Giáo trình thăm dò địa chấn trong địa chất dầu khí Chương 5 địa chấn địa tầng

Để hiểu nội dung và và khả năng áp dụng của phương pháp địa chấn - địa tầng, cần làm sáng tỏ các khái niệm về địa tầng phân tập liên quan đến các đối tượng địa chất cần xác định như khun

Chương 5

Địa chấn - địa tầng (seismic stratigraphy) là phương pháp phân tích

tài liệu địa chấn trên cơ sở quan điểm về địa tầng phân tập để giải quyết các

nhiệm vụ địa chất dầu khí Nội dung của phương pháp địa chấn địa tầng là

cần xác định mối quan hệ giữa đặc điểm của trường sóng địa chấn (thời

gian, tốc độ truyền sóng, tần số, biên độ, năng lượng sóng ) với các đặc

điểm địa chất như cấu trúc phân lớp, tướng trầm tích, thành phần thạch học,

chu kỳ lên xuống mực nước biển, đặc điểm sinh chứa chắn

Với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ địa chấn 3D, trạm địa

chấn ghi số nhiều mạch, tự động hoá xử lý số liệu , phương pháp địa chấn

- địa tầng đã góp phần quan trọng trong lĩnh vực địa chất dầu khí, đặc biệt

là giải quyết các nhiệm vụ về địa tầng phân tập (sequence stratigraphy)

Tuy nhiên, do sóng địa chấn có giải tần số thấp nên hạn chế của địa

chấn địa tầng là độ phân giải không cao (hàng chục hoặc hàng trăm mét) Để

nâng cao hiệu quả giải quyết các nhiệm vụ địa tầng phân tập, cần kết hợp địa

chấn địa tầng với phân tích tài liệu ĐVLGK, địa chấn nông phân giải cao,

phân tích mẫu lõi và các kết quả địa chất khác Việc kết hợp có hiệu quả các

loại tài liệu này cho phép hình thành hướng nghiên cứu địa tầng phân tập

phân giải cao

5.1 Sự phát triển của phương pháp địa chấn - địa tầng

Trên cơ sở phát triển địa chấn ghi số và tự động hoá xử lý số liệu địa

chấn, phương pháp địa chấn địa tầng đã được hình thành từ những năm

1960 ở một số công ty dầu khí Trong thời gian 1971-1975, Vail và Sangree

đã nghiên cứu các đặc điểm phản xạ liên quan đến sự thay đổi mực nước

biển Năm 1977, tạp chí AAPG đã tổng hợp các bài báo về phương pháp địa

chấn địa tầng và sự thay đổi mực nước biển toàn cầu Năm 1977, Vail đưa

ra mô hình địa chấn địa tầng và sau đó được nhiều công ty dầu khí trên thế

giới áp dụng Năm 1985, Abbott ứng dụng phương pháp địa chấn địa tầng

kết hợp với tài liệu địa vật lý giếng khoan và thực địa để nghiên cứu các tập

cát kết và cát biển tiến

Năm 1988, Wilgus đã phát triển phương pháp địa chấn địa tầng, nêu

lên sự thay đổi mực nước biển và mối liên hệ với địa tầng phân tập, sự thay

đổi mực nước biển theo thời gian địa chất và ứng dụng của chúng Van

Wagoner đã phát triển rộng hơn mô hình của Exxon năm 1977, bổ sung

một số định nghĩa mới như phân tập (parasequence) để phân biệt với tập

(sequence), các bề mặt ngập lụt, các ranh giới loại 1, loại 2

Năm 1990, Van Wagoner đã đưa ra khái niệm địa tầng phân tập phân giải cao dựa trên các tài liệu thực địa, tài liệu địa vật lý giếng khoan và tài liệu địa chấn 3D, cho phép liên kết các tập với độ phân giải địa tầng cao hơn so với công nghệ địa chấn địa tầng truyền thống Trong mô hình địa tầng phân tập phân giải cao, các phân tập cũng chiếm vị trí ưu thế và có bổ sung thêm các hệ thống trầm tích Nội dung phân tập được phát triển để chỉ

ra các yếu tố trầm tích giới hạn bởi các mặt ngập lụt Đặc biệt là với địa tầng phân giải cao,Van Wagoner còn đưa ra việc nhận dạng các rãnh lấp

đầy, một dạng cấu trúc có khả năng chứa dầu khí tốt

ở Việt Nam, phương pháp địa chấn - địa tầng đã được giới thiệu vào cuối những năm 70, tuy nhiên, trong thời gian này chưa áp dụng thực sự vào sản xuất Năm 1986, Lê Văn Cự đã áp dụng địa chấn địa tầng để liên kết địa tầng khu vực, xác định các mặt bất chỉnh hợp, khôi phục lịch sử phát triển thềm sườn lục địa từ Miocen muộn đến Đệ Tứ ở tỷ lệ 1: 1.000.000 Trong nghiên cứu các bể trầm tích thềm lục địa Việt Nam, nhiều nhà địa chấn và địa chất dầu khí như Nguyễn Mạnh Huyền, Lê Đình Thám, Lê Văn Trương,

Lê Văn Dung, Hà Quốc Quân và nhiều người khác đã sử dụng các tiêu chuẩn

địa chấn địa tầng để phân chia các tập địa chấn trong bể trầm tích Các tập này đã được chính xác hoá, công nhận và dưa vào các sơ đồ địa tầng song song với các đơn vị thạch địa tầng

Tại hội thảo quốc tế về địa tầng thềm lục địa Nam Việt Nam năm

1993, các nhà địa chất dầu khí Việt Nam và các công ty dầu khí nước ngoài

đã trình bày các kết quả nghiên cứu địa tầng ở các bể Nam Côn Sơn, Cửu Long và Phú Khánh, giới thiệu phương pháp địa tầng phân tập, các kết quả nghiên cứu ứng dụng địa tầng phân tập sơ bộ ở bể Nam Côn Sơn có đối sánh với thang địa tầng địa phương Các tác giả đã đề nghị ứng dụng phương pháp

địa tầng phân tập để xây dựng thang địa tầng thời gian cho bể Nam Côn Sơn

và các bể trầm tích khác ở Việt Nam

Năm 1995, Lee và Watkins đã công bố kết quả nghiên cứu địa chấn

địa tầng ở bể Phú Khánh, xác định tuổi cho các tập địa chấn qua phân tích

đường cong kề áp bờ có đối sánh với đường cong thay đổi mực nước biển toàn cầu Trong cỏc đề tài nghiên cứu đặc điểm trầm tích Pliocen - Đệ Tứ thềm lục địa Việt Nam các tác giả Mai Thanh Tân, Phạm Năng Vũ, Lê Văn Dung, Lê Đình Thắng, Nguyễn Biểu, Trần Nghi (1995- 2005) cũng đã áp dụng phương pháp địa chấn địa tầng để phân tích tài liệu địa chấn 2D, 3D

và địa chấn nông phân giải cao Trong những năm gần đây, các công trình nghiên cứu của một số tác giả như Nguyễn Tiến Long, Trịnh Xuân Cường

đã áp dụng các nguyên tắc của địa tầng phân tập, khai thác các thông tin

ĐVL giếng khoan và địa chấn địa tầng để phân chia và liên kết địa tầng một cách tỷ mỷ ở một số cấu tạo có triển vọng Đặc biệt trong những năm gần

đây cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghiệp dầu khí, phương pháp này đã trở thành công cụ đắc lực trong tìm kiếm thăm dò dầu khí

Nhìn chung, phương pháp địa chấn địa tầng đã được áp dụng có hiệu quả trong tìm kiếm thăm dò dầu khí và nghiên cứu địa chất biển ở Việt Nam trong nhiều năm và đạt được nhiều kết quả rất có ý nghĩa Tuy nhiên với mục đích nghiên cứu địa tầng phân tập, phục vụ thăm dò tỷ mỷ, mô hình hóa và tính trữ lượng khai thác dầu khí việc nâng cao hiệu quả địa chấn địa tầng, liên kết với các tài liệu ĐVLGK và tài liệu địa chất khác là rất cần thiết

