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
LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT
Hà Nội - 2020
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
LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC
GS.TS. Trần Văn Trị
1. GS.TS. Trần Nghi.......... 2. TS. Nguyễn Thế Hùng
Hà Nội - 2020
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 đƣợc sự chỉ bảo, quan tâm,
giúp đỡ tận tình của các thầy hƣớng 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 đƣợc 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 Trƣờng 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 phƣơng pháp nghiên cứu liên quan đến
luận án. Nhân dịp này, Nghiên cứu sinh đƣợc 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, ngƣời
thân và bạn bè, những ngƣời 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
CHƢƠNG 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
CHƢƠNG 2. PHƢƠNG PHÁP LUẬN, CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
VÀ CƠ SỞ TÀI LIỆU .............................................................................................. 33
2.1. PHƢƠNG PHÁP LUẬN..................................................................................... 33
2.2. CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................................. 41
2.2.1. Phƣơng pháp địa chấn - địa tầng ...................................................................... 41
2.2.2. Phƣơng pháp phân tích tài liệu địa vật lý giếng khoan .................................... 46
2.2.3. Phƣơng pháp phân tích lát mỏng thạch học đá trầm tích dƣới kính hiển vi
phân cực ..................................................................................................................... 49
2.2.4. Phƣơng pháp phân tích biến dạng và phục hồi bể trầm tích ............................ 51
2.2.5. Phƣơng pháp xây dựng bản đồ tƣớng 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
CHƢƠNG 3. ĐẶC ĐIỂM BIẾN DẠNG VÀ LỊCH SỬ BIẾN ĐỔI CẤU TRÚC
1
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
3.4.2. Phân vùng cấu trúc địa chất Miocen sớm (N1
3.4.3. Phân vùng cấu trúc địa chất Miocen giữa (N1
3.4.1. Xử lý biến dạng ................................................................................................ 87 1) ............................................... 90 2) ............................................... 93 3) ............................................. 96 3.4.4. Phân vùng cấu trúc địa chất Miocen muộn (N1
CHƢƠNG 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 TƢỚNG ĐÁ – CỔ ĐỊA LÝ THEO ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP .......... 106
4.3.1. Khái quát ........................................................................................................ 106
4.3.2. Đặc điểm tƣớng đá – cổ địa lý giai đoạn Miocen sớm .................................. 107
4.3.3. Đặc điểm tƣớng đá – cổ địa lý giai đoạn Miocen giữa .................................. 113
4.3.4. Đặc điểm tƣớng 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
2
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
3
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 139
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
amr Nhóm tƣớng đồng bằng châu thổ biển thấp
amt Nhóm tƣớng ven biển biển tiến
Nhóm tƣớng aluvi biển thấp ar
Nhóm tƣớng aluvi biển tiến at
Hàm lƣợng felspat (%) F
GR Đƣờng 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)
Md Kích thƣớc hạt trung bình (mm)
mt Nhóm tƣớng biển tiến
Hàm lƣợng thạch anh (%) Q
Hàm lƣợng mảnh đá (%) R
Reef Tƣớng ám tiêu san hô
Ro Độ mài tròn
Hệ số chọn lọc So
TS Bề mặt biển tiến (Transgressive Surface)
4
TST Miền hệ thống trầm tích biển tiến (Transgressive System Tract)
DANH MỤC CÁC BIỂU BẢNG
Bảng 1.1. Tổng hợp các đặc điểm hình thành và phát triển các bể Nam Côn Sơn, Tƣ
Chính - Vũng Mây, Phú Khánh................................................................................. 25
Bảng 3.1. Xác định độ cao và độ sâu đáy biển trên cơ sở tƣớng trầm tích .............. 76
Bảng 4.1. Liên hệ đối sánh địa tầng phân tập và tƣớng trầm tích trong mối quan hệ
với sự thay đổi mực nƣớc biển ................................................................................ 101
Bảng 4.2. Bảng đặc trƣng trƣờng sóng địa chấn các hệ thống trầm tích của các phức
tập theo tuyến L05 ................................................................................................... 104
Bảng 4.3. Đối sánh đặc điểm thạch học Miocen 3 GK2, GK-2X NCS, PV-2X TCVM ... 110
5
Bảng 4.4. Bảng tổng hợp đặc điểm thạch học của bể thứ cấp Miocen bể Phú Khánh .... 110
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Sơ đồ vị trí khu vực nghiên cứu và tuyến địa chấn, lỗ khoan đƣợc 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 nƣớc biển ............... 37
Hình 2.2. Cấu trúc của một phức tập (sequence) tƣơng 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 nƣớc 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 thƣờng 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 đƣờng cong địa vật lý giếng khoan cơ bản ...................... 48
