thể hiện qua 4 chương:

Chương 1 Tổng quan tình hình nghiên cứu địa chất-địa vật lý, địa chất kiến tạo khu vực trũng sâu và lân cận

Chương 2 Phương pha ́ p nghiên cứu

Chương 3 Cơ sơ ̉ dữ liê ̣u và tư liê ̣u sử du ̣ng

Chương 4 Mô ̣t số kết quả tính toán và minh giải

Vào những năm 1971-1972, các nhà địa chất Hoa Kỳ tiếp tục bổ sung và công bố các công trình nghiên cứu về cấu trúc kiến tạo của vùng biển Việt Nam trong bình đồ kiến tạo biển Đông và Đông Nam Á (Parke, 1971-Emery, 1972) Tiếp

đó Hayes và Taylor (1978-1980) đã xuất bản tập bản đồ về các trường địa vật lý và cấu trúc các vùng biển Đông Nam Á và Đông Á với tỉ lệ 1:5.000.000 Trong đó có loạt các bản đồ địa chất và địa vật lý Biển Đông Năm 1987, Viện khoa học Quảng Đông Trung Quốc xuất bản tập Atlas địa chất-địa vật lý biển Nam Trung Hoa gồm

11 bản đồ tỉ lệ 1:2.000.000 toàn Biển Đông với các đặc trưng địa hình, địa mạo, bản

đồ dị thường trọng lực, dị thường từ, bản đồ cấu trúc sâu, bản đồ kiến tạo, bản đồ các bể trẩm tích Kainozoi, bản đồ các thành tạo đệ tứ, bản đồ trầm tích đáy

Năm 1989, Kulinic R.G và các nhà địa chất của Trung tâm Viễn Đông, Viện

hàn lâm khoa học Liên Xô đã công bố chuyên khảo "Biến đổi Kainozoi của vỏ trái đất vùng biển Đông Nam Á" trong đó tổng hợp những kết quả điều tra khảo sát về

địa chất và địa vật lý trên vùng Biển Đông của các nhà khoa học Liên Xô và Việt Nam trong những năm 1975-1985, xây dựng các bản đồ, sơ đồ cấu trúc kiến tạo, địa động lực và cấu trúc sâu, lịch sử phát triển kiến tạo trên vùng thềm lục địa Việt Nam và toàn Biển Đông Tuy nhiên các tài liệu khi đó còn chưa phủ kín khu vực Biển Đông, đặc biệt còn thiếu vắng tài liệu địa chấn sâu, tài liệu trọng lực vệ tinh tỉ

lệ lớn Vì vậy các kết quả công bố vẫn chỉ mang tính tham khảo

Gần đây có công trình nghiên cứu ―Tổng quan về đặc điểm sinh thành dầu khí trong các bể trầm tích đệ tam ở Đông Nam Á‖ của các tác giả Harry Doust, Gerard Lijmbach (2007), trong đó các tác giả tập trung chủ yếu vào các cấu trúc và

bể trầm tích đệ tam trên toàn khu vực Đông Nam Á, mà hoàn toàn không có những nghiên cứu cấu trúc địa chất sâu khu vực Biển Đông Ngoài ra còn nhiều các công trình nghiên cứu trên thềm lục địa Việt Nam từ nhiều năm trước, trong đó chủ yếu

là tập trung vào tìm kiếm các bẫy chứa dầu tại các bể trầm tích đơn lẻ mà tầng trầm tích có cấu trúc rõ nét trên các băng thu địa chấn Trong đó phải kể đến các công trình của các tác giả như: Chris P Sladen với công trình ―Thăm dò các bể dạng hồ ở khu vực Đông Nam Á‖ Công trình nghiên cứu ― Xâm nhập macma trong trầm tích Kainozoi ở vùng biển Nam Trung Hoa‖ của tác giả Martin F.J.Flower Công trình

―Tiến hóa địa chất của khu vực Đông Nam Á năm 1992‖ của tác giả Hutchison C.S Công trình ―Biển rìa Đông Nam Á: đặc điểm trường địa vật lý và cấu trúc, lịch sử phát triển biển rìa và biển nội lục‖ của tác giả Xeic D -1984

1.2 Một số kết qua ̉ nghiên cứu về đi ̣a chất – đi ̣a vật lý của các tác giả trong nước liên quan đến vùng biển Viê ̣t Nam và kế cận

Từ sau năm 1975 và tiếp theo, trong các đề tài nghiên cứu thuộc chương trình Thuận Hải-Minh Hải (1977 -1980), các nhà địa chất Việt Nam (Lê Văn Cự,

Hồ Đắc Hoài, Ngô Thường San) đã có những công trình nghiên cứu tổng hợp về cấu trúc kiến tạo của thềm lục địa Việt Nam và phân chia ra các bể trầm tích đệ tam

ở tỉ lệ 1:500.000 và lớn hơn như các đối tượng thăm dò tìm kiếm các mỏ dầu khí

Trong giai đoạn 1986-1990, trong khuôn khổ đề tài nghiên cứu cấp nhà nước 48-B-3-2, Bùi Công Quế và Nguyễn Hiệp lần đầu tiên đã tập hợp và liên kết các kết quả thăm dò địa vật lý trên các vùng thềm lục địa Việt Nam để thành lập các bản đồ

dị thường trọng lực và dị thường từ ∆Ta tỉ lệ 1:500.000 thống nhất cho toàn thềm lục địa (phạm vi các bể trầm tích đệ tam) và bản đồ trọng lực dị thường Fai và Bugher cho toàn biển Đông, tỉ lệ 1:2.000.000

Trong giai đoạn 1991-1995, trong khuôn khổ đề tài nghiên cứu cấp nhà nước KT-03-02, Bùi Công Quế, Nguyễn Giao và n.n.k đã tiếp tục bổ sung xử lý số liệu mới, thành lập bản đồ dị thường trọng lực và từ vùng biển Việt Nam và kế cận tỉ lệ 1:1.000.000 Trên cơ sở đó đã tính toán xây dựng các sơ đồ và mặt cắt cấu trúc sâu, các hệ địa động lực của thềm lục địa Việt Nam và biển Đông, thành lập các bản đồ cấu trúc kiến tạovà địa động lực của các bể đệ tam trên thềm lục địa Việt Nam