5.2 một số yếu tố về địa tầng phân tập

Trong lĩnh vực địa chất dầu khí, các kết quả phân tích tài liệu đòi hỏi phải xác định tỷ mỷ các phân vị địa tầng, đặc điểm và sự phân bố các tướng trầm tích, làm sáng tỏ mối quan hệ của chúng với điều kiện hình thành và lịch sử phát triển địa chất, trong đó các đơn vị trầm tích sắp xếp theo chu kỳ

và có liên quan với nhau về nguồn gốc Trên cơ sở như vậy, trong những năm qua đã hình thành hướng nghiên cứu “địa tầng phân tập” (sequence stratigraphy) Địa tầng phân tập khai thác bản chất chu kỳ của địa tầng trầm tích và sử dụng khung thời địa tầng để tăng khả năng dự báo thạch học Địa tầng phân tập liên quan đến yếu tố không gian tích tụ và nguồn cung cấp vật liệu, không gian tích tụ liên quan chặt chẽ đến các chu kỳ thăng giáng mực nước biển, tạo nên các chu kỳ trầm tích

Để nghiên cứu địa tầng phân tập cần sử dụng nhiều phương pháp khác nhau như nghiên cứu môi trường trầm tích, sinh địa tầng, thời địa tầng,

địa chấn địa tầng, địa vật lý giếng khoan

Để hiểu nội dung và và khả năng áp dụng của phương pháp địa chấn -

địa tầng, cần làm sáng tỏ các khái niệm về địa tầng phân tập liên quan đến các đối tượng địa chất cần xác định như khung thời địa tầng và chu kỳ trầm tích, không gian tích tụ, sự thay đổi mực nước biển, các phân vị địa tầng trầm tích, các mặt ranh giới địa tầng chủ yếu

5.2.1 Sự thay đổi mực nước biển và mối quan hệ với chu kỳ trầm tích

Mực nước biển tuyệt đối: là độ cao mực nước biển toàn cầu so với

tâm quả đất Sự thay đổi mực nước biển tuyệt đối mang tính chất toàn cầu

và liên quan đến 5 bậc chu kỳ:

- Các chu kỳ bậc 1: chu kỳ ngập lụt lục địa có tính toàn cầu, liên quan đến sự thay đổi mực nước biển toàn cầu do kiến tạo, diễn ra trong thời gian dài >50 triệu năm, có thể đạt tốc độ cực đại tới 1,2 – 1,5 cm/năm Có 2 chu kỳ chính là chu kỳ từ Proterozoi đến Pecmi (500 triệu năm) và chu kỳ

từ Trias đến hiện tại (250 triệu năm)

Các chu kỳ bậc 2-5 có biên độ nhỏ hơn, tần số cao hơn và tạo thành các tập trầm tích khác nhau, đó là:

- Các chu kỳ bậc 2 (3 - 50 triệu năm): là các pha tiến hoá trong các

bể trâm tích, có thể được gây ra bởi sự thay đổi tốc độ lún chìm trầm tích trong bể hoặc sự thay đổi tốc độ nâng lên của vùng nguồn trầm tích

- Các chu kỳ bậc 3 (0 5 - 3 triệu năm): đây là chu kỳ hình thành các tập địa tầng chính

- Các chu kỳ bậc 4 (0.1 - 0.5 triệu năm): chu kỳ tạo nên các phân tập

- Các chu kỳ bậc 5 (0.01 - 0.1 triệu năm)

Mực nước biển tương đối: là độ cao mực nước biển so với mặt móng Sự

thay đổi mực nước biển tương đối không chỉ phụ thuộc sự thay đổi mực nước biển tuyệt đối (đẳng tĩnh) mà còn phụ thuộc vào hoạt động kiến tạo (nâng lên

và hạ xuống của đáy biển) Sự nâng tương đối mực nước biển làm tăng không gian tích tụ và sự hạ tương đối mực nước biển làm giảm không gian tích tụ Sự thay đổi mực nước biển tương đối có thể xẩy ra trên quy mô địa phương hoặc toàn cầu Một chu kỳ thăng giáng mực nước biển điển hình gồm một thời kỳ nâng tương đối, một thời kỳ dừng tương đối và một thời kỳ hạ tương đối Tương ứng với một chu kỳ thăng giáng mực nước biển là một chu kỳ tạo tập trầm tích Như vậy, tốc độ thay đổi mực nước biển tương đối là hiệu của tốc độ thay đổi mực nước biển tuyệt đối và tốc độ lún chìm của đáy Hình ảnh mực nước biển tương đối, tuyệt đối và tốc độ biến đổi của chúng được minh hoạ trên hình 5.1 và 5.2

Hình 5.1 Mặt đẳng tĩnh và mực nước biển tương đối

Mực nước biển tương đối

Mặt biển

Mực nước biển tương đối

Mặt chuẩn

Mực nước biển

Tâm quả đất

Độ sâu nước Độ sâu nước

Hình 5.2 Sự biến đổi mực nước biển tương đối:

1 Mực nước biển toàn cầu, 2 Sụt lún, 3 Tốc độ biến đổi mực nước biển toàn cầu,

4 Tốc độ sụt lún, 5 Tốc độ biến đổi mực nước biển tương đối

Không gian tích tụ (Accomodation): là khoảng không gian sẵn

sàng cho tích tụ trầm tích Sự thay đổi không gian tích tụ bằng thể tích trầm tích mới được tích tụ và sự thay đổi chiểu sâu mực nước biển Không gian tích tụ có thể dương (tích tụ trầm tích) hoặc âm (bào mòn trầm tích tạo ranh giới tập) Trong hệ thống trầm tích biển, không gian tích tụ giữa mặt nước biển và đáy biển có thể thay đổi vì cả mực nước biển và đáy biển đều có thể nâng lên hoặc hạ xuống Sự lún chìm kiến tạo thường có cường độ cao nhưng xẩy ra chậm trong khi đó sự thay đổi

đẳng tĩnh thường gây ra sự thay đổi chu kỳ ngắn tạo nên các gián đoạn

địa tầng và các vùng hệ thống trầm tích

Biển tiến và biển lùi: Khái niệm biển tiến và biển lùi thể hiện

hướng dịch chuyển của bờ biển vào đất liền (biển tiến) hoặc ra biển (biển lùi) Hướng dịch chuyển của bờ biển không chỉ phụ thuộc sự thăng giáng mực nước biển mà còn phụ thuộc lượng trầm tích được cung cấp Thí dụ khi mực nước biển dâng lên, ở vùng có cung cấp trầm tích nhỏ có thể đặc trưng bằng tập biển tiến (transgressive) nhưng ở vùng cung cấp trầm tích lớn có thể đặc trưng bởi tập biển lùi (regressive) Khi mực nước biển hạ thì luôn có tập biển lùi cho dù nguồn cung cấp trầm tích thay đổi

Đơn vị địa tầng chủ yếu được xác định trong địa tầng phân tập và địa chấn - địa tầng là các tập trầm tích (depositional sequence) và tập địa chấn (seismic sequence), được thành tạo trong chu kỳ bậc 3

Các đơn vị địa tầng lớn hơn tập được thành tạo trong chu kỳ bậc 2, thường là nhóm tập (sequence set), tập phức (composite sequence), siêu tập (supersequence), vĩ tập (megasequene)

Trên cơ sở phân tích mẫu lõi, vết lộ và địa vật lý giếng khoan, các nhà

địa chất của công ty Exxon đã xác định đơn vị địa tầng nhỏ hơn tập, tích tụ trong chu kỳ bậc 4 và 5, đó là các phân tập (parasequence), tập bậc cao (high oder sequence) hoặc tập đơn (simple sequence), nhóm phân tập (parasequence set)

a Tập (sequence)

Tập trầm tích là một đơn vị địa tầng bao gồm các lớp đất đá có cùng nguồn gốc, tương đối chỉnh hợp và liên tục, được giới hạn ở nóc và đáy bởi các bất chỉnh hợp và chỉnh hợp liên kết được

