Nghiên Cứu Lịch Sử Phát Triển Địa Chất Trong Miocen Bể Phú Khánh Và Ý Nghĩa Dầu Khí

Để góp phần làm sáng tỏ một trong các vấn đề nêu trên nghiên cứu sinh đã chọn đề tài luận án Tiến sĩ của mình là: “Nghiên cứu lịch sử phát triển địa chất trong Miocen bể Phú Khánh và ý

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

TRẦN THỊ DUNG

NGHIÊN CỨU LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN ĐỊA CHẤT

TRONG MIOCEN BỂ PHÚ KHÁNH VÀ Ý NGHĨA DẦU KHÍ

LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT

Hà Nội - 2020

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

TRẦN THỊ DUNG

NGHIÊN CỨU LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN ĐỊA CHẤT

TRONG MIOCEN BỂ PHÚ KHÁNH VÀ Ý NGHĨA DẦU KHÍ

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận án tiến sĩ “Nghiên cứu lịch sử phát triển địa chất trong Miocen bể Phú Khánh và ý nghĩa dầu khí” là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu và tài liệu trong luận án là trung thực và các kết quả nghiên cứu chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất cứ công trình nào khác

Tác giả luận án

Trần Thị Dung

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận án, Nghiên cứu sinh đã nhận được sự chỉ bảo, quan tâm, giúp đỡ tận tình của các thầy hướng dẫn khoa học GS.TS Trần Nghi và TS Nguyễn Thế Hùng, Nghiên cứu sinh xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành, sâu sắc về sự giúp

đỡ này

Nghiên cứu sinh đã nhận được sự giúp đỡ, tạo điều kiện của lãnh đạo và cán

bộ các cơ quan: Bộ môn Trầm tích và Địa chất biển, Bộ môn Địa chất Dầu khí, Khoa Địa chất, Phòng Tổ chức Cán bộ, Phòng Sau đại học, Phòng Chính trị và Công tác sinh viên, Ban Giám hiệu Trường Đại học Khoa học Tự nhiên và sự tạo điều kiện của Viện Dầu khí - Tập đoàn Dầu khí Việt Nam trong quá trình thu thập, tham khảo số liệu, tài liệu và học hỏi các phương pháp nghiên cứu liên quan đến luận án Nhân dịp này, Nghiên cứu sinh được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc về sự tạo điều kiện và giúp đỡ quý báu trên!

Nghiên cứu sinh cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình, người thân và bạn bè, những người đã luôn động viên, cổ vũ tinh thần và tạo những điều kiện tốt nhất cho Nghiên cứu sinh trong suốt thời gian làm Luận án

Nghiên cứu sinh xin chân thành cảm ơn!

Nghiên cứu sinh: TrÇn ThÞ Dung

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT 4

DANH MỤC CÁC BIỂU BẢNG 5

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 6

MỞ ĐẦU 11

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 15

1.1 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ VÀ ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH ĐÁY BIỂN 15

1.2 LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU 18

1.2.1 Lịch sử tìm kiếm, thăm dò dầu khí bể Phú Khánh 18

1.2.2 Lịch sử nghiên cứu địa chất và kiến tạo- địa động lực bể Phú Khánh và lân cận 22

1.2.3 Nhận xét chung 29

1.3 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA TẦNG 29

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP LUẬN, CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ CƠ SỞ TÀI LIỆU 33

2.1 PHƯƠNG PHÁP LUẬN 33

2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 41

2.2.1 Phương pháp địa chấn - địa tầng 41

2.2.2 Phương pháp phân tích tài liệu địa vật lý giếng khoan 46

2.2.3 Phương pháp phân tích lát mỏng thạch học đá trầm tích dưới kính hiển vi phân cực 49

2.2.4 Phương pháp phân tích biến dạng và phục hồi bể trầm tích 51

2.2.5 Phương pháp xây dựng bản đồ tướng đá – cổ địa lý 54

2.3 CƠ SỞ TÀI LIỆU 55

2.3.1 Tài liệu địa chấn, địa vật lý giếng khoan 56

2.3.2 Tài liệu địa chất 57

CHƯƠNG 3 ĐẶC ĐIỂM BIẾN DẠNG VÀ LỊCH SỬ BIẾN ĐỔI CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT CÁC BỂ THỨ CẤP TRONG MIOCEN 58

3.1 BỐI CẢNH KIẾN TẠO KHU VỰC BIỂN ĐÔNG VÀ KẾ CẬN 58

3.2 CÁC BỂ TRẦM TÍCH THỨ CẤP TRONG MIOCEN 63

3.2.1 Khái quát 63

3.2.2 Ranh giới các bể trầm tích thứ cấp trong Miocen 64

3.3 ĐẶC ĐIỂM BIẾN DẠNG CÁC BỂ TRẦM TÍCH THỨ CẤP MIOCEN 68

3.3.1 Biến dạng bể do hoạt động đứt gãy 69

3.3.2 Biến dạng bể do quá trình sụt lún, nén ép và nâng trồi 74

3.3.3 Biến dạng bể do hoạt động núi lửa 80

3.3.4 Hệ quả của quá trình biến dạng khu vực bể Phú Khánh 81

3.4 PHỤC HỒI CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT QUA CÁC THỜI KỲ 87

3.4.1 Xử lý biến dạng 87

3.4.2 Phân vùng cấu trúc địa chất Miocen sớm (N11) 90

3.4.3 Phân vùng cấu trúc địa chất Miocen giữa (N12) 93

3.4.4 Phân vùng cấu trúc địa chất Miocen muộn (N13) 96

CHƯƠNG 4 TIẾN HÓA TRẦM TÍCH CÁC BỂ THỨ CẤP MIOCEN TRONG MỐI QUAN HỆ VỚI LỊCH SỬ KIẾN TẠO VÀ Ý NGHĨA DẦU KHÍ LIÊN QUAN99 4.1 KHÁI QUÁT CHUNG 99

4.2 CHU KỲ TRẦM TÍCH VÀ ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP 100

4.2.1 Chu kỳ trầm tích 100

4.2.2 Địa tầng phân tập 101

4.3 ĐẶC ĐIỂM TƯỚNG ĐÁ – CỔ ĐỊA LÝ THEO ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP 106

4.3.1 Khái quát 106

4.3.2 Đặc điểm tướng đá – cổ địa lý giai đoạn Miocen sớm 107

4.3.3 Đặc điểm tướng đá – cổ địa lý giai đoạn Miocen giữa 113

4.3.4 Đặc điểm tướng đá – cổ địa lý giai đoạn Miocen muộn 118

4.4 TIẾN HÓA TRẦM TÍCH CÁC BỂ THỨ CẤP MIOCEN TRONG MỐI QUAN HỆ VỚI LỊCH SỬ KIẾN TẠO 120

4.5 Ý NGHĨA DẦU KHÍ TRONG MIOCEN TRÊN CƠ SỞ TRẦM TÍCH LUẬN 124

4.5.1 Khái quát 124

4.5.2 Đánh giá các đá sinh dầu khí 125

4.5.3 Đánh giá các đá chứa dầu khí 126

4.5.4 Đánh giá các đá chắn dầu khí 129

4.5.5 Đánh giá các bẫy dầu khí 129

KẾT LUẬN 135

DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 138

TÀI LIỆU THAM KHẢO 139

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

amr Nhóm tướng đồng bằng châu thổ biển thấp

amt Nhóm tướng ven biển biển tiến

ar Nhóm tướng aluvi biển thấp

at Nhóm tướng aluvi biển tiến

F Hàm lượng felspat (%)

GR Đường cong tia gamma

HST Miền hệ thống trầm tích biển cao (Highstand System Tract)

I Hệ số biến đổi thứ sinh

LST Miền hệ thống trầm tích biển thấp (Lowstand System Tract) MFS Bề mặt ngập lụt cực đại (Maximum flooding surface)

TS Bề mặt biển tiến (Transgressive Surface)

TST Miền hệ thống trầm tích biển tiến (Transgressive System Tract)

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Sơ đồ vị trí khu vực nghiên cứu và tuyến địa chấn, lỗ khoan được sử dụng 15

Hình 1.2 Bản đồ địa hình đáy biển khu vực bể Phú Khánh và lân cận 17

Hình 1.3 Cấu trúc địa chất sâu của đới sụt lún trung tâm theo mặt cắt Line PKG_ 09_03 của bể Phú Khánh có dạng đối xứng thắt cổ chày Bề mặt Moho dâng cao, tại đó đáy bể trầm tích Kainozoi sụt lún sâu nhất 27

Hình 1.4 Sơ đồ khối cấu trúc bề mặt Moho khu vực bể Phú Khánh và các vùng lân cận 28 Hình 1.5 Bản đồ đẳng dày trầm tích Kanozoi bể Phú Khánh 28

Hình 1.6 Cột địa tầng tổng hợp trầm tích Kainozoi bể Phú Khánh 30

Hình 2.1 Các hệ thống trầm tích liên quan đến chu kỳ thay đổi mực nước biển 37

Hình 2.2 Cấu trúc của một phức tập (sequence) tương ứng với một chu kỳ thay đổi MNB toàn cầu bao gồm 3 pha: pha biển thấp (LST), pha biển tiến (TST) và pha biển cao (HST) 38

Hình 2.3 Mối quan hệ nhân quả giữa trầm tích, kiến tạo và sự thay đổi mực nước biển 39

Hình 2.4 Sơ đồ tiếp cận hệ thống nghiên cứu địa tầng phân tập 40

Hình 2.5 Một số dấu hiệu xác định đứt gãy trên mặt cắt địa chấn 41

Hình 2.6 Các loại bất chỉnh hợp địa chấn thường gặp 42

Hình 2.7 Các kiểu cấu tạo phản xạ địa chấn 44

Hình 2.8 Các dạng phản xạ trong tập: a) phản xạ liên tục, tần số thấp, biên độ thấp - trung bình; b) phản xạ liên tục, tần số thấp, biên độ trung bình - cao; c) phản xạ liên tục, tần số cao, biên độ cao; d) phản xạ không liên tục, tần số cao, biên độ cao; e) phản xạ hỗn loạn 45 Hình 2.9 Ba hình dạng biểu đồ đường cong địa vật lý giếng khoan cơ bản 48