Các bản đồ địa chất, địa vật lý trong đề tài KT-03-02 đã tiếp tục được bổ sung và phát triển hoàn thiện ở các tỉ lệ 1:1.000.000 và lớn hơn trên từng vùng trong khuôn khổ các đề tài trọng điểm cấp nhà nước KHCN-06-04 và KHCN-06-12 (Bùi Công Quế, Nguyễn Thế Tiệp và n.n.k, 1996-2000) Trong giai đoạn này đã hoàn thành các bản đồ dị thường trọng lực, các bản đổ cấu trúc sâu, bản đồ cấu trúc kiến tạo, bản đồ điạ mạo, bản đồ trầm tích đáy biển vùng biển Việt Nam ở tỉ lệ 1:1.000.000

Cũng trong giai đoạn từ 1980-1989, Hải quân Việt Nam đã thu thập xử lý các nguồn số liệu đo sâu và địa hình được khảo sát đo đạc trong các giai đoạn trước

1975 và từ 1976 đến 1980-1985 trên các vùng ven biển và thềm lục địa Việt Nam

để biên vẽ và xuất bản các bản đồ địa hình đáy biển và hải đồ ở các tỉ lệ 1:1.000.000 chung cho toàn vùng biển, các tỉ lệ 1:400.000 và 1:250.000 cho các vùng ven bờ

Cũng trong những năm 1981-1985, Hồ Đắc Hoài trong khuôn khổ chương trình nghiên cứu biển cấp nhà nước 48-06 đã hoàn thành đề tài xây dựng bản đồ đẳng sâu đáy biển thềm lục địa Việt Nam ở tỉ lệ 1:1.000.000 Từ 1985 đến 1989 Cục đo đạc bản đồ nhà nước đã lần lượt xuất bản các bản đồ địa hình Việt Nam, bao gồm cả vùng thềm lục địa và ven biển ở tỉ lệ 1:1.000.000 Ngoài ra còn xuất bản bản đồ địa hình toàn Biển Đông tỉ lệ 1:4.000.000

Đáng chú ý nhất là vào năm 2007-2008 trong dự án ― Xác định ranh giới ngoài thềm lục địa Việt Nam” trình lên liên hợp quốc với một lượng lớn số liệu địa

vâ ̣t lý (trọng lực, từ, đi ̣a chấn sâu) có chất lượng và sự đồng bô ̣ cao , các tác giả Đỗ Chiến Thắng , Hoàng Văn Vượng ,… đã xây dựng lên các mă ̣t cắt cấu trúc sâu và bản đồ bề dầy trầm tích Kainozoi khu vực trũng sâu Biển Đ ông và lân câ ̣n mô ̣t cách rất cu ̣ thể và chi tiết ở tỉ lệ 1:1.000.000

Trong những năm gần đây, các nghiên cứu về địa chất công trình phục vụ xây dựng các công trình trên biển và thềm lục địa đã được nhiều tác giả công bố Công tác tìm kiếm thăm dò, khai thác dầu khí đã được thúc đẩy mạnh mẽ, trong đó

có các khảo sát địa chất công trình, các phương pháp địa chấn và địa vật lý giếng khoan Tại các vùng tìm kiếm và khai thác dầu khí trên thềm lục địa Đông Nam, các đảo và đá ngầm trong vùng quần đảo Trường Sa đều đã tiến hành những nghiên cứu khảo sát địa chất công trình với độ chi tiết khá cao (Mai Thanh Tân, Phạm Văn Tỵ, 2000) Các bể trầm tích Đệ tam trên vùng biển Việt Nam là một trong những đối tượng điều tra nghiên cứu quan trọng và hấp dẫn bởi nó liên quan đến sự hình thành

và phân bố các mỏ dầu khí Các trầm tích Đệ tam trên vùng biển Việt Nam được đề cập trong rất nhiều công trình của các tác giả trong và ngoài nước

Các công trình nghiên cứu xác định đặc điểm trầm tích liên quan trực tiếp với các dạng tiềm năng dầu khí trong Oligoxen và Mioxen Các nghiên cứu dựa trên

kết quả minh giải tài liệu địa vật lý và phân tích mẫu từ các lỗ khoan và liên kết cho từng vùng, từng cấu tạo riêng biệt trong thập kỷ 90 của thế kỷ trước, các công trình nghiên cứu về trầm tích Đệ tam trên thềm lục địa Việt Nam đã đạt độ chi tiết khá cao và đã mở rộng theo hướng liên kết với các hiện tượng địa chất trên toàn Biển Đông cũng như xác định đặc điểm phát triển kiến tạo của khu vực nghiên cứu trong suốt lịch sử của Đệ Tam (Đỗ Bạt, 1993 Phan Trung Điền, 1992, 1995 Nguyễn Trọng Tín, 1995 Ngô Trường San, 1993,1995, )

Trên cơ sở minh giải các số liệu khảo sát khu vực phong phú và đa dạng về địa chất và địa vật lý trên vùng Biển Đông, các nhà nghiên cứu của Việt Nam và nghiên cứu ngoài đã tiến hành nhều công trình nghiên cứu về cấu trúc sâu vỏ trái đất và chế độ địa động lực liên quan với quy luật phân bố khoáng sản cũng như dự báo và phòng ngừa các tai biến địa chất Đặc điểm cấu trúc của các ranh giới cơ bản

và các ranh giới sâu trong vỏ trên thềm lục địa Việt Nam và biển Đông được đề cập trong các nghiên cứu của Hồ Đắc Hoài (1985), Bùi Công Quế (1990, 1995, 1998,2000) và nhiều tác giả khác Các tác giả nó i trên đã tổng hợp số liệu điều tra xây dựng các sơ đồ, bản đồ cấu trúc sâu ranh giới cơ bản của vỏ cũng như các đặc trưng địa động lực trên thềm lục địa và các vùng khác trên Biển Đông Tuy nhiên hiện nay với nguốn số liệu địa vật lý chính xác và dày đặc hơn chúng ta cần phải làm sáng tỏ các ranh giới này

Hệ thống các đứt gãy trong vỏ trái đất và các hoạt động kiến tạo, địa động lực liên quan với chúng trên vùng biển Việt Nam và Biển Đông, đặc biệt là động đất, núi lửa, hoạt động tân kiến tạo đã được nghiên cứu trong các công trình của

Lê Duy Bách (1987, 1990), Bùi Công Quế (1985, 1990, 1999, 2000), Nguyễn Xuân Hãn (1991, 1996), Phạm Văn Thục và n.n.k (1999, 2000)