Tập trầm tích phản ánh quá trình trầm tích trong một chu kỳ lên xuống của mực nước biển tương đối kéo dài trong khoảng thời gian 0.5 - 3 triệu năm (chu kỳ bậc 3), bề dày có thể thay đổi từ vài chục mét đến vài trăm mét Sự phát triển của các ranh giới tập được xác định bởi sự thay đổi mực nước biển tương đối và tập được kết thúc bằng các bất chỉnh hợp gắn với sự hạ mực nước biển tương đối (biển lùi)

Trên cơ sở phân tích chu kỳ và hệ thống trầm tích có thể phân chia ra tập kiểu 1 và tập kiểu 2 Tập kiểu 1 bao gồm hệ thống trầm tích biển thấp ở dưới, hệ thống biển tiến ở giữa và hệ thống biển cao ở trên Tập kiểu 2 gồm

hệ thống trầm tích biển rìa ở dưới, hệ thống trầm tích biển tiến ở giữa và hệ thống biển cao ở trên

Các kiểu tập trầm tích và ranh giới tập được minh hoạ trên hình 5.3

b Ranh giới tập (sequence boundary/SB):

Ranh giới tập là các mặt bất chỉnh hợp và mặt chỉnh hợp có thể liên kết

được với bất chỉnh hợp đó

Bất chỉnh hợp (unconformity) là mặt phân cách các lớp đá có tuổi cổ hơn

với các lớp trẻ hơn, trên mặt đó có những dấu hiệu của sự bào mòn cắt cụt, phong hoá với gián đoạn đáng kể liên quan đến quá trình hạ mực nước biển tương đối (biển lùi)

Có thể phân chia các loại bất chỉnh hợp khác nhau:

- Bất chỉnh hợp góc (angular unconformity)

- Bất chỉnh hợp song song (disconformity/parallel unconformity)

- Bất chỉnh hợp giữa đá trầm tích với đá xâm nhập, magma (nonconformity)

- Bất chỉnh hợp địa phương (local unconformity)

Một số hình ảnh minh hoạ các loại bất chỉnh hợp được nêu trên hình 5.4

Hình 5.3 Các kiểu tập trầm tích và ranh giới tập

Hình 5.4 Hình ảnh một số loại bất chỉnh hợp

Bất chỉnh hợp song song Bất chỉnh hợp địa phương

Hệ thống

biển thấp

Hệ thống biển tiến

Hệ thống biển cao

Sụt lún kiến tạo

Sự thay đổi mực nước biển tương đối

Các ranh giới tập được xác định trên cơ sở các dấu hiệu của bất chỉnh hợp Tuy nhiên khi liên kết ranh giới tập trên một khu vực rộng, nếu có vùng các dấu hiệu bất chỉnh hợp không rõ ràng hoặc không có dấu hiệu bất chỉnh hợp thì có thể xác định ranh giới tập theo các bất chỉnh hợp ẩn (quan

hệ chỉnh hợp nhưng vẫn còn có gián đoạn tức là bất chỉnh hợp song song) hoặc chỉnh hợp có thể liên kết được với bất chỉnh hợp

Trong quá trình phân chia các hệ thống trầm tích, có thể phân biệt hai loại bất chỉnh hợp loại 1 và loại 2

Bất chỉnh hợp loại 1: được thành tạo khi tốc độ hạ đẳng tĩnh lớn hơn tốc

độ lún chìm tại mép thềm trầm tích, tạo nên hạ tương đối mực nước biển tại vị trí đó Đây là đáy của hệ thống trầm tích biển thấp trong tập kiểu 1 Mặt này

được đặc trưng bởi mặt bào mòn với các kiểu đào khoét của các kênh rạch, dòng chảy (hình 5.5)

Bất chỉnh hợp loại 2: được thành tạo khi tốc độ hạ đẳng tĩnh nhỏ hơn hoặc ngang bằng với tốc độ lún chìm tại mép thềm trầm tích, tạo nên tăng tương đối mực nước biển tại vị trí đó Đây là đáy của hệ thống trầm tích biển rìa thềm trong tập kiểu 2 (hình 5.5)

Hình 5.5 Bất chỉnh hợp loại 1 và loại 2

Hệ thống biển cao

Hệ thống biển thấp

Hệ thống biển cao

Hệ thống biển rìa đẳng tĩnh

5.2.3 Hệ thống trầm tích (system tracts)

Để làm sáng tỏ mối quan hệ giữa các đơn vị trầm tích với nguồn gốc hình thành và sự lên xuống mực nước biển, người ta sắp xếp các đơn vị trầm tích theo một trật tự nhất định tạo thành các hệ thống trầm tích

Hệ thống trầm tích là một tập hợp các đơn vị trầm tích có liên hệ nguồn gốc với nhau trong các môi trường trầm tích, đặc trưng cho các giai đoạn khác nhau của một chu kỳ lên xuống mực nước biển tương đối Phân tích các hệ thống trầm tích cho phép xác định điều kiện cổ địa lý của bể trầm tích

Trong một chu kỳ lên xuống của mực nước biển tương đối hoàn chỉnh,

có thể phân chia 4 kiểu hệ thống trầm tích sau:

- Hệ thống trầm tích biển thấp (Lowstand System Tract, ký hiệu

Các thuật ngữ rìa thềm, biển thấp, biển cao, biển tiến trong phạm

vi vùng hệ thống nhằm chỉ vị trí các vùng hệ thống trong tập.Vùng hệ thống trầm tích thể hiện bước phân tích tổng hợp sau khi đã xác định

được các tập và liên quan đến sự minh giải về mối quan hệ giữa chúng với sự lên xuống mực nước biển, quan hệ về thời gian và không gian của các vùng tướng, đặc điểm các mặt ranh giới

Các hệ thống trầm tích được nhận dạng trên cơ sở các tiêu chuẩn quan sát được ngoài vết lộ, tài liệu giếng khoan và tài liệu địa chấn Với những vùng chưa có giếng khoan, các kết quả đạt được khi minh giải tài liệu địa chấn rất có ý nghĩa khi liên kết địa tầng và xác định tuổi cho chúng ở các vị trí khác nhau trong một bể trầm tích như vùng đất liền, thềm, rìa thềm và biển sâu, mỗi hệ thống trầm tích có các biểu hiện về bào mòn, vận chuyển trầm tích và về dạng phân lớp của các tích tụ trầm tích khác nhau Chính những đặc điểm này đã giúp nhiều cho việc dự

đoán thạch học

Trên hình 5.6 thể hiện sự phân tích các hệ thống trầm tích trên lát cắt địa chất Hình 5.7 là mô hình 3 chiều các hệ thống trầm tích trong các giai đoạn khác nhau của chu kỳ lên xuống mực nước biển

Trên cơ sở phân tích hệ thống trầm tích, có thể phân chia các tập trầm tích thành tập trầm tích kiểu 1 và kiểu 2 (hình 5.3)

- Tập kiểu 1 gồm có vùng hệ thống biển thấp ở dưới, vùng hệ thống biển tiến ở giữa và vùng hệ thống biển cao ở trên Chúng được giới hạn bởi ranh giới dưới là bất chỉnh hợp loại 1

- Tập kiểu 2 gồm vùng hệ thống rìa thềm ở dưới, vùng hệ thống biển tiến ở giữa và vùng hệ thống biển cao ở trên Chúng được giới hạn bởi ranh giới dưới là bất chỉnh hợp loại 2

Như vậy một hệ thống trầm tích là sự ghi lại các tích tụ địa tầng trong các môi trường từ sông, đồng bằng châu thổ, biển ven bờ, thềm biển, rìa thềm, sườn thềm và vùng biển sâu

Hình 5.6 Thí dụ phân tích các hệ thống trầm tích trên lát cắt

Hình 5 7 Các hệ thống trầm tích liên quan đến sự thay đổi mực nước biển

ở giai đoạn muộn, mực nước biển hạ từ từ và tạo thành các quạt

sườn (slope fans) Tiếp theo mực nước ngừng giảm và tăng trở lại Khi mực nước bất đầu dâng lên hình thành các nêm lấn (lowstand wedge)

với tỷ lệ cát/ sét cũng khá cao Các vật liệu được đưa ngược lại lấp đầy vào các vị trí vừa bị đào khoét ở giai đoạn trên và trầm tích tại sườn

thềm tạo nên các dạng lấp đầy thung lũng xâm thực (inciset valley fills)