Hình 2.10. Hình dạng đƣờng cong GR đặc trƣng cho các môi trƣờng 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
6
Hình 2.17. Bản đồ dị thƣờng trọng lực Bouguer................................................................... 57
Hình 2.18. Bản đồ dị thƣờng từ Δta ....................................................................................... 57
Hình 3.1. Bối cảnh địa động lực giai đoạn trƣớc tách giãn .................................................. 59
Hình 3.2. Sơ đồ phân bố các đƣờng dị thƣờng từ khu vực bể trũng nƣớc sâu Biển Đông 60
Hình 3.3. Ranh giới giữa Oligocen và Miocen sớm (màu cam), Miocen sớm và Miocen
giữa (xanh nƣớc biển); ranh giới giữa Miocen giữa và Miocen muộn (xanh lá cây) đặc
trƣng bởi kết thúc phản xạ dạng kề áp (onlap) và đặc trƣng 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 nƣớc biển); ranh giới giữa
Miocen giữa và Miocen muộn (xanh lá cây) và đặc trƣng của tập địa chấn Miocen sớm;
Miocen giữa .............................................................................................................................. 67
Hình 3.7. Ranh giới giữa Miocen sớm và Miocen giữa (xanh nƣớc biển); ranh giới giữa
Miocen giữa và Miocen muộn (xanh lá cây) đặc trƣng 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 trƣng 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 trƣợt Tuy Hòa (đứt gãy trƣợt 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 trƣợt
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 trƣợt bằng của
đới xiết trƣợt Tuy Hòa: F1, F2, F3, F4, F5, F6, F7. Trong đó F3 là đứt gãy kép: trƣợt bằng 3 làm tăng bề dày cánh bên phải gấp 3 lần cánh bên trái. Phát triển và thuận sụt bậc trong N1
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
7
hào Hoàng Sa và bể Phú Khánh.............................................................................................. 72
Hình 3.13. Các đứt gãy trƣợt bằng – xoay đƣợc minh giải trên tuyến L12 ......................... 72
Hình 3.14. Mặt cắt địa chấn ngang qua đứt gãy sƣờn 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 trƣợt 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, trƣờng song cấu tạo nêm tăng trƣởng 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 tƣớng 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 trƣợt 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 trƣớc 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
hƣớng 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 dƣới bể Phú Khánh ...................................................... 91
8
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) đƣợc xác định trên tuyến L04 .............................................. 103 1; N+; Môi trƣờng bãi triều Hình 4.3. Cát kết thạch anh - litic; GK2; độ sâu 2546m; tuổi N1
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 tƣớng 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. 3 ................................................................................... 114 Môi trƣờng vũng vịnh (mt TST), N1
sâu 1160 m; N1
Hình 4.8. Mẫu đá vôi sinh vật (foram); GK2; độ sâu 2255,50m; tuổi N1
Hình 4.7. Đá vôi chứa cát, bitum và vụn sinh vật, môi trƣờng vũng vịnh nông, mẫu ở độ 3; N-; x 125; GK PV -2X TCVM ................................................................ 114 2; N+ ................. 114 2 ....... 114 Hình 4.9. Mẫu đá vôi sinh vật (Bryozoa, foram); GK2; độ sâu 2283,00m; tuổi N1
2; N+ ;
Hình 4.10. Mẫu đá vôi ám tiêu, độ rỗng hiệu dụng cao; GK2; độ sâu 2453,00m; 2; N+ ............................................................................................................................. 115 tuổi N1
Hình 4.11. Mẫu cát kết acko hạt trung; GK2; độ sâu 2485,50m; tuổi N1
môi trƣờng 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 tƣớng đá - cổ địa lý miền hệ thống biển tiến (TST) Miocen giữa ........ 117
Hình 4.14. Sơ đồ tƣớng đá - cổ địa lý Miocen muộn, giai đoạn biển thấp(LST) ............. 119
9
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
cắt địa chấn L07 ..................................................................................................................... 134
Hình 4.21. Bẫy ám tiêu san hô và bẫy địa tầng trầm tích thể hiện trên mặt cắt địa
chấn L01 ................................................................................................................................ 134
10
Hình 4.22. Bẫy hỗn hợp thể hiện qua tuyến L12 ................................................................ 134
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 vài mét đến 3000 mét 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 đƣợc đầu tƣ 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 tƣợng chƣa đƣợc 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 tƣợng nổi tiếng đƣợc các văn liệu địa chất nói tới trong khuôn khổ bể Phú Khánh nhƣ đới đứt gãy sụt bậc 109o-110oE, đới sụt lún trung tâm,
đới xiết trƣợt Tuy Hòa và đới nâng ngoài. Hàng loạt các hiện tƣợng 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 nhƣ 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 nƣớc biển toàn cầu và chuyển
động kiến tạo trong Miocen và đánh giá ý nghĩa dầu khí liên quan.
Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu:
Các thành tạo trầm tích Miocen trên, Miocen giữa, Miocen dƣới trong phạm
vi bể trầm tích Kainozoi Phú Khánh.
Nội dung nghiên cứu:
11
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 phƣơng thẳng
đứng: Miocen dƣới, 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 nhƣng phức
tạp hóa về tƣớng trầm tích từ Miocen sớm đến Miocen muộn. Trong Miocen sớm
chủ yếu là nhóm tƣớng lục nguyên aluvi lấp đầy các địa hào nội lục và nhóm
tƣớng lục nguyên châu thổ. Đến Miocen giữa và Miocen muộn đã xuất hiện 3
nhóm tƣớng gồm nhóm tƣớng lục nguyên ven biển và biển nông ít khoáng; nhóm
tƣớng ám tiêu san hô và nhóm tƣớng sét vôi vũng vịnh. Các nhóm tƣớng này đƣợc
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 đƣợc những hiện tƣợng biến dạng của đới đứt gãy
1090 – 1100E, phục vụ cho xây dựng các sơ đồ cấu trúc địa chất.
2. Xây dựng đƣợc 3 sơ đồ tƣớng đá - cổ địa lý theo miền hệ thống của địa
12
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. Bƣớc đầu đã chứng minh đƣợc 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 đƣợc tuổi của các kiểu bẫy đặc trƣng 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 3) và phát triển bẫy hỗn hợp do nghịch
liên quan tƣớng cát châu thổ ngầm (HST N1 3. đảo kiến tạo cuối N1
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 đƣợc các tổ hợp thạch kiến tạo góp phần luận giải cơ chế hình
thành các bể thứ cấp;
- Đã xây dựng các bản đồ tƣớng 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 trƣờng trầm tích với các pha kiến tạo sụt lún tạo bể và nâng cao
tạo vùng xâm thực.
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 tƣớng 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
13
Phú Khánh.
Bố cục của luận án:
Mở đầu
Chƣơng 1: Tổng quan khu vực nghiên cứu
Chƣơng 2: Cơ sở tài liệu, phƣơng pháp luận và các phƣơng pháp nghiên cứu
Chƣơng 3: Đặc điểm biến dạng và Lịch sử biến đổi cấu trúc địa chất các bể
thứ cấp Miocen
Chƣơng 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
14
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 nƣớc 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, gồm các lô 121, 122, 123, 124, 125, 126, 127, 128, 147, 148,
149, 150, 151, 152. Ranh giới của bể về phía Bắc giáp với bể Sông Hồng, phía
Đông Bắc là bể Hoàng Sa, phía Đông là đới tách giãn Biển Đông, phía Đông Nam
là bể Nam Côn Sơn, phía Nam là bể Cửu Long và phía Tây là thềm Đà Nẵng và
thềm Phan Rang (hình 1.1) [8, 41, 48, 63].