Tổng hợp các quả điều tra nghiên cứu về địa chất và địa vật lý trên vùng biển Việt Nam thông qua các chương trình nghiên cứu biển cấp nhà nước từ 1997 đến

2000 Tập thể các nhà nghiên cứu của Việt Nam dưới sự chủ biên của Mai Thanh Tân đã hoàn thành chuyên khảo Biển Đông- tập III Địa chất và địa vật lý biển (Hà

Nội 2003) Trong chuyên khảo này các tác giả đã lần lượt tập hợp và hệ thống lại các bước phát triển và kết quả điều tra nghiên cứu chủ yếu về địa hình, địa mạo, trầm tích đệ tứ, các bể đệ tam, các trường địa vật lý và cấu trúc sâu vỏ trái đất, chế

độ kiến tạo, và địa động lực tiềm năng dầu khí và khoáng sản trên vùng Biển Đông và thềm lục địa Việt Nam

Như vậy mặc dù đã có rất nhiều tác giả nghiên cứu về đi ̣a chất-đi ̣a vâ ̣t lý trên khu vực trũng sâu và lân câ ̣n với những kết quả có độ tin cậy khác nhau Trong đó

dự án ―Xác định ranh giới ngoài thềm lục địa Việt Nam‖ trình liên hợp quốc năm

2009 các tác giả đ ã xây dựng được các mặt cắt cấu trúc sâu , bản đồ bản đồ bề dầy trầm tích Kainozoi tỉ lê ̣ 1:1.000.000 Mục đích chính của công tác xử lý và minh giải tài liệu đi ̣a vâ ̣t lý trong dự án là xác đi ̣nh bề dầy trầm tích Vì vậy các tác giả cũng không quá đi sâu minh giải chi tiết cấu trúc sâu trên khu vực Ngoài các số liệu thu thập được lưu trữ tại Viện địa chất và Địa vật lý biển từ trước những năm 2007 tác giả đã sử du ̣ng thêm các nguồn tài liê ̣u đi ̣a chất -đi ̣a vâ ̣t lý mới nhất đã được đo năm 2007-2008 bởi PVEP, số liê ̣u từ –trọng lực được khảo sát bởi trung tâm khoa học Viễn Đông Nga trên các tàu Lavrentiev R /V cruise, 1987, Gagarynsky R/V cruises, 1990-1992 trên vùng trũng sâu Biển Đông và lân câ ̣n có tọa độ ( λ=1080÷1160E, φ=60÷160

N)

Hình 1 Sơ đồ tuyến khảo sát đi ̣a vâ ̣t lý trên khu vực nghiên cứu

(nguồn số liệu PVEP, Phân viện HLKH Viễn Đông CHLB Nga)

2 Một số kết quả nghiên cứu về đi ̣a chất – kiến ta ̣o khu vƣ̣c trũng sâu Biển

Biển Đông được hình thành như là kết quả của quá trình căng giãn và gãy ra của lục địa Nam Trung Hoa trong khoảng 32-15.5 triệu năm theo phương gần bắc-nam

và chuyển dần sang tây bắc-đông nam Kết quả của quá trình tách giãn đã hình thành nên bồn trũng Trung tâm và các bồn trũng Đệ tam trên các rìa lục địa Bao quanh trũng sâu Biển Đông và lân câ ̣n là các đới nâng và các bồn trũng cửa Châu Giang, phía tây là quần đả o Hoàng Sa và bồn trũng Phú khánh , phía Tây-Tây Nam Bồn trũng Nam Côn Sơn, Bồn Trũng Tư Chính, Phía Nam là Quần Đảo Trường Sa ,

ở trũng sâu là Bồn Trũng trung tâm (hình 2 )

+ Khu vực miền Trung và nhóm bể trầm tích Hoàng Sa: được khống chế bởi 4 hệ

thống đứt gãy chính : hệ đứt gãy hướng Tây Bắc – Đông Nam, hệ đứt gãy Đông Bắc – Tây Nam, hệ đứt gãy á Bắc– Nam, hệ đứt gãy Đông – Tây

Hệ đứt gãy Tây Bắc -Đông Nam là hệ đứt gãy lớn nhất, trong đó hệ thống đứt gãy Sông Hồng khống chế hình thái cấu trúc khu vực, chúng tạo thành ranh giới phía Tây của Nam bể Sông Hồng Trong khu vực nghiên cứu, các đứt gãy Tây Bắc – Đông Nam được xác định là các đứt gãy thuận, góc cắm từ 50o

-60o, biên độ dịch chuyển tầng móng từ 300-400 m, tầng nóc Oligocen khoảng 60-200 m Các đứt gãy này hoạt động mạnh trong thời kỳ tạo rift và phần lớn ngừng vào cuối tạo rift

Hệ đứt gãy Đông Bắc-Tây nam: là hệ thống đứt gãy lớn trong khu vực địa khối Kon Tum (phần đất liền) dự đoán có thể phát triển ra biển khống chế đới nâng Hoàng Sa bởi 2 đứt gãy lớn :Phía Bắc là đứt gãy thuận kéo dài từ địa luỹ Tri Tôn ra tới gần đảo Quang Ánh, biên độ lớn nhất 500m

Hệ đứt gãy á Bắc – Nam:Các đứt gãy Bắc Tây Bắc – Nam Đông Nam phát triển ở địa hào Quảng Ngãi và địa luỹ Tri Tôn được gọi chung là đứt gãy Sơn Trà

+ Khu vực phía Đông là nhóm bể Hoàng Sa: tồn tại 3 đứt gãy có kích thước

tương đối lớn: chiều dài hơn 100 km, là đứt gãy thuận theo hướng á B-N, cắm về phía Đông với góc nghiêng 40o-50o Biên độ dịch chuyển trong tầng móng từ 300-

400 m; nóc tập Oligocen 70-100 m Từ móng đến nóc Oligocen, phần Nam của đứt gãy này bị dịch chuyển theo hướng Đ-T tới vài chục km

Song song với vĩ độ 16o B tồn tại 2 đứt gãy song song có phương gần như

Đ-T, có hướng cắm ngược nhau và có chiều dài khoảng từ 50-70 km Một hệ thống đứt gãy thuận, hướng cắm về phía Bắc, biên độ dịch chuyển trong tầng móng từ 300-400m Trên khu vực này cũng phát hiện thấy một hệ thống đứt gãy thuận, hướng cắm về phía Nam, biên độ dịch chuyển tầng móng khoảng 250-350m; ở nóc tập Oligocen từ 80-100 m

