Tiến hóa trầm tích Oligocen - Miocen khu vực phía bắc bể Sông Hồng trong mối quan hệ với hoạt động kiến tạo và triển vọng dầu khí liên quan

Đặc biệt từ trước đến nay, trong phạm vị Bắc bể Sông Hồng chưa có công trình nào nghiên cứu chi tiết về tiến hóa trầm tích trên cơ sở nghiên cứu tổng hợp đặc điểm thạch học, tướng, môi t

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

- -

NGUYỄN THỊ HUYỀN TRANG

TIẾN HÓA TRẦM TÍCH OLIGOCEN – MIOCEN KHU VỰC PHÍA BẮC BỂ SÔNG HỒNG TRONG MỐI QUAN HỆ VỚI HOẠT ĐỘNG KIẾN TẠO VÀ TRIỂN VỌNG DẦU KHÍ LIÊN QUAN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2011

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

- -

NGUYỄN THỊ HUYỀN TRANG

TIẾN HÓA TRẦM TÍCH OLIGOCEN – MIOCEN KHU VỰC PHÍA BẮC BỂ SÔNG HỒNG TRONG MỐI QUAN HỆ VỚI HOẠT ĐỘNG

KIẾN TẠO VÀ TRIỂN VỌNG DẦU KHÍ LIÊN QUAN

Chuyên ngành: Thạch học, Khoáng vật học và Địa hóa học

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC 3

1.1 ĐỊA TẦNG TRẦM TÍCH KAINOZOI 4

1.1.1 Hệ Paleogen 4

1.1.1.1 Thống Eocen 4

1.1.1.2 Thống Oligocen 6

1.1.2 Hệ Neogen 7

1.1.2.1 Thống Miocen 7

1.1.2.2 Thống Pliocen 10

1.2 CẤU TRÚC KIẾN TẠO 11

1.2.1 Phân tầng cấu trúc 11

1.2.2 Phân vùng cấu trúc 12

1.2.3 Đặc điểm kiến tạo đứt gãy 16

CHƯƠNG 2 LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU, CƠ SỞ TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19

1.1 LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU 19

2.1.1 Lịch sử tìm kiếm thăm dò và khai thác dầu khí 19

2.1.1.1 Giai đoạn trước năm 1987 19

2.1.1.2 Giai đoạn từ 1988 – nay 20

2.1.2 Lịch sử nghiên cứu trầm tích luận 24

2.2 CƠ SỞ TÀI LIỆU 25

2.3 HƯỚNG TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27

2.3.1 Hướng tiếp cận 27

2.3.1.1 Tiếp cận hệ thống 27

2.3.1.2 Tiếp cận tiến hóa 28

2.3.1.3 Tiếp cận định lượng 28

2.3.2 Phương pháp nghiên cứu 28

2.3.2.1 Phương pháp phân tích thạch học trầm tích 28

Phương pháp phân tích tướng trên cơ sở các tham số trầm tích

2.3.2.3 Các phương pháp xác định thành phần khoáng vật và chỉ tiêu địa

hóa môi trường của ximăng 35

2.3.2.4 Phương pháp cổ sinh xác định môi trường trầm tích 35

2.3.2.5 Phương pháp địa vật lý giếng khoan 35

2.3.2.6 Phương pháp phân tích địa tầng phân tập tiếp cận từ phân tích tướng 36

2.3.2.7 Phương pháp thành lập bản đồ tướng đá cổ - địa lý 40

2.3.2.8 Phương pháp đánh giá chất lượng colecter trên cơ sở phân tích tương quan với các tham số trầm tích 41

2.3.2.9 Phương pháp phân tích hệ thống dầu khí trên cơ sở nghiên cứu môi trường trầm tích 41

CHƯƠNG 3 ĐẶC ĐIỂM THẠCH HỌC TRẦM TÍCH OLIGOCEN – MIOCEN KHU VỰC PHÍA BẮC BỂ SÔNG HỒNG 44

3.1 TRẦM TÍCH OLIGOCEN 44

3.1.1 Cát kết 44

3.1.2 Bột kết 47

3.1.3 Sét kết và phiến sét 48

3.2 TRẦM TÍCH MIOCEN 49

3.2.1 Cát kết 49

3.2.2 Bột kết 52

3.2.3 Sét kết và phiến sét 53

3.2.4 Đá vôi sét 53

CHƯƠNG 4 TƯỚNG TRẦM TÍCH VÀ ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP 54

4.1 TƯỚNG TRẦM TÍCH 55

4.1.1 Khái niệm và phân loại tướng trầm tích 55

4.1.2 Tướng trầm tích trong giai đoạn Oligocen 56

4.1.3 Tướng trầm tích trong giai đoạn Miocen 58

4.1.4 Tiến hóa môi trường trầm tích trong mối quan hệ với tiến hóa bể Sông Hồng 61

4.2 ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP 67 4.2.1 Phứ c tâ ̣p 1 (S1sh): Eocen – Oligocen dưới (E2- E31) – Hệ tầng Hòn

4.2.2 Phứ c tâ ̣p 2 (S2sh): Oliogocen trên (E32) 67

4.2.3 Phứ c tâ ̣p 3 (S3sh): Miocen sớ m (N11) 68

4.2.4 Phứ c tâ ̣p 4 (S4sh): Miocen giữa (N12) 69

4.2.5 Phứ c tâ ̣p 5 (S5sh): Miocen muộn (N13) 69

4.2.6 Tiến hóa trầm tích nhìn từ địa tầng phân tập 70

CHƯƠNG 5 ĐÁNH GIÁ TRIỂN VỌNG DẦU KHÍ 76

5.1 ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG COLECTƠ DẦU KHÍ DỰA TRÊN ĐẶC ĐIỂM THẠCH VẬT LÝ 76

5.1.1 Khái quát 76

5.1.2 Đánh giá chất lượng colecter 77

5.2 ĐÁNH GIÁ TRIỂN VỌNG DẦU KHÍ TRÊN CƠ SỞ PHÂN TÍCH TƯỚNG TRẦM TÍCH 82

5.2.1 Tầng sinh 82

5.2.2 Tầng chứa 83

5.2.3 Tầng chắn 84

5.3 TRIỂN VỌNG DẦU KHÍ NHÌN TỪ ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP 85

5.3.1 Tầng sinh 85

5.3.2 Tầng chứa 85

5.3.3 Tầng chắn 85

TÀI LIỆU THAM KHẢO 89

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Sơ đồ các vùng cấu trúc chính bể Sông Hồng [27] 3

Hình 1.2 Cột địa tầng tổng hợp trầm tích Đệ tam phần Bắc bể Sông Hồng 5

Hình 1.3 Bảng tổng hợp đặc điểm cấu trúc bể Sông Hồng 11

Hình 1.4 Bản đồ phân vùng cấu trúc bể Sông Hồng [27] 14

Hình 1.5 Mặt cắt thể hiện nghịch đảo kiến tạo trong Miocen trong trũng Đông Quan 15

Hình 1.6 Các hệ thống đứt gãy phía bắc bể trầm tích Sông Hồng 16

Hình 1.7 Mặt cắt địa chấn đã minh giải, tuyến SGPG T93-203 thể hiện rõ hệ thống đứt gãy thuận 17

Hình 1.8 Mặt cắt địa chấn đã minh giải, tuyến SGPG T93- 201 thể hiện cấu tạo dạng hình hoa 18

Hình 2.1 Bản đồ cấu trúc miền võng Hà Nội (theo Anzoil, 1996 & PIDC, 2004) 21 Hình 2.2 Mô hình các đối tượng dầu khí (Theo tài liệu PVEP) 22

Hình 2.3 Sơ đồ mức độ khảo sát khu vực bồn trầm tích Sông Hồng 26

Hình 2.4 Sơ đồ các hướng tiếp cận nghiên cứu bể trầm tích 27

Hình 2.5 Biểu đồ phân loại cát kết theo thành phần khoáng vật (theo Pettijohn, 1973, có bổ sung sửa chữa) 29

Hình 2.6 Sơ đồ phân bố các đá cát kết Oligocen – Miocen LK 102 và LK 103-HAL-1X, theo phân loại của Pettijohn, 1973 30

Hình 2.7 Phân loại tướng dựa trên các tham số Md, Q, So, Ro 34

Hình 2.8 Đặc trưng dạng đường cong Gamma với môi trường trầm tích (Theo Vũ Văn Kính và nnk, 2003) 36

Hình 2.9 Các mặt cắt trầm tích cơ bản để phân tích cộng sinh 38

Hình 2.10 Mô hình phân bố tướng trầm tích theo 3 miền hệ thống 39

Hình 3.1 Ảnh lát mỏng LK102 (3703,00; N+ x 90) Cát kết grauvac hạt nhỏ, xi măng lấp đầy – cơ sở với cacbonat, matrix xerixit và VCHC Tuổi Oligocen sớm 45

Hình 3.2 Ảnh lát mỏng LK102 (3784,00;N+ x 90) Cát kết grauvac – litic, xi măng lấp đầy gồm cacbonat, matrix và xerixit Tuổi Oligocen sớm 45

Hình 3.3 Ảnh lát mỏng LK102 (3377,60;N+

x 90) Cát kết grauvac – litic, xi măng lấp đầy gồm cacbonat, hydroxit và sét Tuổi Oligocen muộn 45

x 90) Cát bột kết grauvac – lithic giàu cacbonat, xi măng lấp đầy Tuổi Oligocen muộn 45

nhỏ thạch anh – litic Xi măng cơ sở – lấp đầy Thành phần silic tái kết tinh kiểu xi măng khảm Độ mài tròn và chọn lọc trung bình Độ rỗng trung bình Tuổi Oligocen 46

x 90) Cát kết acko – litic giầu canxit, xi măng tiếp xúc, thành phần: xerixit, cacbonat Tuổi Oligocen sớm 47

xi măng lấp đầy – cơ sở gồm xerixit, clorit và kaolin 48Hình 3.10 Ảnh lát mỏng LK102 (3847,40;N+ x 90N) Bột cát kết grauvac hạt

trung, xi măng lấp đầy chủ yếu là cacbonat 48

x90) Sét kết xen kẹp các lớp bột kết Bột kết có độ mài tròn, chọn lọc kém Xi măng nhiều hydroxit sắt Đá có cấu tạo phân lớp rõ 48

x 90N) Cát kết acko – litic, giàu canxit Đá bị nén ép nhiều, độ mài tròn, chọn lọc kém Tuổi Miocen sớm 50