Trên mặt cắt địa chấn, các nêm lấn có tướng xicma Thành tạo các nêm lấn này là kết quả của các dòng chảy rối với cát chiếm ưu thế ở gần nguồn và chuyển dần sang tướng hạt mịn ở phía nước sâu Khi mực nước biển tăng dần tới rìa thềm cũng là lúc hệ thống sông suối giảm thế năng dòng chảy, cửa sông rộng hơn tiếp xúc với các vũng vịnh ven bờ

và là chỗ tích tụ cát, các hạt mịn hơn được chuyển xa ra phía biển

Trên hình 5.7b,c là mô hình 3 chiều hệ thống trầm tích biển thấp Hình 5.8a,b minh hoạ lát cắt tương ứng với hệ thống trầm tích biển thấp

ở giai đoạn sớm và muộn

Hình thái bể trầm tích có mép thềm hay khong có mép thềm có ảnh hưởng đến các dạng lớp trong các tập Các bể có mép thềm lục địa, hệ thống trầm tích biển thấp có 4 loại: quạt đáy bể, quạt sườn, nêm lấn, lấp

đầy lũng xâm thực (hình 5.9) Trong các bể không có mép thềm, hệ thống trầm tích biển thấp không có quạt đáy bể và quạt sườn mà chỉ có nêm lấn biển thấp và lấp đầy lũng xâm thực (hình 5.10)

NHOÙM PHAÂN TAÄP PHUÛ CHOÀNG

- PHUÛ CHOÅNG LAÁN

MEÙP THEÀM CANHON VAỉ LAÁP ẹAÀY CANHON

RANH GIễÙI TAÄP KIEÅU 1

PHAÂN TAÄP

DAẽNG ẹệễỉNG CONG ẹVLGK CUÛA PHAÂN TAÄP : DAẽNG KEÁT HễẽP THAÚNG ẹệÙNG THOÂNG THệễỉNG CUÛA CAÙC TệễÙNG ẹAÙ

DAẽNG ẹệễỉNG CONG ẹVLGK CUÛA NEÂM LAÁN BIEÅN THAÁP VAỉ RANH GIễÙ I TAÄP BEÂN DệễÙI :

Sệẽ THAY ẹOÅI TệễÙNG ẹAÙ ẹOÄT NGOÄT DO Sệẽ DềCH SAÂU VAỉO BEÅ CU A LST

CAÙT KEÁT SOÂNG HOAậC

CệÛA SOÂNG VềNH TAM GIAÙC

TRONG CAÙC LUếNG XAÂM THệẽC

CAÙT, SEÙT KEÁT ẹOÀNG BAẩNG VEN Bễỉ

CAÙT KEÁT BIEÅN NOÂNG

SEÙT KEÁT THEÀM VAỉ SệễỉN BEÅ,

XEN VễÙI CAÙT MOÛNG

CAÙT KEÁT TRONG QUAẽT NGAÀM, KEÂNH VAỉ

Bễỉ KEÂNH

TRAÀM TÍCH CUÛA KHOAÛNG ẹềA TAÀNG COÂ

ẹAậC

MAậT BIEÅN TIEÁN

VAN WAGONER, MITCHUM VAỉ NNK AAPG SERIES No 7, 1990 VAN WAGONER, MITCHUM VAỉ NNK AAPG SERIES No 7, 1990

HST :

NHOÙM PHAÂN TAÄP PHUÛ CHOÀNG

- PHUÛ CHOÅNG LAÁN

MEÙP THEÀM CANHON VAỉ LAÁP ẹAÀY CANHON

RANH GIễÙI TAÄP KIEÅU 1

PHAÂN TAÄP

DAẽNG ẹệễỉNG CONG ẹVLGK CUÛA PHAÂN TAÄP : DAẽNG KEÁT HễẽP THAÚNG ẹệÙNG THOÂNG THệễỉNG CUÛA CAÙC TệễÙNG ẹAÙ

DAẽNG ẹệễỉNG CONG ẹVLGK CUÛA NEÂM LAÁN BIEÅN THAÁP VAỉ RANH GIễÙ I TAÄP BEÂN DệễÙI :

Sệẽ THAY ẹOÅI TệễÙNG ẹAÙ ẹOÄT NGOÄT DO Sệẽ DềCH SAÂU VAỉO BEÅ CU A LST

CAÙT KEÁT SOÂNG HOAậC

CệÛA SOÂNG VềNH TAM GIAÙC

TRONG CAÙC LUếNG XAÂM THệẽC

CAÙT, SEÙT KEÁT ẹOÀNG BAẩNG VEN Bễỉ

CAÙT KEÁT BIEÅN NOÂNG

SEÙT KEÁT THEÀM VAỉ SệễỉN BEÅ,

XEN VễÙI CAÙT MOÛNG

CAÙT KEÁT TRONG QUAẽT NGAÀM, KEÂNH VAỉ

Bễỉ KEÂNH

TRAÀM TÍCH CUÛA KHOAÛNG ẹềA TAÀNG COÂ

ẹAậC

MAậT BIEÅN TIEÁN

Hình 5.9: Hệ thống trầm tích biển thấp với bể có mép thềm

Hệ thống biển thấp

Hệ thống biển cao tập già hơn

Quạt sườn quạt đáy bể

Hình 5.10 Hệ thống biển thấp với bể không có mép thềm

Hệ thống này có ranh giới dưới là bề mặt biển tiến và ranh giới trên

là mặt ngập lụt cực đại Hệ thống này dược cấu tạo bởi các phân tập phủ chồng lùi dày dần vào bờ, mỏng dần ra phía ngoài khơi Trong hệ thống này các phân tập trẻ hơn nằm trên sẽ mỏng hơn do thiếu hụt trầm tích và tạo nên mặt ngập lụt cực đại ở nóc Do đặc điểm thiếu trầm tích ở ngoài khơi nên các lớp biển tiến là các thành tạo hạt mịn rắn chắc, mỏng Các ranh giới ở khu vực này nằm sát nhau tạo thành lát cắt đặc sít (condensed section)

Ranh giới dưới của hệ thống này là bề mặt bào mòn biển tiến Các bãi triều nhiều cát thường hay đi cùng với sự chuyển tiếp này Các trầm tích không biển hoặc kề áp lên ranh giới tập nằm dưới hoặc kề áp lên lấp đầy lũng xâm thực của thời kỳ biển thấp ở khu vực có tốc độ trầm tích thấp thì lũng xâm thực có thể được lấp đầy bằng các trầm tích của thời kỳ biển tiến và thường

là trầm tích tam giác châu cửa sông

Mô hình 3 chiều và lát cắt tương ứng với giai đoạn biển tiến được mô tả trên hình 5.7d và hình 5.11

Hệ thống trầm tích biển thấp (LST)

Mép thềm tích tụ HST

Hình 5.11 Lát cắt tương ứng với hệ thống trầm tích biển tiến

Mực nước biển dâng và tiến dần vào thềm biển, các đụn cát ven bờ sẽ

được tái lựa chọn và được phủ bởi các lớp trầm tích hạt mịn khi vị trí bờ biển trở thành vùng nước sâu Mực nước biển tiến dần vào đất liền cũng góp phần tạo thành các lớp than ở những vùng đầm lầy và vùng đồng bằng ven biển nhất là ở những khu vực nhiệt đới ẩm Trong khi đó các lòng sông hoặc các thung lũng xâm thực trước đó sẽ dần được lấp đầy cát cũng được phủ dần bởi các trầm tích mịn hơn khi mực nước biển tiến tràn ngập toàn thềm Chế độ thềm biển được thiết lập với vùng thềm biển sâu được tích tụ chủ yếu các trầm tích bùn sét hạt mịn Như vậy lớp sét hình thành trong thời kì hệ thống biển cao đã tạo thành một lớp chắn dầu khí khu vực cho các bẫy cát địa tầng hoặc cấu tạo đã được hình thành trong hai thời kì trầm tích mực nước biển thấp và thời kì biển tiến