Hình 2.10 Hình dạng đường cong GR đặc trưng cho các môi trường khác nhau 48

Hình 2.11 Biến dạng dẻo (a) và Biến dạng dòn (b) 51

Hình 2.12 Các thông số của một đứt gãy thuận 52

Hình 2.13 Các thông số của một đứt gãy nghịch 53

Hình 2.14 Các thông số của 1 nếp uốn trong mặt cắt 53

Hình 2.15 Mặt cắt địa chấn tuyến L02 đi qua GK2 bể Phú Khánh [29, 30] 56

Hình 2.16 Mặt cắt địa chấn tuyến L03 đi qua 2 giếng khoan (GK3, GK4) [29, 30] 56

Hình 2.17 Bản đồ dị thường trọng lực Bouguer 57

Hình 2.18 Bản đồ dị thường từ Δta 57 Hình 3.1 Bối cảnh địa động lực giai đoạn trước tách giãn 59 Hình 3.2 Sơ đồ phân bố các đường dị thường từ khu vực bể trũng nước sâu Biển Đông 60 Hình 3.3 Ranh giới giữa Oligocen và Miocen sớm (màu cam), Miocen sớm và Miocen

giữa (xanh nước biển); ranh giới giữa Miocen giữa và Miocen muộn (xanh lá cây) đặc trưng bởi kết thúc phản xạ dạng kề áp (onlap) và đặc trưng của tập địa chấn Miocen sớm, giữa, muộn 65

Hình 3.4 Cột địa tầng GK3 và liên kết với tài liệu địa chấn 66 Hình 3.5 Cột địa tầng GK4 và liên kết với tài liệu địa chấn 66 Hình 3.6 Ranh giới giữa Miocen sớm và Miocen giữa (xanh nước biển); ranh giới giữa

Miocen giữa và Miocen muộn (xanh lá cây) và đặc trưng của tập địa chấn Miocen sớm; Miocen giữa 67

Hình 3.7 Ranh giới giữa Miocen sớm và Miocen giữa (xanh nước biển); ranh giới giữa

Miocen giữa và Miocen muộn (xanh lá cây) đặc trưng bởi kết thúc phản xạ dạng kề áp (onlap) 67

Hình 3.8 Ranh giới giữa Miocen muộn và Pliocen – Đệ tứ (màu vàng) đặc trưng bởi kết

thúc phản xạ dạng kề áp (onlap) 68

Hình 3.9 Mặt cắt địa chấn tuyến L06 bể Phú Khánh chỉ ra 4 đới cấu trúc do tác động của

các đứt gãy cấp II (F1 – F7): Đới I- Thềm trong (thềm Đà Nẵng); Đới II- Đới đứt gãy kép xiết trượt Tuy Hòa (đứt gãy trượt bằng và đứt gãy listric); Đới III- Đới sụt lún trung tâm; Đới IV- Đới nâng ngoài 70

Hình 3.10 Mặt cắt địa chấn tuyến L03 bể Phú Khánh chỉ ra 3 đới cấu trúc: Đới I- Cấu tạo

tỏa tia do đứt gãy đồng trầm tích; Đới II- Đới chuyển tiếp, đứt gãy thuận sụt bậc và trượt bằng; Đới III- Đới sụt lún Đệ Tứ 71

Hình 3.11 Mặt cắt địa chấn tuyến L05 bể Phú Khánh Hệ thống đứt gãy trượt bằng của

đới xiết trượt Tuy Hòa: F1, F2, F3, F4, F5, F6, F7 Trong đó F3 là đứt gãy kép: trượt bằng

và thuận sụt bậc trong N13 làm tăng bề dày cánh bên phải gấp 3 lần cánh bên trái Phát triển

hệ thống đứt gãy cấp 3 dạng cành cây 71

Hình 3.12 Đứt gãy listric thể hiện trong mặt cắt địa chấn cắt qua đới nâng Tri Tôn, địa

hào Hoàng Sa và bể Phú Khánh 72

Hình 3.13 Các đứt gãy trượt bằng – xoay được minh giải trên tuyến L12 72

Hình 3.14 Mặt cắt địa chấn ngang qua đứt gãy sườn dốc đông Việt Nam (đứt gãy kinh tuyến 1100E) ở phía bắc Bể Phú Khánh Trong mặt cắt phát triển hệ thống đứt gãy cấp III 73

Hình 3.15 Mặt cắt địa chấn tuyến L02 bể Phú Khánh đã chỉ ra 2 nửa thềm trong (Đới I), thềm ngoài (Đới III) và đới chuyển tiếp 109 – 110oE do đứt gãy trượt bằng- thuận sụt bậc xảy ra trong Đệ tứ (Đới II) 73

Hình 3.16 Mặt cắt địa chấn tuyến L04 bể Phú Khánh đã chỉ ra 3 đới cấu trúc: 1/ Đới I: Thềm trong, trường song cấu tạo nêm tăng trưởng của châu thổ ngầm; 2/ Đới II: Đới biến dạng phá hủy trong N2-Q chuyển tiếp thềm trong và thềm ngoài, đới đứt gãy 109 – 110oE (Đới đứt gãy sụt bậc kinh tuyến 110oE chia thềm hiện đại thành 2 nửa: thềm trong và thềm ngoài); 3/ Đới III: Thềm ngoài, đới sụt lún trung tâm, trầm tích ven biển- biển nông 74

Hình 3.17 Mặt cắt địa chấn tuyến L08 bể Phú Khánh đã chỉ ra 3 đới cấu trúc: Đới III- Đới sụt lún trung tâm trầm tích Kainozoi bị biến dạng oằn võng; Đới IV- Đới nâng rìa ngoài bể Phú Khánh bị nén ép trong bối cảnh sụt lún; Đới tách giãn Biển Đông (đới rìa) 75

Hình 3.18 Sơ đồ phân bố độ cao - sâu của các tướng trầm tích so với MNB 75

Hình 3.19 Mặt cắt địa chấn tuyến L01 bể Phú Khánh chỉ ra 5 kiểu biến dạng: Đới I- Đứt gãy thuận đồng trầm tích; Đới II- Đứt gãy trượt bằng – thuận sụt lún; Đới III- Sụt lún oằn võng do nén ép; Đới IV- Nâng trồi do hoạt động núi lửa trẻ (N2-Q); Đới V- Đới cấu trúc Domino do bị nén ép 80

Hình 3.20 Sơ đồ biểu diễn cơ chế hình thành đứt gãy listric (thuận cánh chúc): Sự phối hợp các nguồn lực: Vỏ lục địa trước Kz bị nóng chảy vát mỏng tạo bể thứ cấp sụt lún; Bề mặt Moho dâng cao tạo lực căng giãn; Xuất hiện các đứt gãy có bề mặt đứt gãy cong lõm hướng vào tâm bể 81

Hình 3.21 Sơ đồ phân vùng cấu trúc hiện tại bể Phú Khánh 84

Hình 3.22 Các chu kỳ trầm tích và tổ hợp thạch kiến tạo trong Kainozoi bể Phú Khánh 86 Hình 3.23 Mặt cắt phục hồi tuyến L03 88

Hình 3.24 Mặt cắt phục hồi tuyến L08 bể Phú Khánh 89

Hình 3.25 Sơ đồ đẳng dày Miocen dưới bể Phú Khánh 91

Hình 3.26 Sơ đồ phân vùng cấu trúc Miocen sớm bể Phú Khánh 92

Hình 3.27 Sơ đồ đẳng dày Miocen giữa bể Phú Khánh 94

Hình 3.28 Sơ đồ phân vùng cấu trúc Miocen giữa 95

Hình 3.29 Sơ đồ đẳng dày Miocen trên, bể Phú Khánh 97

Hình 3.30 Sơ đồ phân vùng cấu trúc Miocen muộn bể Phú Khánh 98

Hình 4.1 Sơ đồ biểu diễn chu kỳ biển thoái và biển tiến toàn cầu 100

Hình 4.2 Ranh giới các miền hệ thống: bề mặt ranh giới các tập (SB), bề mặt biển tiến (TS), ngập lụt cực đại (MFS) được xác định trên tuyến L04 103

Hình 4.3 Cát kết thạch anh - litic; GK2; độ sâu 2546m; tuổi N11; N+; Môi trường bãi triều ven biển 109

Hình 4.4 Đối sánh đặc điểm thạch học và tài liệu địa vật lý giếng khoan GK2 bể thứ cấp địa chất - trầm tích Miocen sớm bể Phú Khánh 111

Hình 4.5 Sơ đồ tướng đá – cổ địa lý giai đoạn biển thoái (LST) Miocen sớm 112

Hình 4.6 LKPV94-2X; 1014m; N+; x40 Đá vôi vụn sinh vật chứa bitum, mảnh vụn thạch anh, mảnh vụn sinh vật mài tròn cạnh bao gồm san hô, vỏ molusca và foram bảo tồn tốt Mảnh vụn tha sinh lục nguyên gồm thạch anh, mảnh đá, mài tròn từ trung bình đến tốt Môi trường vũng vịnh (mt TST), N13 114

Hình 4.7 Đá vôi chứa cát, bitum và vụn sinh vật, môi trường vũng vịnh nông, mẫu ở độ sâu 1160 m; N13; N-; x 125; GK PV -2X TCVM 114

Hình 4.8 Mẫu đá vôi sinh vật (foram); GK2; độ sâu 2255,50m; tuổi N12; N+ 114

Hình 4.9 Mẫu đá vôi sinh vật (Bryozoa, foram); GK2; độ sâu 2283,00m; tuổi N12 114