Hình 2 Các bể trầm tích đê ̣ tam ở Viê ̣t Nam (theo Phan Trung Điền, Trần Văn Tri ̣)

Tròng s©u Phó Kh¸nh

§íi c¾t tr-îtTuy Ho µ

§íic¾t tr-ît§µ n½ng

ThÒ

mPh

anrang

hÒ m

§

BÓ CöuLong

BÓ Na

m C«n S¬n

§Þa luüA

§Þa luü Tri T«n

Phô bÓ Qu¶ng Ng·i

Hình 3 Các yếu tố kiến tạo bể Phú Khánh và lân cận (TheoTrần Ngọc Toản và Nguyễn

Hồng Minh)

+ Khu vực bể Phú Khánh: Theo các nhà nghiên cứu về địa chất - kiến tạo Trần Ngọc Toản và Nguyễn Hồng Minh cho thấy bể Phú Khánh là một bể tách giãn rìa lục địa thụ động, tuổi Đệ tam là chủ yếu, liên quan đến va chạm các mảng kiến tạo Ấn Độ-Âu Á và hoạt động tách giãn Biển Đông với lịch sử phát triển nhiều pha

Bề dày trầm tích từ 500m ở rìa phía Tây và hơn 10.000m ở trung tâm những hố sụt phía Đông bể Ở phía Tây, bể Phú Khánh tiếp giáp với thềm Phan Rang và Đà Nẵng Về phía Nam bể bị ngăn cách với bể Cửu Long bằng đới cắt trượt Tuy Hòa,

một đới với các biến dạng dọc theo các mặt có ứng suất tiếp tuyến cực đại theo hướng Tây Bắc-Đông Nam Ở phía Bắc, bể Phú Khánh bị ngăn cách với Nam bể

-Sông Hồng bằng đới đứt gãy Đà Nẵng

Theo các kết quả nghiên cứu địa chất kiến tạo của các tác giả nước ngoài và

trong nước, sự tiến hóa kiến tạo của bể Phú Khánh cùng có chung một đặc điểm như các bể trầm tích khác ở biển Đông và có thể chia thành 3 pha chính:

Pha 1: Đây là pha tách giãn chính kéo dài từ Oligocen đến Miocen sớm,

khởi đầu cho sự hình thành, phát triển các địa hào song song với hướng mở của Biển Đông và tạo môi trường trầm tích cận lục địa (epicontinental) Hoạt động mở rộng và lún chìm ở vùng này đạt qui mô cực đại trong Oligocen Giai đoạn nâng lên được kết thúc bằng một bất chỉnh hợp bào mòn mang tính khu vực ở giới hạn tiếp xúc giữa Oligocen-Miocen, đánh giấu cho tính phân dị của các hoạt động kiến tạo trong vùng

Pha 2: Pha kiến tạo thứ hai xảy ra vào Micen giữa với hoạt động lún chìm

khu vực phát triển từ từ về phía Đông Một số các đứt gãy lớn phát triển trong pha 1 chuyển từ loại đứt gãy thuận sang đứt gãy trượt bằng mà đặc trưng là hệ thống đứt gãy thuận TB-ĐN có biên độ cao dọc theo biên giới phía Tây Nam của bể Phú Khánh đã biến thành hệ đứt gãy trượt bằng trái, tạo ra đới cắt trượt Tuy Hòa, ngăn cách bể Phú Khánh với bể Cửu Long Trong Miocen giữa dạng kiến tạo chủ đạo là nén ép ngang, dẫn tới sự hình thành các cấu tạo dạng hình hoa trong các loạt trầm tích cũng như tạo ra hiện tượng đảo ngược các khối móng

Pha 3: Trong bể Phú Khánh pha tách giãn thứ 3 xảy ra trong Miocen muộn -

Đệ Tứ với hoạt động lún chìm tốc độ cao, tạo ra cột trầm tích rất dày Ở phần sâu phía Đông của bể đôi nơi nhận thấy có hoạt động bào mòn ngầm do dòng biển gây

ra hoặc vắng trầm tích Hoạt động lún chìm kết thúc dọc theo các đới đứt gãy dọc rìa thềm và hoạt động nâng lên với biên độ nhỏ ở phần Tây của thềm tạo ra hình dạng ngày nay của bể Phú Khánh

Tóm lại bể Phú Khánh có liên quan trực tiếp đến hoạt động mở rộng Biển Đông và có những đặc điểm kiến tạo tương tự như ở các phần sâu của rìa các bồn trũng ở Tây Thái Bình Dương, trong đó pha kiến tạo 1 và 3 được nhận biết rất rõ ràng Như vậy, theo quan điểm này, bể Phú Khánh được hình thành bằng một pha tách giãn (tạo rift) Eocen-Oligocen sớm, sau đó, giai đoạn Oligocen muộn - Miocen sớm là giai đoạn mở rộng tách giãn và giai đoạn Miocen muộn-Đệ tứ là giai đoạn lún chìm

Ngược lại với quan điểm trên, nhóm các nhà địa chất ở Trường Đại học Khoa học tự nhiên - Đại học quốc gia Hà Nội (Phan Văn Quýnh, Tạ Trọng Thắng, v.v ) lại cho rằng bể Phú Khánh hình thành trên các võng tạo núi đầu Paleogen với

sự lấp đầy các thành tạo molas lục địa (pha tạo núi cách đây 50 triệu năm) và cấu trúc bể được hình thành, phát triển trên cơ chế chính là kéo toác (pull apart) dọc theo các đới biến dạng ranh giới nêm thúc trồi (extrusion) Đông Dương Quan điểm này hiện nay chưa được số đông các nhà địa chất dầu khí tán thành Trên khu vực này đó xác minh được các yếu tố cấu kiến tạo sau đây: Thềm Đà Nẵng, thềm Phan Rang, khối nâng Qui Nhơn, đới đứt gãy Đà Nẵng, trũng sâu Phú Khánh, đới cắt trượt Tuy Hòa, hệ thống đứt gãy sâu dọc kinh tuyến 109O đông theo hướng Bắc Nam, hệ thống đứt gãy Đông Bắc - Tây Nam, hệ thống đứt gãy Tây Bắc - Đông Nam

Các kết quả phân tích, minh giải tài liệu trọng lực, động đất, cho thấy có thể phân chia ranh giới các cấu tạo lớn và những thông tin về những mặt gián đoạn sâu trong vỏ quả đất như mặt Moho, Conrad, mặt móng