Khi nước biển bắt đầu giảm, nguồn vật liệu vượt xa hơn tốc độ thành tạo khoảng trống cho vật liệu lắng đọng, làm cho vật liệu phải trầm tích ra phía ngoài thềm Trên mặt cắt địa chấn, đáy của hệ thống trầm tích biển cao

là mặt phủ đáy, mặt này thành tạo với tốc độ trầm tích rất chậm, thuận lợi cho việc bảo tồn các vi cổ sinh nên rất giàu vật chất hữu cơ do vậy có khả năng sinh dầu khí tốt còn gọi là mặt đặc sít (condensed)

Hệ thống trầm tích biển tiến

Mặt ranh giới biển tiến

Quạt đáy bể

Hệ thống trầm tích biển thấp

Thời gian

Mực nước biển Thấp

Cao

Hệ thống trầm tích biển cao có thể có 3 thành phần: tổ hợp nêm phủ chồng lùi vào bờ ở phần dưới được đặc trưng bằng các trầm tích dạng nêm phủ chồng lùi hình chữ S Tổ hợp nêm xếp chồng bồi tụ ở phần giữa, tổ hợp nêm phủ chồng lấn ở phần trên trên được đặc trưng bằng các trầm tích dạng nêm lấn xiên chéo tiến nhanh ra phía bể

Mô hình hệ thống trầm tích biển cao được mô tả trên hình 5.7a, e Hình 5.12 mô tả lát cắt của hệ thống trầm tích biển cao

Hình 5.12 Lát cắt tương ứng với hệ thống trầm tích biển cao

Ba hệ thống trên là các thành phần cơ bản của tập trầm tích kiểu 1 Kiểu này được đặc trưng bởi đáy là ranh giới giữa hệ thống trầm tích biển cao cổ hơn nằm dưới với hệ thống trầm tích biển thấp nằm phía trên (bất chỉnh hợp loại 1) Nếu địa hình nóc tập cổ hơn có dốc sườn thềm thì hệ thống biển thấp trẻ hơn bao gồm quạt đáy, quạt sườn và nêm lấn; nếu địa hình nóc tập cổ hơn bình ổn không có dố sườn thềm thì hệ thống biển nằm trên mặt ranh giới chỉ có các nêm lấn và các thành tạo trầm tích trẻ nằm đè lên mặt bào mòn xâm thực Ngoài tập kiểu 1 còn tồn tại tập kiểu 2, khác với tập kiểu 1 là không tồn tại hệ thống trầm tích biển thấp mà thay vào đó là

hệ thống trầm tích biển rìa thềm

Trên hình 5.13 nêu thí dụ mô hình phân tích các hệ thống trầm tích, trong đó hình 5.13a là hệ thống mực nước biển thấp tạo ra các tướng dạng gò đồi ở đáy và sườn, hình 5.13b là hệ thống biển tiến mặt ngập lụt cực đại ở nóc và hình 5.13c là hệ thống mực nước biển cao với các lắng

Hệ thống trầm tích biển thấp

Quạt đáy bể

Hệ thống trầm tích biển tiến

c Hình 5.13 Thí dụ về phân tích các hệ thống trầm tích

a Hệ thống mực nước biển thấp tạo ra các tướng dạng gò đồi ở đáy và sườn,

b Hệ thống biển tiến mặt ngập lụt cực đại ở nóc,

c Hệ thống mực nước biển cao với các lắng đọng chồng lấn

Mặt ranh giới tập loại 1

Mặt biển tiến Mặt ngập lụt

Mặt ranh giới tập loại 1

d Vùng hệ thống trầm tích rìa thềm (SMST)

Vùng hệ thống trầm tích rìa thềm được tạo thành khi mực nước biển giảm chậm ở tốc độ không vượt quá tốc độ lún chìm của bể phù hợp với lượng trầm tích được lắng đọng, khoảng trống cho trầm tích vẫn tiếp tục tăng nhưng nguồn trầm tích vẫn được duy trì

Vùng hệ thống trầm tích rìa thềm có ranh giới dưới là ranh bất chỉnh hợp loại 2 và ranh giới trên là bề mặt biển tiến (hình 5.14) Trong tập kiểu

2, hệ thống này nằm ở phần dưới, các hệ thống biển tiến ở giữa và hệ thống biển cao ở trên Vùng hệ thống trầm tích rìa thềm được đặc trưng bằng các dạng phủ chồng lấn biển lùi yếu ở dưới và chuyển sang dạng phủ chồng lùi

ở trên Bất chỉnh hợp tồn tại theo hướng vào lục địa Phía bờ của hệ thống thường bao gồm các trầm tích lục địa và dày dần lên theo hướng vào bờ Trong khi đó phần biển thì lại tương tự nêm lấn của hệ thống biển thấp

5.2.4 Phân tập (parasequence/ PS)

Phân tập trầm tích là một phần của tập và hệ thống trầm tích bao gồm các lớp trầm tích tương đối chỉnh hợp, có liên quan với nhau về nguồn gốc, được giới hạn nóc và đáy bởi các mặt ngập lụt (ranh giới biển tiến) và các mặt liên kết được Sự hình thành phân tập là kết quả của mối quan hệ giữa lượng trầm tích cung cấp và khoảng không gian tích tụ trong vùng đó, chúng thường có dạng phủ chồng biển lùi, phủ chồng biển tiến hoặc phủ chồng bồi tụ

Phân tập là phân vị địa tầng tích tụ trong thời gian khoảng thời gian 0.01- 0.5 triệu năm (chu kỳ 4 và 5) với chiều dày khoảng một vài chục mét

HST :

NHOÙM PHAÂN TAÄP PHUÛ CHOÀNG

- PHUÛ CHOÅNG LAÁN

cuỷa TAÄP GIAỉ HễN

MEÙP THEÀM TÍCH TUẽ MAậT BIEÅN TIEÁN

CAÙT, SEÙT KEÁT ẹOÀNG BAẩNG VEN

Bễỉ

CAÙT KEÁT BIEÅN NOÂNG

SEÙT KEÁT THEÀM VAỉ SệễỉN

TRAÀM TÍCH CUÛA KHOAÛNG

ẹềA TAÀNG COÂ ẹAậC

RANH GIễÙI TAÄP KIEÅU 2 PHAÂNTAÄP

MEÙP THEÀM

Hình 5.14: Dạng phủ chồng trong tập kiểu 2

Hệ thống biển tiến

Hệ thống biển của tập già hơn

Hệ thống rìa thềm

Hệ thống biển cao

Với bề dày các phân tập, việc phát hiện chúng thường dựa vào tài liệu địa chất có độ phân giải cao như số liệu mẫu khoan, vết lộ, ĐVL giếng khoan

Trong quá trình mực nước biển hạ xuống, đường bờ lùi dần ra xa

vể phía bể, các phân tập trầm tích có dạng phủ chồng lấn, các lớp hoặc nhóm lớp trẻ hơn được tích tụ lấn dần ra phía biển, tạo nên một tổ hợp tướng nông dần, thô dần lên trên Một số phân tập các trầm tích vụn và hầu hết trầm tích cacbonnat có dạng phủ chồng và cũng nông dần và thô dần lên trên Khi tốc độ tích tụ trầm tích (D) lớn hơn tốc độ hình thành không gian trầm tích (A) thì xẩy ra quá trình phân tập phủ chồng lấn về phía bể (hình 5.19)

Phân tập được xác định và mô tả chi tiết ở các lát cắt môi trường trầm tích đồng bằng ven bờ, delta, bãi triều, thủy triều, trầm tích cửa sông và thềm lục địa Đối với các trầm tích sườn lục địa, biển sâu rất khó xác định các phân tập do tác động của biển không với tới hoặc do chiều sâu nước quá lớn nên sự thay đổi của của mực nước biển gần như không nhận ra được

Dạng đặc trưng của đường cong địa vật lý giếng khoan và đặc trưng phân lớp của các phân tập nông dần và thô dần lên trên được chỉ ra trong các hình 5.15, 5.16 và 5.17 Trong các phân tập thô dần lên trên điển hình gồm các lớp dày dần lên, cát thô dần lên và tỷ lệ cát/ sét tăng dần lên trên