đã trải qua giai đoạn biến đổi thứ sinh, ranh giới hạt vụn dạng đường cong và răng cưa Tuổi Miocen giữa 51

) Cát kết acko – lithic hạt nhỏ, xi măng lấp đầy gồm cacbonat, matrix và xerixit Độ mài tròn và chọn lọc trung bình đến tốt Mảnh đá gồm có mảnh đá silic, canxit, đá phiến Tuổi Miocen muộn 52Hình 3.17 Ảnh lát mỏng GK 103-TH-1X (độ sâu 1784.0m, N+) Cát kết

grauvac hạt nhỏ đến trung, xi măng lấp đầy gồm cacbonat và sét, mảnh đá silic Độ mài trọn trung bình, độ chọn lọc kém Tuổi Miocen muộn 52

x90) Bột kết tiếp xúc cát kết grauvac Bột kết có xi măng giàu hydroxit sắt, kaolin Cấu tạo định hướng Cát kết giàu mảnh đá phun trào, xi măng canxit.Tuổi Miocen sớm 52

x90) Cát bột kết acko giàu canxit, xi măng tiếp xúc lấp đầy gồm canxit, xerixit và kaolin Đá đã

bị biến đổi sau khi thành đá (I = 0.5-0.75) Tuổi Miocen sớm 52Hình 4.1 Sơ đồ tướng đá cổ địa lý giai đoạn biển thấp (LST) Oligocen khu vực

Bắc bể Sông Hồng (Theo Trần Nghi, 2010 [27], có sửa đổi) 57Hình 4.2 Sơ đồ tướng đá cổ địa lý giai đoạn biển cao (HST) Oligocen khu vực

Bắc bể Sông Hồng (Theo Tran Nghi, 2010 [27], có sửa đổi) 58Hình 4.3 Sơ đồ tướng đá cổ địa lý giai đoạn biển thấp (LST) Miocen giữa khu

vực Bắc bể Sông Hồng (Theo Tran Nghi, 2010 [27], có sửa đổi) 60Hình 4.4 Sơ đồ tướng đá cổ địa lý giai đoạn biển cao (HST) Miocen giữa khu

vực Bắc bể Sông Hồng (Theo Tran Nghi, 2010 [27], có sửa đổi) 60Hình 4.5 Các địa hào bán địa hào bất đối xứng trong Eocen – Oligocen (Tuyến

địa chấn 89-1-36A, Công ty Total) 62Hình 4.6 Các địa hào bán địa hào bất đối xứng trong Eocen – Oligocen (bên

phải) và các trầm tích Miocen giữa bị uốn nếp trong Miocen muộn do pha nghịch đảo kiến tạo (Tuyến địa chấn 89-1-62, Công ty Total) 63Hình 4.7 Các trầm tích Miocen giữa bị uốn nếp trong Miocen muộn do pha

nghịch đảo kiến tạo (Tuyến địa chấn 89-1-62, Công ty Total) 63Hình 4.8 Tiến hóa môi trường trầm tích trong mối quan hệ với tiến hóa của bể

Sông Hồng trong Oligocen- Miocen 65

Hình 4.9 Sơ đồ vị trí mặt cắt địa chất liên kết các giếng khoan sâu tại Miền

Võng Hà Nội 66

Hình 4.10 Mặt cắt liên kết các giếng khoan GK 104, 100, 101, 102, 110 và 103 66 Hình 4.11 Hệ thống trầm tích biển thấp (LST) qua tài liệu địa chấn và thạch học phức tập S2 (E32) bể Sông Hồng 72

Hình 4.12 Hệ thống trầm tích biển thấp (LST) qua tài liệu địa chấn và thạch học phức tập S3 (N11) bể Sông Hồng 73

Hình 4.13 Hệ thống trầm tích biển thấp (LST) qua tài liệu địa chấn và thạch học phức tập S4 (N12) bể Sông Hồng 74

Hình 4.14 Hệ thống trầm tích biển thấp (LST) qua tài liệu địa chấn và thạch học phức tập S5 (N13) bể Sông Hồng 75

Hình 5.1.Sự phụ thuộc giữa Me vào So 78

Hình 5.2 Sự phụ thuộc giữa Me vào Q 78

Hình 5.3 Sự phụ thuộc giữa Me vào Li 78

Hình 5.4 Sự phụ thuộc giữa Me vào I 78

Hình 5.5 Sự phụ thuộc giữa Me vào R0 79

DANH MỤC BẢNG

Bảng 4.1 Đối sánh địa tầng phân tập và chu kì trầm tích 70

Bảng 4.2 Bảng tổng hợp các đơn vị địa tầng phân tập, tướng, thạch học khu vực phía Bắc bể Sông Hồng giai đoạn Oligocen – Miocen 71

Bảng 5.1 Bảng tổng hợp các tham số thạch học LK 102 77

Bảng 5.2 Ma trận tương quan các tham số trầm tích và độ rỗng hiệu dụng 77

Bảng 5.3 Tổng hợp các mối tương quan giữa Me và các chỉ số thạch học 78

Bảng 5.4 Đánh giá chất lượng colectơ của đá chứa LK 102 81

MỞ ĐẦU

Bể Sông Hồng là bể trầm tích Đệ tam lớn nhất thềm lục địa Việt Nam với diện tích trên 220.000 km2, hình thành từ một địa hào dạng kéo toạc, có lịch sử phát triển địa chất phức tạp, tạo nên nhiều đối tượng chứa dầu khí khác nhau

Công tác tìm kiếm thăm dò dầu khí bể trầm tích Sông Hồng được tiến hành từ những năm 60 của thế kỷ trước Đến nay, một khối lượng khá lớn các tài liệu địa chất

- địa vật lý dầu khí đã được thực hiện với khoảng gần 100.000 km tuyến địa chấn 2D

và gần 2000km2

địa chấn 3D (ngoài khơi), khoan trên 50 giếng tìm kiếm thăm dò (trên đất liền 27 giếng, ngoài khơi: 25 giếng) Riêng đối với khu vực phía Bắc bể bao gồm khu vực MVHN và các lô 102, 106, 103 và 107, hoạt động thăm dò địa chất được tiến hành trên đất liền từ rất sớm, những năm 1960, và bắt đầu từ năm 1987 công tác này được triển khai trên thềm lục địa Mặc dù kết quả công tác thăm dò ở Bể Sông Hồng còn rất hạn chế, chỉ phát hiện được các mỏ khí nhỏ ở phần Tây Bắc (lô 103) và đất liền (MVHN), nhưng những phát hiện này đánh dấu những mốc lịch sử

vô cùng quan trọng trong công cuộc tìm kiếm dầu khí ở miền Bắc Việt Nam, phát hiện khí TH-C tuy nhỏ nhưng là mốc khởi đầu của Ngành Dầu khí Việt Nam và góp phần phát triển kinh tế địa phương trên ba chục năm qua Phát hiện khí D14 tuy chưa đưa vào khai thác và dầu B10 tuy nhỏ bé, nhưng cả hai đã khẳng định cho một quan điểm thăm dò đúng đắn, mở ra hướng thăm dò mới hiện nay không những ở MVHN

mà cho cả những lô khác

Sau hơn 50 năm tìm kiếm thăm dò và khai thác dầu khí tại bể Sông Hồng, công tác thăm dò địa chất, khai thác và nghiên cứu đã đạt nhiều thành tựu đáng kể, nhưng vẫn còn nhiều vấn đề tồn tại cần phải tiếp tục nghiên cứu Đặc biệt từ trước đến nay, trong phạm vị Bắc bể Sông Hồng chưa có công trình nào nghiên cứu chi tiết

về tiến hóa trầm tích trên cơ sở nghiên cứu tổng hợp đặc điểm thạch học, tướng, môi trường trầm tích, địa tầng phân tập (sequence stratigraphy) nhằm làm sáng tỏ quy luật phân bố các tập trầm tích trong bể từ đó xác định cụ thể hơn quy luật phát triển các tập đá sinh, chứa và chắn của từng hệ tầng phục vụ công tác tìm kiếm thăm dò và tính trữ lượng dầu khí của bể Xuất phát từ vấn đề đó, đề tài: “Tiến hóa trầm tích Oligocen

- Miocen khu vực phía bắc bể Sông Hồng trong mối quan hệ với hoạt động kiến tạo

và triển vọng dầu khí liên quan” được đặt ra nhằm giải quyết vấn đề mang tính cấp thiết nêu trên với mục tiêu và nhiệm vụ như sau:

Mục tiêu:

Mục tiêu của đề tài nhằm làm sáng tỏ đặc điểm tướng trầm tích và lịch sử tiến hóa các thành tạo trầm tích vào giai đoạn Oligocen - Miocen khu vực phía Bắc bể Sông Hồng, tạo cơ sở khoa học cho việc xác định cụ thể hơn diện phân bố, quy luật

phát triển của các tập đá sinh, đá chứa và đá chắn của từng hệ tầng nhằm phân vùng triển vọng dầu khí và định hướng tìm kiếm thăm dò các bẫy phi cấu tạo

- Dựa trên phương pháp địa tầng phân tập phân chia ra các miền hệ thống trầm tích: hệ thống trầm tích biển thấp (LST), hệ thống trầm tích biển tiến (TST) và hệ thống trầm tích biển cao (HST) góp phần làm sáng tỏ đặc điểm tiến hóa trầm tích phía Bắc bể Sông Hồng

- Đánh giá triển vọng dầu khí đá trầm tích Oligocen – Miocen khu vực phía Bắc bể Sông Hồng

Nội dung luận văn:

Luận văn gồm 5 chương không kể mở đầu và kết luận

Chương 1 Đặc điểm địa chất khu vực

Chương 2 Lịch sử nghiên cứu và phương pháp nghiên cứu

Chương 3 Đặc điểm thạch học trầm tích Oligocen - Miocen khu vực phía Bắc

bể Sông Hồng Chương 4 Tướng trầm tích và địa tầng phân tập

Chương 5 Đánh giá triển vọng dầu khí

CHƯƠNG 1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC

Vùng nghiên cứu bao gồm toàn bộ MVHN và phần Bắc vịnh Bắc Bộ (bao gồm

các lô 102, 106, phần bắc lô 103 và 107) (Hình 1.1), là vùng có cấu trúc địa chất hết

sức phức tạp, nổi bật nhất là cấu trúc uốn nếp, bào mòn và nghịch đảo kiến tạo trong Miocen (phần Tây Nam) và nghịch đảo kiến tạo trong Oligocen (khu vực Đông Bắc)