Mặt Moho ở ven bờ biển Miền trung có giá trị độ sâu khoảng 30km và giảm rất nhanh về phía Đông Ở phía kinh tuyến 110O

đông độ sâu này chỉ còn khoảng 20km Do đó bình đồ cấu trúc mặt Moho gần như ngược lại với địa hình đáy biển hiện nay Bình đồ này cũng cho thấy khuynh hướng phát triển mặt Moho theo hướng kinh tuyến và bị phân cách theo hướng Tây Bắc-Đông Nam do các hệ thống đứt gãy sâu chi phối

Mặt Conrad có cấu trúc phức tạp và phân dị mạnh hơn so với mặt Moho, tạo nên những khối nâng và sụt theo phương Bắc - Nam và Tây Bắc - Đông Nam với

độ sâu trung bình khoảng 12 - 14km Đặc điểm cấu trúc mặt Conrad tương đối phù hợp với các bản đồ phân bố các dị thường từ, có lẽ chúng đều phản ánh chung một đối tượng là đá basalt trong vỏ quả đất Bản đồ mặt móng thu được qua minh giải tài liệu trọng lực có thể phản ánh mặt đáy bao trầm tích Đệ Tam và thông tin quan trọng do nguồn tài liệu này mang lại là phần phía Đông bể Phú Khánh có hình dạng gần đẳng thước với độ sâu cực đại nằm ở vùng giao điểm giữa kinh tuyến 110O20’ đông và vĩ tuyến 13O Bắc Giới hạn phía Đông của trũng sụt lún lớn này nằm ở gần kinh tuyến 112O

đông sau đó chuyển tiếp sang phần sâu nhất của Biển Đông Các thông tin về các hệ thống đứt gãy đối sánh với tài liệu địa chấn nhìn chung khá phù hợp nhau

+ Khu vực QĐTS: Với tài liệu hiện có, chưa cho phép xác định một cách có

cơ sở chắc chắn các đới cấu trúc của khu vực nghiên cứu dựa vào tài liệu từ, trọng lực, các tác giả đã xác lập được ranh giới một số bể trầm tích Trong chuyên san Biển Đông III các tác giả [4] gọi toàn bộ khu vực nghiên cứu là địa khối QĐTS và chia thành nhiều đơn vị cấu trúc bao gồm các trũng và các đới nâng

Các trũng gồm trũng Sơn Ca, trũng Tiên Nữ, trũng Châu Viên, bình nguyên Suối Ngọc Các trũng này được ngăn cách bởi sự phát triển của đới nâng Phan Vinh Tại trũng Sơn Ca chiều dày lớp phủ Kainozoi đạt trên 3000m, tại trũng Châu Viên có thể đạt tới 6000m, còn taị bình nguyên Suối Ngọc dày nhất cũng chỉ đạt 2000m

Ngoài đới nâng Phan Vinh, phân chia các trũng trên là các đới nâng gồm: đới nâng rìa Đá Lát—Chữ Thập đỏ, đới sụt chuyển tiếp bắc Trường Sa ở phía bắc, đới nâng rìa Hoa Lau-Thám Hiểm ở phía nam trũng Tiên Nữ và trũng hẻm Palawan ở phía nam địa khối QĐTS

Trong phạm vi đới nâng Đá Lát- Chữ Thập đỏ, cũng như tại đới nâng rìa Hoa Lau-Thám Hiểm ghi nhận móng âm học (trước Đệ Tam) lộ ngay trên đáy biển, có lẽ liên quan tới các hoạt động magma

Hình 4 Sơ đồ kiến tạo khu vực Trường Sa và phụ cận

Đặc điểm hệ thống đứt gãy (hình 4): trên cơ sở các tài liệu địa vật lý hiện

có, tại khu vực QĐTS có hai hệ thống đứt gãy sau:

- Hệ thống đứt gãy có phương Đông Bắc- Tây Nam: đứt gãy Tây Trường Sa

và đứt gãy Nam Côn Sơn Đứt gãy Tây Trường Sa đồng thời là ranh giới phía Bắc QĐTS Đứt gãy Tây Trường Sa phát triển từ Đông Bắc bãi Cỏ Rong tới phía Tây đảo Trường Sa và đi sâu vào thềm lục địa Việt Nam Đứt gãy Nam Côn Sơn nằm ở phía Nam dải nâng Côn Sơn có chiều dài hơn 1000km Các đứt gãy này được thể hiện rõ trên các bản đồ từ, trọng lực bằng các dải dị thường tuyến tính (lineament )

- Hệ thống đứt gãy ngang: có phương gần như Bắc –Nam Đây là các đứt gãy trượt ngang (F1, F2, F3, F4) bị phân cắt thành các đoạn khác nhau

Nhóm bể Trường Sa nằm ở cánh Đông của giãn đáy Biển Đông, trong đới rìa thụ động của đới phân kỳ Chúng đều có giai đoạn tạo rift cùng với giãn đáy Biển Đông và có cấu trúc dạng bán địa hào, sau đó bị quá trình giãn đáy Biển Đông đẩy trượt về phía Đông Bắc và được phủ bởi trầm tích biển Lịch sử phát triển nhóm bể Trường Sa được khái quát trong ba giai đoạn chính:

- Giai đoạn trước tách giãn (trước tạo rift- pre-rifting):

Xảy ra cách đây 50-60 triệu năm Còn có thể gọi là giai đoạn phá vỡ các khối móng cổ đã cố kết, có tuổi trước Đệ Tam Vào cuối Creta các khối móng cổ trước

Đệ Tam gồm khu vực Tư Chính, QĐTS nằm gần thềm Phan Rang, bình nguyên Phú Yên và QĐHS vốn đã cố kết với nhau hình thành một thềm cổ rộng lớn và nối liền với thềm cổ Sunda ở phía Nam biển Đông Việt Nam bị giập vỡ tạo nên các đới móng có địa hình gồ ghề, bị phân cắt bới các đới nâng sụt, địa phương