Hình 5.15 thể hiện hình dạng đường cong gamma tự nhiên đặc trưng cho các phân tập thô dần lên, các lớp dày hơn ở trên trong mô hình môi trường bãi biển, môi trường biển nông với ưu thế tác động của sóng Đường cong GR có dạng thiên về giá trị âm và không có dạng răng cưa chứng tỏ các lớp cát trong mô hình này tương đối sạch đặc trưng cho các lớp cát biển Hình 5.16 thể hiện hình dạng đường cong GR trong môi trường delta, cửa sông với các phân tập thô dần lên trên Đường cong GR có dạng răng cưa thể hiện môi trường biến đổi mạnh, các lớp cát xen kẽ nhiều lớp sét mỏng Hình 5.17 đặc trưng cho phân tập thô dần lên trong môi trường bãi triều, trầm tích ven bờ với các tập cát dày và tương đối sạch Trên đường cong GR

có dạng khối, có giá trị thấp và ít biến đổi

Trong quá trình biển tiến, tốc độ tích tụ trầm tích (D) nhỏ hơn tốc độ hình thành không gian trầm tích (A), đường bờ lùi dần vào đất liền, các phân tập phủ chồng lùi vào bờ (biển tiến) và đặc trưng bởi các tổ hợp tướng mịn dần lên trên điển hình gồm các lớp mỏng dần lên, cát mịn dần lên và thường kết thúc bằng sét và than, tỷ lệ cát/ sét giảm dần lên trên Điều này thể hiện trên hình 5.17 và 5.18

Hình 5.18 là mô hình phân tập phủ chồng lùi biển tiến, tướng mịn dần lên đặc trưng cho môi trường dưới triều Đường cong GR có dạng răng cưa và thiên về giá trị dương khi lên trên Các phân tập mỏng dần lên trên và sét chiếm ưu thế

Hình 5.15 Các đặc trưng của phân

tập thô dần lên trên (biển lùi) Môi

trường bãi biển, vùng bờ giàu cát

với ưu thế tác động của sóng

Hình 5.16 Các đặc trưng của phân tập thô dần lên trên (biển lùi) Môi trường delta, vùng bờ giàu cát với

ưu thế tác động của sông

Hình 5.17 Các đặc trưng của phân tập

thô dần lên trên (biển lùi) Môi trường

bãi biển, vùng bờ giàu cát với ưu thế tác

động của sóng

Hình 5.18 Các đặc trưng của phân tập mịn dần lên trên (biển tiến) Môi trường bãi triều - dưới triều vùng bờ giàu sét, ưu thế tác

động của thuỷ triều

GR (API) MOÂI TRệễỉNG

Ranh giụựi

phaõn taọp

BIEÅN NOÂNG (shelf) Bễỉ BIEÅN (foreshore) MAậT Bễỉ TREÂN (upper shoreface) MAậT Bễỉ DệễÙI (lower shoreface) MAậT Bễỉ TREÂN MAậT Bễỉ DệễÙI Bễỉ BIEÅN

MAậT Bễỉ TREÂN MAậT Bễỉ DệễÙI

Bễỉ BIEÅN ẹOÀNG BAẩNG VEN Bễỉ

GR (API) MOÂI TRệễỉNG

Ranh giụựi phaõn taọp

Ranh giụựi

phaõn taọp

BIEÅN NOÂNG (shelf) Bễỉ BIEÅN (foreshore) MAậT Bễỉ TREÂN (upper shoreface) MAậT Bễỉ DệễÙI (lower shoreface) MAậT Bễỉ TREÂN MAậT Bễỉ DệễÙI Bễỉ BIEÅN

MAậT Bễỉ TREÂN MAậT Bễỉ DệễÙI

Bễỉ BIEÅN ẹOÀNG BAẩNG VEN Bễỉ

GR (API) MOÂI TRệễỉNG

Ranh giụựi phaõn taọp

MAậT Bễỉ DệễÙI (lower shoreface)

MAậT Bễỉ DệễÙI

Khoaỷng maóu loừi

GR (API) MOÂI TRệễỉNG

MAậT Bễỉ DệễÙI (lower shoreface)

MAậT Bễỉ DệễÙI

Khoaỷng maóu loừi

GR (API) MOÂI TRệễỉNG

biển cao

Nếu gọi tốc độ tạo không gian tích tụ là A (accommodation) và tốc

độ tích tụ trầm tích là D (deposite) thì sẽ xẩy ra 3 trường hợp: Khi D/A > 1 thì tạo ra các lớp phủ chồng lấn ra phía biển (biển lùi), tạo nên hệ thống trầm tích biển cao và biển thấp Khi D/A < 1 thì tạo ra các lớp phủ chồng

lùi vào bờ, tạo nên hệ thống trầm tích biển tiến Khi D/A = 1 thì tạo ra các lớp phủ chồng bồi tụ, tạo nên hệ thống rìa thềm

đới tướng trầm tích lùi dần vào phía

bờ Thuật ngữ biển tiến được dùng

để mô tả sự dịch chuyển đường bờ

vào phía đất liền

Nhóm phân tập phủ chồng bồi

tụ (aggradation) bao gồm các phân

tập được hình thành khi tốc độ lắng

đọng trầm tích cân bằng với không

gian trầm tích Lúc này các đới

tướng địa chất phủ chồng lên nhau

theo phương thẳng đứng và đường

bờ không dịch chuyển về phía biển

hoặc về phía đất liền

Nhóm phân tập phủ chồng lấn

biển lùi (progradation): bao gồm các

phân tập được hình thành khi tốc độ lắng đọng trầm tích (D) lớn hơn tốc độ hình thành không gian tích tụ (A) làm thu hẹp không gian trầm tích, tạo ra các nêm lấn tiến về phía trung tâm bể Thuật ngữ biển lùi được dùng để mô tả sự dịch chuyển đường bờ ra phía tâm bể

Hình 5.19 Cấu trúc các phân tập phụ thuộc vào không gian trầm tích và lượng trầm tích

Biển tiến

Phủ chồng lùi biển tiến

Phủ chồng lấn biển lùi Phủ chồng bồi tụ

Như vậy nhóm phân tập là đơn vị địa tầng trung gian giữa tập và phân tập, được sử dụng để mô tả đặc điểm tướng và môi trường của các hệ thống trầm tích Các kiểu nhóm phân tập phủ chồng lùi, phủ chồng lấn và phủ chồng bồi tụ được minh hoạ trên hình 5.19 và 5.20

Trong mỗi nhóm phân tập, mối quan hệ phân bố tướng trầm tích thay

đổi theo chiều thẳng đứng và theo chiều ngang

Quan hệ phân bố tướng thẳng đứng: Trong nhóm phân tập phủ chồng

lấn thì các phân tập trẻ hơn sẽ có xu hướng dày hơn, chứa nhiều cát hơn, cát

có độ rỗng nguyên sinh lớn hơn và tích tụ trong môi trường nông hơn các phân tập già hơn Trong nhóm phân tập phủ chồng lùi thì ngược lại Trong nhóm phân tập phủ chồng bồi tụ thì các quan hệ nêu trên không có thay đổi

đáng kể

Quan hệ phân bố tướng nằm ngang: Trong nhóm phân tập phủ chồng

lấn thì các phân tập trẻ hơn cùng tổ hợp tướng trong nó sẽ được tích tụ xa hơn ra biển so với phân tập già hơn Trong nhóm phân tập phủ chồng lùi thì ngược lại, các phân tập trẻ hơn cùng tổ hợp tướng trong nó sẽ có xu hướng tích tụ lùi gần hơn vào bờ so với các tập già hơn Trong nhóm phân tập phủ chồng bồi tụ thì các phân tập trẻ hơn được tích tụ lên trên tập già hơn và không có sự dịch ngang đáng kể của các giải tướng đá

Hình 5.20 Các kiểu nhóm phân tập tương ứng với các thời kỳ biển lùi,

biển tiến và biển dừng

Nhóm phân tập phủ chồng lấn biển lùi

A D =

Nhóm phân tập phủ chồng bồi tụ biển dừng

5.2.6 Các mặt ranh giới phân tập và nhóm phân tập

Để xác định các phân tập, nhóm phân tập, việc xác định đặc điểm các mặt ranh giới như mặt ngập lụt, mặt ngập lụt cực đại có ý nghĩa rất quan trọng

a Mặt ngập lụt (fooding surface/ FS)