Do nén ép đã hình thành các cấu tạo dạng hình hoa (flower structures) Vùng này có chiều dày trầm tích đạt đến 7000 m Chỗ dày nhất bao gồm các phức tập (Eocen (?)) được phát hiện ở GK 104 Phủ Cừ: Oligocen dưới; Oligocen trên; Miocen dưới; Miocen giữa; Miocen trên; Pliocen - Đệ tứ

Hình 1.1 Sơ đồ các vùng cấu trúc chính bể Sông Hồng [27]

Vùng nghiên cứu

1.1 ĐỊA TẦNG TRẦM TÍCH KAINOZOI

Địa tầng Đệ tam bể Sông Hồng đã được nhiều tác giả trước đây đề cập trong

nhiều công trình, trong đó phần Bắc bể được phân chia thành các mức địa tầng

Eocen, Oligocen dưới, Oligocen trên, Miocen dưới, Miocen giữa, Miocen trên,

Pliocen (tương ứng với các hệ tầng Phù Tiên, Hòn Ngư?, Đình Cao, Phong Châu, Phù

Cừ, Tiên Hưng, Vĩnh Bảo) (Hình 1.2) [27]

1.1.1 Hệ Paleogen

1.1.1.1 Thống Eocen

Hệ tầng Phù Tiên (E 2 pt)

Mặt cắt chuẩn hê ̣ tầng Phù Tiên được Phạm Hồng Quế mô tả tại giếng khoan

GK.104 Phù Tiên - Hưng Yên từ độ sâu 3.544m đến 3.860m, bao gồm cát kết, sét bột

kết màu nâu tím, màu xám xen các lớp cuội kết có độ hạt rất khác nhau từ vài cm đến

vài chục cm Thành phần cuội thư ờng là đá ryolit , thạch anh, đá phiến kết tinh và

quarzit Cát kết có thành phần đa khoáng, độ mài tròn và chọn lọc kém, nhiều hạt

thạch anh, calcit bị gặm mòn, xi măng calcit- sericit Bột kết rắn chắc thường có màu

tím, chứa sericit và oxyt sắt Trên cùng là lớp cuội kết hỗn tạp màu tím, màu đỏ xen

các đá phiến sét với nhiều vết trượt láng bóng

Ở ngoài khơi vịnh Bắc Bộ , trầm tích Eocen đư ợc phát hiện ở GK 107- TPA

(3.050- 3.535m) với cuội sạn kết có kích thước nhỏ, thành phần chủ yếu là các mảnh

đá granit và đá biến chất xen với cát kết, sét kết màu xám, màu nâu có các mặt trượt

hoặc bị phân phiến mạnh Các đá kể trên bị biến đổi thứ sinh mạnh Bề dày 300 –

500m

Trên các mặt cắt địa chấn, trầm tích hệ tầng Phù Tiên thể hiện bằng tập địa

chấn nằm ngang, phủ bất chỉnh hợp ngay trên mặt đá móng trước Đệ tam Tuy nhiên,

nó chỉ được theo dõi tốt ở vùng vịnh Bắc Bộ Tập địa chấn này có các phản xạ biên

độ cao, tần số thấp, độ liên tục từ trung bình đến kém ở MVHN và chuyển sang dạng

phản xạ song song, độ liên tục tốt, biên độ cao ở vịnh Bắc Bộ

Tuổi Eocen của hệ tầng được xác định dựa theo các dạng bào tử phấn hoa, đặc

biệt là Trudopollis và Ephedripites Nguyễn Địch Dỹ (1981) và

Phạm Quang Trung (1998) cho rằng chúng có tuổi Creta – Paleogen, nhiều khả năng

là Eocen

Hệ tầng được thành tạo trong môi trường sườn tích - sông hồ Hệ tầng phủ bất

chỉnh hợp trên đá cổ hơn

Hình 1.2 Cột địa tầng tổng hợp trầm tích Đệ tam phần Bắc bể Sông Hồng

1.1.1.2 Thống Oligocen

Phụ thống Oligocen dưới

Hệ tầng Hòn Ngư - E 3 1 hng

trên phân tích mặt cắt đi ̣a chấn ở vùng trũng Trung tâm bể Sông Hồng [29]

Liên kết các băng đi ̣a chấn ở phần Bắc và Trung tâm bể Sông Hồng cho thấy

có hai thể đi ̣a chất nằ m dưới các trầm tích Miocen Chúng là các đối tượng thuộc trầm tích Oligocen, trong đó tâ ̣p phản xa ̣ nằm dưới ứng với trầm tích Olig ocen dưới –

hê ̣ tầng Hòn Ngư và tâ ̣p phản xa ̣ trên ứng với trầm tích Oligocen trên– hê ̣ tầng Đình Cao

Theo các tài liệu địa chấn , hệ tầng Hòn Ngư tư ơng ứng với tập địa chấn gồm các phản xạ không liên tục , biên độ cao , tần số trung bình đến thấp ở phần dư ới chuyển lên trên phản xạ khá liên tục, biên độ cao, tần số trung bình

Thành phần thạch học của hệ tầng gồm : sỏi (cuô ̣i kết) sạn kết, cát kết, bô ̣t kết

và sét kết, có thể có sét vôi Chiều dày > 1.000m

Hệ tầng Hòn Ngư thành tạo trong môi trường sông, cửa sông châu thổ và vũng vịnh

Do phân tích và liên kết đi ̣a tầng thông qua các tài liệu địa chấn (chưa có tài liê ̣u khoan) nên vấn đề tuổi chính xác của hê ̣ tầng Hòn Ngư cấn được nghiên cứu tiếp

Phụ thống Oligocen trên

Hệ tầng Đình Cao - E 3 2 đc

Hệ tầng Đình Cao được xác lập tại giếng khoan GK 104 xã Đình Cao huyện Phù Tiên - Hưng Yên Tại đây, từ độ sâu 2.396 đến 3.544m, trầm tích chủ yếu gồm cát kết màu xám sáng, xám sẫm đôi chỗ phớt tím, xen các lớp kẹp cuội kết dạng puđing, sạn kết chuyển lên các lớp bột kết , sét kết màu xám, xám đen, rắn chắc xen ít lớp cuội sạn kết Các đường cong đo địa vật lý lỗ khoan phân dị rõ với giá trị điện trở cao Bề dày của trầm tích là 1.148 m

Trầm tích Oligocen dưới phát triển rô ̣ng ở Đông Quan , Thái Thuỵ, Tiền Hải –Thái Bình và vịnh Bắc Bộ, bao gồm cát kết xám sáng, sáng xẫm, hạt nhỏ đến vừa, ít hạt thô, đôi khi gặp cuội kết, sạn kết có độ lựa trọn trung bình đến tốt Đá gắn kết chắc bằng xi măng cacbonat, sét và oxýt sắt Cát kết đôi khi chứa glauconit (GK 104-

QN, 107-TPA) Sét kết xám sáng, xám sẫm, đôi chỗ có các thấu kính than hoặc các lớp kẹp mỏng sét vôi Chiều dầy hệ tầng 300- 1.148m

Trong trầm tích này mới chỉ tìm thấy các vết in lá thực vật , bào tử phấn hoa, Diatomeae, Pediatrum và động vật nước ngọt Hóa thạch động vật thân mềm nước

ngọt Viviparus có ý nghĩa trong việc nhận biết hệ tầng Đình Cao

Trên mặt cắt địa chấn, hệ tầng Đình Cao đặc trưng bằng các phản xạ mạnh, biên độ cao, độ liên tục trung bình, nằm xiên Phần dưới của mặt cắt có các phản xạ không liên tục , biên độ trung bình Đặc biệt còn nhận thấy phần đáy của trầm tích được thể hiện bằng các mặt kề áp, một pha, độ liên tục kém, biên độ cao Đây chính

là mặt bất chỉnh hợp giữa các hệ tầng Đình Cao và Phù Tiên Ở các giếng khoan 203,

81, 204, 200, 106 các trầm tích bị vò nhàu và dốc đứng đến 80o

Trầm tích Oligocen trên - hệ tầng Đình Cao phủ bất chỉnh hợp lên hệ tầng Phù Tiên

Môi trường thành ta ̣o là sông - đầm hồ - châu thổ và biển nông

Điều đáng l ưu ý là các tập bột kết và sét kết màu xám đen phổ biến ở trũng Đông Quan và vịnh Bắc Bộ chứa lượng vật chất hữu cơ ở mức độ trung bình (0,54%) Chúng được xem là đá mẹ sinh dầu ở miền võng Sông Hồng

song, lượn sóng với thành phần khoáng vật chủ yếu là kaolinit và ilit Khoáng vật phụ gồm nhiều glauconit và pyrit Bề dày của hệ tầng thay đổi từ 400 đến 1.400m

Trên các mặt cắt địa chấn , hình hài của hệ tầng Phong Châu được thể hiện bằng các tập phản xạ song song , độ liên tục tốt , thế nằm với xu thế biển tiến trên các khối nâng ở ngoài khơi vịnh bắc Bộ Trên cơ sở phân tích bào tử phấn, Phan Huy

levipoli tuổi Miocen sớm

Môi trường thành tạo của các trầm tích là châu thổ - tiền châu thổ và biển nông với các trầm tích biển tăng lên rõ rệt từ MVHN ra phía vịnh Bắc Bộ

Hệ tầng phủ bất chỉnh hợp (dạng bất chỉnh hợp khu vực ) trên hệ tầng Đình

Cao và các đá cổ hơn

Phụ thống Miocen giữa

Hệ tầng Phủ Cừ - N 1 2 pc

Hệ tầng Phù Cừ được Golovenok V.K., Lê Văn Chân (1966) mô tả lần đầu tại

lỗ khoan GK 2 (960 -1.180m) trên cấu tạo Phủ Cừ thuô ̣c miền võng Hà Nội Tuy nhiên, khi đó chưa gặp được phần dưới của hệ tầng và mặt cắt được mô tả bao gồm các trầm tích đặc trưng bằng tính chu kỳ rõ rệt với các lớp cát kết hạt vừa, cát bột kết phân lớp mỏng (dạng sóng, thấu kính, phân lớp xiên), bột kết, sét kết cấu tạo khối, chứa nhiều hóa thạch thực vật, dấu vết động vật ăn bùn, trùng lỗ và các vỉa than nâu Cát kết có thành phần ít khoáng, độ lựa chọn và mài tròn tốt Khoáng vật phụ ngoài

turmalin, zircon, đôi nơi gặp glauconit và granat

Các nghiên cứu cho thấy hệ tầng Phủ Cừ phát triển rộng khắp trong miền võng

Hà Nội, có bề dày mỏng ở vùng Đông Quan và phát triển mạnh ở vịnh Bắc Bộ với thành phần trầm tích gồm cát kết, sét bột kết, than và đôi nơi gặp các lớp mỏng đá vôi Cát kết có màu xám sáng đến xám lục nhạt, thường hạt nhỏ đến vừa, đôi khi hạt thô (GK.104-QN), chọn lọc trung bình đến tốt, phổ biến cấu tạo phân lớp mỏng, thấu kính, lượn sóng, đôi khi dạng khối chứa nhiều kết hạch siderit, đôi nơi có glauconit (các GK 100, 102, 110, 104, 204, 107-TPA) Cát kết có xi măng gắn kết nhiều carbonat, ít sét Sét bột kết xám sáng đến xám sẫm, chứa rất ít carbonat, ít vụn thực vật và than nâu (GK 103-TH) có ít lớp đá carbonat mỏng (GK 103-TH, 107-PA) Bề dày chung của hệ tầng thay đổi từ 1.500 đến 2.000m