Hình 4.10 Mẫu đá vôi ám tiêu, độ rỗng hiệu dụng cao; GK2; độ sâu 2453,00m;

tuổi N12; N+ 115

Hình 4.11 Mẫu cát kết acko hạt trung; GK2; độ sâu 2485,50m; tuổi N12; N+ ;

môi trường vũng vịnh 115

Hình 4.12 Đối sánh đặc điểm thạch học và tài liệu địa vật lý giếng khoan bể thứ cấp Miocen giữa GK2 bể Phú Khánh 116

Hình 4.13 Sơ đồ tướng đá - cổ địa lý miền hệ thống biển tiến (TST) Miocen giữa 117

Hình 4.14 Sơ đồ tướng đá - cổ địa lý Miocen muộn, giai đoạn biển thấp(LST) 119

Hình 4.15 Bẫy cấu tạo vòm và bẫy ám tiêu san hô tại mặt cắt địa chấn L03 128

Hình 4.16 Bẫy ám tiêu san hô, bẫy địa tầng trầm tích tại khu vực trũng trung tâm thể hiện

trên tuyến L18 130

Hình 4.17 Bẫy ám tiêu san hô, bẫy cấu tạo hình hoa, bẫy đá móng nứt nẻ thể hiện trên mặt

cắt địa chấn tuyến L19 qua thềm Đà Nẵng 131

Hình 4.18 Bẫy ám tiêu san hô tại mặt cắt địa chấn L02 132 Hình 4.19 Bẫy hỗn hợp tại khu vực đới đứt gãy Tuy Hòa thể hiện trên mặt cắt L05 133 Hình 4.20 Bẫy ám tiêu san hô bể thứ cấp Miocen giữa và Miocen muộn thể hiện trên mặt

mẽ thể hiện trong các mặt cắt địa chấn Vậy bản chất của chúng là gì và chúng có liên quan đến Miocen không? theo cơ chế kiến tạo nào? và có ý nghĩa gì trong hệ thống dầu khí? Để góp phần làm sáng tỏ một trong các vấn đề nêu trên nghiên cứu

sinh đã chọn đề tài luận án Tiến sĩ của mình là: “Nghiên cứu lịch sử phát triển địa

chất trong Miocen bể Phú Khánh và ý nghĩa dầu khí” với các mục tiêu như sau:

Mục tiêu:

Làm sáng tỏ lịch sử phát triển địa chất trầm tích bể Phú Khánh theo chu kỳ các bể thứ cấp trong mối quan hệ với sự thay đổi mực nước biển toàn cầu và chuyển động kiến tạo trong Miocen và đánh giá ý nghĩa dầu khí liên quan

Đối tượng, phạm vi nghiên cứu:

Các thành tạo trầm tích Miocen trên, Miocen giữa, Miocen dưới trong phạm

vi bể trầm tích Kainozoi Phú Khánh

Nội dung nghiên cứu:

Luận án thực hiện các nội dung nghiên cứu chính sau đây:

- Nghiên cứu đặc điểm biến dạng các bể thứ cấp qua các thời kỳ;

- Nghiên cứu phân tầng cấu trúc và phân vùng cấu trúc nhằm làm sáng tỏ lịch sử biến đổi cấu trúc địa chất và địa động lực các bể thứ cấp trong Miocen;

- Nghiên cứu tiến hóa trầm tích Miocen trong mối quan hệ với hoạt động kiến tạo;

- Đánh giá ý nghĩa dầu khí trong Miocen trên cơ sở trầm tích luận

Các luận điểm bảo vệ của luận án:

Luận điểm 1:

Trầm tích Miocen của bể Phú Khánh có 3 tầng cấu trúc theo phương thẳng đứng: Miocen dưới, Miocen giữa và Miocen trên Các tầng cấu trúc liên tục bị biến dạng bởi các hoạt động kiến tạo mạnh mẽ: đứt gãy sau trầm tích, nén ép, nâng trồi tạo ranh giới giữa các tầng cấu trúc là bề mặt bào mòn bất chỉnh hợp khu vực Theo không gian và thời gian cấu trúc địa chất liên tục biến đổi và có xu thế phức tạp hóa dần từ 3 đới cấu trúc trong Miocen sớm đến 4 đới cấu trúc trong Miocen giữa và 5 đới cấu trúc trong Miocen muộn

Luận điểm 2:

Đá trầm tích có xu thế đơn giản hóa về thành phần thạch học nhưng phức tạp hóa về tướng trầm tích từ Miocen sớm đến Miocen muộn Trong Miocen sớm chủ yếu là nhóm tướng lục nguyên aluvi lấp đầy các địa hào nội lục và nhóm tướng lục nguyên châu thổ Đến Miocen giữa và Miocen muộn đã xuất hiện 3 nhóm tướng gồm nhóm tướng lục nguyên ven biển và biển nông ít khoáng; nhóm tướng ám tiêu san hô và nhóm tướng sét vôi vũng vịnh Các nhóm tướng này được thành tạo trong các bể trầm tích dạng ô van do sụt lún mở rộng và phân dị đáy mạnh mẽ tạo các thủy vực vũng vịnh và quần đảo ngầm đan xen thuận lợi cho phát triển ám tiêu san hô

Các điểm mới của luận án

1 Luận án đã phục hồi được những hiện tượng biến dạng của đới đứt gãy

1090 – 1100E, phục vụ cho xây dựng các sơ đồ cấu trúc địa chất

2 Xây dựng được 3 sơ đồ tướng đá - cổ địa lý theo miền hệ thống của địa tầng phân tập: Giai đoạn miền hệ thống trầm tích biển thấp (LST) của Miocen sớm;

Giai đoạn miền hệ thống trầm tích biển tiến (TST) Miocen giữa; Giai đoạn miền hệ thống trầm tích biển thấp (LST) Miocen muộn

3 Bước đầu đã chứng minh được tầng phản xạ trắng Miocen muộn trong mặt cắt địa chấn là do chứa phong phú vật liệu vụn vỏ sinh vật bằng lát mỏng thạch học Đây là sản phẩm bào mòn phá hủy của các khối nâng ám tiêu san hô tuổi Miocen giữa đóng vai trò là vùng xâm thực

4 Đã xác định được tuổi của các kiểu bẫy đặc trưng liên quan đến các hoạt động kiến tạo: Trong Miocen sớm phát triển bẫy cấu trúc – kiến tạo (bẫy móng nứt nẻ) do hoạt động nghịch đảo kiến tạo cuối Oligocen đầu Miocen sớm; giai đoạn Miocen giữa phát triển bẫy ám tiêu san hô liên quan đến quá trình nghịch đảo kiến tạo cuối Miocen giữa; giai đoạn Miocen muộn phát triển bẫy trầm tích – địa tầng liên quan tướng cát châu thổ ngầm (HST N13) và phát triển bẫy hỗn hợp do nghịch đảo kiến tạo cuối N13

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án

2 Ý nghĩa thực tiễn:

- Nghiên cứu mối quan hệ giữa trầm tích và kiến tạo là cơ sở khoa học cho việc xác định các bẫy trầm tích - địa tầng, các bẫy cấu tạo, bẫy ám tiêu và các bẫy hỗn hợp chứa dầu khí;

- Các sơ đồ tướng đá cổ địa lý là cơ sở để xây dựng các tiền đề đánh giá triển vọng tầng sinh, tầng chứa và tầng chắn dầu khí của trầm tích Miocen bể Phú Khánh

Bố cục của luận án:

Mở đầu

Chương 1: Tổng quan khu vực nghiên cứu

Chương 2: Cơ sở tài liệu, phương pháp luận và các phương pháp nghiên cứu Chương 3: Đặc điểm biến dạng và Lịch sử biến đổi cấu trúc địa chất các bể thứ cấp Miocen

Chương 4: Tiến hóa các bể trầm tích thứ cấp Miocen trong mối quan hệ với lịch sử kiến tạo và Ý nghĩa dầu khí liên quan

Kết luận

Tài liệu tham khảo

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU

1.1 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ VÀ ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH ĐÁY BIỂN

Bể Phú Khánh là bể trầm tích nước sâu ở thềm lục địa miền Trung Việt Nam, kéo dài từ Quảng Ngãi đến Phan Thiết, phạm vi nghiên cứu của luận án chủ yếu từ

Khu vực nghiên cứu có địa hình đáy biển rất phức tạp, thay đổi nhanh từ 0m đến trên 4000m (Hình 1.2) và phân dị từ bờ biển ra ngoài khơi như sau:

Địa hình đáy biển tại mực nước sâu từ 0 – 200m: địa hình tương đối bằng phẳng, độ dốc không lớn, bề ngang rất hẹp, nằm trên móng granit phân dị, nơi móng nhô cao tạo thành các dải nâng ngầm và nơi sụt lún tạo thành các trũng tích tụ nhỏ Ngoài các đồng bằng tích tụ ven biển, thì còn những trũng nhỏ kế tiếp nhau tạo thành sự đa dạng về mặt hình thái của địa hình thềm lục địa Đặc điểm đặc trưng của thềm lục địa ở bể Phú Khánh là thềm kiến tạo phân bậc (dạng bậc thang), có bề rộng hẹp, do hoạt động của các đứt gãy theo hướng Á vĩ tuyến khống chế Hoạt động đứt gãy này đã làm cho móng của thềm lục địa trượt theo khối về phía trung tâm, tạo cho địa hình đáy có dạng bậc thang chuyển tiếp về phía trũng sâu [7, 8, 11,

19, 20, 63, 65, 67]

