Dự thảo tóm tắt Luận án Tiến sĩ Địa chất: Nghiên cứu lịch sử phát triển địa chất trong Miocen bể Phú Khánh và ý nghĩa dầu khí

Chia sẻ: Acacia2510 _Acacia2510 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:26

Thêm vào BST

Báo xấu

19
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của luận án là 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 triển vọng dầu khí liên quan.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Dự thảo tóm tắt Luận án Tiến sĩ Địa chất: Nghiên cứu lịch sử phát triển địa chất trong Miocen bể Phú Khánh và ý nghĩa dầu khí

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG 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 Chuyên ngành: Địa chất học Mã số: 9440201.01 DỰ THẢO TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT Hà Nội - 2019
Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: GS.TS. Trần Nghi TS. Nguyễn Thế Hùng Phản biện:…………………………………………………… Phản biện:…………………………………………………… Phản biện:…………………………………………………… Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng cấp Đại học Quốc gia chấm luận án tiến sĩ họp tại . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . vào hồi giờ ngày tháng năm 20... Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Quốc gia Việt Nam - Trung tâm Thông tin - Thư viện, Đại học Quốc gia Hà Nội
MỞ ĐẦU Lý do chọn đề tài Bể Phú Khánh nằm trong vùng biển của 2 tỉnh Phú Yên và Khánh Hòa lan rộng từ độ sâu 0m đến 3000 m thuộc thềm lục địa Miền Trung Việt Nam. Đây là một bể trầm tích dầu khí Kainozoi có cấu trúc địa chất phân dị hết sức phức tạp bởi lịch sử hình thành, phát triển và biến dạng theo các pha kiến tạo mạnh mẽ từ Oligocen đến Đệ Tứ. Trong những năm gần đây, với sự phát triển mạnh mẽ của ngành công nghiệp dầu khí, bể Phú Khánh đã được đầu tư đẩy mạnh công tác tìm kiếm thăm dò dầu khí. Các tài liệu địa vật lý và địa chất ngày càng phong phú là một điều kiện rất thuận lợi cho công tác nghiên cứu và đánh giá triển vọng dầu khí. Tuy nhiên, đến nay bể Phú Khánh nói chung và trầm tích Miocen nói riêng vẫn là một đối tượng chưa được làm sáng tỏ cơ chế hình thành, lịch sử phát triển và quá trình biến dạng đã làm thay đổi hoàn toàn cấu trúc địa chất của các bể trầm tích nguyên thủy. Những hiện tượng nổi tiếng được các văn liệu địa chất nói tới trong khuôn khổ bể Phú Khánh như đới đứt gãy sụt bậc 109o-110oE, đới sụt lún trung tâm, đới xiết trượt Tuy Hòa và đới nâng ngoài. Hàng loạt các hiện tượng biến dạng mạnh 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 triển vọng dầu khí liên quan. Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu: Các thành tạo trầm tích Miocen sớm, Miocen giữa, Miocen muộn trong phạm vi bể trầm tích Kainozoi Phú Khánh. 1
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 triển vọng dầu khí 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 hạ, Miocen trung và Miocen thượng. 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 chỉ có nhóm tướng lục nguyên aluvi đa khoáng lấp đầy các địa hào nội lục. 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. 2