Giai đoạn tách giãn (rifting): Vào Paleocen- đầu Eocen, do va chạm giữa mảng Ấn Độ và mảng Âu-Á, sự hút chìm mảng Ấn Độ Dương dưới rìa Nam lục địa Âu-Á dẫn đến quá trình tách giãn các khối móng tạo thành các bể trầm tích Đệ Tam trong khu vực Biển Đông, trong đấy có khu vực QĐTS Vào cuối Eocen đầu Oligocen các bể trầm tích như nói ở trên tiếp tục được mở rộng Trục tách giãn khu vực có phương Đông Bắc-Tây Nam hầu như trùng hợp với trục phát triển của các

bể trầm tích Quá trình tách giãn, hình thành các bể trầm tích gắn liền với sự hình thành và phát triển của các đứt gãy sâu trong đấy có các đứt gãy Tây Trường Sa, Nam Côn Sơn cùng với các hoạt động magma xâm nhập và phun trào rộng khắp Vào giữa Eocen xảy ra sự giãn đáy Biển Đông Pha giãn đáy ghi nhận rõ nhất vào Oligocen theo hướng Bắc Nam, xô đẩy nhóm bể Trường Sa về phía Đông Nam, trượt theo đứt gãy kinh tuyến 109O

Đông và dẫn tới sự hình thành hệ thống đứt gãy gần như có phương Bắc – Nam (F1, F2, F3, F4) tại khu vực QĐTS Khác với bể

như không nhận được lượng vật liệu trầm tích (phù sa) từ các sông cổ bắt nguồn từ lục địa như sông Hồng, sông Cửu Long, mà chỉ từ các sông suối nhỏ tồn tại ngắn ngủi trong các vùng nâng địa phương, loại vật liệu từ các khối nhô ngầm kề cận dẫn đến sự thành tạo trầm tích trong điều kiện đền bù thiếu

Một đặc trưng nữa của khu vực QĐTS là chế độ biển nông thậm chí bỉển sâu được xác lập rất sớm dẫn tới việc hình thành các trầm tích vụn thô chủ yếu trong điều kiện năng lượng thấp Giai đoạn tách giãn tại khu vực QĐTS kéo dài tới cuối Miocen giữa

Giai đoạn sau tách giãn (post-rifting):Trong phạm vi thềm lục địa Việt Nam đây là thời kỳ phát triển và liên thông giữa các bể trầm tích Đệ Tam, các hoạt động kiến tạo đã suy yếu dần Khu vực QĐTS có đặc điểm riêng là ngay từ Miocen sớm, thậm chí Oligocen vùng này chịu chế độ lún chìm từ từ, nhưng liên tục bằng chứng

là sự hành tạo các ám tiêu san hô có tuổi từ Oligocen tới Pliocen- Đệ Tứ, các ám tiêu này đặc biệt phát triển trên các khối nâng cổ, qua nhiều thời kỳ Còn tại các trũng sâu (bắc đảo Trường Sa, nam QĐTS) hình thành các tướng biển nông tới biển sâu với các trầm tích vụn thô giàu hóa đá sinh vật

bể nước sâu, được hình thành do quá trình tách giãn tạo vỏ đại dương từ Oligoxen trở lại đây, nơi lớp vỏ trái đất có chiều dày khoảng 5 - 8 km Các cấu trúc của vỏ lục địa bị đại dương hóa và hình thành Biển Đông với phía Bắc là cấu trúc Hoàng Sa - Macclesfield và phía Nam là cấu trúc Trường Sa - Reed Bank Vỏ lục địa ở đây bị vát mỏng và dao động trong khoảng từ 8 - 20 km

Khu vực Tư Chính - Vũng Mây được thành tạo bởi các đới nâng và trũng phát triển theo hướng đông bắc - tây nam là chính Đới nâng có dạng khối - địa lũy hoặc khối đứt gãy có lớp phủ trầm tích Đệ Tam ít nhất khoảng 2,5 - 3,5 km Các đới trũng có dạng địa hào, bán địa hào lấp đầy trầm tích Đệ Tam dày tới 6 - 7 km Dựa vào đặc điểm hình thái có thể nhận biết 3 đơn vị cấu trúc chính là đới nâng Rìa,

trũng Vũng Mây và đới nâng Vũng Mây - Đá Lát.

Đới Nâng Rìa: đới nâng rìa tiếp giáp với bể Nam Côn Sơn về phía Tây, trũng Vũng Mây về phía Đông, bể nước sâu Biển Đông về phía Bắc

Trũng Vũng Mây: phát triển theo hướng ĐB - TN về phía Đông, Đông Nam đới nâng Rìa Trũng được lấp đầy trầm tích Đệ Tam dày 6 – 7 km Theo hình thái cấu trúc, trũng Vũng Mây có thể chia thành phụ trũng TN và TB: trũng TN Vũng Mây

có hướng cấu trúc ĐB - TN và trũng TB Vũng Mây có hướng cấu trúc á kinh tuyến

+ Bồn trũng Nam Côn Sơn: là một trũng lớn cả về diện tích và chiều dày

trầm tích Kainozoi, nó được hình thành trên thềm thụ động do tách dãn Biển Đông

và nằm hoàn toàn trên miền vỏ lục địa với chiều dày vỏ tương đối mỏng, khoảng

18 đến 23 km Là một trũng có chiều dày trầm tích Kainozoi tương đối lớn, chỗ dày nhất đạt trên 14.000 m, trung bình 5 – 8km, được cấu thành từ các thành tạo lục nguyên cát bột sét và carbonat Các thành tạo này bị phân cắt thành các đới bởi các hệ thống đứt gãy có phương khác nhau như á kinh tuyến Bắc Nam, Đông Bắc – Tây Nam, và á vĩ tuyến Theo đặc điểm về cấu trúc hình thái, lịch sử phát triển và hình thành địa chất thì bồn trầm tích này có thể được chia ra 2 phần với đặc điểm cấu trúc, kiến tạo khác nhau là phần phía Tây và phần phía Đông, ranh giới phân chia giữa chúng là đứt gãy lớn Hồng – Dừa – Mãng Cầu Bồn Nam Côn Sơn được giới hạn về phía Tây là đới nâng Korat – Natuna Ngăn cách với bồn trũng Cửu Long là đới nâng Côn Sơn Phần cực Bắc giáp với đới trượt Tuy Hòa của bồn trũng Phú Khánh Còn phần phía Đông, ranh giới phân chia giữa bồn trũng Nam Côn Sơn và Tư Chính – Vũng Mây – nhóm bể Trường Sa thì chưa được xác định rõ

ràng do tài liệu còn thiếu

Đặc điểm cấu trúc địa chất : cũng như các bể trầm tích khác đã được đề cập,

vấn đề nghiên cứu cấu trúc địa chất của bồn trũng này cũng được phân chia theo thời gian và không gian phát triển