Trên mặt cắt địa chấn, hệ tầng Phủ Cừ được thể hiện bằng các pha sóng phản

xạ có dạng song song hay hỗn độn, biên độ lớn, tần số cao, thường liên quan đến các tập chứa than Ranh giới của hệ tầng với hệ tầng Phong Châu nằm dưới có đặc trưng sóng gồm 1 đến 2 pha phản xạ mạnh, biên độ cao, độ liên tục tốt

Tuổi Miocen giữa của hê ̣ tầng đư ợc xác định theo Florschuetzia trilobata với

Fl semilobata; Globorotalia mayeri; Orbulina universa (N9)

Hệ tầng Phủ Cừ nằm không chỉnh hợp trên hệ tầng Phong Châu

Trầm tích Miocen giữa đư ợc hình thành trong môi trư ờng châu thổ , đầm lầy ven biển chuyển dần sang tiền châu thổ – biển nông, theo hướng tăng dần ra vịnh Bắc

Bộ

Đáng lưu ý là sét kết của hệ tầng thường có tổng hàm lượng vật chất hữu cơ bằng 0,86%, đạt tiêu chuẩn của đá mẹ sinh dầu Đồng thời cũng chính trong hệ tầng này đã gặp những lớp đá có độ rỗng 14-16% và độ thấm khoảng vài chục mD Trên

thực tế trong hệ tầng đã có những vỉa dầu và condensat đã và đang được khai thác (mỏ dầu Tiền Hải C, Thái Bình)

Có mặt trong hầu hết các giếng khoan ở MVHN và ngoài khơi vịnh Bắc Bộ,

hệ tầng Tiên Hưng với thành phần chủ yếu là cát kết, ở phần trên thường là cát kết hạt thô và sạn sỏi kết, sét kết, bột kết, xen các vỉa than nâu Các lớp cát kết phân lớp dày đến dạng khối, màu xám nhạt, mờ đục hoặc xám xanh, hạt nhỏ đến thô, độ chọn lọc trung bình đến kém, chứa hoá thạch động vật và vụn than nâu, gắn kết trung bình đến kém bằng xi măng carbonat và sét Sét bột kết màu xám lục nhạt, xám sáng có chỗ xám nâu, xám đen (GK.104, 102-HD) chứa vụn than và các hóa thạch, đôi khi có glauconit, pyrit (GK.100, 103-TH) Bề dày của hệ tầng 760 - 3.000m

Hoá thạch trong trầm tích gồm các vết in lá cổ thực vật , bào tử phấn hoa, trùng

lỗ và Nannoplankton, đặc biệt có một phức hệ bào tử phấn hoa đặc trưng gồm

Quercus lobbii, Ziziphus thấy trong một lớp cát kết hạt vừa dày khoảng 10m, gặp

trong phần lớn các giếng khoan ở miền võng Hà Nội

Tuổi Miocen muộn của hệ tầng được xác định theo phức hệ bào tử phấn

Dacrydium sp., Ilex sp., Quercus sp., Florschuetzia trilobata, Acrostichum sp và Stenochlaena sp., và phức hệ trùng lỗ Pseudorotalia sp., – Ammonia sp., Hệ tầng phủ

bất chỉnh hợp trên hệ tầng Phủ Cừ

Trên mặt cắt địa chấn, hệ tầng Tiên Hưng được biểu hiện bằng tập địa chấn có

độ phân lớp kém và phản xạ yếu, trục đồng pha ngắn, biên độ cao, uốn nếp và có nhiều lớp có biểu hiện của than Hệ tầng Tiên Hưng tiếp xúc với hệ tầng Phủ Cừ nằm dưới bằng mặt bất chỉnh hợp có dấu hiệu biển lùi ở đới nâng cao, với 2 pha phản xạ mạnh không liên tục

Môi trường trầm tích của hệ tầng Tiên Hư ng chủ yếu là sông , châu thổ, đầm lầy và tiền châu thổ (trũng Đông Quan) Hoàn cảnh trầm tích này tạo nên những lớp cát kết có độ rỗng 14-16% và độ thấm hàng trăm mD là những lớp có khả năng chứa dầu khí

1.1.2.2 Thống Pliocen

Hệ tầng Vĩnh Bảo - N 2 vb

Trầm tích Pliocen - hệ tầng Vĩnh Bảo đánh dấu giai đoạn phát triển cuối cùng của trầm tích Đệ tam trong MVHN - vịnh Bắc Bộ thuộc bể Sông Hồng Tại lỗ khoan GK.3 ở Vĩnh Bảo, Hải Phòng, trong khoảng đô ̣ sâu từ 240m- 510m, có thể chia hệ tầng Vĩnh Bảo làm 2 phần: phần dưới là cát, hạt mịn màu xám, vàng chanh, phân lớp dày, có độ lựa chọn tốt, đôi nơi có những thấu kính hay lớp kẹp cuội, sạn hạt nhỏ xen kẽ; phần trên có thành phần bột tăng dần Bề dày của hệ tầng tại giếng khoan này khoảng 270m Trong đá gặp nhiều hóa thạch động vật biển như thân mềm, san hô, trùng lỗ

Hệ tầng Vĩnh Bảo đã đư ợc phát hiện trong tất cả các giếng khoan ; từ GK 3 (ven biển) tiến vào đất liền tính lục địa của trầm tích tăng lên , và hệ tầng mang đặc điểm châu thổ chứa than (GK.2, Phù Cừ) Ngược lại, tiến ra phía biển trầm tích là cát

bở rời xám sáng đến xám sẫm, hạt nhỏ đến vừa, đôi khi thô đến rất thô, chọn lọc trung bình đến tốt xen với sét màu xám, xám xanh, mềm, chứa mica, nhiều pyrit, glauconit và phong phú các mảnh vỏ động vật biển ở tất cả các giếng khoan (GK 104-QN, 103-TH, 107-PA) Hệ tầng Vĩnh Bảo có chiều dày từ 200 đến 500m và tăng dần ra biển

Trên mặt cắt địa chấn, hệ tầng được thể hiện bằng các phản xạ song song hoặc gần song song, nằm ngang, tần số cao, biên độ trung bình, độ liên tục tốt Ngoài vịnh Bắc Bộ các phản xạ song song thể hiện rõ, biên độ lớn, độ liên tục tốt Ở phần đáy của hệ tầng, nơi tiếp xúc với hệ tầng Tiên Hưng, thấy mặt bất chỉnh hợp rõ từ các mặt gián đoạn bào mòn ở MVHN đến các dạng biển tiến ở phần trung tâm vịnh Bắc Bộ

Tuổi của trầ m tích đư ợc xác định là Pliocen trong khoảng đới N18-N20 dựa

theo trùng lỗ Globigerina bulloides (N5-N20), Globigerina nepenthes (N14-N19), Globigerinoides ruber (N18-N23), Globigerinoides conglobatus (N18-N23), và phức

hệ bào tử phấn hoa Liquidambar- Dacrydium với sự có mặt của Florschuetzia levipoli, Fl meridionalis

biển vũng vi ̣nh, biển nông Riêng khu vực rìa TB và TN của MVHN trầm tích tích tụ trong điều kiện đồng bằng châu thổ có ảnh hưởng của biển Hệ tầng phủ bất chỉnh hợp trên hệ tầng Tiên Hưng

1.2 CẤU TRÚC KIẾN TẠO

1.2.1 Phân tầng cấu trúc

Các thành tạo Kainozoi ở bể sông Hồng có chiều dày trầm tích lớn nhất so với các bể trầm tích khác trong khu vực Biển Đông Chiều dày lớn nhất đạt đến trên 15km ở phần trung tâm bể, trung bình 3 đến 7km Các thành tạo Kainozoi của cấu trúc này được chia làm 2 tầng cấu trúc (Hình 1.3)

- Tầng cấu trúc trước Kainozoi (tầng cấu trúc dưới - A)

- Tầng cấu trúc Kainozoi (tầng cấu trúc trên - B)

* Tầng cấu trúc trước Kainozoi (tầng cấu trúc dưới - A):

Tầng cấu trúc trước Kainozoi hay còn gọi là tầng cấu trúc dưới (A) Tầng này chủ yếu bị vùi lấp bởi các trầm tích Kainozoi, một phần được lộ ra ở các đảo, các vùng rìa Tây Nam, Đông Bắc MVHN, các vùng ven bờ biển Vịnh Bắc Bộ và phía Tây Nam đảo Hải Nam Chúng bao gồm các đá có thành phần và tuổi khác nhau Trung tâm MVHN, tại giếng khoan 104 Phủ Cừ khi khoan đến độ sâu 3914m thì gặp móng là đá riolit và tuf Mesozoi, tại rìa Tây Nam MVHN đá móng cổ nhất là đá biến chất kết tinh gneis, phiến biotit, amphibol Proterozoi, còn rìa Đông Bắc một vài giếng khoan đã gặp đá móng là đá vôi hệ tầng Bắc Sơn tuổi Cacbon- Permi, đá phiến silic

hệ tầng Lỗ Sơn Devon giữa - trên

Hình 1.3 Bảng tổng hợp đặc điểm cấu trúc bể Sông Hồng

* Tầng cấu trúc Kainozoi (tầng cấu trúc trên - B):

Tầng cấu trúc Kainozoi hay còn gọi là tầng cấu trúc trên (B), phát triển mạnh nhất ở trung tâm bể với chiều dày trên 15.000m, mỏng dần ra các rìa của bể Tầng cấu trúc này bao gồm các thành tạo có tuổi từ Eocen (gặp ở GK 104, tại huyện Phủ