Các điểm mới của luận án 1. Luận án đã phân tích và phân loại các hệ thống đứt gãy trong Miocen của bể Phú Khánh ra 3 cấp: đứt gãy cấp 1 là đứt gãy đồng trầm tích tạo bể thứ cấp; đứt gãy cấp 2 là đứt gãy sau trầm tích là đứt gãy biến dạng và đứt gãy cấp 3 là đứt gãy nhánh của đứt gãy cấp 2 phát triển trong phạm vi nội bể. 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. 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 phân tích và phân loại 4 nhóm bẫy dầu khí có triển vọng: nhóm bẫy trầm tích - địa tầng phát triển ở rìa tây và khu vực trung tâm; nhóm bẫy cấu trúc – kiến tạo và nhóm bẫy hỗn hợp phát triển ở rìa đông nam và nam bể; nhóm bẫy ám tiêu san hô phát triển các khu vực các vùng nâng ở đông nam, rìa tây và rìa nam bể Phú Khánh. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án 1. Ý nghĩa khoa học: - Đã làm sáng tỏ lịch sử kiến tạo của Miocen trên cơ sở nghiên cứu quy luật biến đổi cấu trúc địa chất theo thời gian và theo không gian; - Đã xác lập được các tổ hợp thạch kiến tạo góp phần luận giải cơ chế hình thành các bể thứ cấp; - Đã xây dựng các bản đồ tướng đá - cổ địa lý theo các miền hệ thống của địa tầng phân tập (LST, TST, HST) góp phần làm sáng tỏ quan hệ giữa thành phần thạch học và môi trường trầm tích với các pha kiến tạo sụt lún tạo bể và nâng cao tạo vùng xâm thực. 2. Ý nghĩa thực tiễn: 3
- 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 và các bẫy hỗn hợp chứa dầu khí; - Các bản 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 Triển vọng dầu khí liên quan Kết luận Tài liệu tham khảo. CHƢƠNG 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 vĩ độ 10030’ đến 15000’ Bắc và từ kinh độ 108030’ đến 112000’ Đông, có diện tích khoảng 80.000 km2. Khu vực nghiên cứu có địa hình đáy biển rất phức tạp, thay đổi nhanh từ 0m đến trên 4000m và phân dị từ bờ biển ra ngoài khơi. 1.2. Lịch sử nghiên cứu 1.2.1. Lịch sử tìm kiếm, thăm dò dầu khí bể Phú Khánh - Giai đoạn trước 1988: các khảo sát mang tính khu vực. 4
- Giai đoạn từ năm 1988 đến nay: các khảo sát thu nổ địa chấn có chất lượng tốt, đã tiến hành một số giếng khoan thăm dò, đặc biệt giếng 124- CMT-1X đã có phát hiện dầu trong Miocen. 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. 1.2.2. Lịch sử nghiên cứu địa chất và kiến tạo- địa động lực bể Phú Khánh và lân cận Các công trình nghiên cứu trong khu vực nghiên cứu đã phần nào làm sáng tỏ đặc điểm cấu trúc, kiến tạo, cơ chế hình thành, đặc điểm địa chất, tiềm năng dầu khí. Tuy nhiên, chưa có công trình nào tiến hành phục hồi lại cấu trúc địa chất của từng thời kỳ trong Miocen bể Phú Khánh trên cơ sở phân tích bể và giải quyết mối quan hệ giữa trầm tích, sự thay đổi mực nước biển toàn cầu và chuyển động kiến tạo. 1.3. Đặc điểm địa tầng Cho đến nay bể Phú Khánh mới có 5 giếng khoan chủ yếu đặt ở vị trí nâng cao của móng, trong đó chỉ có 02 giếng khoan tới móng. Vì vậy, 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 và chủ yếu là dùng phương pháp đối sánh với các vùng lân cận như bể sông Hồng, Cửu Long, Nam Côn Sơn, Tư Chính – Vũng Mây đã được Đỗ Bạt và nnk (2018) 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 bđ). CHƢƠNG 2 PHƢƠNG PHÁP LUẬN, CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ CƠ SỞ TÀI LIỆU 2.1. Phƣơng pháp luận Nghiên cứu lịch sử phát triển địa chất một bể trầm tích dựa trên nguyên lý về địa tầng phân tập; các quy luật vận chuyển, phân dị và lắng 5
