Nghiên cứu tính đồng nhất và phân dị tướng đá cổ địa lý của trầm tích oligocen, miocen khu vực lô 123 và 124 bể phú khánh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --- TRẦN VĂN SƠN NGHIÊN CỨU TÍNH ĐỒNG NHẤT VÀ PHÂN DỊ TƯỚNG ĐÁ CỔ ĐỊA LÝ CỦA TRẦM TÍCH OLIGOCEN, MIOCEN KHU VỰC LÔ 123 VÀ 124

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

TRẦN VĂN SƠN

NGHIÊN CỨU TÍNH ĐỒNG NHẤT VÀ PHÂN DỊ TƯỚNG ĐÁ CỔ ĐỊA LÝ CỦA TRẦM TÍCH OLIGOCEN, MIOCEN KHU VỰC LÔ 123 VÀ 124 BỂ PHÚ KHÁNH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

HÀ NỘI - 2015

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

- TRẦN VĂN SƠN

NGHIÊN CỨU TÍNH ĐỒNG NHẤT VÀ PHÂN DỊ TƯỚNG ĐÁ CỔ ĐỊA LÝ CỦA TRẦM TÍCH OLIGOCEN, MIOCEN KHU VỰC

LÔ 123 VÀ 124 BỂ PHÚ KHÁNH

Chuyên ngành: Địa chất học

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Cán bộ hướng dẫn: GS.TS TRẦN NGHI

XÁC NHẬN HỌC VIÊN ĐÃ CHỈNH SỬA THEO GÓP Ý

CỦA HỘI ĐỒNG

Giáo viên hướng dẫn Chủ tịch hội đồng chấm luận

văn thạc sĩ khoa học

Vượng

HÀ NỘI - 2015

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH iv

DANH MỤC BẢNG Error! Bookmark not defined. DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT viii

MỞ ĐẦU 4

CHƯƠNG 1 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ, LỊCH SỬ TÌM KIẾM THĂM DÒ VÀPHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 6

1.1 Vị trí địa lý 6

1.2 Lịch sử nghiên cứu 7

1.3 Phương pháp nghiên cứu 8 CHƯƠNG 2 CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT, KIẾN TẠO VÀ ĐỊA TẦNG TRẦM TÍCH

Error! Bookmark not defined 2.1 Đặc điểm cấu trúc kiến tạo Error! Bookmark not defined 2.2 Địa tầng bể Phú Khánh Error! Bookmark not defined.

CHƯƠNG 3 ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP KHU VỰC LÔ 123 VÀ 124 BỂ PHÚ KHÁNH

TRÊN CƠ SỞ PHÂN TÍCH BIẾN DẠNG VÀ CỘNG SINH TƯỚNG Error!

Bookmark not defined.

3.1 Khái quát Error! Bookmark not defined 3.2 Các kiểu biến dạng đặc trưng của bể Phú Khánh Error! Bookmark not

defined.

3.3 Các kiểu ranh giới phức tập và các miền hệ thống trên cơ sở dãy cộng sinh

tướng trầm tích Error! Bookmark not defined.

3.4 Tiến hóa các phức tập (sequence) trong mối quan hệ với sự thay đổi MNB và

chuyển động kiến tạo khu vực lô 123 và 124 bể Phú Khánh Error! Bookmark not

defined.

CHƯƠNG 4 ĐẶC ĐIỂM TƯỚNG ĐÁ - CỔ ĐỊA LÝ QUA CÁC THỜI KỲ VÀ TRIỂN VỌNG HỆ THỐNG SINH - CHỨA - CHẮN KHU VỰC LÔ 123 VÀ 124

BỂ PHÚ KHÁNH Error! Bookmark not defined 4.1 Đặc điểm tướng và môi trường trầm tích Error! Bookmark not defined 4.2 Tính đồng nhất và phân dị các tướng trầm tích Error! Bookmark not defined 4.3 Đánh giá triển vọng hệ thống sinh - chứa - chắnError! Bookmark not defined.

KẾT LUẬN Error! Bookmark not defined.

TÀI LIỆU THAM KHẢO 11

MỞ ĐẦU

Khu vực bể Phú Khánh là một trong những khu vực quan trọng về tiềm năng dầu khí trên vùng biển thềm lục địa Việt Nam, tuy nhiên các nghiên cứu tại đây vẫn còn hạn chế và chỉ có một số giếng khoan khảo sát trên khu vực bể nhưng số liệu chưa được công bố Do đó kết quả nghiên cứu chủ yếu dựa trên cơ sở phân tích chi tiết những lát cắt địa chấn để nghiên cứu về tính đồng nhất và phân dị tướng đá cổ địa lý của trầm tích Oligocen, Miocen khu vực lô 123 và 124 của bể Kết quả nghiên cứu của luận văn sẽ góp phần làm sáng tỏ hơn các yếu tố cấu trúc khu vực lô

123 và 124 bể Phú Khánh như: các hiện tượng biến dạng các bể trầm tích thứ cấp để xây dựng các mặt cắt phục hồi, các loại bẫy chứa dầu khí tiềm năng trên mặt cắt địa chấn của bể Phân tích mặt cắt địa chấn trên cơ sở địa tầng phân tập để làm sáng tỏ hơn các tướng trầm tích, tìm ra quy luật cộng sinh tướng theo không gian và thời gian…

Với những ý nghĩa nên trên học viên đã chọn đề tài luận văn thạc sĩ với tiêu

đề: “Nghiên cứu tính đồng nhất và phân dị tướng đá cổ địa lý của trầm tích

Oligocen, Miocen khu vực lô 123 và 124 bể Phú Khánh”

Mục tiêu

- Nghiên cứu mối quan hệ giữa địa tầng phân tập và cộng sinh tướng khu vực

lô 123 và 124 bể Phú Khánh

- Đánh giá triển vọng hệ thống sinh - chứa - chắn

Nhiệm vụ

- Phân tích địa chấn - địa tầng nhằm phân chia địa tầng trầm tích Oligocen và Miocen khu vực lô 123 và 124 bể Phú Khánh

- Phân tích tướng trên cơ sở tướng địa chấn và trầm tích luận

- Phân tích địa tầng phân tập trên cơ sở địa chấn - địa tầng, thạch học và cộng sinh tướng

- Nghiên cứu lịch sử tiến hóa trầm tích (tướng và chu kỳ trầm tích) trong mối quan hệ với sự thay đổi mực nước biển và hoạt động địa động lực trên cơ sở tài liệu địa chấn để đánh giá tính đồng nhất hay phân dị trầm tích tại khu vực lô 123 và 124

bể Phú Khánh

Cơ sở tài liệu

- 9 mặt cắt địa chấn đi qua khu vực lô 123 và 124 và trên toàn khu vực bể Phú Khánh bao gồm các mặt cắt: SVOR 93-101, SVOR 93-104, SVOR 93-106, SVOR 93-108, SVOR 93-116, SVOR 93-301, AW-8, S74-A-2-1, CLS-10 lấy từ nguồn VPI

- Tài liệu thuộc các đề tài, dự án và các công trình liên quan đến nội dung

luận văn như các tài liệu số 2, 5, 7, 9 và 10 ở mục tài liệu tham khảo

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

- Ý nghĩa khoa học: Kết quả nghiên cứu của luận văn sẽ góp phần làm sáng

tỏ tính đồng nhất và phân dị tướng đá cổ địa lý của trầm tích Oligocen, Miocen khu vực lô 123 và 124 bể Phú Khánh

- Ý nghĩa thực tiễn: Kết quả nghiên cứu góp phần làm sáng tỏ hơn các yếu tố

cấu trúc khu vực lô 123 và 124 bể Phú Khánh như: các hiện tượng biến dạng các bể trầm tích thứ cấp để xây dựng các mặt cắt phục hồi, các loại bẫy chứa dầu khí tiềm năng trên mặt cắt địa chấn của bể Phân tích mặt cắt địa chấn trên cơ sở địa tầng phân tập để làm sáng tỏ hơn các tướng trầm tích, tìm ra quy luật cộng sinh tướng… trong trầm tích Oligocen và Miocen phục vụ cho công tác thăm dò tìm kiếm dầu khí sau này

Bố cục của luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, luận văn gồm 78 trang, 36 hình, 2 bảng và được bố cục gồm 4 chương chính sau:

Chương 1 Vị trí địa lý, lịch sử tìm kiếm thăm dò và phương pháp nghiên

cứu

Chương 2 Cấu trúc địa chất, kiến tạo và địa tầng trầm tích

Chương 3 Địa tầng phân tập khu vực lô 123 và 124 bể Phú Khánh trên cơ

sở phân tích biến dạng và cộng sinh tướng

Chương 4 Đặc điểm tướng đá cổ địa lý qua các thời kỳ và triển vọng hệ

thống sinh - chứa - chắn khu vực lô 123 và 124 bể Phú Khánh

CHƯƠNG 1 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ, LỊCH SỬ TÌM KIẾM THĂM DÒ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1.1 Vị trí địa lý

Bể Phú Khánh nằm dọc theo bờ biển miền Trung Việt Nam, giới hạn bởi vĩ tuyến 140 - 110 Bắc và kinh tuyến 109020' - 1110 Đông hoặc cũng có thể phát triển hơn về phía Đông Về phương diện địa chất, bể Phú Khánh giáp giới với bể Cửu Long ở phía Nam, bể Nam Côn Sơn ở phía Đông Nam, bể Sông Hồng ở phía Bắc,

bể Hoàng Sa ở phía Đông Bắc, thềm Đà Nẵng, thềm Phan Rang ở phía Tây và về phía Đông, nơi chưa được nghiên cứu, có thể tồn tại một bể khác nằm giữa bể Phú Khánh và phần sâu nhất của Biển Đông Địa hình đáy biển trong vùng rất phức tạp với mực nước biển sâu từ 0-3000m[7]

Khu vực nghiên cứu của luận văn thuộc vùng biển Phú Yên và Khánh Hòa, nằm trên khu vực lô 123 và 124 trong phần phía tây bắc của bể Phú Khánh

Hình 1.1 Vị trí khu vực nghiên cứu 1.2 Lịch sử nghiên cứu

Mặc dù bể Phú Khánh còn ít được nghiên cứu, song công tác nghiên cứu địa chất ở phần đất liền sát phía Tây bể Phú Khánh được các nhà địa chất Pháp nghiên cứu từ rất sớm trong công tác khảo sát lập bản đồ tỷ lệ 1:500.000 vùng Đà Nẵng (1935), Nha Trang (1937) và Qui Nhơn (1942) [7]

Điểm lộ dầu lần đầu tiên được phát hiện vào 1920-1923 tại Đầm Thị Nại (Qui Nhơn), phần đất liền kề với bể Phú Khánh.Năm 1944 các nhà địa chất Pháp đã khoan tìm kiếm ở đây nhưng không còn tài liệu để lại Từ 1944-1964, Saurin cũng

đã nghiên cứu điểm lộ dầu ở Đầm Thị Nại và kết luận rằng nguồn dầu không phải

từ Neogen mà có lẽ từ các lớp Sapropel giàu tảo (algae) ở vịnh Qui Nhơn cung cấp

Từ sau năm 1960 nhiều cuộc khảo sát của các nhà địa chất - địa vật lý Pháp, Mỹ, Đức, Nhật, Trung Quốc đã được tiến hành trong các chương trình nghiên cứu biển Đông Từ sau năm 1970, các công ty dầu khí nước ngoài đã tiến hành các nghiên

cứu địa chất- địa vật lý với mục đích tìm kiếm dầu khí sơ bộ dưới sự quản lý của chính quyền Sài Gòn cũ và từ 1979 đến nay các hoạt động nghiên cứu càng được tăng cường dưới sự quản lý của Tổng cục Dầu mỏ và Khí đốt Việt Nam và sau này

là Tổng công ty Dầu khí Việt Nam Cho đến nay, ở vùng biển miền Trung thuộc khu vực bể Phú Khánh đã có nhiều khảo sát địa vật lý như GSI (Mỹ,1974), Malưgin (Liên Xô, 1984), GECO-PRAKLA (1993), NOPEC (1993) với khối lượng khảo sát khoảng 17.000 Km tuyến địa vật lý

Các nghiên cứu trên phần đất liền được nhiều nhà địa chất tiến hành từ 1977 đến nay Lê Như Lai, Nguyễn Quang Hinh (1977); Phan Huy Quynh (1980); Sladen, Nguyễn Quang Bô (1991); Trần Tĩnh (1988- 1997); Lê Thành (1998) đã phân tích các mẫu ở vùng Đầm Thị Nại và cho thấy loại dầu ở vết lộ tương tự với dầu trong carbonat Miocen ở giếng khoan 119-CH-1X và cho rằng dầu lộ có thể có nguồn gốc từ phần sâu của bề Phú Khánh dịch chuyển lên qua các đứt gãy trong vùng Năm 2000 Viện Dầu khí hợp tác với Viện Địa chất Nhật Bản (JGI) nghiên cứu các vết lộ từ Nông Sơn đến Kon Tum, Sông Ba, Đầm Thị Nại Năm 2002-2003 Phạm Quang Trung cùng các cộng sự ở Viện Dầu khí tiếp tục nghiên cứu các mẫu

lộ dầu ở Đầm Thị Nại Các kết luận của các tác giả này còn rất trái ngược nhau nên vấn đề nguồn gốc dầu lộ, chất lượng nguồn đá mẹ còn chưa được giải quyết và cần phải nghiên cứu tiếp[7]

Trong những năm 2001-2004, Viện Dầu khí đã chủ trì đề tài cấp nhà nước KC-09-06 nghiên cứu về địa động lực và tiềm năng dầu khí các vùng nước sâu, xa

bờ, trong đó có khu vực bể Phú Khánh Cũng trong thời gian này, dự án ENRECA

do Viện Dầu khí hợp tác với Cục Địa chất Đan Mạch và Greenland (GEUS) đã tiến hành nghiên cứu tổng thể địa chất và tiềm năng dầu khí bể Phú Khánh, trong đó có tập trung nghiên cứu sâu về địa hoá và trầm tích của khu vực Đầm Thị Nại và trũng Sông Ba, phần đất liền kề với bể Phú Khánh

Điểm nổi bật cần lưu ý là tất cả những điều trình bày ở đây đều dựa trên kết quả giải thích địa chất các tài liệu địa vật lý là chủ yếu vì trong khu vực này chưa có tài liệu về công trình khoan Các giếng khoan dùng để liên kết với tài liệu địa vật lý đều nằm ở các bể trầm tích kế cận (Sông Hồng, Cửu Long, Nam Côn Sơn), vừa xa, vừa có cấu trúc địa chất khác biệt, lại bị phân cắt bởi các hệ thống đứt gãy, các đới nâng phức tạp nên độ chính xác còn chứa nhiều hạn chế

1.3 Phương pháp nghiên cứu

1.3.1 Phương pháp luận

1.3.1.1.Những nguyên lý cơ bản về địa tầng phân tập

Nguyên lý về vận chuyển, phân dị và lắng đọng trầm tích trong mối quan hệ với năng lượng môi trường và chuyển động kiến tạo được thể hiện qua thành phần

độ hạt, thành phần khoáng vật, thành phần hóa học của vật liệu trầm tích, độ mài tròn hạt vụn, độ chọn lọc của đá, bề dày và cấu tạo bên trong của thể trầm tích

Trong giáo trình Trầm tích học, 2003 các tác giả đã trình bày nguyên lý vận chuyển và phân dị vật liệu vụn cơ học và sét trong môi trường dòng chảy một chiều của sông, môi trường ven bờ và môi trường yên tĩnh (hồ, biển sâu) Các dạng cấu tạo của đá trầm tích cũng đã được mô tả khá tỉ mỉ Tuy nhiên để có thể nhận thức được một cách tường minh và đơn giản từ những khái niệm phức tạp và mô tả rất tản mạn của nhiều tác giả khác nhau về địa tầng phân tập tác giả sẽ áp dụng những nguyên lý trầm tích luận kinh điển nói trên vào trong mối quan hệ nhân quả với sự thay đổi mực nước biển và

chuyển động kiến tạo Hai yếu tố đó đóng vai trò là nguyên nhân còn thành phần thạch

học, tướng trầm tích và quy luật sắp xếp của các đơn vị trầm tích theo thời gian và không

gian là kết quả

Các mối quan hệ nhân quả đó được thể hiện hết sức đa dạng trong các điều kiện biên khác nhau Tuy nhiên có thể khái quát thành một số điều kiện cụ thể điển hình và từ các điều kiện cơ bản đó cho phép suy luận ra toàn bộ bức tranh tiến hoá của bể trầm tích

Các điều kiện trầm tích tiêu biểu đại diện cho mối quan hệ nói trên là:

a Năng lượng thuỷ động lực của môi trường vận chuyển và lắng đọng trầm tích

b Độ lớn bề dày trầm tích, sự biến thiên bề dày trầm tích

c Cấu tạo bên trong và phương thức sắp xếp của các đơn vị trầm tích theo chiều nằm ngang và theo chiều thẳng đứng

d Biến đổi thành phần độ hạt (phân dị cơ học) và thành phần thạch học của các thể trầm tích theo chiều nằm ngang và chiều thẳng đứng

e Ranh giới liên tục hay gián đoạn giữa các thể trầm tích

g Mức độ biến dạng thế nằm và cấu tạo của các thể trầm tích

Có thể coi các yếu tố trầm tích nói trên là những hàm số của các biến số như

sự thay đổi mực nước biển, năng lượng môi trường, khối lượng trầm tích mang tới,

sự chuyển động kiến tạo [5]

a Năng lượng thuỷ động lực của môi trường vận chuyển và lắng đọng trầm

tích quyết định thành phần độ hạt của trầm tích vụn cơ học Môi trường có năng

lượng lớn thì độ hạt càng thô Ví dụ, dòng chảy sông miền núi và sông miền trung

du đặc trưng là chảy rối vì vậy vật liệu lắng đọng tương ứng là cuội tảng và sạn lẫn cát hạt thô Dòng chảy sông đồng bằng đặc trưng là chảy tầng và xa nguồn Vật liệu lắng đọng chủ yếu là cát Dòng chảy ở môi trường cửa sông châu thổ là dạng xen giữa dòng sông đổ ra biển và dòng triều từ biển chảy vào sông Vì vậy, trầm tích cũng có sự xen kẽ giữa cát bột và sét Ở bờ biển hiện đại cũng như các đới đường

bờ cổ nằm ở các độ sâu lớn 30m, 60m, 120m thường gặp các dải trầm tích hạt thô như cuội, sạn và cát Điều đó chứng tỏ năng lượng sóng vỗ ven bờ đã quyết định kích thước hạt thô của trầm tích bãi triều Tuy nhiên dù năng lượng mạnh hay yếu thì sự lắng đọng trầm tích luôn luôn tuân theo nguyên lý phân dị về độ hạt: càng gần nguồn xâm thực độ hạt càng thô, càng xa nguồn độ hạt càng giảm Vì vậy, dù trong điều kiện mực nước biển dâng cao hay hạ thấp cũng xảy ra lắng đọng trầm tích đồng thời và đều phân dị độ hạt giảm theo hướng nằm ngang từ nguồn cung cấp vật liệu ra hướng trung tâm của bể trầm tích Như vậy sẽ không bao giờ có thành phần

độ hạt bằng nhau và bề dày trầm tích giống nhau đối với cùng một lớp hay một thể trầm tích lắng đọng ở một địa hình dốc ven bờ Trầm tích ở chân dốc nghèo hơn và mịn hơn nên gá đáy (down lap) một cách thoai thoải và mềm mại theo phương thức

‘tiếp tuyến’ với bề mặt đáy chứ không tạo thành một đường thẳng cắt bề mặt đáy như một số tác giả quan niệm và gọi là "chống đáy" (hình 1.2) [5]

Hình 1.2 Các nhịp độ hạt phân dị theo chiều ngang và chiều thẳng đứng

(Theo Trần Nghi, 2010)

b Sự biến thiên bề dày trầm tích:

Bề dày trầm tích là hàm số của chuyển động kiến tạo, khối lượng vật liệu

cung cấp, thành phần độ hạt trầm tích và độ sâu đáy biển Khi phát hiện thấy bề dày

trầm tích lớn là khẳng định do sụt lún kiến tạo mạnh Ngược lại bề dày trầm tích

mỏng là dấu hiệu của quá trình chuyển động nâng cao hoặc thiếu hụt vật liệu trầm

tích mang tới Khi bề dày bằng không là đáy bể trầm tích đã nâng lên khỏi mực

nước của bể và tại đó không tích tụ trầm tích hoặc trở thành vùng xâm thực Vì vậy,

muốn xác định mối quan hệ giữa bề dày trầm tích và chuyển động kiến tạo thì phải

thành lập bản đồ đẳng dày trầm tích cho từng bể thứ cấp Lúc đó sẽ thấy rõ bức

tranh sinh động của cấu trúc bể và sự phân dị của biên độ nâng hạ kiến tạo Đó là cơ

sở để phân tích ranh giới gián đoạn khu vực của các đơn vị địa tầng phân tập [5]

Trong trường hợp chuyển động sụt lún kiến tạo mạnh nhưng thiếu hụt trầm

tích đền bù thì đáy bể sẽ sâu dần và môi trường thay đổi từ biển ven bờ thành biển

nông, từ thềm ngoài có thể thành sườn lục địa Tuy nhiên, nếu vật liệu được sông

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Mai Thanh Tân, 2007 Thăm dò địa chấn trong địa chất dầu khí

2 Nguyễn Xuân Huy, 2005 Tiềm năng dầu khí bể trầm tích Phú Khánh Hội

nghị khoa học và công nghệ lần thứ 9, Trường Đại học Bách khoa Tp HCM