Cừ thuộc MVHN), Oligocen, Miocen và Pliocen – Đệ tứ, bao gồm các thành tạo lục nguyên, lục nguyên chứa than và có cả carbonat, chúng phủ bất chỉnh hợp lên tầng cấu trúc dưới Trong quá trình hình thành và phát triển, tầng cấu trúc này đã trải qua các pha hoạt động kiến tạo khác nhau như ngưng nghỉ trầm tích, bào mòn cắt cụt, các pha hoạt động kiến tạo Các dấu tích còn để lại là các mặt bất chỉnh hợp móng/Eocen, Eocen/Oligocen, Oligocen/Miocen dưới, Miocen dưới/Miocen giữa, Miocen giữa/Miocen trên, Miocen trên/Pliocen - Đệ tứ Chúng đánh dấu sự bắt đầu và kết thúc của các pha kiến tạo tương ứng

Theo đặc điểm thạch học trầm tích, môi trường lắng đọng và lịch sử hình thành, tầng cấu trúc này được chia ra 3 phụ tầng cấu trúc:

- Phụ tầng cấu trúc dưới (B1) bao gồm các thành tạo Eocen?, Oligocen dưới

và Oligocen trên phủ bất chỉnh hợp lên móng trước Kainozoi Phụ tầng này có chiều dày thay đổi từ vài chục mét đến 2- 5km, cấu thành bởi các trầm tích được hình thành trong môi trường lục địa như aluvi, proluvi, đầm hồ và đồng bằng châu thổ và có cả biển nông ven bờ v.v và bị chia thành các đới bởi các hệ thống đứt gãy khác nhau

- Phụ tầng cấu trúc giữa (B2) bao gồm toàn bộ các thành tạo trầm tích có tuổi

Miocen Thành phần thạch học bao gồm các đá lục nguyên cát bột sét, than và cả carbonat (gặp ở các GK ở vịnh Bắc Bộ) Phụ tầng này phủ bất chỉnh hợp lên phụ tầng cấu trúc dưới Các thành tạo này hình thành trong môi trường trầm tích xen kẽ giữa đồng bằng châu thổ, biển ven bờ và vũng vịnh

- Phụ tầng cấu trúc trên (B3) bao gồm các thành tạo có tuổi Pliocen và Đệ tứ,

với thành phần vật chất chủ yếu là vụn lục nguyên cát bột và sét Chúng được lắng đọng trong môi trường biển, biển ven bờ và vũng vịnh Thành tạo cát bột sét phân lớp ngang, song song, hoặc nghiêng nhỏ với độ dốc không đáng kể Trầm tích có độ gắn kết yếu hoặc chưa gắn kết, còn bở rời

Phụ tầng cấu trúc này phủ bất chỉnh hợp lên phụ tầng cấu trúc giữa và tạo thành một mặt bất chỉnh hợp mang tính toàn khu vực Các thành tạo trong phụ tầng này ít bị các đứt gãy phân cắt thành các đới khác nhau

1.2.2 Phân vùng cấu trúc

Bể Sông Hồng là một bể lớn cả về chiều dày và diện tích Đây là bể trầm tích hình thành dưới tác động của các pha hoạt động kiến tạo khác nhau nên cấu trúc của chúng rất phức tạp Việc phân vùng cấu trúc không chỉ dựa trên các đặc điểm kiến

tạo, đặc điểm thạch học mà còn phải dựa trên đặc điểm của môi trường lắng đọng trầm tích và các chỉ tiêu khác như chiều dày trầm tích

Nếu lấy toàn bể trầm tích Sông Hồng là cấu tạo bậc I tương đương cùng bậc với các bể trầm tích khác trong thềm lục địa Việt Nam như Phú Khánh, Nam Hải Nam, Tây Lôi Châu (Beibuwan), Cửu Long, Nam Côn Sơn, Malay- Thổ Chu, thì có thể phân ra các bậc cấu trúc bậc cao hơn cho phần miền bắc bể như sau:

- Trũng trung tâm (A1)

- Thềm Hạ Long (A2)

- Đơn nghiêng Thanh Nghệ (A3)

- Đới phân dị Đông Bắc đứt gãy Sông Lô (A4)

- Thềm Tây Hải Nam (Dinh Cơ, A5)

* Trũng Trung tâm bể trũng sông Hồng (A1) (Hình 1.4)

Trũng Trung tâm bể Sông Hồng chiếm phần lớn diện tích bể trầm tích Kainozoi này Đây là cấu tạo bậc II, có chiều dày trầm tích Kainozoi rất lớn, chỗ dày nhất đạt trên 15.000 mét, trung bình từ 7000 đến 9000m, bao gồm các trầm tích vụn lục nguyên, than và có cả lớp đá vôi dày trên 30m Đây là đới sụt nằm ở trung tâm bể, kéo dài từ trong đất liền (MVHN) cho đến tận Quy Nhơn, dài khoảng trên ngàn km Dựa vào đặc điểm cấu trúc và các yếu tố kiến tạo, đới trung tâm Bắc bể Sông Hồng

có thể được chia ra 2 phụ đới (cấu tạo bậc III) đó là:

- Phụ trũng trung tâm miền võng Hà Nội (A1-1 và A1-2) Phụ trũng này nằm

chủ yếu trên đất liền, nó bị khống chế bởi các đứt gãy Sông Lô ở phía Đông Bắc và đứt gãy Sông Chảy ở phía Tây Nam Chiều dày trầm tích KZ đạt trên 7000m Phụ trũng này bị chia cắt thành các đới cấu trúc nhỏ hơn (bậc IV) như trũng Đông Quan (A1-1), đới nghịch đảo Miocen (A1-2), ngăn cách giữa chúng là đứt gãy Vĩnh Ninh (Hình 1.5)

- Phụ trũng trung tâm bể Sông Hồng (A1-3) Phụ trũng này ngăn cách với

trũng trung tâm MVHN bằng hệ thống đứt gãy ĐB – TN và đới nâng ngầm Oligocen,

bị khống chế ở phía Đông Bắc bởi đứt gãy Vĩnh Ninh, ở phía Tây Nam là đứt gãy sông Chảy kéo dài Đây là đới có chiều dày trầm tích KZ lớn nhất, đạt trên 15.000m, phát triển theo hướng TB – ĐN, các thành tạo trầm tích ít bị các đứt gãy phân cắt

* Thềm Hạ Long (A2)

Thềm Hạ Long là một thềm hẹp nằm ở phía Đông Bắc vịnh Bắc Bộ, phía Tây giới hạn bởi đứt gãy Kiến Thụy, phía Bắc giáp đất liền, phía Đông giới hạn bởi đứt gãy Bạch Long Vỹ Thềm này có chiều dày trầm tích KZ mỏng, chỗ dày nhất đạt

như thiếu vắng các trầm tích Oligocen Trầm tích thềm Hạ Long phủ bất chỉnh hợp lên móng trước Kainozoi

-

Hình 1.4 Bản đồ phân vùng cấu trúc bể Sông Hồng [27]

Vùng nghiên cứu

Hình 1.5 Mặt cắt thể hiện nghịch đảo kiến tạo trong Miocen trong

trũng Đông Quan

* Thềm Thanh Nghệ (A3)

Thềm Thanh Nghệ là cấu trúc bậc II của bể sông Hồng Do đặc điểm cấu trúc đơn giản, xu hướng nghiêng dần về phía Đông nên nhiều người còn gọi là đơn nghiêng bình ổn Thanh Nghệ Phía Bắc giáp đất liền, phía Đông giới hạn bởi hệ thống đứt gãy Sông Chảy Chiều dày trầm tích KZ khoảng 3000 đến 4000m ở chỗ dày nhất và mỏng dần ra cánh phía Tây Thành phần trầm tích chủ yếu là các vụn lục nguyên có tuổi từ Miocen đến Đệ tứ Thềm này ít bị các đứt gãy chia cắt, nhưng lại bị phức tạp hóa bởi các mũi nhô đá cổ từ đất liền ra

* Đới phân dị Đông Bắc Sông Lô (A4)

Là một đới có cấu trúc hết sức phức tạp, phía Tây giới hạn bởi đứt gãy Sông

Lô, phía Đông Bắc giáp với thềm Hạ Long Tại đây có chiều dày trầm tích KZ đạt trên 7000 mét ở chỗ dày nhất và có xu hướng nghiêng dần về phía thềm Hạ Long Do đặc điểm cấu trúc, đới phân dị này có thể được chia ra 2 phụ đới (cấu tạo bậc III):

- Đơn nghiêng phân dị Đông Bắc sông Lô (A4-1)

- Đới nghịch đảo kiến tạo Paleogen (A4-2)

* Thềm Tây Hải Nam (Dinh Cơ, A5)

Thềm Tây Hải Nam hay còn gọi là thềm Dinh Cơ cũng là cấu tạo bậc II của bể Sông Hồng, phân bố ở phía Đông trũng trung tâm, phía Tây giới hạn bởi đứt gãy Sông Lô, phía Đông giáp đảo Hải Nam Chiều dày trầm tích đạt trên 3000m và nghiêng dần về phía trung tâm

1.2.3 Đặc điểm kiến tạo đứt gãy

Trong khu vực bể trầm tích Sông Hồng đã phát hiện hàng loạt các đứt gãy với quy mô phát triển khác nhau cả về chiều dài cũng như biên độ dịch chuyển, khác nhau cả về thời gian hình thành phát triển của chúng Một số lớn là những đứt gãy cổ hình thành vào giai đoạn trước tạo rift, đại bộ phận hình thành và phát triển trong thời

kỳ tạo rift, còn một số ít được hình thành sau tạo rift Xét theo phương phát triển có thể chia chúng ra 4 hệ thống đứt gãy khác nhau (Hình 1.6):

- Các đứt gãy thuận

Các đứt gãy thuận thường có tuổi sinh thành khác nhau trong những thời kỳ khác nhau, một số lớn trong chúng được sinh thành vào thời kỳ trước tạo rift, khi móng vừa được cố kết thì bị đập vỡ do sự va chạm mạnh giữa các mảng lớn như Ấn

Úc vào mảng Âu- Á và sinh ra hàng loạt các hệ thống đứt gãy cổ có phương khác nhau [14, 34, 35] Trong vùng nghiên cứu đáng chú ý nhất là các đứt gãy có phương