Ra tiếp ở mực nước biển > 200m: địa hình đổ dốc với độ dốc lớn đến độ sâu 1000m Sườn lục địa được tạo thành chính là do sự sụt trượt bởi các hoạt động đứt gãy, có độ dốc thay đổi từ vài độ đến vài chục độ như ở Trũng Phú Yên bể Phú Khánh, địa hình đa dạng, phức tạp và mức độ phân cắt lớn hơn rất nhiều so với thềm lục địa với sự xuất hiện của các núi ngầm (các khối nhô cao Granit, các núi lửa trẻ…) và các kênh ngầm (cayon) Ngoài các tướng trầm tích có nguồn gốc lục nguyên, còn có các thành tạo san hô và phun trào bazan Khu vực sâu nhất của sườn lục địa là vùng Trũng Phú Yên với độ sâu nước đến trên 3000 m cách bờ 200 km, hình thái bề mặt đáy biển bằng phẳng giống như đồng bằng biển thẳm của đới tách giãn, song nó hoàn toàn không phải là phần của trũng sâu Biển Đông vì cấu trúc vẫn còn là lớp vỏ lục địa Cũng chính vì thế mà đồng bằng này được xem như một phần của lục địa Phú Khánh bị nhấn chìm [7, 8, 11, 63]

Xa nữa đến 3500 m nước (khu vực chân lục địa), chỉ xuống đến khu vực từ

vĩ độ 10030 đến 11030 thì đáy biển thoải dần và xuống phía Nam lại đổ dốc với độ dốc lớn gần như ở phần phía Bắc

Hình 1.2 Bản đồ địa hình đáy biển khu vực bể Phú Khánh và lân cận [12]

Nhìn chung, địa hình đáy biển ở phần phía Bắc và phía Nam đều bị đào khoét bởi các dòng chảy đáy, các kênh ngầm Dựa trên sơ đồ địa hình đáy biển cho thấy địa hình đáy biển khu vực bể Phú Khánh có tính chất đối xứng: 2 đầu Bắc – Nam được mở rộng ra, thu hẹp lại ở phần Trung tâm, nó cũng phản ánh phần nào sự

đa dạng, phức tạp của thềm lục địa miền Trung đặc trưng của loại biển ven rìa Phần khu vực đáy biển từ 0 - 30m nước thường là đới địa hình chịu tác động bởi sóng biển, hình thái địa hình thường thể hiện là những đồng bằng nghiêng với những hệ thống doi cát ngầm phát triển, gần ven bờ ở một số nơi xuất hiện các vũng vịnh như vịnh Đà Nẵng, Qui Nhơn-Thị Nại, Nha Trang, Cam Ranh… vật liệu tích tụ thường

là bùn, cát [7, 8, 63]

1.2 LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU

Lịch sử nghiên cứu cấu trúc địa chất, kiến tạo, địa tầng, triển vọng dầu khí, đặc biệt là công tác tìm kiếm thăm dò dầu khí bể Phú Khánh đã được nhiều nhà khoa học trong và ngoài nước quan tâm Tuy nhiên, do tính chất phức tạp cũng như

cơ sở tài liệu hạn chế của bể Phú Khánh nên công tác nghiên cứu từ trước đến nay ở khu vực bể Phú Khánh chưa nhiều Những nghiên cứu về địa chất, thổ nhưỡng ở trên đất liền có thể bắt đầu từ những năm 50 của thế kỷ trước, còn những khảo sát ở biển bắt đầu từ những năm cuối thập kỷ 60 với những chuyến khảo sát của các nhà địa chất ở ven biển và trên các đảo [8, 14, 29, 30, 37, 38, 41, 48, 63] Có thể chia

lịch sử nghiên cứu bể Phú Khánh như sau:

1.2.1 Lịch sử tìm kiếm, thăm dò dầu khí bể Phú Khánh

Công tác tìm kiếm, thăm dò dầu khí bể Phú Khánh trong 60 năm qua diễn ra khá sôi nổi và có thể chia thành 2 giai đoạn:

1.2.1.1 Giai đoạn trước 1988

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 Tuy nhiên, cho đến thập kỷ 70 mới có các khảo sát địa vật lý đầu tiên với mục đích thăm dò tìm kiếm dầu khí như:

Năm 1974, công ty GSI đã tiến hành thu nổ địa chấn 2D khu vực với mạng lưới từ 30 x 30 km đến 50 x 80 km, từ vĩ độ 60 đến 160 với 6.523 km tuyến, phủ bội 24

Năm 1973-1974, công ty WG (Western Geophysical) cũng thu nổ địa chấn 2D ở khu vực trên với mạng lưới 40 x 60 x 80 km, tổng số 7.145 km, với bội 24

Năm 1985, Tổng công ty DKVN thông qua công ty xuất khẩu Việt Nam (Technoexport) và Liên Xô qua VSP đã ký hợp đồng thu nổ địa chấn 2D và từ, trọng lực trên khu vực từ vĩ độ 80o

đến 160o Bắc với liên đoàn địa vật lý Shakhalin (tàu Malưgin), tổng cộng là 6.200 km

Các khảo sát trên là những khảo sát mang tính khu vực, nhưng qua đó cũng thấy được phần nào bức tranh khái quát về các yếu tố cấu trúc, địa chất, kiến tạo của khu vực nghiên cứu, để có thể định hướng cho các bước nghiên cứu tiếp theo

1.2.1.2 Giai đoạn từ năm 1988 đến nay

Vào những năm 80 của thế kỷ trước, đất nước ta tiến hành công cuộc đổi mới, chúng ta đã kêu gọi các nhà thầu nước ngoài vào đầu tư TKTD dầu khí ở Việt Nam Đặc biệt, từ khi Luật đầu tư nước ngoài được ban hành (1987) nhiều công ty

đã tham gia khảo sát, trong đó năm 1989 công ty BHP của Úc (Australia) đã trúng thầu lô 120 - 121 thuộc khu vực phía Bắc bể Phú Khánh và đã tiến hành thu nổ địa chấn 2D chi tiết ở 2 lô này với tổng số là 7.243 km tuyến Trên cơ sở phân tích tài liệu địa chấn này BHP đã khoan 2 GK ở 2 lô trên nhưng không có phát hiện dầu công nghiệp

Năm 1993, Tổng công ty DKVN đã kết hợp với công ty NOPEC thu nổ địa chấn không độc quyền với mạng lưới 15 x 30 x 50 km từ vĩ tuyến 100o đến 150o, tổng số là 3.317 km, đây là những tài liệu được thu nổ, xử lý với công nghệ mới nhất vào thời kỳ đó, vì vậy mà chất lượng tài liệu cũng như độ phân giải cao hơn nhiều so với những tài liệu từ trước năm 1985 Cùng với tài liệu địa chấn, tài liệu từ

và trọng lực thành tàu cũng được đo nhưng không nhiều và chưa bao quát hết khu vực, hơn nữa cũng không được chú trọng nghiên cứu nên bị thất lạc nhiều

Trong giai đoạn này, song song với hoạt động tìm kiếm, thăm dò dầu khí, ngành dầu khí cũng đẩy mạnh hoạt động nghiên cứu khoa học Theo 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 cacbonat Miocen ở giếng khoan 119-CH-1X và cho rằng dầu lộ có thể có nguồn gốc

từ phần sâu bể Phú Khánh dịch chuyển lên qua các đứt gãy trong vùng

Năm 2003, PVEP với mục đích đan dày vào giữa mạng lưới tuyến do NOPEC thu nổ năm 1993, đã tiến hành thu nổ địa chấn 2D với khối lượng 7.268 km tuyến, tài liệu thu nổ này được xử lý tại liên doanh xử lý Golden Pacific tại thành phố Hồ Chí Minh và Viện Dầu khí đã thực hiện công tác minh giải loạt tài liệu này Cũng trong năm này, Nguyễn Như Trung đã xây dựng bản đồ độ sâu bề mặt Moho khu vực Biển Đông và ven rìa và chia ra các khu vực sau: Rìa lục địa Việt Nam có chiều dày vỏ dao động từ 31 – 10 km ở Trung tâm bể Sông Hồng; Rìa bắc Biển Đông: 31 – 16 km; Khu vực Trung tâm Biển Đông: 10 – 6 km; Khu vực Quần đảo

Trường Sa: 23 – 10 km; Khu vực Tư Chính – Vũng Mây: 25 – 12 km; Khu vực bể Phú Khánh: 25 – 10 km và khu vực bể Cửu Long: 25 – 18 km

Trong khuôn khổ hợp tác và viện trợ ODA, dự án “Nâng cao năng lực nghiên cứu” đã giúp ngành dầu khí Việt Nam nghiên cứu đánh giá tiềm năng dầu

khí bể Phú Khánh trên cơ sở nguồn tài liệu đã có Dự án đã 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 Kết quả của dự án đã góp phần khẳng định tiềm năng đầy triển vọng của khu vực bể nước sâu này [14]

Với tầm nhìn chiến lược, Việt Nam đã và đang triển khai nhiều dự án, chương trình nghiên cứu tầm cỡ Quốc gia Các chương trình nghiên cứu khoa học cấp nhà

nước như “Địa chất địa động lực và tiềm năng khoáng sản biển”, “Nghiên cứu cấu trúc địa chất và địa động lực, làm cơ sở đánh giá tiềm năng dầu khí ở các vùng biển sâu và xa bờ của Việt Nam” là các đề tài cấp nhà nước thuộc chương trình điều tra cơ

bản và nghiên cứu ứng dụng công nghệ biển (chương trình 22A, 48B, KC09) được tập thể tác giả Viện Dầu khí Việt Nam và Viện Khoa học Việt Nam thực hiện trong các giai đoạn (1987-1993), (1996-2000) và (2001 - 2004) và đã được hội đồng nghiệm thu cấp nhà nước đánh giá cao Kết quả nghiên cứu đã đánh giá các vùng nghiên cứu này đều là các vùng biển sâu xa bờ có tiềm năng lớn về dầu khí cần được chú ý đầu tư thăm dò và đặc biệt là đối với bể Phú Khánh [8, 41] Kết quả nghiên cứu của đề tài KC.09.06/01-04 do Nguyễn Huy Qúy làm chủ biên là đã thành lập ở mỗi khu vực nghiên cứu 5 bản đồ đẳng sâu và 4 bản đồ đẳng dày, đây là lần đầu tiên toàn

bộ các số liệu địa chấn thu nổ tại thời điểm đó được tổng hợp và minh giải cùng lúc trên 3 vùng bế Phú Khánh, khu vực Tư Chính- Vũng Mây và nhóm bể tây nam Trường Sa Cũng trong giai đoạn này, Lê Văn Dung và nnk, 2003, thực hiện hợp