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. Trên cơ sở nhận thức về mối quan hệ nhân quả giữa quá trình trầm tích, sự thay đổi mực nước biển và chuyển động kiến tạo tư tưởng chủ đạo đối với lịch sử phát triển địa chất bể Phú Khánh được tiếp cận từ luận điểm tiến hóa các bể trầm tích thứ cấp theo chu kỳ. 2.2. Các phƣơng pháp nghiên cứu Nghiên cứu sinh đã sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau: (1) Phương pháp địa chấn - địa tầng; (2) Phương pháp phân tích tài liệu địa vật lý giếng khoan; (3) Phương pháp phân tích thạch học trầm tích; (4) Phương pháp phân tích biến dạng và phục hồi bể trầm tích và (5) Phương pháp phân tích tướng và thành lập bản đồ tướng đá – cổ địa lý. 2.3. Cơ sở tài liệu - Nghiên cứu sinh đã lựa chọn sử dụng và kế thừa các số liệu, tài liệu địa chấn, địa vật lý giếng khoan, thạch học, cổ sinh được phép tiếp cận trong khuôn khổ 02 đề tài nghiên cứu khoa học cấp ngành (03,04/HOPTAC-KHTN/2011/HĐ-NCKH) do Trần Nghi làm chủ nhiệm, 2013; đề tài cấp nhà nước KC.09.20/11-15 do PGS.Chu Văn Ngợi chủ nhiệm và đề tài KC.09.03/11-15 do PGS.TS. Nguyễn Trọng Tín chủ nhiệm. - Tài liệu thạch học, cổ sinh và địa vật lý giếng khoan của 07 giếng khoan (với 80 mẫu thạch học của 5 giếng khoan trong bể Phú Khánh, 01 giếng khoan bể Nam Côn Sơn, 01 giếng khoan bể Tư Chính - Vũng Mây). - Khu vực nghiên cứu đã có hơn 40.000 km tuyến địa chấn thu nổ, NCS đã minh giải 12 mặt cắt gốc đại diện. CHƢƠNG 3 ĐẶC ĐIỂM BIẾN DẠNG VÀ LỊCH SỬ BIẾN ĐỔI CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT CÁC BỂ THỨ CẤP TRONG MIOCEN 3.1. Bối cảnh kiến tạo khu vực Biển Đông và kế cận Bể Phú Khánh nằm trên vỏ lục địa bị vát mỏng, là một bộ phận của bối cảnh kiến tạo Biển Đông với những đơn vị kiến tạo cơ bản sau: (1)Vỏ 6
lục địa thực thụ; (2) Vỏ đại dương lộ ra ở trung tâm Biển Đông đã ngừng tách giãn; (3) Đới lục địa bị vát mỏng chuyển tiếp giữa vỏ lục địa thực thụ và vỏ đại dương; (4) Đới hút chìm Manila đang hoạt động và đới hút chìm Palawan đã ngừng hoạt động cách đây 16 triệu năm. 3.2. Các bể trầm tích thứ cấp trong Miocen Bể thứ cấp (secondary basin) là một bể trầm tích sinh thành trong một giai đoạn nhất định trong lịch sử tiến hóa bể liên quan đến 2 pha kiến tạo: sụt lún và nâng trồi, tạo nên một cấu trúc địa chất độc lập có ranh giới dưới và trên rõ ràng. Trong Miocen, bể Phú Khánh có 3 bể thứ cấp tương ứng với 3 chu kỳ trầm tích: Miocen sớm (N11), Miocen giữa (N12) và Miocen muộn (N13): 1/ Ranh giới giữa bể thứ cấp Oligocen muộn và Miocen sớm: Đây là bề mặt bất chỉnh hợp góc bị biến dạng