TB - ĐN, đó là những đứt gãy lớn như: Đứt gãy Sông Lô, Sông Chảy, Thái Bình, Hưng Yên, Sông Cả Những đứt gãy này về sau tái hoạt động trong thời kỳ tạo rift Ngoài các đứt gãy trên trong khu vực nghiên cứu còn phát hiện hàng loạt các đứt gãy

có phương ĐB - TN tập trung chủ yếu ở phần Đông Các đứt gãy khác có phương á vĩ tuyến và á kinh tuyến thì chúng được hình thành và phát triển chủ yếu trong thời kỳ tạo rift Eocen – Oligocen - Miocen sớm ít xuất hiện trong khu vực nghiên cứu (Hình 1.7)

Hình 1.7 Mặt cắt địa chấn đã minh giải, tuyến SGPG T93-203

thể hiện rõ hệ thống đứt gãy thuận

Khu vực nghịch đảo kiến tạo quanh đảo Bạch Long Vỹ nhiều nhà địa chất cho đây là vùng chuyển tiếp giữa hai bể trầm tích Tây Lôi Châu (Beibuwan) và bể Sông Hồng (Lê Trọng Cán), có người lại cho đới này là một phần cấu thành của bể Sông Hồng, nhưng theo Trần Nghi [27] thì đới nghịch đảo kiến tạo này có phương phát triển gần như vuông gốc với phương phát triển của phần bắc bể Sông Hồng và các đứt gãy ở đới này có phương trùng với phương phát triển của các đứt gãy trong bể Tây Lôi Châu, không những thế mà hầu hết các đứt gãy ở đây là phần kéo dài của các đứt gãy từ bể Tây Lôi Châu sang nên cho đây là một phụ đới của bể Tây Lôi Châu Tại đây đã diễn ra pha nén ép kiến tạo cục bộ vào cuối Oligocen và gây nên một pha chuyển động kiến tạo nghịch đảo, đồng thời xuất hiện hàng loạt các đứt gãy chờm nghịch, những đứt gãy ở đây phát triển chủ yếu theo hướng ĐB - TN là những đứt gãy phát triển không lớn về chiều dài, chỉ vài km đến hàng chục km

Còn tại khu vực Tây Nam đứt gãy Vĩnh Ninh lại xảy ra pha nén ép kiến tạo vào gần cuối Miocen muộn Hầu hết các đứt gãy ở đây đều phát triển theo hướng TB-

ĐN, trong chúng đáng chú ý nhất là các đứt gãy Vĩnh Ninh, Thái Bình Đây là những đứt gãy cổ, ban đầu cũng là các đứt gãy thuận nhưng sau này do nén ép các thành tạo được hình thành từ trước bị nâng trồi và trở thành các đứt gãy nghịch, đồng thời cũng

do sự nén ép nên trong khu vực đã xuất hiện nhiều cấu tạo dạng hình hoa (flower structures) (Hình 1.8)

Hình 1.8 Mặt cắt địa chấn đã minh giải, tuyến SGPG T93- 201

thể hiện cấu tạo dạng hình hoa

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

NGHIÊN CỨU

1.1 LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU

2.1.1 Lịch sử tìm kiếm thăm dò và khai thác dầu khí

Khu vực Bắc bể Sông Hồng là vùng được nghiên cứu địa chất dầu khí ngay từ đầu những năm 60 với sự giúp đỡ về tài chính và công nghệ của Liên Xô cũ Lịch sử nghiên cứu, kết quả TKTD & KT của khu vực có thể chia làm hai giai đoạn chính như sau [27, 32]:

2.1.1.1 Giai đoạn trước năm 1987

Đây là giai đoạn tập trung khảo sát chủ yếu ở miền võng Hà Nội Các phương pháp thăm dò chủ yếu là phương pháp địa vật lý, thu nổ địa chấn và phương pháp khoan

Các phương pháp địa vật lý thăm dò địa chất đặc điểm địa chất khu vực được tiến hành khá sớm Hai phương pháp thăm dò đầu tiên là khảo sát từ hàng không và trọng lực (1961 - 1963) Các phương pháp xử lý tài liệu chủ yếu là thủ công nên độ chính xác không cao Các kết quả minh giải chủ yếu mang tính khu vực Chưa xây dựng được các sơ đồ cấu trúc ở tỷ lệ tương xứng với mức độ tài liệu đã có

Tiếp theo là công tác thăm dò điện cấu tạo được thực hiện trong các năm 1964- 1969, các phương pháp thăm dò điện khác nhau đã được thử nghiệm như đo sâu điện, đo sâu từ-telua, dòng telua Hạn chế chung của các nghiên cứu này là phân

bố chủ yếu ở phần trung tâm miền võng với mật độ khảo sát mang tính khu vực Đa

số tài liệu có chất lượng thấp, kết quả có độ tin cậy kém Mặt khác do thiếu số liệu về chiều sâu của móng kết tinh nên việc giải thích tài liệu gặp khó khăn và sơ đồ dựng được có độ tin cậy không cao

Đồng thời với các phương pháp nghiên cứu địa vật lý nêu trên đã tiến hành thăm dò địa chấn khúc xạ (1962 - 1973), phản xạ (1973 - 1975) và phản xạ điểm sâu chung (1975-nay) với các tỷ lệ khác nhau từ 1/200.000 đến 1/25.000 Nói chung các khảo sát địa chấn phản xạ mới tập trung ở khu vực trung tâm miền võng Hà Nội, trên các đơn vị cấu trúc như trũng Đông Quan, trũng Phượng Ngãi, dải nâng Tiền Hải, Kiến Xương Còn các vùng rìa Đông Bắc và Tây Nam hầu như không có hoặc có rất

ít tài liệu địa chấn Hạn chế của loạt tài liệu này là độ sâu nghiên cứu không lớn do

công nghệ thu nổ và xử lý chưa cao, nên chỉ quan sát được các mặt phản xạ từ đáy Phù Cừ trở lên

Ở ngoài khơi, phía bắc bể sông Hồng hầu như không có các hoạt động nghiên cứu địa vật lý Những khảo sát khu vực có tính hệ thống được bắt đầu từ năm 1981 và triển khai tương đối mạnh trong các năm từ 1983-1988

Về công tác khoan, từ năm 1967-1968 đã tiến hành khoan khoảng 21 lỗ khoan nông, vẽ bản đồ có chiều sâu từ khoảng 30-150m Từ 1962-1974 đã tiến hành khoan trên 25 giếng khoan cấu tạo có chiều sâu từ 1965-1200m với tổng khối lượng khoảng trên 22000m khoan Năm 1970-1985 ở MVHN đã khoan khoảng 42 giếng khoan TKTD và khai thác khí có chiều sâu 600-4250m với tổng khối lượng khoảng trên 100000m khoan Trong số 11 diện tích gồm cấu tạo, bán cấu tạo khép vào đất gẫy, cấu tạo dạng mũi, đới vát nhọn, địa tầng đã khoan tìm kiếm đã phát hiện được một

mỏ khí nhỏ TH-C vào năm 1975 và đã được đưa vào khai thác Kết quả của các giếng khoan và tài liệu địa chấn thu nộp đã bước đầu cho thấy bức tranh cấu trúc và triển vọng dầu khí của miền Võng Hà Nội

2.1.1.2 Giai đoạn từ 1988 – nay

Từ khi luật đầu tư nước ngoài được ban hành công tác tìm kiếm thăm dò dầu khí ở thềm lục địa Việt Nam bước vào giai đoạn hoạt động mở rộng và sôi động trên toàn thềm, trong đó có bể sông Hồng

Từ năm 1988 đến nay đã có 12 hợp đồng dầu khí được ký kết để TKTD ở bể Sông Hồng, trong đó 9 hợp đồng đã kết thúc do không có phát hiện thương mại (Total, Idemitsu, Shell, OMV, Sceptre, IPC, BP, và BHP), hiện còn 3 nhà thầu đang hoạt động là Petronas (PSC lô 102-106), Vietgasprom (JOC lô 112) và Maurel&Prom (MVHN)

Sau khi ký hợp đồng, các nhà thầu đã tích cực triển khai công tác khảo sát địa chấn và khoan thăm dò Ở miền võng Hà Nội, năm 1994-1997, Công ty Anzoil đã thực hiện 3 đợt thu nổ địa chấn 2D với khối lượng 2.214 km, trong đó có 813

km tuyến ở vùng nước nông ven bờ Điều đáng nhấn mạnh ở đây là, mặc dầu tài liệu mới có chất lượng tốt hơn hẳn, nhưng phần dưới mặt cắt nơi có đối tượng chứa khí Oligocen vẫn chưa được rõ ràng Kết quả của các đợt khảo sát sau cùng đã chính xác hoá được cấu trúc, phát hiện thêm được các cấu tạo mới như B10, D14, K2 (Hình 2.1)

Hình 2.1 Bản đồ cấu trúc miền võng Hà Nội (theo Anzoil, 1996 & PIDC, 2004)

Trên cơ sở nghiên cứu các vấn đề kiến tạo, địa tầng, trầm tích, môi trường và phân tích hệ thống dầu khí ở miền võng Hà Nội, Anzoil đã phân ra ba đới triển vọng gắn liền với ba loại bẫy dầu khí cần tìm kiếm thăm dò như : (1) Đới cấu tạo vòm kèm đứt gẫy xoay xéo Oligoxen (Oligocen Tilted Fault Blocks).(2) Đới các cấu tạo chôn vùi với đá cacbonat hang hốc và nứt nẻ (Burried Hills Trend) phân bố ở rìa đông bắc MVHN.(3) Đới cấu tạo nghịch đảo Mioxen (Miocen Inverted Miocen Zone) phân bố

ở trung tâm và đông nam MVHN (Hình 2.2) Quan điểm thăm dò của Anzoil là: tìm khí và condensat ở đới 1&3, tìm dầu ở đới thứ 2, nhưng tập trung ưu tiên TKTD ở đới

1 & 2 Các giếng khoan đã được Anzoil tiến hành khoan từ 1996-1999 theo quan điểm đó và ở mức độ nào đó đã thành công: 7 trong số 8 giếng đã có dấu hiệu tốt đến rất tốt, có một phát hiện khí (D14-1X) và một phát hiện dầu (B10-1X)

Hình 2.2 Mô hình các đối tượng dầu khí (Theo tài liệu PVEP)