đồng khoa học cấp ngành với đề tài “Minh giải tài liệu địa chấn 2D, vẽ bản đồ và đánh giá cấu trúc địa chất khu vực bể Phú Khánh” Trên cơ sở minh giải tài liệu địa

chấn một cách đồng bộ, tập thể tác giả đã minh giải, vẽ bản đồ cấu tạo đẳng thời, đẳng sâu tỉ lệ 1/200.000 cho 05 tầng phản xạ gồm: móng trước Đệ tam, nóc Oligocen, nóc Miocen sớm, nóc Miocen giữa và nóc Miocen muộn Bước đầu đánh giá cấu trúc địa chất của bể Phú Khánh trên 3 cơ sở: đánh giá về địa tầng trầm tích, đánh giá về cấu kiến tạo và đánh giá về lịch sử phát triển địa chất

Chiến dịch quảng bá của Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam với các lô còn mở của bể Phú Khánh đã thành công với hàng loạt các lô mở đã được các nhà thầu đầu tư nghiên cứu Chevron năm 2008 - 2009 đã tiến hành thu nổ và xử lý trên 3.000 km tuyến địa chấn 2D trên lô 120-122 với lưới tuyến 2 km x 5 km ở vùng trung tâm lô và 4 km x 10 km ở vùng nước sâu Sát cạnh khu vực Chevron tiến hành thu nổ địa chấn mới, nhà thầu Santos cũng đã thu nổ khoảng 2.000 km tuyến địa chấn 2D trên khu vực lô 123 với lưới tuyến 1,5 km x 4 km ở vùng trung tâm và

15 km x 15 km ở vùng nước sâu Nhà thầu Plain đã thắng thầu với cam kết khoan thăm dò trên vùng hoạt động của mình và đã tiến hành khoan 02 giếng khoan 124-CMT-1X và 124-HT-1X Giếng 124-CMT-1X đã phát hiện có dầu Đây là phát hiện mang tính đột phá, góp phần thúc đẩy các nhà thầu khác hoạt động tích cực trên vùng bể Phú Khánh này

Giai đoạn 2006-2010 là giai đoạn hoạt động sôi nổi tại khu vực thềm lục địa miền Trung Tiếp đó, dự án thu nổ địa chấn không độc quyền do PGS và TGS tiến hành thu nổ khoảng 10.000 km tuyến địa chấn 2D trên khu vực bể Phú Khánh, với một số tuyến khu vực nối liền với các bể lân cận là một bước tiến nhảy vọt giúp các nhà địa chất - địa vật lý có thêm nguồn tài liệu dồi dào để nghiên cứu khu vực đầy triển vọng còn để mở này Lưới tuyến không độc quyền này đã vươn xa ra phía Đông thềm lục địa, nơi khu vực nước sâu trên 2.000m mà trước đây chưa có lưới tuyến địa chấn thu nổ Về phía Nam của bể Phú Khánh, nhà thầu ONGC đã tiến hành thu nổ, xử lý 3.000 km2

địa chấn 3D trước khi khoan giếng 127-NT-1X Tuy giếng khoan này đã không thành công nhưng nó là tài liệu quý giúp các nhà nghiên cứu nhìn nhận lại quan điểm tìm kiếm thăm dò dầu khí tại khu vực này

Trong giai đoạn tiếp theo, có rất nhiều các đề tài, dự án cấp ngành, cấp nhà nước nghiên cứu về cấu trúc địa chất, kiến tạo, địa tầng, triển vọng dầu khí các bể trầm tích Kainozoi thềm lục địa Việt Nam được triển khai thực hiện Đề tài

“Nghiên cứu địa tầng phân tập – tướng đá cổ địa lý các thành tạo trầm tích bể Phú Khánh, Nam Côn Sơn và khu vực Tư Chính – Vũng Mây để xác định tính đồng nhất, phân dị của tướng trầm tích qua các thời” do Trần Nghi chủ nhiệm (2013) trên

cơ sở nghiên cứu địa tầng phân tập đã phân tích tướng để từ đó nghiên cứu lịch sử

phát triển các bể trầm tích Kainzoi và đã xây dựng các sơ đồ tướng đá-cổ địa lý các giai đoạn phát triển các bể trầm tích Đề tài “Nghiên cứu cơ chế kiến tạo hình thành các bể trầm tích vùng nước sâu Nam Biển Đông và mối liên quan đến triển vọng dầu khí do Trần Nghi chủ nhiệm (2013) và Đề tài KC.09.20/11-15: “Nghiên cứu kiến tạo - địa động lực, cơ chế hình thành và phát triển các bể Kainozoi Phú Khánh, Nam Côn Sơn, Tư Chính - Vũng Mây dưới ảnh hưởng của tách giãn Biển Đông và bối cảnh kiến tạo - địa động lực các vùng kế cận, phục vụ điều tra, đánh giá tiềm năng khoáng sản, dầu khí” do Chu Văn Ngợi chủ nhiệm (2015) đã có cái nhìn mới

về mối quan hệ giữa chu kỳ trầm tích và chuyển động kiến tạo, trên cơ sở đó tái hiện được lịch sử phát triển địa chất- trầm tích qua các thời kỳ

1.2.2 Lịch sử nghiên cứu địa chất và kiến tạo- địa động lực bể Phú Khánh và lân cận

Khu vực bể Phú Khánh có một lịch sử phát triển địa chất phức tạp bắt đầu từ Paleogen và kết thúc trong giai đoạn Đệ tứ Lịch sử đó được ghi lại một cách sinh động bởi 6 chu kỳ trầm tích tương ứng với 6 bể thứ cấp (E31

, E32, N11, N12, N13 và

N2 - Q) Trong đó 3 bể thứ cấp trong Miocen vừa có tính chu kỳ theo thời gian vừa

bị phân hóa về cấu trúc theo không gian do bối cảnh kiến tạo liên tục thay đổi [7,

Từ năm 1979 đến 2006 Tổng công ty dầu khí Việt Nam đã hợp tác với Mỹ và Nga

đã thu nổ được khoảng 7000 km tuyến địa vật lý 48, 71 Giai đoạn 1995- 2000 chương trình dự án ENRECA pha I hợp tác giữa Viện Dầu khí với Cục Địa chất Đan Mạch đã tập trung nghiên cứu địa chấn, địa tầng phân tập và mô hình hóa bể Tuy nhiên, sau những kết quả nghiên cứu này vẫn còn tồn tại nhiều vấn đề sau đây cần phải được tiếp tục nghiên cứu: Phân tích tướng và tích hợp giữa tướng trầm tích

và các miền hệ thống (LST, TST và HST) theo không gian và thời gian; Vai trò đứt gãy đồng trầm tích đối với cấu tạo nêm tăng trưởng và tăng bề dày trầm tích đột biến; Cần phân tích các kiểu hoạt động biến dạng và xử lý chúng để xây dựng các mặt cắt phục hồi các bể thứ cấp tránh nhầm lẫn cấu tạo của đá trầm tích nguyên thủy với cấu tạo do biến dạng như cấu tạo “lượn sóng”, “nghiêng song song”,

“chống đáy”, “chống nóc”… Năm 2002 – 2003, Phạm Quang Trung và nnk đã tiếp tục nghiên cứu các mẫu lộ dầu ở đầm Thị Nại song vẫn chưa đi đến lời kết thỏa đáng về nguồn gốc dầu mỏ nơi đây [48]

Về nghiên cứu kiến tạo địa động lực: bể Phú Khánh là một cấu trúc kiến tạo

có lịch sử phát triển gắn liền với bối cảnh địa động lực căng khu vực, hoạt động tách giãn Biển Đông và hoạt động của đứt gãy sườn dốc Đông Việt Nam Cơ chế địa động lực hình thành bể đã được nhiều nhà địa chất trong và ngoài nước quan tâm nghiên cứu vì mục đích khoa học cũng như ý nghĩa thực tiễn của nó

Điển hình như L.A Lawver (1994), M Longley (1997), G.H Lee (1998)

83, 84, 85 đã phân lịch sử kiến tạo khu vực Biển Đông thành 3 giai đoạn: (1) giai đoạn tiền rift – trước 50 triệu năm là giai đoạn san bằng kiến tạo; (2) giai đoạn đồng rift từ 50 – 17 triệu năm (từ Eocen đến Miocen sớm); (3) Giai đoạn sau rift từ 16 triệu năm đến nay Theo quan điểm của Taponier (1982, 1986) [93, 94] giai đoạn sau rift chấm dứt hoạt động thúc trồi của vi mảng Đông Dương về phía đông nam Đứt gãy sông Hồng đổi hướng từ trượt bằng trái sang trượt bằng phải Năm 2009, nhóm tác giả Đan Mạch 76-79 đã đánh giá lại vai trò va chạm của mảng Ấn Độ và

Á Âu, đứt gãy trượt trái Ailaoshan – Sông Hồng với biên độ 1000 km, đứt gãy Mae Ping, mở Biển Đông trong Neogen và đứt gãy trượt bằng á kinh tuyến qua bể Phú Khánh và Nam Côn Sơn

Gwang H Lee, Joel s Watkins, et al (1998) [84] dựa trên các tập phản xạ địa chấn có đóng góp đáng ghi nhận là chia bể Phú Khánh ra 5 tập địa chấn – địa tầng: Eocen – Oligocen, Miocen sớm, Miocen giữa, Miocen muộn và Pleiocen – Đệ tứ Các tác giả mới chỉ mới dựa trên cơ sở ranh giới các tập địa chấn mà chưa phân tích tướng trầm tích qua đặc điểm trường sóng địa chấn nên đường cong thay đổi mực nước biển chưa có sức thuyết phục cao