Phân tầng cấu trúc: cũng như cấu trúc địa chất các thành tạo Kainozoi ở các bồn Sông Hồng, Phú Khánh và Cửu Long, cấu trúc địa chất của bồn Nam Côn Sơn cũng được chia ra 2 tầng cấu trúc chính : tầng cấu trúc dưới, tầng cấu trúc trên

Tầng cấu trúc dưới: Tầng cấu trúc dưới hay còn được gọi là tầng cấu trúc trước Kainozoi, tầng này bao gồm toàn bộ các đá móng magma granit, granodiorit

và cả các đá phun trào và biến chất Chúng có thành phần vật chất và tuổi hết sức phức tạp

Tầng cấu trúc trên: Tầng cấu trúc trên bao gồm toàn bộ các thành tạo Kainozoi: Eocen(?) – Oligocen, Miocen và Pliocen - Đệ tứ Chúng phủ bất chỉnh hợp lên tầng cấu trúc dưới Tầng cấu trúc này có chiều dày trầm tích thay đổi đáng

kể, chỗ dày nhất đạt trên 14.000m (tại trung tâm trũng trung tâm bồn) và thay đổi lớn, có xu hướng giảm dần về phía Tây, Tây Bắc, Bắc và cả phía Nam bồn, trung bình từ 3 đến 6 km Các trầm tích ở đây bao gồm các vụn lục nguyên cát, bột, sét và

đá vôi, cả lục nguyên chứa than Chúng được thành tạo trong môi trường từ lục địa, biển ven bờ và biển sâu Theo mặt cắt bất chỉnh hợp do quá trình thay đổi các pha hoạt động kiến tạo, đó là các mặt bất chỉnh hợp nóc móng trước Kainozoi, nóc Oligocen, nóc Miocen giữa và nóc Miocen muộn

Dựa vào các đặc điểm cấu trúc địa chất, môi trường lắng đọng trầm tích và lịch sử tiến hóa địa chất có thể được phân ra 3 phụ tầng cấu trúc chính: phụ tầng cấu trúc dưới (Eocen – Oligocen), phụ tầng cấu trúc giữa (Miocen), phụ tầng cấu trúc trên (Pliocen - Đệ tứ)

- Phụ tầng cấu trúc dưới (Eocen – Oligocen): Phụ tầng cấu trúc dưới phủ bất chỉnh hợp lên tầng cấu trúc trước Kainozoi Phụ tầng này bao gồm các thành tọa Eocen và Oligocen, là các thành tạo được hình thành và phát triển trong pha tạo rift

sớm Các thành tạo này bao gồm các trầm tích từ hạt thô dạng Mollas nằm lót đáy ở các địa hào, bán địa hào và đáy các trũng, sau đó là các trầm tích cát sạn, cát và cát bột, sét chứa nhiều mảnh vụn than Chúng được lắng đọng trong môi trường lục địa như đồng bằng châu thổ, hồ, đầm lầy, sông Tổng chiều dày trầm tích của phụ tầng này đạt 2500 đến 3000m

- Phụ tầng cấu trúc giữa (Miocen): Phụ tầng cấu trúc giữa được giới hạn giữa

2 mặt phản xạ nóc Oligocen muộn và nóc Miocen muộn, bao gồm các thành tạo trầm tích là các vụn lục nguyên cát, bột, sét, than và cả carbonat Môi trường trầm tích của phụ tầng này được lắng đọng trong môi trường xen kẽ giữa lục địa, vũng vịnh và biển nông ven bờ Chiều dày trầm tích của phụ tầng này đạt từ 2.500 đến 4.000m

- Phụ tầng cấu trúc trên: Phụ tầng cấu trúc trên này bao gồm các thành tạo trẻ

có tuổi Pliocen và Đệ tứ, bao gồm các đá chủ yếu là cát, bột, sét chưa gắn kết hoặc gắn kết yếu Chúng được lắng đọng trong môi trường trầm tích biển hoặc biển nông ven bờ, với chiều dày đạt từ 700 – 1100m

Bể Nam Côn Sơn: Bể Nam Côn Sơn mang đặc điểm kiến tạo phức tạp, là bồn rift

căng giãn rìa lục địa Quá trình hình thành được miêu tả như sau:

- Giai đoạn trước tạo rift (Paleocene – Eocene ?): chế độ kiến tạo bình ổn, quá trình bào mòn và san bằng bề mặt địa hình cổ tạo hình thái bề mặt móng với những trũng giữa núi, nơi có khả năng tiếp nhận vật liệu trầm tích về sau

- Giai đoạn đồng tạo rift (Oligocene – Miocene): Đánh dấu sự hình thành bể bằng pha tách giãn đầu tiên gắn liền với tách giãn biển Đông hình thành các trũng trầm tích đầm hồ, địa hào và bán địa hào Quá trình sụt lún – oằn võng do ảnh hưởng của pha tách giãn thứ 2 của Biển Đông tạo điều kiện phát triển các trũng sụt lún biển sâu, nông và rìa với sự hình thành mạnh mẽ của carbonate

- Cuối giai đoạn tạo rift là pha nghịch đảo kiến tạo hình thành các khối nâng địa phương với sự phát triển mạnh mẽ của các ám

tiêu san hô

bình nguyên bào mòn và trầm tích Đệ Tứ hệ tầng Biển Đông

Bồn trũng trung tâm (Trũng sâu Biển Đông)

Vỏ đại dương chỉ lộ ra ở trung tâm trũng Biển Đông Tài liệu nghiên cứu về

vỏ đại dương ở vùng này còn rất ít Theo tài liệu địa vật lý, cấu tạo vỏ đại dương ở

khu vực này có thể tách ra làm ba lớp: lớp thứ nhất nằm sát ngay dưới mực nước biển, chủ yếu là trầm tích vụn và đá vôi ám tiêu san hô; lớp thứ hai, nằm dưới lớp thứ nhất, gồm phần trên là bazan vỡ vụn và phần dưới là bazan dạng khối; lớp thứ

ba nằm dưới cùng thành phần là gabro , metagabro R S Kulinhic và nnk, 1986 cho

biết bề dày của vỏ Trái Đất ở đây từ 10 - 12km (Bùi Công Quế và nnk, 1995) Theo nhiều tài liệu khác (Z Abraham và Uyeda Seiya , 1973; N H Holloway, 1982, P Tapponier và nnk , 1986 ) th́ì bề dày của lớp cấu thành vỏ đại dương ở khu vực này, từ trên xuống dưới, lần lượt là 0,5 - 2km, 1 - 3km và 10 - 15km Nhiều nhà địa chất cho rằng vỏ đại dương ở đây hình thành do tách giãn từ Oligocen sớm đến đầu Miocen giữa (32 - 16 triệu năm)