mạnh mẽ tạo nên nhiều khối nhô của móng Oligocen đóng vai trò như các vùng xâm thực cung cấp vật liệu lục nguyên cho Miocen sớm. 2/ Ranh giới giữa bể thứ cấp Miocen sớm và Miocen giữa: Mặt ranh giới trùng với mặt bất chỉnh hợp góc tương đương với tuổi dừng tách giãn đáy Biển Đông (16 triệu năm). Ranh giới này thấy rõ nhiều khối nhô móng tuổi Miocen sớm đóng vai trò như các quần đảo ngầm phát triển san hô rực rỡ trong Miocen giữa. 3/ Ranh giới giữa bể thứ cấp Miocen giữa và Miocen muộn: Đây là ranh giới bào mòn bất chỉnh hợp góc có tuổi 11 triệu năm. Các khối nhô móng là ám tiêu san hô đóng vai trò là vùng xâm thực cung cấp vật liệu vụn sinh vật cho trầm tích Miocen muộn. 4/ Ranh giới bào mòn bất chỉnh hợp địa tầng giữa Pliocen-Đệ Tứ và Miocen muộn có tuổi 5,5 triệu năm là một ranh giới bất chỉnh hợp bào mòn trên toàn bộ khu vực bể Phú Khánh, chủ yếu là do nâng cao địa hình đáy bể khỏi mực nước biển một cách đơn điệu chứ không bị phân cắt khối tảng. 3.3. Đặc điểm biến dạng các bể thứ cấp 3.3.1. Biến dạng bể do hoạt động đứt gãy 7
Nhằm mục đích là làm sáng tỏ cơ chế địa động lực và vai trò các đứt gãy trong lịch sử hình thành và phát triển các bể trầm tích Miocen của bể Phú Khánh có thể phân loại hệ thống đứt gãy làm 3 cấp: Đứt gãy cấp I là đứt gãy thuận đồng trầm tích, đóng vai trò tạo bể thứ cấp; Đứt gãy cấp II là đứt gãy sau trầm tích, tạo nên các “giả địa hào”, “giả bán địa hào” trong bối cảnh nén ép nâng trồi nghịch đảo kiến tạo toàn bể, do đó đứt gãy sẽ phá hủy toàn bộ các lớp đá của một bể thứ cấp; Đứt gãy cấp III là hệ thống đứt gãy dạng cành cây, tỏa tia trượt bằng, phân nhánh từ đứt gãy cấp II. 3.3.2. Biến dạng bể do quá trình sụt lún, nén ép và nâng trồi Biến dạng do quá trình sụt lún, nén ép và nâng trồi thường xảy ra theo 2 giai đoạn: Giai đoạn đầu sụt lún và lắng đọng trầm tích; Giai đoạn nghịch đảo kiến tạo thường xảy ra sự biến dạng kép tạo nên các oằn võng ở trung tâm và sự nâng trồi bào mòn do quá trình nén ép. Bể Phú Khánh phổ biến nhiều biến dạng oằn võng có quy mô nhỏ do có sự xen kẽ giữa các khối sụt và khối nâng địa phương. 3.3.3. Biến dạng do hoạt động núi lửa Hoạt động núi lửa trong bể Phú Khánh có nhiều pha song pha cuối cùng có tuổi Pliocen- Đệ tứ với những minh chứng sau đây: Trầm tích Miocen bị xuyên cắt tạo nên cấu tạo giả kề áp (pseudo-onlap); Khu vực trung tâm bị uốn nếp oằn võng. Hình 3.9. Mặt cắt địa chấn tuyến L06 bể Phú Khánh chỉ ra 4 đới cấu trúc: Đới I- Thềm trong (thềm Đà Nẵng); Đới II- Đới đứt gãy kép xiết trượt Tuy Hòa (đứt gãy trượt bằng và đứt gãy thuận cánh chúc- dạng đứt gãy listric); Đới III- Đới sụt 8