Hình 1.1. Sơ đồ vị trí khu vực nghiên cứu và tuyến địa chấn, lỗ khoan được sử dụng
15
[8, 41, 48, 63]
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 nhƣ sau:
Địa hình đáy biển tại mực nƣớc sâu từ 0 – 200m: địa hình tƣơng 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 trƣng
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 hƣớng Á vĩ tuyến khống chế. Hoạt
động đứt gãy này đã làm cho móng của thềm lục địa trƣợt 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 nƣớc biển > 200m: địa hình đổ dốc với độ dốc lớn đến độ sâu
1000m. Sƣờn lục địa đƣợc tạo thành chính là do sự sụt trƣợt bởi các hoạt động đứt
gãy, có độ dốc thay đổi từ vài độ đến vài chục độ nhƣ 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 tƣớng trầm tích có nguồn gốc lục
nguyên, còn có các thành tạo san hô và phun trào bazan. Khu vực sâu nhất của sƣờn
lục địa là vùng Trũng Phú Yên với độ sâu nƣớc đến trên 3000 m cách bờ 200 km,
hình thái bề mặt đáy biển bằng phẳng giống nhƣ 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 đƣợc xem nhƣ một phần
của lục địa Phú Khánh bị nhấn chìm [7, 8, 11, 63].
Xa nữa đến 3500 m nƣớc (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
16
dốc lớn gần nhƣ 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 đƣợc 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 trƣng của loại biển ven rìa. Phần
khu vực đáy biển từ 0 - 30m nƣớc thƣờng là đới địa hình chịu tác động bởi sóng
biển, hình thái địa hình thƣờng 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 nhƣ
vịnh Đà Nẵng, Qui Nhơn-Thị Nại, Nha Trang, Cam Ranh… vật liệu tích tụ thƣờng
17
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 đƣợc nhiều nhà
khoa học trong và ngoài nƣớc quan tâm. Tuy nhiên, do tính chất phức tạp cũng nhƣ
cơ sở tài liệu hạn chế của bể Phú Khánh nên công tác nghiên cứu từ trƣớc đến nay ở
khu vực bể Phú Khánh chƣa nhiều. Những nghiên cứu về địa chất, thổ nhƣỡng ở
trên đất liền có thể bắt đầu từ những năm 50 của thế kỷ trƣớc, 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 nhƣ 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 đƣợc tiến hành trong các chƣơng 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 nhƣ:
Năm 1974, công ty GSI đã tiến hành thu nổ địa chấn 2D khu vực với mạng
lƣới 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 lƣới 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 Malƣgin), tổng cộng là 6.200 km.
Các khảo sát trên là những khảo sát mang tính khu vực, nhƣng qua đó cũng
thấy đƣợc phần nào bức tranh khái quát về các yếu tố cấu trúc, địa chất, kiến tạo của
18
khu vực nghiên cứu, để có thể định hƣớng cho các bƣớc nghiên cứu tiếp theo.
1.2.1.2. Giai đoạn từ năm 1988 đến nay
Vào những năm 80 của thế kỷ trƣớc, đất nƣớc ta tiến hành công cuộc đổi
mới, chúng ta đã kêu gọi các nhà thầu nƣớc ngoài vào đầu tƣ TKTD dầu khí ở Việt
Nam. Đặc biệt, từ khi Luật đầu tƣ nƣớc ngoài đƣợc 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 nhƣng 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 lƣới 15 x 30 x 50 km từ vĩ tuyến 100o đến 150o,
tổng số là 3.317 km, đây là những tài liệu đƣợc thu nổ, xử lý với công nghệ mới
nhất vào thời kỳ đó, vì vậy mà chất lƣợng tài liệu cũng nhƣ độ phân giải cao hơn
nhiều so với những tài liệu từ trƣớc năm 1985. Cùng với tài liệu địa chấn, tài liệu từ
và trọng lực thành tàu cũng đƣợc đo nhƣng không nhiều và chƣa bao quát hết khu
vực, hơn nữa cũng không đƣợc 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 tƣơng 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 lƣới tuyến do
NOPEC thu nổ năm 1993, đã tiến hành thu nổ địa chấn 2D với khối lƣợng 7.268 km
tuyến, tài liệu thu nổ này đƣợc 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 Nhƣ 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
19
Đông: 31 – 16 km; Khu vực Trung tâm Biển Đông: 10 – 6 km; Khu vực Quần đảo
Trƣờng Sa: 23 – 10 km; Khu vực Tƣ 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 nƣớc sâu này [14].