Từ năm 2002 công ty dầu khí Maurel và Prom đã khoan thêm 2 giếng B26-1X

và B10- 2X ở miền võng Hà Nội nhằm thăm dò và thẩm lượng đối tượng cacbonat chứa dầu Cũng trong năm 2001- 2002, PIDC đã khoan tiếp 2 giếng khoan: (1) giếng khoan trên cấu tạo Phù Cừ (PVPC- 1X) là một cấu tạo nghịch đảo ở dải nâng Khoái Châu-Tiền Hải, đạt chiều sâu 2000m, kết quả không như mong đợi; (2) giếng khoan trên cấu tạo Xuân Trường (PV-XT-1X) đạt chiều sâu 1877m, giếng khoan không gặp móng như dự kiến nhưng giếng có biểu hiện tốt về khí và condensat, mặt cắt cho thấy tại đây có đá mẹ Oligocen tốt với tổng hàm lượng carbon hữu cơ rất cao, có tiềm năng sinh dầu

Công tác khoan thăm dò ở ngoài khơi bể sông Hồng chủ yếu cũng do các nhà thầu Dầu khí thực hiện Từ năm 1990-nay đã khoan khoảng 25 giếng Hiện nay đã phát hiện mỏ khí Tiền Hải có giá trị thương mại và các phát hiện dầu khí trong Miocen, Oligocen, trong móng đá vôi tuổi Cacbon – Pecmi điều này mở ra một hướng nghiên cứu mới về tiềm năng sinh dầu khí ở khu vực này

Năm 1990, Công ty dầu khí TOTAL đã ký Hợp đồng phân chia sản phẩm (PSC) với PetroVietnam, tìm kiếm thăm dò và khai thác dầu khí trên diện tích lô 106

và một phần diện tích các lô 102, 103 và 107 thuộc bể trầm tích Sông Hồng Trong giai đoạn thăm dò, TOTAL đã khảo sát 9200 km tuyến địa chấn 2D

Tháng 2 năm 2003, PCOSB đã trúng thầu (farmed-in into) các lô 102 và 106,

mới này họ đã khoan GK YenTu – 1X trên cấu tạo Yên Tử vào tháng 9/2004 Mục

đích của GK là kiểm tra/đánh giá các đối tượng cacbonat trước Kainozoi bị nứt nẻ và karster hóa và bẫy địa tầng Oligocen – Miocen Kết quả của GK này rất khả quan, gặp tầng cát chứa dầu dày 2,9m trong Miocen trung với độ rỗng trung bình 18% và

độ bão hòa nước trung bình (Sw) là 57% Phát hiện YenTu – 1X là phát hiện dầu khí đầu tiên ở ngoài khơi miền Bắc Việt Nam, điều này đã chứng tỏ tiềm năng dầu khí của của khu vực lô 102 và 106 Kết quả thử (DST#1) được tiến hành trong đối tượng móng cacbonat và gặp khí nhưng kết quả không khả quan

Trong năm 2005, PCOSB đã tiến hành khảo sát bổ sung địa chấn 3D trên diện tích 320km2 ở lô 102 và 284km2 ở lô 106 Trên cơ sở các kết quả của khảo sát mới, tháng 6/2005 họ đã tiến hành khoan GK thăm dò thứ hai HaLong – 1X, GK đạt chiều sâu 1930m Mục đích của GK là tìm kiếm,đánh giá đối tượng cacbonat trước Kainozoi bị nứt nẻ, kaster hóa và các bẫy địa tầng Oligocen – Miocen Giếng khoan chỉ gặp biểu hiện dầu khí và nhà thầu đã hủy giếng Kết quả thử DST (DST#1) trong

đá móng cacbonat trước Kainozoi gặp nước với lưu lượng 516,5 thùng/ngày, ngoài ra trong khoảng Miocen trung theo kết quả minh giải tài liệu địa vật lý là các tập cát, tuy nhiên trong thực tế lại là tầng sét

Tháng 9/2006, PCOSB khoan giếng ThaiBinh – 1X, GK đã gặp đới chứa dầu dày 70m trong 7 tầng/lớp cát Miocen hạ - trung Tiến hành thử vỉa hai lần với kết quả thu được 23 MMscf/d và 24 MMscf/d

Năm 2008, PCOSB đã khoan GK Hamrong-1X kết quả thử vỉa cho dòng công nghiệp có lưu lượng lớn (7209 thùng/ ngày đêm với choke 128/64) tại cấu tạo Hàm Rồng thuộc lô hợp đồng 102-106 do Nhà thầu PCVL điều hành Đây là tin vui đồng thời đã làm thay đổi các quan niệm TKTD dầu khí khu vực phía Bắc bể Sông Hồng

và Phụ bể Bạch Long Vĩ

Tình hình đầu tư và kết quả hoạt động tìm kiếm thăm dò nêu trên cho thấy mức độ tài liệu và hoạt động TKTD (địa chấn, khoan) không đồng đều giữa các lô Vùng Đông lô 106 và lô 101 còn chưa được nghiên cứu, lô 107 chủ yếu mới có tài liệu khảo sát địa chấn khu vực, còn vùng nước nông dưới 10m nước và vùng cửa vịnh, nơi có nhiều cấu tạo triển vọng nhưng vẫn chưa được khoan thăm dò

Mặc dù diện tích ngoài khơi bể sông Hồng là khu vực rất rộng lớn còn nhiều bí

ẩn về tiềm năng dầu khí, xong công tác tìm kiếm thăm dò nói chung chỉ được đẩy mạnh từ những năm 90 Để đẩy mạnh và nâng cao hiệu quả thăm dò ở bể sông Hồng cần thiết phải đầu tư nghiên cứu chính xác cấu trúc địa chất và hệ thống dầu khí, đồng thời phải nghiên cứu áp dụng các công nghệ mới phù hợp với điều kiện địa chất phức tạp của bể sông Hồng

Đến nay tại bể Sông Hồng mới chỉ có 9 phát hiện khí và dầu với tổng trữ

khí Các phát hiện có trữ lượng lớn đều nằm tại khu vực vịnh Bắc Bộ và phía Nam bể Sông Hồng, như vậy tiềm năng khí ở ngoài biển hơn hẳn trong đất liền, tuy nhiên do hàm lượng CO2 cao nên hiện tại chưa thể khai thác thương mại được Tiềm năng chưa phát hiện dự báo vào khoảng 845 triệu m3 quy dầu, chủ yếu là khí và tập trung ở ngoài biển

- Các mỏ đã đưa vào khai thác: Tiền Hải C, Đông Quan D, D14

- Các cấu tạo đã phát hiện: Thái Bình, Yên Tử, Hàm Rồng, Báo Vàng, Báo Đen, Bạch Long, Hồng Long, Hoàng Long, Hắc Long, Địa Long

2.1.2 Lịch sử nghiên cứu trầm tích luận

Trên cơ sở tổng hợp các tài liệu tìm kiếm thăm dò dầu khí ở bể Sông Hồng đã

có nhiều báo cáo kết quả nghiên cứu đáng chú ý sau: "Tiến hóa địa chất bể Hà Nội" của Anzoil, 1995 "Cấu trúc tiềm năng dầu khí và phương hướng tìm kiếm thăm dò của thềm lục địa Bắc Việt Nam (lô 101-123)" của PIDC, 2001 "Kế hoạch thăm dò tổng thể ngoài khơi bể Sông Hồng" của PIDC, 2004 "Dự án tổng thể tìm kiếm thăm

dò và khai thác khu vực vịnh Bắc Bộ" của PVSC, 1994 Ngoài ra còn có các công trình nghiên cứu sau: "Báo cáo tướng đá - cổ địa lý trầm tích Kainozoi miền võng Hà Nội" của Lưu Hải Thống, Lý Trường Phương ., 1983 "Tướng đá - cổ địa lý các thành tạo trầm tích Neogen vùng Bắc bể Sông Hồng" của Đỗ Bạt, Nguyễn Thế Hùng , 2004 "Đánh giá mới nhất về triển vọng thăm dò dầu khí ngoài khơi bể Sông Hồng" của Nguyễn Mạnh Hùng, Đỗ Văn Hậu , 2005

Ngoài công tác thăm dò tìm kiếm dầu khí còn một số các công trình nghiên cứu khác như: "Lịch sử tiến hóa trầm tích Neogen miền võng Hà Nội trên quan điểm thạch học định lượng" của Trần Nghi và Trần Hữu Thân, 1986 "Những quy luật ảnh hưởng của Trầm tích đến tính chất colectơ của đá cát kết hệ tầng Phủ Cừ giữa", Trên quy mô toàn bể có đề tài nghiên cứu cơ bản của Trần Nghi năm 2003: "Tiến hóa trầm tích KZ bồn trũng Sông Hồng trong mối quan hệ với hoạt động địa động lực"

Năm 2004, trong tuyển tập Đới đứt gãy Sông Hồng và báo cáo Địa tầng, tướng đá - cổ địa lý Tây Bắc bể Sông Hồng, Trần Nghi, Phạm Năng Vũ, Trần Hữu Thân và nnk đã công bố kết quả nghiên cứu của mình về tiến hóa trầm tích Kainozoi bồn trũng Sông Hồng trong mối quan hệ với hoạt động địa động lực Trong báo cáo này, tập thể tác giả đã phân chia được các chu kỳ trầm tích là kết quả của các pha kiến tạo tương ứng Sự bắt đầu của trầm tích hạt thô tương ứng với thời kỳ nâng kiến tạo và sự hạ thấp mực nước biển Kết thúc bằng trầm tích hạt mịn tương đương với giai đoạn hạ kiến tạo và dâng cao mực nước biển trong mỗi chu kỳ trầm tích là kết quả của phương pháp phân tích chuỗi trầm tích

Năm 2011, đề tài KC-09/06-10 „„Nghiên cứu địa tầng phân tập (sequence stratigraphy) các bể trầm tích Sông Hồng, Cửu Long, Nam Côn Sơn nhằm đánh giá tiềm năng khoáng sản” do GS.TS Trần Nghi chủ trì đã xác lập được quy luật biến đổi theo không gian và thời gian của các hệ thống trầm tích, xác định lịch sử tiến hóa trầm tích Kainozoi và xác lập thang địa tầng phân tập của bể Sông Hồng