Mặt ngập lụt là bề mặt phân cách các tập, lớp do sự tăng đột ngột mực nước biển tương đối Nói cách khác mặt ngập lụt phân cách các phân tập và nhóm phân tập (hình 5.13) Trong trường hợp mặt ngập lụt phân cách các nhóm phân tập thì được gọi là mặt ngập lụt chính (mFS)

Mặt ngập lụt có thể kết nối tốt trong các môi trường trầm tích

đồng bằng ven bờ, delta, bãi triều, thủy triều, cửa sông và thềm lục địa tức là trong môi trường có sự tham gia của biển ở các mức độ khác nhau Khi liên kết ra vùng thềm thì nó là bề mặt chỉnh hợp, không có các dấu hiệu gián đoạn đáng kể, được đánh dấu bằng lớp mỏng trầm tích biển/hồ sâu hơn của thời kỳ thiếu trầm tích lục nguyên hơn và thường chứa lớp mỏng cacbonat, sét giàu hữu cơ, glauconit và tro núi lửa Trong các vùng nước sâu như sườn lục địa và biển sâu thì có thể sẽ không nhận dạng được

Các mặt ngập lụt là kết quả của những sự kiện địa chất xảy ra

đồng thời trong bể Chúng đại diện cho những thời kỳ trầm tích phát triển mở rộng nhất và có bề mặt bằng phẳng nhất Đây là một bề mặt quan trọng trong liên kết thời gian và tướng đá của một vùng Tuy nhiên ranh giới này khó liên kết trong vùng thưa các giếng khoan, khó hoặc không thể liên kết khu vực

b Mặt ngập lụt cực đại (Maximum flooding surface/ MFS):

Khi mực nước biển tăng đột ngột sẽ tạo ra các mặt ngập lụt, mặt ngập lụt sâu rộng nhất vào bờ là mặt ngập lụt cực đại Đây là mặt ranh giới tương ứng với thời gian ngập lụt cực đại trong chu kỳ biển tiến/biển thoái

Trên mặt cắt địa chấn, mặt ranh giới này được đặc trưng bằng bất chỉnh hợp phủ đáy (downlap) ở trên và bào mòn cắt xén biểu kiến ở dưới, ranh giới này khó phân tích trong phạm vi các trầm tích đồng bằng ven bờ Trên tài liệu ĐVLGK, mặt này được xác định là ranh giới giữa khoảng mặt cắt mịn dần lên ở dưới và thô dần lên ở trên

Mặt ngập lụt cực đại phát triển trong giai đoạn biển tiến tối đa và thiếu trầm tích trong bể Tốc độ lắng đọng trầm tích chậm dẫn đến hình thành các đoạn mỏng nhưng đại diện cho khoảng thời gian địa chất tương đối dài Mặt ngập lụt cực đại nằm trong đoạn nhiều sét nhất giữa các phân

tập phủ chồng biển tiến và các phân tập phủ chồng biển lùi của hệ thống trầm tích biển cao

Một số hình ảnh minh hoạ mặt ngập lụt cực đại được nêu trên hình 5.13

c Mặt biển tiến (transgressive surface/ TS)

Mặt biển tiến được coi là mặt phân cách giữa vùng hệ thống trầm tích biển thấp ở dưới và vùng hệ thống trầm tích biển tiến phủ trên Chúng được xác định như là bề mặt ngập lụt đầu tiên bên trên các nêm lấn của hệ thống trầm tích biển thấp Mặt biển tiến đánh dấu sự thay đổi

từ quá trình phát triển nêm lấn phủ chồng lấn ra biển sang quá trình phát triển ngược lại là phát triển phủ chồng giật lùi vào bờ Bề mặt ngập lụt đầu tiên phủ trên nêm lấn biển thấp, trầm tích không biển và ven bờ của vùng hệ thống trầm tích biển thấp thường trùng với bề mặt bào mòn biển tiến Bề mặt này phát triển lùi dần vào bờ theo quá trình phủ chồng lùi của hệ thống trầm tích biển tiến và nâng dần lên theo thời gian (hình 5.13, 5.14)

5.2.7 Các phân vị địa tầng khác

a Tập phức (composite sequence)

Tập phức (còn gọi là tập bậc 2 và bậc 3) gồm nhiều tập có liên quan với nhau về nguồn gốc, trong đó các tập riêng biệt được tập hợp trong hệ thống biển cao, hệ thống biển tiến và hệ thống biển thấp

Trên hình 5.21 mô tả hình ảnh một tập phức được giới hạn trên và dưới bởi 2 ranh giới tập nhưng bên trong lại bao gồm 4 ranh giới các tập bậc cao hơn Các ranh giới bên trong tập phức thường chuyển tiếp từ từ chứ không đột ngột

Hình 5.21 Hình ảnh một tập phức bao gồm 5 tập bậc cao hơn

Ranh giới tập

Những mô hình đơn giản của quá trình tích tụ trầm tích theo mực nước biển tương đối được giả định là thay đổi từ từ và thường có dạng hình sin Tuy nhiên đường cong mực nước biển tương đối lại rất gồ ghề, nó có thể bao gồm hàng loạt các chu kỳ mực nước biển có cấp tần số khác nhau Trong trường hợp này các tập bậc thấp có thể sẽ bao gồm các tập bậc cao hơn Các tập và nhóm tập bậc cao hơn sẽ tạo nên các phức tập tương tự như các phân tập và nhóm phân tập tạo nên các tập Bản chất

và sự thể hiện của các tập bậc cao hơn sẽ thay đổi trong các vùng hệ thống khác nhau của phức tập Ví dụ như các tập bậc cao hơn trong phạm vi vùng hệ thống biển thấp của phức tập nào đó sẽ bị tác động bởi phông hạ chung của mực nước biển tương đối và do đó các vùng hệ thống biển tiến của các tập bậc cao hơn này sẽ bị kém phát triển, thậm chí có thể vắng mặt

b Siêu tập (megasequence):

Bao gồm toàn bộ các trầm tích thuộc một pha phát triển bể riêng biệt và được ngăn cách bởi các bất chỉnh hợp khu vực rộng lớn Trong các bể trầm tích thường chia ra các phức hệ trước tách giãn, đồng tách giãn và sau tách giãn Thời gian hình thành các phức hệ từ vài triệu năm

đến vài chục triệu năm với bề dày từ vài trăm mét đến vài km

Trên tài liệu địa chấn thường xác định được trầm tích từ các siêu tập (megasequence) đến các tập (sequence) tương ứng với các chu kỳ bậc 2-3 Hiện nay có khả năng xác định đến nhóm phân tập Để phân chia tỷ mỷ với các phân tập và nhỏ hơn cần kết hợp sử dụng tối đa tài liệu ĐVLGK, địa chấn nông phân giải cao và các tài liệu khác như phân tích mẫu, vết lộ theo quan điểm địa tầng phân tập phân giải cao

Lát cắt địa chấn là tài liệu cơ sở để phân tích đặc điểm cấu trúc

địa chất và xác định các phân vị địa tầng theo quan điểm địa tầng phân tập Trên lát cắt địa chấn, ngoài tập hợp các mạch ghi địa chấn phản ảnh môi trường địa chất còn thể hiện đầy đủ các thông tin cần thiết như vị trí và sơ đồ tuyến khảo sát, các thông số thu nổ, các thông số và quy trình xử lý số liệu

Nội dung chủ yếu của lát cắt địa chấn là tập hợp các mạch địa chấn ghi được ở các điểm quan sát khác nhau trên tuyến quan sát Sau

khi xử lý số liệu thì các mạch địa chấn này thể hiện đầy đủ nhất lượng thông tin về cấu trúc địa chất cần giải đoán Ngày nay với địa chấn 3D, khoảng cách giữa các mạch có thể rất gần nhau (12,5m) Trên lát cắt địa chấn, các đường ghi được đặt sát nhau và có thể biểu diễn bằng các kiểu khác nhau như kiểu đường ghi dao động, biến đổi diện tích, biến đổi mật độ Trong nhiều trường hợp có thể kết hợp kiểu biến đổi diện tích/ dao động hoặc biến đổi mật độ/ dao động (hình 5.22)