Với tầm nhìn chiến lƣợc, Việt Nam đã và đang triển khai nhiều dự án, chƣơng
trình nghiên cứu tầm cỡ Quốc gia. Các chƣơng trình nghiên cứu khoa học cấp nhà
nƣớc nhƣ “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 nƣớc thuộc chƣơng trình điều tra cơ
bản và nghiên cứu ứng dụng công nghệ biển (chƣơng trình 22A, 48B, KC09) đƣợc
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 đƣợc hội đồng
nghiệm thu cấp nhà nƣớc 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 đƣợc
chú ý đầu tƣ 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 đƣợc tổng hợp và minh giải cùng lúc
trên 3 vùng bế Phú Khánh, khu vực Tƣ Chính- Vũng Mây và nhóm bể tây nam
Trƣờng 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 trƣớc Đệ tam, nóc Oligocen,
nóc Miocen sớm, nóc Miocen giữa và nóc Miocen muộn. Bƣớc 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
20
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 đƣợc các nhà
thầu đầu tƣ 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 lƣới tuyến 2 km x 5 km ở vùng
trung tâm lô và 4 km x 10 km ở vùng nƣớc 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 lƣới tuyến 1,5 km x 4 km ở vùng trung tâm và
15 km x 15 km ở vùng nƣớc 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 bƣớc 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. Lƣới tuyến không độc quyền này đã vƣơn xa ra phía
Đông thềm lục địa, nơi khu vực nƣớc sâu trên 2.000m mà trƣớc đây chƣa có lƣới
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 trƣớc khi khoan giếng 127-NT-1X. Tuy
giếng khoan này đã không thành công nhƣng 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
nƣớc 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 đƣợc triển khai thực hiện. Đề tài
“Nghiên cứu địa tầng phân tập – tƣớng đá cổ địa lý các thành tạo trầm tích bể Phú
Khánh, Nam Côn Sơn và khu vực Tƣ Chính – Vũng Mây để xác định tính đồng
nhất, phân dị của tƣớng trầm tích qua các thời” do Trần Nghi chủ nhiệm (2013) trên
21
cơ sở nghiên cứu địa tầng phân tập đã phân tích tƣớng để từ đó nghiên cứu lịch sử
phát triển các bể trầm tích Kainzoi và đã xây dựng các sơ đồ tƣớng 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 nƣớc 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, Tƣ Chính - Vũng Mây dƣới ảnh hƣởng 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 đƣợc 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
1, N1
2, N1
2, N1
1, E3
Paleogen và kết thúc trong giai đoạn Đệ tứ. Lịch sử đó đƣợc ghi lại một cách sinh 3 và động bởi 6 chu kỳ trầm tích tƣơng ứng với 6 bể thứ cấp (E3
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,
28, 33-35, 70, 76-78, 84, 95, 96].
Công tác nghiên cứu địa chất ở phần đất liền cánh phía Tây bể Phú Khánh
đƣợc các nhà địa chất Pháp nghiên cứu từ rất sớm trong công tác khảo sát lập bản
đồ tỷ lệ 1:500.000 vùng Đà Nẵng (1935), Nha Trang (1937) và Qui Nhơn (1942).
Lịch sử nghiên cứu địa chất bể Phú Khánh có thể ghi nhận khởi đầu là Saurin (1944
- 1964) nghiên cứu điểm lộ đầu tiên ở đầm Thị Nại (Bình Định) trên đất liền gần
với bể Phú Khánh đã phát hiện ra các lớp Sapropel giàu tảo có nguồn gốc dầu mỏ.
Từ năm 1979 đến 2006 Tổng công ty dầu khí Việt Nam đã hợp tác với Mỹ và Nga
đã thu nổ đƣợc khoảng 7000 km tuyến địa vật lý 48, 71. Giai đoạn 1995- 2000
chƣơng 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
22
cần phải đƣợc tiếp tục nghiên cứu: Phân tích tƣớng và tích hợp giữa tƣớng 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 trƣởng 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 nhƣ cấu tạo “lƣợn 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 chƣa 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 sƣờn dốc Đông Việt Nam. Cơ chế
địa động lực hình thành bể đã đƣợc nhiều nhà địa chất trong và ngoài nƣớc quan
tâm nghiên cứu vì mục đích khoa học cũng nhƣ ý nghĩa thực tiễn của nó.