3.3.4. Hệ quả của quá trình biến dạng khu vực bể Phú Khánh Bình đồ cấu trúc địa chất hiện tại của bể Phú Khánh là hệ quả của quá trình hoạt động kiến tạo – địa động lực trong Kainzoi gồm 5 đới chính (hình 3.22): Đới I: đới thềm trong (gồm thềm Đà Nẵng và thềm Phan Rang), đới nâng yếu, phân bố ở rìa tây giáp với phần đất liền có độ sâu 0-200m nước. Đới này có cấu trúc thềm điển hình chưa bị biến dạng có địa hình nghiêng thoải về phía đông. Đới II: đới chuyển tiếp rìa trong. Từ thềm trong ra đới trung tâm có dạng địa hình sụt bậc thang do tác động của hệ thống đứt gãy phương kinh tuyến 109-110oE xảy ra từ Miocen muộn đến nay. Đới III: Đới sụt lún trung tâm (trũng Phú Yên), hiện tại nằm ở độ sâu từ 500-2000 m nước. Bề dày trầm tích Kainozoi lớn nhất của đới sụt lún trung tâm đạt tới khoảng 10 km. Đới IV: Đới nâng ngoài (đới nâng Khánh Hòa) có độ sâu thay đổi từ 2500-3500m nước. Địa hình tương tự một dãy núi ngầm phân dị phức tạp được hình thành từ Miocen muộn đến nay. Trầm tích Pliocen có mặt trong hầu hết các hẻm giữa núi song có độ sâu thấp dần từ trong ra ngoài. Đới V: Đới phá hủy xiết ép Tuy Hòa phân bố theo hướng tây bắc - đông nam 120o. Quan sát đặc điểm địa hình, địa mạo bờ biển khu vực Phú Yên đến Khánh Hòa sẽ thấy rõ điều đó. Các bán đảo (Tombolo) Hòn Gốm, Hòn Khói chạy theo phương đứt gãy tây bắc đông nam và hướng về đông nam1200 là hoàn toàn phù hợp với phương đứt gãy xiết ép của đới Tuy Hòa. 3.4. Xử lý biến dạng và phục hồi các bể thứ cấp Như vậy, bình đồ cấu trúc địa chất hiện tại với 5 đơn vị cấu trúc như đã mô tả ở trên là kết quả của nhiều pha kiến tạo xảy ra từ Oligocen đến Đệ Tứ. Vì vậy muốn hiển thị được bức tranh tiến hóa cấu trúc-kiến tạo của Miocen cần thiết phải phục hồi từng bể thứ cấp Miocen sớm, Miocen giữa và Miocen muộn. 9
Giai đoạn Miocen sớm Giai đoạn Miocen giữa Giai đoạn Miocen muộn Giai đoạn Pliocen – Đệ tứ Hình 3.24. Mặt cắt phục hồi tuyến L03 10
1/ Phân vùng cấu trúc địa chất Miocen sớm (N11) Trên mặt cắt phục hồi của bể thứ cấp Miocen sớm đã tái hiện địa hình của đáy bể trầm tích trong suốt thời gian sụt lún kiến tạo và hoàn thành quá trình lắng đọng đền bù trầm tích (hình 3.24). Bản đồ đẳng dày trầm tích và bản đồ cấu trúc địa chất đã chỉ ra nguyên trạng của bể trầm tích thứ cấp sau khi kết thúc giai đoạn sụt lún (hình 3.26, 3.27). Bản đồ đẳng dày nguyên thủy của bể Miocen sớm cho phép khoanh định được 3 đới cấu trúc địa chất: Đới nâng ở rìa phía tây của bể; Đới phân dị phía Đông Nam ; Đới sụt lún mạnh ở khu vực trung tâm bể (hình 3.27). Hình 3.27. Sơ đồ phân vùng cấu trúc Miocen sớm bể Phú Khánh 11
2/ Phân vùng cấu trúc địa chất Miocen giữa (N12) Trong Miocen giữa bể Phú Khánh có 4 đới cấu trúc: đới nâng phía Tây; đới sụt lún trung tâm; đới phân dị phía Đông Nam; đới đứt gãy phía hủy phía Nam (hình 3.29). 3/ Phân vùng cấu trúc địa chất Miocen muộn (N13) Trong giai đoạn Miocen muộn tồn tại 5 đới cấu trúc: (1) Đới nâng phía Tây; (2) Đới sụt bậc yếu từ kinh tuyến 109o-110oE; (3) Đới sụt lún yếu trung tâm; (4) Đới phân dị phía Đông Nam; (5) Đới phá hủy xiết ép Tuy Hòa phía Nam (hình 3.31). Hình 3.29. Sơ đồ phân vùng cấu trúc Miocen giữa 12
Hình 3.31. Sơ đồ phân vùng cấu trúc Miocen muộn bể Phú Khánh CHƢƠNG 4 TIẾN HÓA TRẦM TÍCH CÁC BỂ THỨ CẤP MIOCEN TRONG MỐI QUAN HỆ VỚI LỊCH SỬ KIẾN TẠO VÀ TRIỂN VỌNG DẦU KHÍ LIÊN QUAN 4.1.Chu kỳ trầm tích và địa tầng phân tập Chu kỳ trầm tích là sự lặp đi lặp lại có chu kỳ của thành phần độ hạt và tướng trầm tích trong cột địa tầng (theo Bách khoa thư Địa chất, tr.1263). Từ định nghĩa đó có thể lấy ranh giới các chu kỳ trầm tích tại 11’, 22’, 33’ theo hình dưới đây. 13