Năm 2001 nhóm tác giả Trung Quốc Xuelin Qiu và nnk [103] và Yan Pin và nnk [104] đã công bố kết quả nghiên cứu về các mặt cắt cấu trúc sâu của rìa lục địa Bắc Biển Đông, mặt cắt cắt qua bể Xisha (Xisha trough) và các mặt cắt cấu trúc sâu chạy từ vỏ lục địa qua vỏ đại dương của trung tâm Biển Đông Tất cả các mặt cắt này đều thể hiện một quy luật là những nơi vỏ lục địa trước Kainozoi càng mỏng,

bể trầm tích Kainozoi càng sụt lún sâu và trầm tích Kainozoi càng dày thì bề mặt Moho càng nổi cao Vỏ lục địa trước Kainozoi có dạng thắt cổ chày đối xứng Diện mạo hình học của mặt cắt cấu trúc sâu của bể Xisha đã gợi mở cho nghiên cứu sinh liên hệ đối sánh với cấu trúc sâu tương tự đối với bể Phú Khánh

Năm 2007, Trần Ngọc Toản và Nguyễn Hồng Minh 48 đã tổng kết lại quan điểm phân chia các yếu tố cấu trúc chính của bể Phú Khánh gồm: (1) Thềm Đà Nẵng; (2) Thềm Phan Rang; (3) Đới nâng Tri Tôn; (4) Trũng sâu Phú Khánh; (5) Đới cắt trượt Tuy Hòa Tuy nhiên, các đơn vị cấu trúc này mới chỉ dừng lại là các đơn vị cấu trúc hiện tại được xác lập bắt đầu từ Pliocen đến nay mà chưa nghiên cứu đến thời kỳ ban đầu của nó Lịch sử hình thành bể Sông Hồng gắn liền với đứt gãy Sông Hồng và đứt gãy Sông Hồng khống chế hình thành đới nâng Tri Tôn và địa hào Quảng Ngãi Phía Bắc bể Phú Khánh có một đới chuyển tiếp với phía Nam

bể Sông Hông là đới nâng Tri Tôn và địa hào Quảng Ngãi

Trong giai đoạn này, Lê Văn Cự, Hoàng Ngọc Đang và Trần Văn Trị (2007) [48] đã tổng hợp các kết quả nghiên cứu của nhiều tác giả về cơ chế hình thành và các kiểu bể trầm tích Kainozoi trên thềm lục địa Việt Nam Nhóm tác giả đã chỉ ra 3 yếu tố địa động lực: Sự hút chìm của mảng phát triển từ Mianma qua vòng cung đảo Indonesia; Sự va chạm của mảng Ấn Độ vào mảng Âu – Á; Sự hình thành và giãn đáy Biển Đông Dọc cung đảo Indonesis các bể trầm tích được hình thành chủ yếu theo cơ chế bể sau cung do sự thay đổi tốc độ hút chìm theo thời gian Các bể sau cung này được hình thành trong Eocen sớm hơn các bể khác ở Đông Nam Á và trước cung cả sự va chạm giữa mảng Ấn Độ và mảng Âu – Á Trong bối cảnh mảng

Ấn Độ xô húc vào mảng Âu – Á miền cấu trúc vỏ lục địa Đông Dương cũng bị thúc trồi từ Tây Bắc xuống Đông Nam theo 3 đứt gãy chính: Sông Hồng, Three Pagodas,

Maeping Sự hình thành và giãn đáy Biển Đông làm phức tạp hóa bức tranh kiến tạo các bể lân cận Nhóm tác giả này cho rằng tách giãn đáy Biển Đông là nguyên nhân tạo không gian căng giãn để hình thành các bể căng giãn rìa thụ động như Hoàng

Sa, Trường Sa, Phú Khánh

Bảng 1.1 Tổng hợp các đặc điểm hình thành và phát triển các bể Nam Côn Sơn, Tư

Chính - Vũng Mây, Phú Khánh (Theo Lê Văn Cự và nnk, 2007) [48]

Yếu tố địa động lực

Nam Côn

Sơn

Vỏ lục địa phía tây

Vỏ chuyển tiếp phía đông

Trượt cục

bộ (tây) Căng giãn (đông)

Rạn nứt tạo bán địa hào Căng giãn

Rìa căng giãn

Eocen - Oligocen

- Cơ chế kiến tạo bể

- Sự tiến hóa của bể và cấu trúc bể

Trên cơ sở đó trong địa chất dầu khí có thể phân loại 3 kiểu nhóm bể: Bể căng giãn: bể nội lục, bể rift căng giãn, bể căng giãn sau cung; Bể kéo toác và kiểu bể nén

ép Đối với bể Phú Khánh: Nằm giữa địa khối đá cổ Kon Tum và Biển Đông nên khu vực này vừa mang tính rìa thụ động vừa chịu tác động của chuyển động trượt và xoay

của địa khối Kon Tum Bể có cấu trúc dạng các địa hào nhỏ hẹp bị phủ bởi trầm tích châu thổ ngầm có cấu tạo nêm lấn đặc trưng tạo thềm về phía biển (bảng 1.1)

Đồng thời, cũng có nhiều công trình công bố đã chỉ ra đới cắt trượt Tuy Hòa

có ảnh hưởng lớn đến quá trình phát triển bể Phú Khánh Theo Nguyễn Trọng Tín (2010), trong báo cáo tổng kết đề tài KC.09.25/06-10 thể hiện đứt gãy Kinh tuyến

110 chạy theo hướng bắc nam bị đới đứt gãy Tuy Hòa cắt làm dịch trượt

Trần Văn Trị (2009), trong công trình Địa chất và tài nguyên Việt Nam đứt gãy Kinh tuyến 110 được gọi làt đứt gãy “ Sườn dốc đông Việt Nam” Đới cắt trượt Tuy Hòa cắt làm đứt gãy “Sườn dốc đông Việt Nam” dịch trượt bằng trái

Michael B.W Fyhn, et al (2009) [78] đã phân chia ra 3 đới tướng trầm tích từ ven rìa đến biển nông của bể Phú Khánh gồm đới tướng aluvi và quạt ngầm châu thổ (fan deltas), carbonat khối xây (carbonate buildup) và carbonat dạng nền (carbonate platform) Việc phân chia đới tướng trầm tích này cần được chứng minh bằng mẫu thạch học trầm tích Trên mặt cắt địa chấn hiện tại đã bị biến dạng qua nhiều pha kiến tạo muốn xác định được các tổ hợp cộng sinh tướng cần phải khôi phục từng bể thứ cấp (secondary basins) thì mới làm rõ được địa hình cổ và các tướng trầm tích Michael B.W Fyhn, et all (2013) lại đưa ra thêm những kết quả nghiên cứu mới của bể Phú Khánh như trầm tích vụn aluvi (alluvial – neritic siliciclastic) trầm tích vụn biển sâu (bathyal siliciclastic) và châu thổ basalt (basalt delta) 79 Các đới tướng trầm tích nói trên được xác định trên mặt cắt địa chấn là không đúng với quy luật phân bố các nhóm tướng theo mặt cắt từ dưới lên và theo không gian từ rìa vào trung tâm bể Trong Oligocen - Miocen bể Phú Khánh không

có trầm tích biển sâu như các tác giả đã mô tả Nếu chỉ suy luận từ trường sóng địa chấn thì độ thuyết phục không cao

D Savva, et al (2013) 92 đã phân tích và chứng minh hiện tượng nóng chảy vát mỏng vỏ lục địa do manti trên và dâng cao bề mặt Moho của bể Phú Khánh Đồng thời xuất hiện hệ thống đứt gãy listric thuộc phần trên của vỏ (upper crust) (hình 1.3) Kết quả nghiên cứu này đã thể hiện tư tưởng nhận thức mới đối với cơ chế địa động lực tạo các bể vùng nước sâu thềm lục địa Việt Nam

Hình 1.3 Cấu trúc địa chất sâu của đới sụt lún trung tâm theo mặt cắt Line PKG_ 09_03 của bể Phú Khánh có dạng đối xứng thắt cổ chày Bề mặt Moho dâng cao, tại đó đáy bể trầm tích Kainozoi sụt lún sâu nhất (nguồn: D.Savva et al, 2013)

Trần Nghi, et al (2013, 2014) 28-31, 33-35, 95 đã xây dựng bản đồ cấu trúc 3D của các thành tạo trước Kainozoi và các thành tạo Kainozoi (hình 1.4, 1.5) và đưa ra mô hình đối xứng thắt cổ “chày” (hình 3.20) để mô tả hiện tượng sụt lún lan tỏa mở rộng dần của các bể thứ cấp từ Oligocen sớm đến Miocen muộn do vỏ lục địa trước Kainozoi bị nóng chảy vát mỏng bởi các “chùm lưỡi” manti trên Bề mặt Moho dâng cao theo từng chu kỳ và tạo nên hiện tượng căng giãn làm xuất hiện khe nứt xuyên sâu từ trầm tích kainozoi xuống mái manti làm kênh dẫn magma xuyên lên theo tuổi khác nhau Trần Nghi và nnk (2013, 2019) 9, 10, 95, 96 đã đưa ra quan điểm sụt lún nhiệt không tách giãn là cơ chế kiến tạo cơ bản của bể Phú Khánh Đồng thời đã chia trầm tích kainozoi bể Phú Khánh thành 6 phức tập (sequence) và 3 tổ hợp thạch kiến tạo: (1) Tổ hợp đá lục nguyên đa khoáng từ 32 –

16 triệu năm (E2 – N11) tương ứng với giai đoạn tách giãn đáy Biển Đông đặc trưng cho địa hào nội lục và ven rìa; (2) Tổ hợp đá lục nguyên ít khoáng và đá carbonat thềm nông – vũng vịnh từ 16 – 5 triệu năm tương ứng với giai đoạn sau tách giãn đáy Biển Đông; (3) Tổ hợp đá lục nguyên ít khoáng, đơn khoáng và ám tiêu san hô tương ứng với giai đoạn tạo lớp phủ thềm Pliocen – Đệ tứ (5 triệu năm đến nay)

Hình 1.4 Sơ đồ khối cấu trúc bề mặt Moho khu vực bể Phú Khánh và các vùng lân

cận [29]

Hình 1.5 Bản đồ đẳng dày trầm tích Kanozoi bể Phú Khánh [29]

Tuy nhiên, những công trình nghiên cứu trên đây vẫn chƣa làm sáng tỏ đƣợc đặc điểm cấu trúc của từng thời kỳ, lịch sử biến động cấu trúc và cơ chế kiến tạo –

địa động lực để tạo nên bối cảnh kiến tạo của khu vực bể Phú Khánh- bị biến dạng mạnh mẽ theo chu kỳ từ Miocen đến nay trong mối quan hệ với sự đổi hướng của đới tách giãn đáy Biển Đông

1.2.3 Nhận xét chung

Như vậy, cho đến nay, các công trình kể trên, ở mức độ nào đó có đề cập đến vấn đề cấu trúc, kiến tạo, cơ chế hình thành, đặc điểm địa chất, tiềm năng dầu khí [1, 3-6, 13, 14, 16-21, 52-54, 64-67, 88]… Tuy nhiên, đến nay mối quan hệ giữa trầm tích, sự thay đổi mực nước biển toàn cầu và chuyển động kiến tạo vẫn chưa được giải quyết một cách thỏa đáng Các nghiên cứu về lịch sử phát triển của bể Phú Khánh vẫn còn tồn tại nhiều câu hỏi chưa được giải đáp một cách thoả đáng:

1/ Nguyên nhân hình thành và lịch sử phát triển của bể Phú Khánh do địa động lực manti hay do kiến tạo của vỏ lục địa hay do cả hai để kiến lập nên một bình đồ kiến trúc hiện tại và vị trí độ sâu của chúng trong mối quan hệ với toàn bộ Biển Đông hết sức phức tạp (?)

2/ Cấu trúc địa chất theo phương nằm ngang của bể Phú Khánh được phân định dựa trên các đứt gãy có tính khu vực kéo dài liên tục theo không gian trong giai đoạn Pliocen – Đệ tứ, nhưng còn chưa xác định được tuổi và cơ chế thành tạo theo từng giai đoạn?

3/ Tại sao trầm tích lục nguyên tướng biển nông tuổi Pliocen ở đới trung tâm hiện tại lại nằm ở biển sâu?

4/ Đã có ý kiến cho rằng trầm tích Miocen được thành tạo ở môi trường biển sâu Điều đó đúng hay sai?

Luận án này sẽ góp phần giải quyết các vấn đề còn tồn tại và các câu hỏi chưa được giải đáp nêu trên

1.3 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA TẦNG

Cho đến nay bể Phú Khánh mới chỉ có 5 giếng khoan mà chủ yếu đặt ở vị trí nâng cao của móng và chỉ có 02 giếng khoan tới móng, nên các vấn đề về địa tầng trầm tích của vùng nghiên cứu trong các công trình công bố được xây dựng chủ yếu dựa vào những phân tích ngoại suy từ nhiều nguồn tài liệu, đặc biệt là việc đối sánh địa tầng từ những lát cắt các giếng khoan đã được tiến hành tại các vùng lân cận với các bể trầm

tích sông Hồng, Cửu Long, Nam Côn Sơn, Tư Chính – Vũng Mây [29, 30, 41, 48] và lần đầu tiên được Đỗ Bạt và nnk (2018) [2] định danh Theo đó, địa tầng bể Phú Khánh gồm: Oligocene - Eocene (?), hệ tầng Phú Yên (N11 py), hệ tầng Phú Khánh (N12 pk),

hệ tầng Khánh Hòa (N13 kh) và hệ tầng Biển Đông (N2 –Q bđ) (hình 1.6)

Hình 1.6 Cột địa tầng tổng hợp trầm tích Kainozoi bể Phú Khánh [2]

HỆ PALEOGEN Thống Oligocen – Eocen?

Do vị trí các giếng khoan đặt trên các cấu tạo nâng nên chưa gặp mẫu đá cụ thể của tập này Theo như mô tả của nhóm tác giả [2], thành tạo trầm tích Oligoecn – Eocen có thể bao gồm các trầm tích lục nguyên, chủ yếu là cát bột kết, có xen ít lớp cuội sạn chuyển dần lên cát bột kết xen ít lớp mỏng sét than Các trầm tích này

có tuổi Oligocene, không loại trừ phần dưới là Eocene (?) được hình thành trong môi trường đầm hồ, vũng vịnh ven biển Các trầm tích phủ không chỉnh hợp, không liên tục với chiều dày hàng chục, hàng trăm mét trên các thành tạo cổ hơn

HỆ NEOGEN Phụ thống Miocen dưới

Mặt cắt của hệ tầng được Đỗ Bạt (2015) định danh, xác lập tại giếng khoan 124-HT-1X ở độ sâu 2.020 - 2.165m Tại đây, các trầm tích gồm sét bột kết, cát kết hạt nhỏ xen kẽ các lớp sét vôi và carbonate Ở phía Bắc phát triển nhiều ám tiêu và

các lớp đá phun trào Hệ tầng có hóa thạch phong phú đặc trưng cho thời kỳ

Miocene sớm và thuộc các đới foram lớn Miogy- psinoides, Miogypsina (Tf1), Lepidocyclina Eulepidina (Te5) Môi trường trầm tích thuộc thềm biển, biển nông,

đồng bằng ven biển Hệ tầng có chiều dày khoảng 100 – 1000 m

Hệ tầng Phú Yên phủ bất chỉnh hợp trên các thành tạo cổ hơn

HỆ NEOGEN Phụ thống Miocen giữa

Trầm tích thuộc hệ tầng Phú Khánh được Đỗ Bạt, 2015 xác định nằm trong khoảng độ sâu 1.540 - 2.020m tại giếng khoan 124-HT-1X và 1.475 - 2.035m tại giếng khoan 124-CMT-1X, gồm cát kết, bột và sét kết chứa vôi cùng đá vôi sinh vật

- ám tiêu và thềm Cát kết hạt nhỏ đến trung, độ chọn lọc trung bình đến tốt, độ gắn kết yếu Đá vôi phát triển ở phía Bắc và trung tâm bể, phía dưới phát triển các lớp

dolomite Hóa đá biển phong phú liên quan đến các đới foram trôi nổi Orbulina (N9), Globorotalia fohsi (N11 - N13- 15), foram lớn Miogypsinoides, Miogypsyna (Tf1-2) và nanno thuộc đới Helicosphaera phillipinecsis, Dis-coaster kugleri, Discoaster hamatus (NN6 - NN7 - NN9) Môi trường trầm tích thềm - biển nông,

biển mở Hệ tầng có chiều dày khoảng 50 – 500 m

Trầm tích hệ tầng Phú Khánh phủ bất chỉnh hợp trên hệ tầng Phú Yên

HỆ NEOGEN Phụ thống Miocen trên

kh)

Mặt cắt chuẩn của hệ tầng Khánh Hòa được định danh, xác lập tại giếng khoan 124-CMT-1X độ sâu 1.160 - 1.470m (Đỗ Bạt, 2015) và được bổ sung bằng tài liệu giếng khoan 124-HT-1X (980 - 1.540m) Tại đây, trầm tích gồm cát kết, bột kết, sét kết xen các tập đá vôi Khu vực phía Đông phát triển nhiều trầm tích sét, sét vôi liên

quan đến biển mở, biển sâu Hóa đá phát hiện khá đầy đủ các đới plankton foraminifera Neogloborotalia acostaensis, Globorotalia tumida, Globorotalia

margaritae… (N16, 17, 18) và đới nanno Discoaster bellus, Discoaster quinqueramus… (NN10-11) cùng bào tử phấn hoa Alnipollenites, Florschuetzia semilobata Trầm tích được hình thành trong môi trường thềm biển, biển nông, biển

mở Hệ tầng có chiều dày khoảng 100 – 1000 m

và phong phú hóa đá động vật biển cùng đá vôi ám tiêu san hô Hóa thạch biển

phong phú gồm các foraminifera Sphaeroidinella dehiscens, Globorotalia tosaensis, Globorotalia truncantolinoides… (N19, 20, 21, 22) và các đới nanno Discoaster mendomobensis, Ceratholithus rugosus, Reticu- lofenestra pseudoumbilica, Discoaster broweri… (NN12, 14, 15, 16, 17, 18, 19) cùng các san hô, Bryozoa…

phát triển mạnh trong Pliocene - Đệ Tứ Trầm tích liên quan đến quá trình biển tiến, hình thành thềm rộng lớn trong khu vực Biển Đông Hệ tầng có chiều dày khoảng

500 – 2000 m

Hệ tầng Biển Đông phủ bất chỉnh hợp trên hệ tầng Khánh Hòa

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP LUẬN, CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

VÀ CƠ SỞ TÀI LIỆU

2.1 PHƯƠNG PHÁP LUẬN

Nghiên cứu lịch sử phát triển địa chất các bể trầm tích là một vấn đề rất phức

tạp Do đó, đòi hỏi cần phải có một phương pháp luận đúng đắn như một kim chỉ

nan định hướng cho việc đặt vấn đề và giải quyết vấn đề Để nghiên cứu lịch sử

phát triển địa chất một bể trầm tích bất kỳ cần phải nắm rõ được các nguyên lý về

địa tầng phân tập; các quy luật vận chuyển, phân dị và lắng đọng trầm tích; đặc biệt

là quan hệ nhân quả giữa trầm tích, sự thay đổi mực nước biển và hoạt động kiến

tạo khu vực nghiên cứu

a) Nguyên lý về địa tầng phân tập

Địa tầng phân tập lần đầu tiên được công bố vào năm 1977 bởi Peter Vail và

các đồng nghiệp [98] dựa trên cơ sở phát triển kỹ thuật phân tích mặt cắt địa chấn