Điển hình nhƣ 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 – trƣớc 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 Dƣơng về phía đông nam.
Đứt gãy sông Hồng đổi hƣớng từ trƣợt bằng trái sang trƣợt 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 trƣợt trái Ailaoshan – Sông Hồng với biên độ 1000 km, đứt gãy Mae
Ping, mở Biển Đông trong Neogen và đứt gãy trƣợt 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 chƣa phân tích
tƣớng trầm tích qua đặc điểm trƣờng sóng địa chấn nên đƣờng cong thay đổi mực
23
nƣớc biển chƣa 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 dƣơng của trung tâm Biển Đông. Tất cả các mặt cắt
này đều thể hiện một quy luật là những nơi vỏ lục địa trƣớc 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 trƣớc 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 tƣơng 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 trƣợt Tuy Hòa. Tuy nhiên, các đơn vị cấu trúc này mới chỉ dừng lại là các
đơn vị cấu trúc hiện tại đƣợc xác lập bắt đầu từ Pliocen đến nay mà chƣa 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 đƣợc 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 đƣợc hình thành trong Eocen sớm hơn các bể khác ở Đông Nam Á và
trƣớc 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 Dƣơng cũng bị thúc
24
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 nhƣ Hoàng
Sa, Trƣờng 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]
Tuổi
Loại vỏ
Cơ chế
Yếu tố địa động
Tên bể
Kiểu bể
hình
Trái đất
tạo bể
lực
thành
Vỏ lục địa
Trƣợt cục
Thúc trồi E3 - N1
Nam Côn
phía tây
bộ (tây)
Oligocen
Rift căng giãn
Giãn đáy Biển
Sơn
Vỏ chuyển
Căng giãn
(E3)
Đông
tiếp phía đông
(đông)
Hỗn hợp, kéo
Thúc trồi E3 - N1
Vỏ lục địa -
toác + căng
Oligocen
Phú Khánh
Kéo toác
Giãn đáy Biển
chuyển tiếp
giãn rìa thụ
(E3)
Đông
động
Rạn nứt tạo
Eocen -
Thúc trồi E3 - N1
Tƣ Chính -
Vỏ chuyển
bán địa hào
Rìa căng giãn
Oligocen
Giãn đáy Biển
Vũng Mây
tiếp
Căng giãn
Đông
(E2 - E3)
Với mục tiêu phân loại bể nhằm tƣơng tự hóa các bể chƣa thăm dò với các bể đã
thăm dò và khai thác dầu khí các tác giả đã phân loại bể chủ yếu dựa trên 3 tiêu chí:
- Vị trí các bể trên các mảng thạch quyển
- 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
25
vực này vừa mang tính rìa thụ động vừa chịu tác động của chuyển động trƣợt 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 trƣng tạo thềm về phía biển (bảng 1.1).
Đồng thời, cũng có nhiều công trình công bố đã chỉ ra đới cắt trƣợt Tuy Hòa
có ảnh hƣởng 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 hƣớng bắc nam bị đới đứt gãy Tuy Hòa cắt làm dịch trƣợt .
Trần Văn Trị (2009), trong công trình Địa chất và tài nguyên Việt Nam đứt
gãy Kinh tuyến 110 đƣợc gọi làt đứt gãy “ Sƣờn dốc đông Việt Nam”. Đới cắt trƣợt
Tuy Hòa cắt làm đứt gãy “Sƣờn dốc đông Việt Nam” dịch trƣợt bằng trái.