Hình 4.1. Sơ đồ biểu diễn chu kỳ biển thoái và biển tiến toàn cầu (11’: Ranh giới tại vị trí biển tiến cực đại; 22’: Ranh giới tại vị trí biển thoái cực tiểu; 33’: Ranh giới tại vị trí trung bình) Theo kết quả nghiên cứu của Trần Nghi (2013) để có sự tương thích giữa chu kỳ trầm tích và địa tầng phân tập sẽ lấy ranh giới trầm tích theo đường 33’ (hình 4.1). Ranh giới này trùng với bề mặt bào mòn gián đoạn trầm tích. Theo quan điểm đó có thể phân chia trầm tích Miocen bể Phú Khánh phân thành 3 phức tập: Phức tập N11; Phức tập N12 và Phức tập N13. Mỗi phức tập có 3 miền hệ thống: Miền hệ thống trầm tích biển thấp (LST); Miền hệ thống trầm tích biển tiến (TST) và Miền hệ thống trầm tích biển cao (HST) (bảng 4.1). Bảng 4.1. Liên hệ đối sánh địa tầng phân tập và tướng trầm tích trong mối quan hệ với sự thay đổi mực nước biển 14
4.2. Đặc điểm tƣớng đá -cổ địa lý theo địa tầng phân tập 4.2.1. Đặc điểm tƣớng đá – cổ địa lý giai đoạn Miocen sớm Địa hình vùng xâm thực và vùng lắng đọng trầm tích của bể thứ cấp Miocen sớm được ấn định bởi pha nghịch đảo kiến tạo cuối Oligocen muộn. Vùng xâm thực rộng lớn nhất là nằm ở phía tây bể. Các vùng xâm thực khác có quy mô nhỏ phân bố ở khu vực đông bắc, đông nam và phía bắc của bể. Vùng lắng đọng trầm tích hay còn gọi là không gian tích tụ trầm tích trong Miocen sớm phân bố trên một khu vực rộng lớn ở trung tâm của bể. Quy luật phân bố tướng trầm tích: - Miền hệ thống trầm tích biển thấp (LST): Các nhóm tướng của miền hệ thống trầm tích LST cộng sinh với nhau theo thời gian và không gian. a) Theo thời gian có 2 nhóm tướng phủ chồng lên nhau: nhóm tướng cát bột aluvi (arLST), nhóm tướng bột sét châu thổ (amrLST). b) Theo không gian (từ vùng xâm thực ra trung tâm của bể 2 nhóm tướng nói trên phân bố nối tiếp nhau theo thứ tự sau): arLST → amrLST (hình 4.4). Tích hợp cả thời gian và không gian ta có mô hình cộng sinh tướng của miền hệ thống trầm tích biển thấp theo công thức sau: LiLST = (ar + amr)LST - Miền hệ thống trầm tích biển tiến (TST) Trong quá trình biển tiến trầm tích Miocen sớm được đặc trưng bởi 2 nhóm đá: Nhóm đá cát kết thạch anh-litic có độ mài tròn và chọn lọc tốt; Nhóm đá cát kết xi măng dolomit mài tròn, chọn lọc trung bình, sét kết chứa bột, sét kết chứa vôi. Sự thay đổi thành phần thạch học nói trên là bằng chứng của biển sâu dần và đường bờ dịch chuyển vào phía đất liền đạt vị trí cao nhất. - Miền hệ thống trầm tích biển cao (HST): Giai đoạn miền hệ thống trầm tích biển cao của bể thứ cấp Miocen sớm có 2 nhóm tướng cộng sinh 15