Ngày nay, ngoài các lát cắt đen trắng, người ta còn sử dụng các lát cắt địa chấn mầu Việc hiển thị các gam mầu khác nhau trên lát cắt cho ta minh giải thuận lợi hơn đặc biệt là với việc sử dụng Workstation

Trên lát cắt địa chấn, các mặt ranh giới địa chất được thể hiện bằng

sự liên kết các xung sóng địa chấn theo hướng tuyến Mức độ đậm nhạt, độ dày mỏng của các đường liên kết xung này phản ảnh biên độ và tần số sóng

địa chấn Hình dạng đường liên kết phản ảnh hình dạng của mặt phân lớp Trên lát cắt địa chấn có thể phát hiện các điểm kết thúc của các yếu tố phản xạ và do đó có thể xác định tương quan về thế nằm của các tập trầm tích khác nhau

Để phân tích tài liệu địa chấn theo quan điểm địa tầng phân tập cần đưa vào các khái niệm tương ứng về các tập, các mặt ranh giới, tướng địa chấn

Phân tích lát cắt địa chấn là nhiệm vụ rất quan trọng nhằm xác

định ranh giới phân chia và đặc điểm các tập địa chấn, xác định đặc

điểm tướng địa chấn, các đứt gẫy kiến tạo

Thí dụ các tập địa chấn (seismic sequence) tương ứng với các tập trầm tích được coi là một phần của lát cắt địa chấn có đặc điểm trường sóng tương tự nhau, khác với phần lát cắt nằm trên và dưới nó và được giới hạn nó và đáy bởi các ranh giới địa chấn

Hệ số Kiểu đường ghi Kiểu biến đổi Kiểu biến đổi Kiểu biến đổi Kiểu biến đổi phản xạ diện tích mật độ diện tích/mật độ mật độ/đường ghi

Hình 5.22 Một số kiểu biểu diễn đường ghi trên lát cắt địa chấn

5.3.2 Các ranh giới bất chỉnh hợp địa chấn

Các tập địa chấn được phân chia bởi các mặt ranh giới bất chỉnh hợp địa chấn và các mặt chỉnh hợp có thể liên kết với chúng

a Các dấu hiệu nhận biết bất chỉnh hợp địa chấn

Các dấu hiệu nhận biết bất chỉnh hợp địa chấn liên quan đến

đặc điểm tiếp xúc của các pha phản xạ như bất chỉnh hợp đáy (gá đáy, phủ đáy, bao bọc), bất chỉnh hợp nóc (bào mòn cắt xén, chống nóc,

đào khoét ) và bất chỉnh hợp ngang (bờ dốc, hẽm ngầm ) Hình

có năng lượng lớn, đáy lún chìm từ từ thì bề dày trầm tích lớn dần về cuối nguồn vật liệu (hình 5.24)

- Gá đáy (onlap): các yếu tố phản xạ phía trên ít nghiêng hơn so với mặt bất chỉnh hợp Các bất chỉnh hợp này thường xảy ra ở đầu nguồn vật liệu, cũng có thể ở những vị trí vuông góc với hướng vận chuyển vật liệu Thường có ở trầm tích gần bờ (hình 5.25)

Trong những vùng có cấu trúc địa chất phức tạp, việc phân biệt phủ đáy và gá đáy thường không rõ ràng và hai loại bất chỉnh hợp này

được gọi chung là bất chỉnh hợp đáy (baselap)

- Bao bọc (concodance): Pha phản xạ phía trên mặt ranh giới uốn lượn theo hình dạng của ranh giới Hướng vận chuyển của vật liệu thường vuông góc, có khi song song, thường có trong trầm tích lục địa lót đáy hoặc trầm tích biển nhưng với điều kiện mức độ thuỷ động lực không lớn và thường liên quan đến các ám tiêu san hô

- Bào mòn cắt xén (erosional truncation): Xảy ra ở ranh giới trên của tập trầm tích do bào mòn hoặc do hoạt động kiến tạo tác động sau trầm tích (hình 5.26) Có thể phân chia ra loại cắt xén biểu kiến và cắt xén do đứt gãy Cắt xén biểu kiến dược thể hiện khi các yếu tố phản xạ nằm dưới có góc nghiêng nhỏ hơn góc nghiêng của mặt phản xạ nằm trên do các lớp trầm tích phía trên mỏng đi đột ngột về phía thềm Cắt xén bới đứt gãy khi các yếu tố phản xạ nằm phía dưới mặt đứt gẫy hoặc dưới các khối đá xâm nhập, núi lửa

- Chống nóc (toplap): Các yếu tố phản xạ phía dưới có góc nghiêng lớn hơn độ nghiêng của mặt ranh giới phía trên Thường xảy ra

ở đầu nguồn vật liệu Trầm tích thô, tích tụ gần bờ, tướng châu thổ, thềm lục địa (hình 5.27)

- Đào khoét kiểu kênh: Xảy ra ở rìa thềm lục địa, khi mực nước biển lùi, các con sông tăng cường đào khoét và khi biển tiến các trầm tích lấp đầy các đào khoét đó

+ Bất chỉnh hợp ngang:

- Kiểu bờ dốc: Nguồn gốc trầm tích đặc trưng cho bồn trũng dốc

đứng, nằm xa nguồn vật liệu, không bị khống chế bởi yếu tố thuỷ động

lực Trầm tích nằm ở đáy bồn trũng có bờ dốc đứng hoặc đáy đại dương,

bị phức tạp thêm bởi các kiến trúc núi lửa

- Hẽm ngầm: Là loại bất chỉnh hợp sau trầm tích Vị trí đào khoét ngay trong tập trầm tích

Kết quả phân loại các chỉ tiêu xác định bất chỉnh hợp được thể hiện trên hình 5.28

Hình 5.24 Bất chỉnh hợp phủ đáy

Hình 5.25 Bất chỉnh hợp gá đáy (onlap)

Hình 5.26 Bất chỉnh hợp bào mòn cắt xén

Hình 5.27 Bất chỉnh hợp chống nóc

b Xác định các mặt ranh giới bất chỉnh hợp địa chấn

Việc xác định các mặt ranh giới địa tầng trên lát cắt địa chấn là một bước quan trọng trong phân tích địa chấn địa tầng

Để xác định các ranh giới bất chỉnh hợp cần phân tích các điểm kết thúc của các yếu tố phản xạ và liên kết các xung địa chấn cùng liên

hệ với một mặt ranh giới trên lát cắt theo tuyến quan sát Nguyên tắc liên kết là phải bảo đảm các xung cạnh nhau có thời gian xuất hiện, hình dạng, biên độ xung thay đổi từ từ Sự chênh lệch thời gian giữa các xung cạnh nhau cùng liên hệ với một mặt ranh giới cần nhỏ hơn nửa chu

kỳ Trên cơ sở liên kết xung địa chấn ở các vùng có bất chỉnh hợp, có thể mở rộng ra các đoạn lát cắt chỉ có các chỉnh hợp nhưng liên kết

được với bất chỉnh hợp

Để xác định ranh giới bất chỉnh hợp trên diện tích cần liên kết trên các tuyến khác nhau Trên các điểm giao nhau của các tuyến, các xung địa chấn liên hệ với cùng một mặt ranh giới phải trùng nhau và các ranh giới trên và dưới chúng cũng phải khớp nhau Trong các vùng

có cấu trúc địa chất phức tạp và các mặt ranh giới có độ nghiêng lớn, việc liên kết mặt ranh giới tại các điểm giao nhau của các tuyến có phương vị khác nhau chỉ đúng sau khi đã xử lý dịch chuyển địa chấn

Trong trường hợp ở vùng khảo sát không phát hiện được các dấu hiệu của bất chỉnh hợp địa chấn địa tầng thì cần phải liên kết các bất chỉnh hợp đã phát hiện được từ các khu vực xung quanh Nếu trong vùng có giếng khoan thì cần tính các băng địa chấn tổng hợp từ số liệu

địa vật lý giếng khoan và liên kết các ranh giới địa tầng từ tài liệu giếng khoan với tài liệu địa chấn