Michael B.W Fyhn, et al (2009) [78] đã phân chia ra 3 đới tƣớng trầm tích từ
ven rìa đến biển nông của bể Phú Khánh gồm đới tƣớng aluvi và quạt ngầm châu
thổ (fan deltas), carbonat khối xây (carbonate buildup) và carbonat dạng nền
(carbonate platform). Việc phân chia đới tƣớng trầm tích này cần đƣợc 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 đƣợc các tổ hợp cộng sinh tƣớng cần phải khôi
phục từng bể thứ cấp (secondary basins) thì mới làm rõ đƣợc địa hình cổ và các
tƣớng trầm tích. Michael B.W. Fyhn, et all (2013) lại đƣa ra thêm những kết quả
nghiên cứu mới của bể Phú Khánh nhƣ trầm tích vụn aluvi (alluvial – neritic
siliciclastic) trầm tích vụn biển sâu (bathyal siliciclastic) và châu thổ basalt (basalt
delta) 79. Các đới tƣớng trầm tích nói trên đƣợc xác định trên mặt cắt địa chấn là
không đúng với quy luật phân bố các nhóm tƣớng theo mặt cắt từ dƣới lên và theo
không gian từ rìa vào trung tâm bể. Trong Oligocen - Miocen bể Phú Khánh không
có trầm tích biển sâu nhƣ các tác giả đã mô tả. Nếu chỉ suy luận từ trƣờng sóng địa
chấn thì độ thuyết phục không cao.
D. Savva, et al (2013) 92 đã phân tích và chứng minh hiện tƣợng 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 tƣ tƣởng nhận thức mới đối với cơ
26
chế địa động lực tạo các bể vùng nƣớc 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 trƣớc Kainozoi và các thành tạo Kainozoi (hình 1.4, 1.5) và
đƣa ra mô hình đối xứng thắt cổ “chày” (hình 3.20) để mô tả hiện tƣợng sụt lún lan
tỏa mở rộng dần của các bể thứ cấp từ Oligocen sớm đến Miocen muộn do vỏ lục
địa trƣớc Kainozoi bị nóng chảy vát mỏng bởi các “chùm lƣỡi” manti trên. Bề mặt
Moho dâng cao theo từng chu kỳ và tạo nên hiện tƣợng 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 đƣa 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
1) tƣơng ứng với giai đoạn tách giãn đáy Biển Đông đặc trƣng
(sequence) và 3 tổ hợp thạch kiến tạo: (1) Tổ hợp đá lục nguyên đa khoáng từ 32 –
16 triệu năm (E2 – N1
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 tƣơng 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
27
tƣơng 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
28
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 hƣớng của
đới tách giãn đáy Biển Đông.
1.2.3. Nhận xét chung
Nhƣ 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 nƣớc biển toàn cầu và chuyển động kiến tạo vẫn chƣa
đƣợc 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 chƣa đƣợc 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 phƣơng nằm ngang của bể Phú Khánh đƣợc phân
định dựa trên các đứt gãy có tính khu vực kéo dài liên tục theo không gian trong
giai đoạn Pliocen – Đệ tứ, nhƣng còn chƣa xác định đƣợc tuổi và cơ chế thành tạo
theo từng giai đoạn?
3/ Tại sao trầm tích lục nguyên tƣớng 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 đƣợc thành tạo ở môi trƣờng 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
chƣa đƣợc 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 đƣợc 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
29
những lát cắt các giếng khoan đã đƣợc tiến hành tại các vùng lân cận với các bể trầm
tích sông Hồng, Cửu Long, Nam Côn Sơn, Tƣ Chính – Vũng Mây [29, 30, 41, 48] và
1 py), hệ tầng Phú Khánh (N1
lần đầu tiên đƣợc Đỗ Bạt và nnk (2018) [2] định danh. Theo đó, địa tầng bể Phú Khánh 2 pk), gồm: Oligocene - Eocene (?), hệ tầng Phú Yên (N1
3 kh) và hệ tầng Biển Đông (N2 –Q bđ) (hình 1.6).
hệ tầng Khánh Hòa (N1
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 chƣa gặp mẫu đá cụ
thể của tập này. Theo nhƣ 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 dƣới là Eocene (?) đƣợc hình thành trong
môi trƣờng 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 dƣới 1 py) Hệ tầng Phú Yên (N1
Mặt cắt của hệ tầng đƣợc 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
30
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 trƣng cho thời kỳ
Miocene sớm và thuộc các đới foram lớn Miogy- psinoides, Miogypsina (Tf1),
Lepidocyclina Eulepidina (Te5). Môi trƣờng 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
2 pk)
Hệ tầng Phú Khánh (N1
Trầm tích thuộc hệ tầng Phú Khánh đƣợc 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 dƣới 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 trƣờng 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
3 kh)
Hệ tầng Khánh Hòa (N1
Mặt cắt chuẩn của hệ tầng Khánh Hòa đƣợc định danh, xác lập tại giếng khoan
124-CMT-1X độ sâu 1.160 - 1.470m (Đỗ Bạt, 2015) và đƣợc 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
31
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 đƣợc hình thành trong môi trƣờng thềm biển, biển nông, biển
mở. Hệ tầng có chiều dày khoảng 100 – 1000 m.