Trên toàn thềm lục địa Việt Nam, nhiều công trình nghiên cứu đã đánh giá tổng thể về cơ chế thành tạo bể, đặc điểm cấu trúc bể, địa tầng trầm tích, lịch sử phát triển địa chất và đánh giá tiềm năng dầu khí trên toàn thềm lục địa Việt Nam Trong

số đó phải kể đến một số công trình sau: "Tổng hợp tài liệu địa chất - địa vật lý, tính trữ lượng dự đoán cacbuahydro, dự thảo phương pháp công tác tìm kiếm thăm dò thềm lục địa Việt Nam" của Hồ Đắc Hoài, Trần Lê Đông, 1986 "Địa tầng và quá trình phát triển trầm tích Đệ tam thềm lục địa Việt Nam" của Đỗ Bạt, 2000 "Điều kiện và cơ chế sinh dầu khí ở các bể trầm tích Đệ tam thềm lục địa Việt Nam" của Hoàng Đình Tiến, Nguyễn Thúy Quỳnh, 2000 "Báo cáo tổng hợp đánh giá kết quả tìm kiếm - thăm dò dầu khí ở Việt Nam giai đoạn 1988 - 2000 và phương hướng tìm kiếm thăm dò tiếp theo" của Viện Dầu khí "Tiến hóa kiến tạo Kainozoi: Sự hình thành các bể chứa hydrocarbon ở Việt Nam" của Ngô Thường San, Cù Minh Hoàng

và Lê Văn Trường, 2005 "Tướng, môi trường thành tạo trầm tích Paleogen thềm lục địa Việt Nam: mối liên quan của chúng tới tiềm năng dầu khí" của Lý Trường Phương, Lý Thị Huệ, 2005 KT-03-02: Địa chất địa động lực và tiềm năng khoáng sản biển Việt Nam (Bùi Công Quế) [27]

Tóm lại, trong khu vực nghiên cứu đã có nhiều công trình nghiên cứu khác nhau được thực hiện Các công trình nghiên cứu tìm kiếm thăm dò dầu khí chủ yếu tập trung vào phân chia chi tiết địa tầng từ Oliocen đến Miocen trên cơ sở sinh địa tầng và thạch địa tầng Đề tài KC09.20/06.10 đã phân chia địa tầng 3 bể Sông Hồng, Cửu Long và Nam Côn Sơn trên cơ sở địa tầng phân tập và phân tích tướng, tuy nhiên phần phía Bắc bể Sông Hồng chưa được quan tâm nghiên cứu chi tiết

2.2 CƠ SỞ TÀI LIỆU

Tài liệu được sử dụng trong luận văn gồm:

- Tài liệu địa chấn: Các tuyến địa chấn do công ty Total tiến hành khảo sát ở

bể Sông Hồng - vịnh Bắc Bộ, 1989 – 1990 được sử dụng nhằm phân tích cấu trúc địa chất và địa tầng phân tập

- Tài liệu giếng khoan: Các giếng khoan được phân tích thạch học và karota một cách chi tiết: 6 VHN, 17 VHN, 18 VHN, 102 BT-1X, 103 HAL-1X (nguồn đề tài KC09.20/06-10), ngoài ra học viên còn tham khảo các tài liệu ĐVLGK, tài liệu khoan, tài liệu thử vỉa, tài liệu lấy mẫu phân tích mẫu của một số giếng khoan khác:

- Mẫu lát mỏng thạch học: Chọn phân tích 30 mẫu thạch học LK 102, 20 mẫu thạch học LK 103, phân tích các tham số: Me, So, Ro, I, Q - 20 mẫu của LK 102

- Các báo cáo liên quan đến luận văn: báo cáo về thạch học, cổ sinh, karota, địa chấn địa tầng, kiến tạo địa động lực khu vực nghiên cứu từ nhiều nguồn khác nhau cũng góp phần làm cơ sở tài liệu giúp học viên làm sáng tỏ đặc điểm tiến hóa trầm tích khu vực nghiên cứu

2.3 HƯỚNG TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.3.1 Hướng tiếp cận

Để nghiên cứu tiến hóa trầm tích Oligocen – Miocen khu vực Bắc bể Sông Hồng trước tiên cần có một cách nhận thức mang tính lý luận cơ bản có ý nghĩa như

tư tưởng định hướng cho việc đặt vấn đề và giải quyết vấn một cách đúng đắn

Trước hết, để hiểu biết lịch sử tiến hóa môi trường trầm tích Kainozoi bể Sông Hồng cần dựa trên nhận thức về mối quan hệ nhân quả giữa sự thay đổi mực nước biển toàn cầu, bối cảnh địa động lực như là yếu tố nguyên nhân và trầm tích (bao gồm thành phần, cấu trúc) được coi là kết quả Mỗi một pha kiến tạo kiến lập nên một kiểu

bể tương ứng Mỗi một kiểu bể lại quy định các môi trường lắng đọng trầm tích với các tổ hợp thành phần vật chất đặc trưng thích ứng với hoàn cảnh ngoại sinh và nội sinh chi phối Các hướng tiếp cận nghiên cứu một bể trầm tích được tổng kết trong Hình 2.4 [26]

Hình 2.4 Sơ đồ các hướng tiếp cận nghiên cứu bể trầm tích

2.3.1.1 Tiếp cận hệ thống

Tiếp cận hệ thống là xem xét bể trầm tích Sông Hồng như một hệ thống lớn,

hệ thống bậc cao được cấu thành bởi các hệ thống bậc thấp, trong đó bản chất của hệ thống là quan hệ nhân quả và quan hệ hàm biến

- Trầm tích = f (MNB, Kiến tạo)

- Tướng trầm tích ≈ f (trầm tích, môi trường)

- Me(K) = f (Q, Md, So, Ro, Co, I)

2.3.1.2 Tiếp cận tiến hóa

Bể trầm tích là một “cây tiến hóa” Tiến hóa đúng cả nghĩa hẹp và nghĩa rộng mang tính triết học đó là tiến hóa chu kỳ Theo lịch sử tiến hóa trầm tích Kainozoi bể Sông Hồng trải qua 6 chu kỳ bậc II, chu kỳ sau lặp lại chu kỳ trước nhưng ở trình độ cao hơn Trong mỗi chu kỳ có sự tiến hóa về năng lượng môi trường, cường độ địa động lực và vì vậy có sự tiến hóa thành phần vật chất Sự biến thiên liên tục hệ thống địa tầng phân tập, hệ thồng tướng trầm tích theo không gian và thời gian là bức tranh tiến hóa Hệ tiêu chí cơ bản đánh giá tiến hóa bao gồm: thành phần trầm tích, độ hạt,

thạch học và địa hóa

2.3.1.3 Tiếp cận định lượng

Nếu hai hướng tiếp cận hệ thống và tiến hóa như kim chỉ nam định hướng nghiên cứu bể trầm tích thì tiếp cận định lượng là nội dung của việc phân tích bể Dựa trên kết quả phân tích định lượng về: kiến trúc, cấu tạo bể (số lượng cấp độ các đứt gẫy, mức độ và hướng dịch chuyển của các đứt gãy, tốc độ sụt lún kiến tạo…); các hệ

số trầm tích và các chỉ tiêu phân tích tướng (Hình 2.4) ta có luận giải về cơ chế kiến tạo, địa động lực và môi trường lắng đọng của bể trầm tích

2.3.2 Phương pháp nghiên cứu

- Phân tích độ hạt bằng lát mỏng thạch học dưới kính hiển vi phân cực để tính hàm lượng % các cấp hạt (sạn, cát, bột, sét ) từ đó xây dựng các biểu đồ tích luỹ độ hạt, biểu đồ phân bố độ hạt, tính toán các tham số Md, So, Sk, C để xác định tướng trầm tích chế độ thuỷ động lực của môi trường

- Phân tích hình thái hạt vụn: độ mài tròn (Ro), độ cầu (Sf) để xác định nguồn gốc và chế độ thuỷ động lực của môi trường

- Xác định các tham số: Co, I, Me, Mt…đánh giá mức độ biến đổi thứ sinh đồng thời đánh giá chất lượng colecter của đá

1 Phân loại trầm tích

Đối với đá cát kết có nhiều cách phân loại Mỗi tác giả phân loại và gọi tên theo một mục đích riêng của mình Vì vậy hiện nay trong các văn liệu chưa hoàn toàn thống nhất cách phân loại của cát kết Tuy nhiên ở Việt Nam khi chưa có quy chuẩn mang tính chất quốc gia trên cơ sở thống nhất của các nhà khoa học chuyên nghành

và trầm tích học, ta vẫn sử dụng sơ đồ phân loại của Pettijohn, 1973, được coi là cách phân loại ưu việt nhất [21, 23, 26] Cách phân loại của Pettijohn, 1973, có bổ sung sửa chữa cho đơn giản dễ sử dụng dựa trên 3 yếu tố quan trọng nhất làm cơ sở phân loại: Hàm lượng thạch anh (Q), hàm lượng xi măng (Li) (bao gồm matrix và xi măng hóa học) và tỉ số F/R (felspat/mảnh đá) Mỗi tam giác được chia thành 5 trường và gọi tên các trường dựa trên hàm lượng xi măng và hàm lượng 3 thành phần: Thạch anh (Q), felspat (F) và mảnh đá (R)

Khi hàm lương xi măng Li > 15% đá thuộc nhóm grauvac cách gọi tên cụ thể theo Hình 2.5

1

2 3

75 90

Hình 2.5 Biểu đồ phân loại cát kết theo thành phần khoáng vật

(theo Pettijohn, 1973, có bổ sung sửa chữa)

Hình 2.6 Sơ đồ phân bố các đá cát kết Oligocen – Miocen LK 102 và LK

103-HAL-1X, theo phân loại của Pettijohn, 1973

2 Phương pháp xác định hàm lượng ximăng (Li), thạch anh (Q), Felspat (F) và mảnh đá (R) [26] :

Phương pháp xác định hàm lượng xi măng như sau :

- Dùng bàn kẹp trên bàn kính đã cố định, di chuyển bàn kẹp lát mỏng theo

phương đối diện với người soi Mỗi lần đo ta nhận được số vạch đo xi măng chiếm, được kí hiệu là ni so với 100 vạch của thước là ni / 100

- Gọi số lần đo là n, ta được giá trị Li là : Li =

3 Phương pháp nghiên cứu đặc điểm hình thái hạt vụn [21, 26]

a Độ mài tròn (Ro): Đặc trưng cho chế độ động lực của môi trường trầm tích,

thời gian lưu lại của hạt vụn và quãng đường di chuyển của hạt vụn Độ mài tròn được tính theo công thức:

Ro = 1- 0,1.A (A là số góc lồi chưa bị mài tròn, A biến thiên từ 10 đến 0), Ro được tính bằng phương pháp thống kê

b Độ cầu (Sf) Là trình độ đẳng thước của hạt vụn được xác định bởi tỷ số

giữa 2 trục A và B (kích thước trục ngắn và dài của các hạt trầm tích): Sf = B/A