Từ các tài liệu và các công trình nghiên cứu về địa chất,kiến tạo trên khu vực nghiên cứu của các nhà nghiên cứu tiền bối, tác giả đã tháy được bức tranh tổng quat về cấu trúc địa chất sâu,các giả thuyết về kiến tạo cũng như sựu hình thành và phát triên trũng sâu Biển Đông Nhũng thông tin này là rất hữu ích trong quá trình xác định thông tin tiên nghiệm,điều kiện biên để giải bài toán mô hình hóa ,khai triển trường thé, xác định hệ thống đứt gãy trền khu vực trũng sâu bieenrr đông và lân cận

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Trong quá trình nghiên cứu cấu trúc địa chất sâu khu vực trũng sâu Biển Đông và lân cận theo tài liệu địa vật lý ( khu vực có tọa độ φ=6÷160N, 𝝀=108÷1160E) tác giả đã thử nghiệm một số phương pháp sau:

- Phương pháp phân tích tương quan bội: giữa độ sâu tới đáy trầm tích theo tài liệu địa chấn, dị thường trọng lực , độ sâu đáy biển trên khu vực nghiên cứu với mục đích là xây dựng được hàm hồi quy tuyến tính giữa chúng

- Phương pháp nâng trường: xác định dị thường dư cũng như trường phông khu vực nghiên cứu (theo tuyến và theo diện)

- Phương pháp Gradient ngang cực đại với mục đích xác định hệ thống đứt gẫy trên diện theo số liệu trọng lực

- Phương pháp gradien chuẩn hóa toàn phần theo tuyến cũng như theo diện

để xác định những điểm đặc biệt

- Tính toán mô hình trọng lực 2d trên khu vực nghiên cứu để xác định cụ thể cấu trúc địa chất trên các các tuyến

2.1 Phương pháp phân tích tương quan

a Liên hệ tương quan và phương pháp phân tích tương quan

Mối liên hệ ràng buộc lẫn nhau giữa các tham số vật lý của hiện tự nhiên, trong đó sự biến động của một tham số này là do tác động của nhiều tham số khác gọi là liên hệ tương quan - một hình thức liên hệ không chặt chẽ

Một phương pháp toán học áp dụng vào việc phân tích thống kê nhằm biểu hiện và nghiên cứu mối liên hệ tương quan giữa các tham số của hiện tượng tự nhiên gọi là phân tích tương quan

Quá trình phân tích tương quan gồm các công việc cụ thể sau:

2121222

21

x x r

x x

r yx

r yx

r yx

r yx r R

Trong đó: ryx1, ryx2, rx1x2 là các hệ số tương quan tuyến tính giữa các cặp tham

số y với x1, y với x2 và x1 với x2, và

Nếu như thì được coi là tương quan tốt và có thể xây dựng hàm hồi quy tuyến tính giữa các tham số trên

b Liên hệ tương quan tuyến tính giữa 3 tham số

- Phương trình hồi quy tuyến tính: Nếu gọi y và x và z là các trị số thực tế của

tham số kết quả và tham số nguyên nhân có thể xây dựng được phương trình hồi quy đường thẳng như sau:

z=a+bx+cy

trong đó: z là trị số lý thuyết (điều chỉnh) của tham số kết quả, a, b và c là các hệ số của phương trình, các hệ số này sẽ được xác định bằng phương pháp bình phương tối thiểu hoặc có thể tìm được theo dạng ma trận Ax=b, A là các hệ số a,b,c

2 2 Phương pháp nâng trường

Tiếp tục giải tích trường lên nửa không gian trên là phép biến đổi trường thế

đo được trên một mặt nào đấy thành trường thế ở một bề mặt khác xa các nguồn hơn Như ta đã biết, phép biến đổi này làm suy yếu các dị thường tùy theo bước sóng của chúng Dị thường có bước sóng càng ngắn càng bị suy yếu mạnh Theo nghĩa này, quá trình tiếp tục trường lên trên là một quá trình làm suy biến các đại lượng đo được Chúng có một ứng dụng rất to lớn trong thực tế

Cơ sở của phép tiếp tục giải tích trường lên trên là đẳng thức thứ ba của Green Theo đẳng thức này, nếu hàm U là điều hòa, liên tục và có đạo hàm liên tục trên một vùng có biên đều đặn R, thì giá trị của U tại điểm P nằm phía trong R được cho bởi phương trình:

(2.2)

Trong đó S là biên của R, n là hướng pháp tuyến ngoài còn r là khoảng cách

từ P đến điểm tích phân trên S

Qua các tính toán khác chúng ta sẽ thu được một công thức khác của phương trình 2.2

Nếu trường thế U đo được trên mặt z = z0 trong phạm vi đủ rộng so với kích thước của nguồn, thì tồn tại biến đổi Fourier F [U] của nó Biểu diễn trong miền tần

số của phương trình (2.3) tìm được bằng cách biến đổi cả hai vế của phương trình (2.3) qua miền tần số và áp dụng lý thuyết tích chập:

/ 0

Từ phương trình (2.7) ta thấy rằng quá trình tiếp tiếp nâng trường lên trên làm yếu dần tất cả các số sóng( trừ |k| = 0) Sóng có bước sóng càng ngắn càng bị làm yếu càng nhiều và mức độ làm suy yếu cũng tăng theo gia số ∆z Phương trình (2.7) là hàm thực, không có thành phần pha và do đó không có sự thay đổi pha đối

với trường được tiếp tục lên trên

2.3 Phương pháp Gradient ngang cực đại

Phương pháp này được đề xuất bởi Cordel và Grauch (1982,1985) để xác định biên của nguồn gây dị thường thực hiện theo các bước sau đây:

Bước 1 Tính đạo hàm ngang các thành phần trên lưới số liệu

H

H

H

Giá trị cực đại của sẽ được xác đi ̣nh bằng mô ̣t đa thức bâ ̣c 2

Vị trí liên hệ với giá trị cực đại đươ ̣c xác đi ̣nh bởi: