Đặc điểm môi trường trầm tích hình thành dầu khí

Môi trường trầm tích là không gian tích tụ, được đặc trưng bởi các yếu tố hóa lý của môi trường như độ muối, độ pH, Eh, nhiệt độ, chế độ thủy động lực của môi trường. Các yếu tố hóa lý của môi trường nước quyết định quá trình vận chuyển, phân dị và lắng đọng trầm tích.Có thể chia môi trường trầm tích thành 3 nhóm: môi trường trầm tích lục địa, môi trường trầm tích chuyển tiếp, môi trường trầm tích biển.Như vậy tướng và môi trường trầm tích có quan hệ chặt chẽ với nhau như hình với bóng. Trong tướng có môi trường và trong môi trường có sự cộng sinh của tướng. Nói cách khác môi trường trầm tích quyết định các kiểu trầm tích, quyết định thành phần khoáng vật, loại vật chất hữu cơ, thế giới sinh vật tiêu biểu, các kiểu cấu tạo của trầm tích và đá trầm tích.

CHƯƠNG I : KHÁI QUÁT VỀ MÔI TRƯỜNG TRẦM TÍCH

1.Môi trường trầm tích

1.1 Tổng quan

a Môi trường trầm tích

Môi trường trầm tích là không gian tích tụ, được đặc trưng bởi các yếu tố hóa

lý của môi trường như độ muối, độ pH, Eh, nhiệt độ, chế độ thủy động lực của môitrường Các yếu tố hóa lý của môi trường nước quyết định quá trình vận chuyển,phân dị và lắng đọng trầm tích

Có thể chia môi trường trầm tích thành 3 nhóm: môi trường trầm tích lục địa,môi trường trầm tích chuyển tiếp, môi trường trầm tích biển

Như vậy tướng và môi trường trầm tích có quan hệ chặt chẽ với nhau nhưhình với bóng Trong tướng có môi trường và trong môi trường có sự cộng sinh củatướng Nói cách khác môi trường trầm tích quyết định các kiểu trầm tích, quyếtđịnh thành phần khoáng vật, loại vật chất hữu cơ, thế giới sinh vật tiêu biểu, cáckiểu cấu tạo của trầm tích và đá trầm tích

- Quan niệm tướng là tổng hợp điều kiện sinh thành và thành phần trầm tích (vô cơ

và hữu cơ) đại biểu là Rukhin và Teodorovic (1960, 1969[8]) Rukhin định nghĩatướng trầm tích như sau: "Tướng là những trầm tích được thành tạo trong một vị trínhất định có cùng điều kiện địa lý tự nhiên khác với vùng lân cận" Ở đây cần hiểu

"những trầm tích" có nghĩa là cả thành phần vô cơ và thành phần hữu cơ (động vật,thực vật) có mặt trong trầm tích Ví dụ: thành phần vô cơ như sạn, cát, bột, sét,thành phần hữu cơ: than bùn, than nâu, than antraxit, foraminifera, ám tiêu sanhô…

Như vậy tướng bao gồm hai thành phần: trầm tích và môi trường Vì vậy tên gọitướng trầm tích phải đầy đủ cả hai thành phần đó Ví dụ: Tướng cát lòng sông đồngbằng; tướng ám tiêu san hô biển nông; tướng bùn foraminifera biển nông

Trên cơ sở định nghĩa tướng trầm tích Rukhin (1960) đã phân loại tướng trầm tíchthành các nhóm tướng và tướng phụ thuộc vào mức độ chi tiết sau đây:

Nhóm tướng lục địa trong đó có tướng bậc thấp hơn

- Tướng cuội, tảng, sạn, cát sườn tích

- Tướng cuội, sạn, cát, bột sét lũ tích

- Tướng cuội, sạn, cát, bột sét bồi tích

- Tướng sét, sét than hồ - đầm lầy nước ngọt

Nhóm tướng chuyển tiếp, bao gồm hai phụ nhóm tướng

Phụ nhóm tướng châu thổ (delta) có các tướng sau đây

- Tướng bột sét, cát đồng bằng châu thổ

- Tướng cát, bùn bãi triều

- Tướng bùn lagun cửa sông

- Tướng cát cồn chắn cửa sông

- Tướng sét sườn châu thổ

Phụ nhóm tướng vũng vịnh bao gồm

- Tướng đê cát ven bờ

- Tướng bùn vũng vịnh

- Tướng bùn bãi triều vũng vịnh

- Tướng bùn bãi triều đê cát ven bờ

Nhóm tướng biển bao gồm

- Tướng cát bãi triều

- Tướng bùn sét biển nông

- Tướng bùn vôi biển nông

2 Các loại môi trường trầm tích

2.1) Lục địa

Môi trường trầm tích lục địa là không gian tích tụ các tướng trầm tích nằmgiữa miền phong hóa xâm thực (vỏ phong hóa) và môi trường chuyển tiếp (đồngbằng châu thổ và vũng vịnh ven bờ)

Môi trường trầm tích lục địa được đặc trưng bởi các tiêu chí sau đây:

- Độ pH của môi trường nước sông, hồ và đầm lầy luôn luôn nhỏ hơn 7

- Hóa thạch động và thực vật tại chỗ thuộc loại nước ngọt

- Các môi trường trầm tích lục địa tiêu biểu bao gồm:

+ Môi trường sườn tích - lũ tích (deluvi-proluvi);

+ Môi trường bồi tích aluvi;

+ Môi trường hồ - đầm nước ngọt

Sự phân bố các môi trường trầm tích lục địa có quy luật theo không gian vàtheo thời gian Theo không gian, ranh giới của môi trường sông đồng bằng và đồng

bằng châu thổ là ranh giới phía ngoài của môi trường lục địa Còn ranh giới giữa vỏphong hóa và tướng deluvi là ranh giới phía trong của môi trường lục địa.

Thành phần trầm tích đa khoáng, chọn lọc và mài tròn kém, các thể trầmtích thường có bề dày không lớn và có dạng thấu kính phân bố định hướng theochiều dòng chảy Trầm tích có cấu tạo phân lớp xiên đồng hướng, có tính phân nhịptheo các pha xâm thực và chuyển động kiến tạo

2.1.1 Các tướng môi trường trầm tích lục địa phân bố trong các môi trường trầm

tích lục địa khác nhau

Môi trường sườn tích

Môi trường sườn tích bao gồm các tướng cuội tảng, sạn cát, cát bột sét phân

bố trên các sườn núi và sườn đồi

Môi trường lũ tích

Môi trường lũ tích bao gồm các tướng cuội sạn, cát bột sét phân bố ở cácchân sườn dốc của dòng chảy tạm thời, các tướng cuội, sạn, nón phóng vật (fans)của các dòng suối đổ vào sông trong mùa lũ

Môi trường bồi tích

Môi trường bồi tích chiếm diện tích lớn nhất của môi trường lục địa, trong đóphân bố các tướng trầm tích do sông tạo nên bao gồm: tướng cuội sạn lòng sôngmiền núi và miền trung du tướng cát lòng sông đồng bằng, tướng đê cát ven sông,tướng bột sét bãi bồi, tướng sét hồ móng ngựa, tướng sét than - đầm lầy nước ngọt

2.1.2 Các tướng môi trường trầm tích lục địa

Các tướng môi trường sườn tích (deluvi)

Các tướng phân bố trong môi trường sườn tích, xuất hiện ở các sườn núi,sườn đồi do tái trầm tích các sản phẩm phong hóa vật lý và hóa học Cơ chế thànhtạo là do quá trình xói mòn, vận chuyển và tích tụ bởi các dòng chảy tạm thời vàdòng chảy thường xuyên, quá trình vận chuyển và lắng đọng trầm tích trên sườn,các nhà địa mạo gọi là "quá trình sườn" Nơi thành tạo thường không xa đá gốc làmấy, nên thành phần gần giống với thành phần của tướng tàn tích và vỏ phong hóa,song trầm tích có cấu tạo phủ chồng lùi và phân dị theo dòng chảy điển hình.Chúng khác với thành phần đá gốc hơn là tàn tích

Trầm tích có độ chọn lọc và mài tròn rất kém, chiều dài những tảng và cuộithường nằm vuông góc với sườn dốc

- Tướng cuội tảng sườn tích Tướng cuội tảng sườn tích phân bố ở sườn núi,sườn đồi là sản phẩm của phong hóa vật lý và phá hủy kiến tạo của đá gốc Kíchthước của tảng và cuội không đồng đều, độ mài tròn, chọn lọc kém do quãng đườngvận chuyển rất gần với nguồn cung cấp

- Tướng cát bột sét sườn tích Tướng cát bột sét sườn tích phân bố ở sườnnúi, sườn đồi thành những thể trầm tích độc lập hoặc xen kẽ với tướng cuội tảngsườn tích dưới dạng thấu kính Trầm tích có thành phần đa khoáng, có độ chọn lọc

và mài tròn kém, phân lớp xiên đồng hướng theo sườn dốc

Các tướng môi trường lũ tích (proluvi)

Phức hệ tướng này được thành tạo do những dòng chảy tạm thời trong mùa

lũ Khi dòng lũ chảy từ các sườn núi xuống chân dốc hoặc từ vùng núi ra gặp cácđồng bằng thấp, tốc độ dòng chảy giảm xuống đột ngột, làm cho vật liệu trầm tích

lắng đọng rất nhanh tạo nên nón phóng vật Hình dạng phân bố hình nón hoặc rẻquạt.

Nón phóng vật hình thành ba bộ phận:

- Phần đỉnh: cuội, cuội hạt vừa đôi khi hạt thô, mài tròn kém, chọn lọc thấp, phân

lớp không rõ ràng Đôi khi gặp phân lớp xiên đơn với góc nghiêng 10-150 về phía

hạ lưu

- Phần giữa: Độ chọn lọc và mài tròn tốt hơn phân lớp xiên kiểu sông Tàn tích

hữu cơ hầu như vắng mặt

- Phần đáy: bột-sét có độ chọn lọc kém lẫn nhiều hỗn hợp cát Phần này chứa nhiều

- Tướng cuội tảng lòng sông miền núi Tướng cuội tảng lòng sông miền núiphân bố ở thượng nguồn các lòng sông Thành phần cuội tảng chủ yếu là sản phẩm

của phá hủy kiến tạo và phong hóa vật lý Động lực dòng chảy mạnh nên cuội tảngđược mài tròn tốt đến trung bình

- Tướng cuội sạn lòng sông miền trung du Bao gồm chủ yếu là cuội sạn phacát chọn lọc kém Thành phần đa khoáng, là sản phẩm của phá hủy kiến tạo vàphong hóa vật lý, lắng đọng trong môi trường thủy động lực tương đối mạnh

- Tướng cát lòng sông miền đồng bằng Tướng cát lòng sông miền đồng bằngphân bố ở hạ lưu của các dòng sông Thành phần đa khoáng, độ chọn lọc mài tròn

từ trung bình đến kém Cát lòng sông có cấu tạo phân lớp xiên mịn đồng hướng,thường tạo nên các lớp ngang song song xen kẽ với các lớp xiên

- Tướng cát cồn giữa sông Tướng cát cồn giữa sông là những thực thể trầmtích cát nổi cao giữa lòng sông đồng bằng có chiều rộng từ 50 đến 150 m, chiều dài500-10.000 m Thành phần chủ yếu là các hạt trung đa khoáng và ít khoáng, chọnlọc từ trung bình đến tốt, mài tròn trung bình

- Tướng đê cát ven lòng Tướng đê cát ven lòng phân bố chạy dọc theo haibên bờ sông đồng bằng được thành tạo khi nước lũ tràn bờ Thành phần trầm tíchchủ yếu là cát hạt trung và hạt nhỏ ít khoáng, chọn lọc từ trung bình đến tốt

- Tướng bột sét bãi bồi, được thành tạo khi nước lũ tràn bờ Thành phần trầmtích chủ yếu là bột sét màu nâu đỏ có độ chọn lọc kém Cấu tạo trầm tích bãi bồi có

hai dạng: bãi bồi thấp và bãi bồi cao

Hình 1.1 : Cảnh quan của Sông Hồng, Hồ tây ( Hồ móng ngựa) [2]

- Tướng sét bột hồ móng ngựa Hồ móng ngựa là khúc uốn của lòng sông bị bỏrơi trong quá trình dịch chuyển ngang của sông [H 2] Trầm tích sét bột được lắngđọng từ phù sa nước lũ tràn bờ và một phần tái trầm tích từ bãi bồi xung quanh hồmóng ngựa Trầm tích hồ có độ chọn lọc từ trung bình đến kém

- Tướng sét than đầm lầy nước ngọt Tướng sét than đầm lầy nước ngọt là kếtquả của quá trình thoái hóa các hồ móng ngựa, lòng sông cổ và bãi bồi thấp Trầmtích chủ yếu là sét kaolinit và hydromica.

và gọi là châu thổ bồi tụ.Trong trường hợp biển thắng sông, đường bờ sẽ dịch

chuyển về phía đất liền và tạo nên cửa sông hình phễu do thiếu hụt trầm tích và gọi

là châu thổ phá hủy.

Đặc điểm chung về thành phần:

- Độ muối của bồn trầm tích không bình thường và thay đổi từ vùng cửa sông(nhạt) đến vùng vũng vịnh (mặn hơn) Đặc biệt ở những vùng kín thường rất mặnnếu khí hậu khô nóng, lượng bốc hơi lớn hơn lượng mưa

- Độ muối ảnh hưởng đến thành phần trầm tích và thành phần sinh vật Khi độmuối tăng cao thì sinh vật không còn nữa Thế giới sinh vật trong trầm tích chuyểntiếp thường đơn điệu hơn ở biển

2.2.1 Tướng và môi trường trầm tích châu thổ

Các tướng trong môi trường châu thổ bồi tụ

Châu thổ bồi tụ được phân ra 3 đơn vị:

Tướng cát bãi triều cát Có động lực sóng thống trị Trầm tích hạt nhỏ có độ chọn

lọc và mài tròn tương đối tốt

Tướng cát cồn chắn cửa sông Tướng cát cồn chắn cửa sông phân bố hai bên cửa

sông thành các đảo cát bất đối xứng Phía hướng ra biển thành phần cát chiếm ưuthế, chọn lọc và mài tròn tốt, địa hình nổi cao hơn nhờ tác động của sóng biển

Tướng bùn lagoon cửa sông Vùng cửa sông khi các cồn chắn nổi cao phía bên

trong sẽ tạo thành lagun cửa sông Thành phần trầm tích chủ yếu là bùn (bùn phacát) chứa động vật bám đáy nước lợ và môi trường nước giàu rong tảo thuộc thựcvật hạ đẳng Đó là loại vật chất hữu cơ tạo dầu

Tướng cát bùn màu xám nâu tiền châu thổ ven biển Có độ chọn lọc kém phân bố

liền kề với tướng bãi triều hoặc tướng cồn chắn cửa sông và tướng sét sườn châuthổ

Tướng sét sườn châu thổ Tướng sét sườn châu thổ phân bố ở sườn dốc của châu

thổ Từ điểm uốn tiền châu thổ đến chân dốc có độ sâu thay đổi rất nhanh từ 15mđến 25m nước Theo hướng đó trầm tích có cấu tạo nêm tăng trưởng đặc trưng biểuthị quá trình bồi tụ lấn biển do dư thừa trầm tích

Tướng và môi trường châu thổ phá hủy

Đặc điểm chung

Đối với châu thổ phá huỷ mạnh, khối lượng vật liệu trầm tích do sông mang rakhông đền bù được quá trình biển lấn Biển lấn phá huỷ dần hệ châu thổ đã tạo lập

từ trước do sóng và thuỷ triều

Châu thổ sông Bạch Đằng và châu thổ sông Đồng Nai là hai châu thổ phá hủytiêu biểu ở Việt Nam với tốc độ xói lở từ 5 - 10m/năm [H.5, H.6]

Hình 1.3 : Châu thổ phá hủy mạnh ở cửa sông Đồng Nai và sông Bạch Đằng [2]

Nguyên nhân đồng bằng châu thổ bị phá huỷ:

- Thiếu hụt trầm tích

- Sự dâng cao mực nước biển

- Sụt lún kiến tạo

Đặc điểm tiêu biểu của hệ lạch triều:

- Trắc diện đáy lạch triều gồ ghề, lồi lõm, nghèo trầm tích, chủ yếu là quá trình đàokhoét, bào mòn đáy [H 7]

Hình 1.4 : Rừng ngập mặn phát triển trên các tàn dư ở khu vực lạch triều

sông Thị Vải [2]

2.2.2 Tướng và môi trường vũng vịnh

Vũng vịnh là những thủy vực nhỏ của biển rìa ăn sâu vào đất liền do quátrình nội sinh và ngoại sinh tạo ra Hoạt động nội sinh được biểu hiện qua đứt gãysụt lún kiến tạo hoạt động ngoại sinh là quá trình xói lở, bồi tụ, bờ biển tích tụ trầmtích trên đáy các thủy vực

Tướng và môi trường vịnh (bay, gulf)

Ví dụ vịnh Bắc Bộ, vịnh Bái Tử Long, vịnh Văn Phong… là những vịnh dosụt lún kiến tạo có kích thước, quy mô từ lớn đến nhỏ Vịnh có quy mô lớn và đượctạo ra chủ yếu là quá trình nội sinh Ngoại trừ quá trình trầm tích dưới đáy vịnh mới

do quá trình ngoại sinh

Môi trường vịnh được đặc trưng bởi các tướng trầm tích sau:

- Tướng bùn sét bãi triều vũng vịnh, có độ chọn lọc kém.

- Tướng cát sạn bãi triều vũng vịnh, có độ chọn lọc rất kém, mài tròn trung bình.

- Tướng bùn vịnh nông Tương tự tướng bùn biển nông song chứa nhiều khoáng vật siderit, canxit tại sinh, độ pH cao hơn (8.5 – 9.0).

- Tướng bùn vôi sét, vôi dolomit vịnh sâu Được thành tạo trong môi trường trung tính và khử yếu, độ pH > 9.

Tướng và môi trường vũng (lagun)

- Vũng (lagoon) Là các thủy vực có quy mô nhỏ ăn sâu vào đất liền, bán liên thông với biển qua một cửa hẹp do đê cát ven bờ hoặc các đảo ngăn cách Ví dụ: vũng Tam Giang - Cầu Hai (Thừa Thiên Huế).

Môi trường vũng thường cộng sinh với các đê cát ven bờ và doi cát nối đảođược đặc trưng bởi một tổ hợp tướng cộng sinh sau đây:

- Tướng bùn lagun Phân bố trên đáy lagun Trầm tích có độ chọn lọc trung bìnhđến kém Môi trường trung tính và khử yếu, độ pH dao động trong khoảng 7.2 –7.5

- Tướng cát bùn bãi triều lagun, phân bố hai bên bờ lagun

- Tướng cát đê cát ven bờ, bao gồm cát thạch anh hạt nhỏ đến hạt trung chọn lọc vàmài tròn rất tốt được thành tạo do hoạt động của sóng trong pha biển tiến

độ không quá 2 - 30C Do hiện tượng chênh lệch nhiệt độ sinh ra các dòng đối lưu

và dòng biển, sự phân bố của sinh vật thay đổi San hô ưa vùng biển ấm, khí hậunhiệt đới hoặc cận nhiệt đới

- Áp suất trong biển chênh lệch khá lớn: trên mặt biển P = 1atm, sâu 10 km P

=1000atm

- Độ muối nước biển cao, trung bình 3,5‰ ít thay đổi theo độ sâu và bề rộng

Độ muối ảnh hưởng tới sự phân bố của giới sinh vật và thành phần các loại trầmtích

- Độ Eh: khi chiều sâu tăng lên hàm lượng O2 giảm, môi trường chuyển dần từoxy hoá sang khử Vùng biển kín trên mặt oxy hoá tầng đáy là khử Eh khống chếviệc sinh thành trầm tích hoá học

- Độ pH: đối với những biển mở, độ axit tăng dần theo chiều sâu Tầng trên pH

- Sinh vật: từ tầng mặt đến đáy phong phú sinh vật biển Có ba nhómchính: Sinh vật bám đáy, sinh vật trôi nổi, sinh vật bơi lội

Các tướng trong môi trường biển

- Dựa vào độ sâu có thể chia ra các tướng như sau: ven biển, thềm lục địa (<200m), sườn lục địa (200 - 2450m), đáy đại dương (2450 - 5750m) và hố sâu đạidương (> 5750m)

- Dựa theo địa hình đáy biển có thể phân chia như sau:

+ Tướng ven biển thuộc đới thuỷ triều lên xuống

+ Tướng biển nông < 200m

+ Tướng biển sâu 200 - 2000m

+Tướng biển thẳm > 2000m (2000 - 9000m)

+Giữa địa hình đáy biển và độ sâu nước biển có quan hệ chặt chẽ vớinhau.Tướng biển nông tương ứng với thềm lục địa, tướng biển sâu tương ứng vớisườn lục địa Tướng biển thẳm tương ứng với đáy đại dương

Phức hệ tướng biển nông

Bề rộng của đới này thay đổi từ vài trăm mét đến hàng trăm km phụ thuộc vàođịa hình từng khu vực Nói chung độ dốc không lớn, thường dao động trên dưới 10,

địa hình tương đối bằng phẳng nhưng cũng có cả thung lũng hẹp và sâu nhất là ởven các đảo.

Đới này nước nông nên giàu O2 và ánh sáng, do đó động vật và thực vật pháttriển Đây là đới hình thành các khoáng sản quan trọng thuộc loại hình trầm tích.Phức hệ tướng biển nông gồm các tướng sau đây:

Tướng tảng và cuội ven bờ Phát triển ở những bờ có độ dốc lớn, các đảonhô cao giữa đại dương và biển Đó là sản phẩm phá huỷ của sóng, các đá gốc ven

bờ và cả do sông mang tới Cuội kết ven bờ có độ chọn lọc tốt, thường giàu ximăng chủ yếu là loại vôi sét, silic, chứa hoá đá sinh vật bám đáy

Tướng cát biển nông ven bờ Chủ yếu là sản phẩm hoạt động của sóng, táiphân bố các sản phẩm do sông mang tới Cát chiếm diện tích hẹp So với cát venbiển, cát nông ven bờ có độ chọn lọc và mài tròn tốt hơn, độ hạt nhỏ hơn Thànhphần chính là thạch anh và khoáng vật nặng

Cấu tạo: phân lớp xiên chéo, đôi khi phân lớp xiên thoải, gợn sóng Trongcát giàu mảnh vụn vỏ sò ốc, san hô

- Tướng cát bột biển nông Chiếm diện tích chủ yếu, độ chọn lọc mài tròn từ

trung bình đến kém Trầm tích hạt mịn chứa nhiều hoá đá động vật biển Cấu tạophân lớp xiên thoải, ngang lượn sóng và ngang song song yếu; khoáng vật chỉ thị làglauconit, photphorit

- Tướng bùn - sét biển nông Bao gồm sét kết và bột kết chủ yếu do sông

mang tới, ngoài ra còn sản phẩm bào mòn của bờ biển Màu sắc thay đổi từ màu lụcđến xám nhạt, nâu nhạt và màu đen (khi chứa bitum) Các thể trầm tích ổn địnhrộng theo đường phương, phân lớp ngang phát triển Hoá đá phong phú nhưng đơnđiệu về chủng loại Trong trầm tích vụn cơ học và sét biển nông phổ biếnglauconit

- Tướng trầm tích hoá học Chủ yếu là bauxit, hematit, đá vôi có cấu tạo trứng

cá, kết hạch hoặc dạng lớp

- Tướng carbonat thềm lục địa Thường có cấu tạo khối hoặc phân lớp dày[H.9]

Tướng cát - sét chứa vôi Giàu tàn tích vỏ trùng lỗ bao gồm đá vôi, macnơ, cát

sét - vôi chứa foraminifera phân bố vùng biển nông gần bờ

Tướng sét vôi (macnơ) Phân bố nơi tiếp giáp với sườn lục địa.

Tướng vôi chứa huệ biển Điều kiện thành tạo như đá vôi trùng lỗ.

Tướng vôi dạng vỏ Thành tạo vùng biển nông ở độ sâu khoảng 100-200m chủ

yếu là vỏ động vật thân mềm

Tướng vôi ám tiêu Chủ yếu là bọt biển, san hô, tảo vôi phân bố

từ Paleozoi đến nay có bề dày khá lớn

Tướng vôi hoá học Khá tinh khiết không có hoá đá.

Tướng dolomit dạng lớp Thường là loại nguyên sinh

Tóm lại, tướng bùn vôi biển nông phân bố rộng, bề dày khá ổn định, thành phầnthạch học ít biến đổi theo không gian và thời gian Khi biến thành đá vôi có cấu tạochặt xít, kiến trúc hạt mịn, vi tinh và ẩn tinh Hóa đá phong phú, bảo tồn tốt

Phức hệ tướng biển sâu và biển thẳm

Tướng biển sâu tương ứng với sườn lục địa, tướng biển thẳm tương ứng với đáyđại dương Những tài liệu nghiên cứu hai tướng này chủ yếu là từ Đệ tam trở lạiđây

Tướng biển sâu Các trầm tích thành tạo ít chịu ảnh hưởng của sóng Sinh vậtbám đáy rất ít, sinh vật bơi lội và trôi nổi không nhiều Diện phân bố của đới nàychiếm khoảng 15% so với toàn bộ diện tích đáy đại dương, phổ biến các loại trầmtích sau:

Tướng bùn xanh Trầm tích màu xám xanh giàu H2S gồm sét hạt mịn chứa cát

và bột Chứa một hàm lượng không lớn tàn tích hữu cơ có xương là silic và vôi

Tướng bùn vôi Trầm tích có màu lục vàng phát triển ở độ sâu 3000m Trên

70% là carbonat canxi, còn lại 30% là cát - bột - sét

Tướng bùn màu đỏ Được thành tạo phía nam Đại Tây Dương, Biển Vàng và

nhiều nơi khác, do các sông mang ra các sản phẩm phong hoá màu đỏ và rửa lũacác tầng hoàng thổ

Tướng bùn glauconit và cát Cát glauconit phổ biến chủ yếu ở thềm lục địa (độ

sâu 80 - 250m)

Tướng bùn núi lửa Phát triển những nơi có hoạt động núi lửa Khác với bùn

màu xanh là có mặt vật liệu núi lửa: thuỷ tinh núi lửa, sanidin, plagiocla, hornblen,pyroxen, biotit, lơcit khoáng vật dạng góc cạnh và tươi

Tướng turbidit Bao gồm trầm tích hỗn độn giữa vụn cơ học, vôi, silic và vật

liệu núi lửa cấu tạo rối, phân giải khúc dồi, xiên chéo đồng hướng đặc trưng chomôi trường có dòng chảy rối cuồng loạn đáy biển sâu do động đất dưới biển [H.10]

Tướng biển thẳm (lòng chảo đại dương) Phân bố ở độ sâu > 3000m, địa hình

tương đối thoải, Ấn Độ Dương, Đại Tây Dương, phía đông Thái Bình Dương

Tướng bùn globigerina (trùng cầu chùm) Màu trắng, hổng, vàng xốp, sinh vật

vỏ silic chiếm tỉ lệ không lớn Hàm lượng CaCO3 thay đổi từ 30 đến 98%

Tướng sét màu đỏ nước sâu, phát triển ở độ sâu 3500m-7200m có màu nâu và

đỏ Khoáng vật sét chiếm trên 85%

Tướng bùn trùng phóng xạ Chiếm trên 50% thành phần trầm tích sét Trong

đó còn có răng cá mập, những khoáng vật mới thành tạo như zeolit, oxit Mn phân

bố ở độ sâu 4200 - 5900m Tướng bùn diatomea Màu xám và lục lẫn trong bùn và

sét, xốp và nhẹ (>50%) Sinh vật vỏ vôi chiếm khoảng 20% và khoáng vật sét

3. CÁC MÔI TRƯỜNG TRẦM TÍCH CHỦ YẾU HÌNH THÀNH NÊN CÁC THÀNH HỆ CHỨA DẦU KHÍ

Thành hệ chứa dầu khí ngày nay mà chúng ta thấy, nó đã được hình thànhcách đây khoảng 400 triệu năm Những xác sinh vật trôi nỗi chìm xuống đáy đạidương và lắng đọng ở đó

Những sinh vật trôi nỗi chìm xuống dưới đáy đại dương và hòa lẫn với mùn

có độ chọ lọc tốt ( sét ) Trầm tích cuối cùng sau quá trình đó được gọi là mùn thối

Mùn thối được chôn vùi sâu hơn nữa bởi lớp trầm tích trẻ hơn, nhiệt độ và ápsuất của lớp mùn thối ấy được nâng lên

Tại 500c ( tương đương khoảng 1-2 km chôn vùi ) mùn thối được biến đổithành Kerogen ( qua quá trình biến đổi hóa học của những vi khuẩn kỵ khí )

Các lớp trầm tích có thể bị gập lại hoạt đứt gãy như là một kết quả của quátrình vận động kiến tạo xảy ra trong bồn

Tại 80 – 120 0c ( tương đương khoảng 3-5 km chôn vùi ) sự biến đổi củaKerogen thành dầu thô lỏng đã xuất hiện

Sự duy chuyển của dầu thô đi ra khỏi Kerogen vào vỉa các kết

Giữ 120-1500c khí tự nhiên được hình thành và di chuyển từ Kerogen đến vỉacác kết

Một vài bể chứa nước mặn có thể di chuyển đến vỉa các kết và nằm phíadưới dầu khí

Có thể chia môi trường trầm tích thành 3 nhóm: môi trường trầm tích lục địa, môi trường trầm tích chuyển tiếp, môi trường trầm tích biển

Môi trường trầm tích quyết định các kiểu trầm tích, quyết định thành phần khoáng vật, loại vật chất hữu cơ, thế giới sinh vật tiêu biểu, các kiểu cấu tạo của

trầm tích và đá trầm tích

Các tướng trong môi trường biển

Dựa vào độ sâu có thể chia ra các tướng như sau: ven biển, thềm lục địa (<200m), sườn lục địa (200 - 2450m), đáy đại dương (2450 - 5750m) và hố sâu đạidương (> 5750m)

Dựa theo địa hình đáy biển có thể phân chia như sau:

- Tướng ven biển thuộc đới thuỷ triều lên xuống

- Tướng biển nông < 200m

- Tướng biển sâu 200 - 2000m

- Tướng biển thẳm > 2000m (2000 - 9000m)

Giữa địa hình đáy biển và độ sâu nước biển có quan hệ chặt chẽ vớinhau.Tướng biển nông tương ứng với thềm lục địa, tướng biển sâu tương ứng vớisườn lục địa Tướng biển thẳm tương ứng với đáy đại dương

Phức hệ tướng biển nông

Bề rộng của đới này thay đổi từ vài trăm mét đến hàng trăm km phụ thuộcvào địa hình từng khu vực Nói chung độ dốc không lớn, thường dao động trêndưới 10, địa hình tương đối bằng phẳng nhưng cũng có cả thung lũng hẹp và sâunhất là ở ven các đảo Đới này nước nông nên giàu O2 và ánh sáng, do đó động vật

và thực vật phát triển Đây là đới hình thành các khoáng sản quan trọng thuộc loạihình trầm tích

Do đó có thể khẳng định rằng, môi trường trầm tích biển nông là môi trườngtrầm tích chủ yếu hình thành nên các thành hệ chứa dầu khí

CHƯƠNG II : CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ CƠ SỞ TÀI LIỆU 2.1 Phương pháp nghiên cứu

Trước khi tiến hành phân tích môi trường trầm tích của khu vực nghiên cứu,

ta phải thu thập đầy đủ các tài liệu liên quan Các tài liệu này bao gồm tài liệu địachất, như các bản đồ địa chất, các tài liệu về địa tầng, kiến tạo, magma, cấu trúc,địa mạo, các báo cáo phân tích thạch học, cổ sinh…, đặc biệt là kết quả phân tíchmôi trường trầm tích và các báo cáo chuyên sâu của mỏ, các tài liệu địa chấn, cáctài liệu giếng khoan Từ đó tổng hợp các thông tin cần thiết, phân tích và đánh giáphục vụ cho việc nghiên cứu đối tượng

2.1.1 Phương pháp địa vật lý giếng khoan

 Phương pháp Gamma Ray (GR)

Phương pháp đo Gamma-Ray hay còn gọi là phương pháp phóng xạ tự nhiên

là phương pháp địa vật lý giếng khoan dựa trên quá trình phóng xạ xảy ra ở cácphần tử hạt nhân nguyên tử Kết quả ghi là đường cong GR biểu diễn sự thay đổicường độ bức xạ gamma theo chiều sâu Cường độ bức xạ gamma tùy thuộc vào sự

có mặt của các nguyên tố đồng vị phóng xạ nằm trong đất đá chủ yếu là các nguyên

tố của dãy phóng xạ Uran, Thori, Kali

Trong đất đá trầm tích thì thường các loại sét, đá phiến sét… có độ phóng xạcao, giá trị GR lớn Cát không chứa sét và carbonate có độ phóng xạ thấp Khilượng sét tăng, giá trị GR cũng tăng vì hàm lượng phóng xạ tập trung trong sét Tuynhiên trong cát sạch (lượng sét ít) có thể cho phóng xạ tự nhiên cao nếu cát chứafeldspar, mica, glauconite hay nước giàu Uranium Phương pháp Gamma Ray được

sử dụng để phân tầng, liên kết giếng khoan, liên kết từng phần phân chia đất đátheo từng dạng thạch học khác nhau, xác định hàm lượng sét chứa trong vỉa, phân

chia theo dáng điệu đường cong (thô dần hay mịn dần lên trên) cũng nhưhình thái đường cong (dạng chuông, phễu hay trụ).

Việc giải đoán GR cho thân cát được làm như sau: Nhận diện các thân cát vàsau đó minh giải các tướng của thân cát này bằng cách nghiên cứu hình dạng đườngcong GR, các kiểu ranh giới dưới và trên (chuyển đổi từ từ hay đột ngột của giá trịGR) và bề dày của lớp cát Các kiểu đường cong liên quan đến bề dày của thân cát

có thể cho chúng ta biết về môi trường cát đã được lắng đọng

Hình 3.1: Mối liên hệ giữa GR và kích thước hạt trong môi trường sông

phân nhánh và doi cát lòng sông [5]

Các hình dạng biến đổi của đường Gamma Ray đại diện cho môi trường trầm tích:

 Hình phễu (funnel shape): phản ánh sự sắp xếp thô dần lên trên

(coarsening-upward) Đây là biểu hiện của các tướng như: doi cát cửa sông, đảo cát chắn,bãi biển, tấm cát biển nông, trầm tích tam giác châu, các tướng trầm tích

chuyển từ clastic sang carbonate Trầm tích đa phần trong môi trường lục địađến biển nông, năng lượng lắng đọng tăng, hoặc liên quan đến quá trình biểnthoái.

 Hình chuông (bell shape): biểu thị sự giảm dần lên trên của kích thước hạt,

chứng tỏ thành phần cát giảm từ dưới lên, sét hạt mịn tăng dần lên trên upward) Môi trường có năng lượng giảm dần, thường liên quan tới các tậptrầm tích sông đơn (single channel), các doi cát lòng sông, các doi cát giữadòng do thủy triều, các bãi triều, các dãy Bouma liên quan tới các quạt ngầmdưới biển Năng lượng tích tụ giảm còn liên quan đến các tập trầm tích do quátrình biển tiến

(fining- Hình trụ (cylinder shape): Các lắng đọng trầm tích xảy ra trong điều kiện ổn

định về năng lượng, nhưng thường là dòng có năng lượng lớn, bồi tụ nhanh,dẫn đến thành phần trầm tích thường hỗn độn giữa hạt thô và hạt mịn Thườngthấy ở các cồn cát do gió, quạt bồi tích (alluvial fans), các lòng sông bện, cáclòng sông phân nhánh, trầm tích lấp đầy các khe ngầm dưới biển, thềmcarbonate

 Hình đối xứng (symmetrical shape): phản ánh sự không ổn định về năng

lượng thành tạo tiêu biểu cho môi trường giao nhau giữa các tập biển tiến vàbiển lùi, thường gặp ở các bãi cát ngoài khơi, cát vùng thềm chịu ảnh hưởngcủa biển tiến

 Hình răng cưa (serrated shape): chủ yếu gồm lớp mỏng (laminae) của bột

(silt) và sét (clay) lẫn lộn Đây là kết quả do sự thay đổi bất thường của năng

lượng trầm tích trong thời gian ngắn Đường cong dạng này phản ánh trầm tích

đầm lầy, hồ, vịnh, đồng bằng ngập lụt, trầm tích sườn, cacbonat sườn, trầm tích

lấp đầy hẻm núi biển sâu, các lớp than và sét lắng đọng trong đầm lầy, của đávôi với sét lắng đọng ở biển.

Hình 3.2: Dạng đường cong Gamma Ray ứng với môi trường lắng đọng tương ứng

[6]

Khi sử dụng các đường cong địa vật lý giếng khoan để nhận biết tướng đá vàmôi trường trầm tích cần lưu ý các trường hợp ngoại lệ có thể xảy ra không tuântheo các quy luật trên Giá trị GR không những phụ thuộc vào hàm lượng sét, độhạt mà còn bị chi phối bởi lượng các nguyên tố phóng xạ trong các vật liệu trầmtích, quá trình biến đổi thứ sinh xảy ra trong quá trình trầm tích Hơn nữa, ở đâychúng ta thường gặp phải tính đa nghiệm của bài toán thuận địa vật lý Có nghĩa là,

có thể có nhiều tướng và môi trường trầm tích ứng với một dạng đường cong địavật lý nhất định Bởi vậy, khi sử dụng phương pháp địa vật lý giếng khoan để nhậnbiết tướng đá và môi trường trầm tích, nhất thiết phải kết hợp chặt chẽ với các

thông tin về tướng đá và môi trường từ các nguồn khác như tài liệu mẫu lõi, cổ sinhđịa tầng và các dữ liệu thạch học, địa chấn địa tầng, tướng địa chấn…

Tóm lại, phương pháp Gamma Ray cung cấp thông tin tổng quát về sự biếnđổi năng lượng của môi trường lắng đọng, cũng như thành phần thạch học của khuvực Tuy nhiên, để có cái nhìn chi tiết hơn về thạch học tại đây, ta cần kết hợp vớicác phương pháp địa vật lý khác như dựa vào giá trị của các đường log sonic, logmật độ, log neutron

2.2.3 Phương pháp địa chấn địa tầng

Tướng địa chấn là một phần của tập địa chấn bao gồm tập hợp các yếu tốphản xạ có đặc điểm tương tự nhau, có sự khác biệt so với các phần xung quanh

Sự khác biệt về trường sóng địa chấn của tướng địa chấn phản ảnh sự thay đổitướng trầm tích Phân tích tướng địa chấn là quá trình mô tả và minh giải địa chất

từ các đặc trưng của sóng phản xạ bao gồm: hình dáng, tính liên tục, biên độ, tần sốcủa sóng phản xạ, vận tốc lớp Ví dụ, ở môi trường đồng nhất thì tính liên tục củasóng phản xạ là tốt, biên độ nhỏ như ở môi trường lòng hồ (open lacustrine), vịnhgiữa các chi lưu (interdistributary bay) Còn ở môi trường mà vật liệu thay đổinhanh, không đồng nhất như bồi tích, sông ngòi thì tính liên tục kém và biên độtương đối lớn

 Tướng bồi tích: tướng địa chấn này được tìm thấy trên các sườn đứt gãy giới

hạn các địa hào Tướng này đặc trưng bời các phản xạ phân tán, tính liên tục thayđổi và có biên độ tương đối lớn

 Tướng lục địa: đặc trưng bởi trường sóng có các dấu hiệu chủ yếu sau:

 Ranh giới phản xạ kém ổn định, không liên tục

 Tồn tại các ranh giới xiên chéo, các đào khoét lòng sông, các mặt phản xạ mạnhkhông liên tục liên quan đến thấu kính than

 Tướng hồ: phản xạ có biên độ từ nhỏ đến trung bình, độ liên tục rất tốt do thànhphần ở đáy khá đồng nhất, chủ yếu là vật liệu hạt mịn của bột và sét

 Tướng sông ngòi: đặc trưng bởi các phản xạ có biên độ nhỏ đến trung bình, tínhliên tục kém Hệ thống sông kiểu dòng bện thì do tính đồng nhất tương đối củathành phần thạch học cho nên trầm tích ở đây thường không thể hiện sự phản

xạ bên trong Sét ở đây rất mỏng và chiếm diện tích nhỏ nên không sinh ra mộtphản xạ nào Trên mặt cắt địa chấn ta nhận thấy có dạng thấu kính Hệ thốngsông uốn khúc: trên mặt cắt địa chấn thể hiện sự chấm dứt đột ngột của cácphản xạ nằm ngang chứng tỏ có sự xuất hiện của một doi cát bên trong phânbiệt với phần bờ của dòng sông

 Tướng chuyển tiếp (tướng sông-biển): trường sóng địa chấn liên quan đến

tướng đồng bằng cửa sông có các biểu hiện sau:

 Dọc theo hướng dòng chảy trường sóng có dạng chồng lấn với các mặt phản xạdạng sigma

 Quan sát thấy các dấu hiệu phân lớp song song nằm ngang liên quan đến cácthành tạo tam giác châu

 Theo hướng vuông góc với dòng chảy (song song với bờ) trường sóng có dạng

gò đồi Tồn tại các gò đồi xen kẽ với nhau liên quan tới quá trình dịch chuyểncủa tam giác châu cửa sông

 Tướng biển nông ven bờ: trên mặt cắt địa chấn có các dấu hiệu sau:

 Các ranh giới phản xạ kém liên tục, phân tán với biên độ mạnh hay thay đổi,hình dạng gò đống Các phản xạ này đặc trưng cho một khu vực có động năngthay đổi cả về không gian lẫn thời gian

 Thể hiện rõ tính phân lớp

 Có mặt các hoạt động đào khoét

 Tồn tại các sóng phản xạ mạnh liên quan đến các lớp than ven bờ

 Tồn tại các trường sóng đặc trưng cho doi cát hay tồn tại các khối nhô liên quanđến các doi cát ven bờ

 Tướng thềm: trên lát cắt địa chấn, tướng thềm được đặc trưng bởi:

 Thể hiện rõ tính phân lớp song song nằm ngang khá ổn định.

 Độ liên tục của các ranh giới từ trung bình đến tốt

 Biên độ sóng phản xạ từ trung bình đến cao Có thể tồn tại các sóng phản xạliên quan đến các lớp cacbonat thềm và rìa thềm

 Tướng quạt đáy biển và quạt sườn: đặc trưng bởi trường sóng hỗn độn

(chaotic), các ranh giới có dạng nêm lấn và gò đồi

 Các trầm tích châu thổ nước nông hoặc tiền châu thổ thường có dạng xếp

ngói Trầm tích châu thổ, kênh lạch, dòng sông thường có dạng xiên chéo so vớiranh giới tập

 Tướng đồng bằng châu thổ: gồm các phản xạ song song, tương đối liên tục và

có biên độ lớn chuyển sang các phản xạ có tính liên tục kém hơn ở phía thượngnguồn Tính liên tục của các phản xạ giảm có thể là do liên quan đến quá trìnhthay đổi từ đồng bằng ven biển sang đồng bằng ven sông

 Tướng đồng bằng ven biển: phản xạ có biên độ từ trung bình đến nhỏ, tính liên

tục trung bình Tướng này đặc trưng cho giai đoạn biển lùi và gặp thấy ở rìa biểncổ

Hình 3.3: Các kiểu phân lớp phản xạ địa chấn [7]