theo thời gian và theo không gian: nhóm tướng bột sét châu thổ (amh HST) và nhóm tướng sét bột biển nông – vũng vịnh (mt/amhHST). Hình 4.4. Sơ đồ tướng đá – cổ địa lý giai đoạn biển thoái Miocen sớm 4.2.2. Đặc điểm tƣớng đá – cổ địa lý giai đoạn Miocen giữa Trong Miocen giữa các khối nâng đóng vai trò là quần đảo ngầm thuận lợi cho phát triển mạnh mẽ ám tiêu san hô. Không gian tích tụ trầm tích gần như không thay đổi so với giai đoạn Miocen sớm. Trong miền hệ thống trầm tích biển thấp (LST) tỷ lệ trầm tích lục nguyên lớn hơn trầm tích 16
carbonat phân bố rộng ở các đới liền kề với vùng xâm thực, được đặc trưng bởi cát kết grauwack chọn lọc, mài tròn kém (So=2,3; Ro= 0,4) thuộc tướng cát môi trường lòng sông (arLST N12). Cát kết ít khoáng thạch anh-litic thuộc tướng cát môi trường bãi triều có độ chọn lọc và mài tròn từ trung bình đến tốt (So = 1.4, Ro= 0.6). Tại trung tâm của bể thứ cấp Miocen giữa bắt đầu phát triển trầm tích vôi sét và sét kết chứa bitum môi trường vũng vịnh nằm xen kẽ giữa các đảo ngầm ám tiêu san hô. Giai đoạn biển tiến cực đại phát triển phong phú các hóa thạch đặc trưng cho môi trường biển nông mở rộng. Đồng thời phát triển nhóm tướng vôi - dolomit vũng vịnh chứa sinh vật và hạt vụn thạch anh tha sinh. Nhóm hóa thạch phổ biến là: Bryozoa, Echinoidea, foraminifera, tảo lục. 4.2.3. Đặc điểm tƣớng đá – cổ địa lý giai đoạn Miocen muộn Trong Miocen muộn bể Phú Khánh hình thành 4 đới nâng đóng vai trò là vùng xâm thực cung cấp vật liệu trầm tích lục nguyên: đới nâng phía tây, đới nâng đông nam và đới nâng phía bắc. Bên cạnh 4 đới nâng cung cấp vật liệu trầm tích lục nguyên các quần đảo ám tiêu san hô cũng bị nâng lên khỏi mặt nước tạo nên các vùng xâm thực cung cấp vật liệu vụn sinh vật cho các khối sụt là các vũng vịnh xen kẽ Các ám tiêu san hô nhô cao khỏi mặt biển chúng bị bào mòn cung cấp một khối lượng lớn vật liệu vụn san hô, vụn vỏ sinh vật hòa trộn với nguồn trầm tích cát bột sét lắng đọng trong các môi trường aluvi (ar) và châu thổ (amr) xen kẽ trong pha biển thấp (LST) (hình 4.13). Đến pha biển tiến (TST) trầm tích vụn sinh vật chứa thạch anh lục nguyên từ môi trường aluvi, ven biển trở thành môi trường biển nông thích hợp tướng vôi, dolomit và xuất hiện foraminifera. Dưới tác dụng của dòng chảy đáy bùn vôi, dolomit tại sinh bị xáo trộn với vật liệu vụn nguyên là môi trường ven biển tạo thành một nhóm đá hỗn hợp gồm các tướng: (1) Tướng cát vụn sinh vật chứa thạch anh (hình 3.24, 3.25); (2) Tướng biển vôi dolomit chứa vụn sinh vật và VCHC hạ đẳng. Trong một số mặt cắt địa chấn thấy rõ tập trầm tích Miocen muộn có phản xạ trắng đặc trưng như một tầng đánh dấu. 17
Hình 4.13. Sơ đồ tướng đá - cổ địa lý Miocen muộn, giai đoạn biển thấp 4.3. Tiến hóa trầm tích trong mối quan hệ vói hoạt động kiến tạo Tiến hóa trầm tích bể Phú Khánh theo mặt cắt từ dưới lên giữa khu vực thềm trong và thềm ngoài có sự khác nhau về tướng trầm tích trong giai đoạn Miocen (hình 4.4, 4.12, 4.13). Cấu trúc địa chất của 3 bể thứ cấp Miocen sớm, Miocen giữa và Miocen muộn bị ảnh hưởng của 4 nguồn lực chính: sụt lún nhiệt mạnh ở trung tâm; sụt lún yếu đới ven rìa phía tây; ảnh hưởng của đứt gãy trượt bằng Sông Hồng – đứt gãy sườn dốc đông Việt Nam và lực ép từ phía đông nam của đới tách giãn Biển Đông. 18