để minh giải trầm tích Theo đó, trên các mặt cắt địa chấn có các mặt phản xạ sóng

liên tục phù hợp với các mặt thời địa tầng, hay nói cách khác là các ranh giới thời

gian trên băng địa chấn tương tự như các mặt phân lớp và các mặt bất chỉnh hợp

Các ranh giới bất chỉnh được xác định trên mặt cắt địa chấn bằng các ranh giới phản

xạ dạng kề áp (onlap) và được kết thúc bằng cách chống vào bề mặt bất chỉnh hợp

bên dưới hoặc chống vào nhau Theo Vail các bất chỉnh hợp này phân chia các mặt

cắt địa chấn thành các phần khác nhau được gọi là các tập địa chấn Phương pháp

mới này đã cho chúng ta thấy rõ các bể trầm tích được lấp đầy trầm tích như thế nào

và rất hiệu quả trong kỹ thuật tìm kiếm thăm dò tài nguyên khoáng sản

Theo thời gian, khái niệm địa tầng phân tập được hoàn thiện và sử dụng rộng

rãi, điển hình như Posamentier et al (1988) và Van Wangoner (1995)…[73, 75, 80,

81, 83, 98-101] Theo Catuneanu (2006), địa tầng phân tập nhấn mạnh vào các mối

quan hệ tướng và kiến trúc địa tầng ở bên trong một khung thời gian [73] Tương tự,

trên cơ sở tiếp cận địa tầng phân tập từ quan điểm phân tích tướng, Trần Nghi

(2010) định nghĩa “địa tầng phân tập là sự sắp xếp có quy luật của các tướng và

nhóm tướng trầm tích trong khung địa tầng theo không gian và thời gian trong mối

quan hệ với sự thay đổi mực nước biển chân tĩnh và chuyển động kiến tạo” [24]

Khái niệm này sẽ được sử dụng xuyên suốt trong luận án

Như vậy, bản chất của địa tầng phân tập là nghiên cứu tính chu kỳ của các thành tạo trầm tích theo khung thời địa tầng, hay nói cách khác là theo thời gian Một khung địa tầng phân tập gồm các phân vị nguồn gốc do ảnh hưởng lẫn nhau của không gian tích tụ trầm tích và sự tích tụ trầm tích (biển thoái mức thấp và mức cao, biển tiến), được giới hạn bởi các bề mặt “địa tầng phân tập”

Dưới đây sẽ trình bày các khái niệm cơ bản về các đơn vị địa tầng phân tập được sử dụng trong luận án

Một đơn vị cơ bản của ĐTPT là một phức tập (sequence), giữa chúng có ranh

giới là các bề mặt bào mòn hoặc các bề mặt bất chỉnh hợp tương đương Một phức

tập (sequence) bao gồm 3 miền hệ thống trầm tích (systems tracts) và 2 đơn vị

ĐTPT nhỏ hơn Miền hệ thống trầm tích là những vị trí khác nhau trong mặt cắt của

phức tập và được cấu thành bởi các phân tập (parasequences) và nhóm phân tập (parasequences set) Phân tập là đơn vị cơ bản nhỏ nhất tương ứng với một đơn vị

trầm tích cơ bản; nhóm phân tập là bao gồm hai hay nhiều phân tập tạo nên một tổ hợp cộng sinh các đơn vị trầm tích và được giới hạn với nhau bởi ranh giới của các đơn vị trầm tích thường trùng với các đơn vị tướng trầm tích

Thuật ngữ “Tướng” (facies) lần đầu tiên đã được N.Steno (Đan Mạch) đưa vào trong văn liệu địa chất năm 1669 Hai thế kỷ sau, nhà bác học Thụy Sĩ Gresli A

(1840) đã dùng khái niệm tướng với nhận thức giản đơn "Tướng trầm tích là các trầm tích cùng một tuổi nhưng thành tạo ở những nơi khác nhau trên vỏ Trái đất"

Dần dần khái niệm tướng không chỉ dùng trong trầm tích mà còn dùng trong đá magma, biến chất và địa hoá học Lịch sử nghiên cứu về tướng đã nảy sinh những nhận thức và có 4 quan niệm khác nhau: (1) Quan điểm tướng là địa tầng của một

số nhà khoa học như R.Moore (1948), E.D Mackee và Staxki.N.XX (1955); (2) Quan điểm tướng là thạch học và cổ sinh vật của Krumbein và Belauxop; (3) Quan điểm tướng là điều kiện địa lý tự nhiên hoặc môi trường trầm tích của D.V Nalipkin, Jemchunhicop, và Pettijohn (1957); (4) Quan điểm tướng là tổng hợp về điều kiện sinh thành và những đặc trưng về thành phần trầm tích của Rukhin và

Teodorovic (1960, 1969) Trong phạm vi luận án, Nghiên cứu sinh sẽ theo quan

điểm thứ tư, cụ thể: "Tướng là những trầm tích được thành tạo trong một vị trí nhất định có cùng những điều kiện khác với những vùng lân cận" Bởi lẽ, định nghĩa của

Rukhin là hoàn thiện và tổng quát cho mỗi trường hợp phân tích khác nhau của nhiều tác giả [25]

Định nghĩa này có 2 nội dung:

1- Trong một vị trí nhất định: có nghĩa là môi trường cổ địa lý hay hoàn cảnh lắng đọng trầm tích đặc trưng Ví dụ: vị trí hồ khác với vị trí bãi bồi Vị trí delta khác với vị trí biển nông

2- Có cùng các điều kiện nghĩa là mỗi vị trí trên có những đặc trưng riêng của nó về thành phần thạch học, cổ sinh và địa hoá

Vì vậy, khi phân biệt tướng này với tướng kia là phải dựa vào thành phần trầm tích và môi trường thành tạo nên thành phần trầm tích đó Hai nhân tố đó liên

hệ chặt chẽ và có sự thống nhất với nhau Đó là quan hệ nhân quả: môi trường là nguyên nhân, còn thành phần trầm tích (đá, cổ sinh) là kết quả

Mối quan hệ có tính hệ thống giữa địa tầng phân tập và tướng trầm tích được thể hiện qua mối quan hệ nhân quả giữa tướng và các miền hệ thống trầm tích Quá trình thay đổi MNB có thể tạo ra môi trường trầm tích đơn giản và môi trường trầm tích hỗn hợp Môi trường trầm tích đơn giản tạo nên nhóm tướng đơn còn môi trường trầm tích hỗn hợp thì tạo nên nhóm tướng kép Từ ý nghĩa đó, trong luận án phân loại tướng trầm tích làm 2 nhóm: nhóm tướng đơn và nhóm tướng kép

● Nhóm tướng đơn: bao gồm các nhóm tướng thuần nhất,

Ví dụ:

- Nhóm tướng aluvi biển thấp ký hiệu là: ar

- Nhóm tướng aluvi biển tiến ký hiệu là: at

- Nhóm tướng đồng bằng châu thổ biển thấp ký hiệu là: amr

- Nhóm tướng ven biển biển tiến ký hiệu là: amt

- Nhóm tướng biển biển tiến ký hiệu là: mt

● Nhóm tướng kép: bao gồm 2 nhóm tướng xen kẽ nhau trong một đơn vị

trầm tích

Ví dụ:

- Nhóm tướng sét biển dâng xen tướng bột sét châu thổ biển thấp: mt/amr

- Nhóm tướng bột sét châu thổ biển thấp xen tướng sét biển nông biển tiến:

amr/mt

Trong thực tế hầu hết các đơn vị trầm tích được thành tạo trong môi trường biển đều thuộc tướng kép trong đó nhóm tướng châu thổ ngầm đóng vai trò cung cấp vật liệu chủ yếu Chúng thường bị xóa nhòa dấu vết cấu tạo phân lớp xiên chéo

và nêm tăng trưởng biến thành các lớp trầm tích có cấu tạo ngang song song do quá trình tái vận chuyển và tái phân bố trầm tích dưới tác dụng của chế độ thủy động lực biển như sóng, dòng triều, dòng chảy đáy

Đồng thời, dựa trên cơ sở tướng địa chấn và tướng trầm tích để xác định các miền hệ thống trầm tích (hình 2.1):

- Miền hệ thống trầm tích biển thấp (Lowstand system tract-LST): Hệ thống

trầm tích biển thấp là các trầm tích được thành tạo từ khi mực nước biển cao nhất hạ thấp dần xuống đến khoảng giữa biên độ của MNB cao nhất (HSL- highstand sea

level) và thấp nhất (LSL - lowstand sea level) Khi biển thoái sẽ tạo ra các tướng trầm tích aluvi hạt thô phân bố từ trên đất liền xuống phần trong của thềm lục địa,

tiếp đến là tướng cát bột sét châu thổ thềm ngoài và cuối cùng là tướng biển nông và tướng turbidit quạt chân sườn Toàn bộ phức hệ trầm tích này thực chất là hệ thống trầm tích biển thoái bao gồm 3 đơn vị trầm tích cơ bản: aluvi, châu thổ trên thềm lục địa và quạt sườn turbidit

Bề mặt bào mòn biển thấp hay còn gọi là mặt bào mòn cưỡng bức (inced erosion) (lowstand erosion surface) là vị trí biển thoái cực đại bào mòn tầng trầm

tích có trước để lại các dấu vết đào khoét của lòng sông cổ và làm phong hoá thấm đọng tầng trầm tích ngập lụt cực đại của giai đoạn trước

- Miền hệ thống trầm tích biển tiến (Transgressive systems tract-TST): là

phức hệ trầm tích được tích tụ trong quá trình biển tiến Trầm tích có cấu tạo phủ chồng tiến (onlap) Thành phần độ hạt theo mặt cắt từ dưới lên thay đổi từ thô đến mịn, ngược lại với mặt cắt biển thoái là có thành phần độ hạt biến thiên từ mịn đến thô Tuy nhiên, đối với trầm tích aluvi một nhịp của trầm tích aluvi từ lòng sông đến