Hệ tầng Khánh Hòa phủ bất chỉnh hợp trên hệ tầng Phú Khánh.
Thống Pliocen
bđ)
Hệ tầng Biển Đông (N2
Hệ tầng Biển đông đƣợc quan sát tại giếng khoan 124-CMT-1X (520 -
1.160m), giếng khoan 124-HT- 1X và giếng khoan 127-NT-1X, tƣơng tự nhƣ các
trầm tích ở phía Nam bể Sông Hồng, gồm các tập sét bột cát bở rời chứa glauconite
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.
32
Hệ tầng Biển Đông phủ bất chỉnh hợp trên hệ tầng Khánh Hòa.
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 các bể trầm tích là một vấn đề rất phức
tạp. Do đó, đòi hỏi cần phải có một phƣơng pháp luận đúng đắn nhƣ một kim chỉ
nan định hƣớng 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 đƣợc 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 nƣớc 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 đƣợc 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 tƣơng tự nhƣ các mặt phân lớp và các mặt bất chỉnh hợp.
Các ranh giới bất chỉnh đƣợc xác định trên mặt cắt địa chấn bằng các ranh giới phản
xạ dạng kề áp (onlap) và đƣợc kết thúc bằng cách chống vào bề mặt bất chỉnh hợp
bên dƣới hoặc chống vào nhau. Theo Vail các bất chỉnh hợp này phân chia các mặt
cắt địa chấn thành các phần khác nhau đƣợc gọi là các tập địa chấn. Phƣơng pháp
mới này đã cho chúng ta thấy rõ các bể trầm tích đƣợc lấp đầy trầm tích nhƣ 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 đƣợc hoàn thiện và sử dụng rộng
rãi, điển hình nhƣ 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 tƣớng và kiến trúc địa tầng ở bên trong một khung thời gian [73]. Tƣơng tự,
trên cơ sở tiếp cận địa tầng phân tập từ quan điểm phân tích tƣớng, Trần Nghi
(2010) định nghĩa “địa tầng phân tập là sự sắp xếp có quy luật của các tướng và
33
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 đƣợc sử dụng xuyên suốt trong luận án.
Nhƣ 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 hƣởng lẫn nhau
của không gian tích tụ trầm tích và sự tích tụ trầm tích (biển thoái mức thấp và mức
cao, biển tiến), đƣợc giới hạn bởi các bề mặt “địa tầng phân tập”.
Dƣới đây sẽ trình bày các khái niệm cơ bản về các đơn vị địa tầng phân tập
đƣợc 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 tƣơng đƣơng. 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 đƣợc cấu thành bởi các phân tập (parasequences) và nhóm phân tập
(parasequences set). Phân tập là đơn vị cơ bản nhỏ nhất tƣơng 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 đƣợc giới hạn với nhau bởi ranh giới của các
đơn vị trầm tích thƣờng trùng với các đơn vị tƣớng trầm tích.
Thuật ngữ “Tƣớng” (facies) lần đầu tiên đã đƣợc N.Steno (Đan Mạch) đƣa
vào trong văn liệu địa chất năm 1669. Hai thế kỷ sau, nhà bác học Thụy Sĩ Gresli A.
(1840) đã dùng khái niệm tƣớng 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 tƣớng không chỉ dùng trong trầm tích mà còn dùng trong đá
magma, biến chất và địa hoá học. Lịch sử nghiên cứu về tƣớng đã nảy sinh những
nhận thức và có 4 quan niệm khác nhau: (1) Quan điểm tƣớng là địa tầng của một
số nhà khoa học nhƣ R.Moore (1948), E.D. Mackee và Staxki.N.XX (1955); (2)
Quan điểm tƣớng là thạch học và cổ sinh vật của Krumbein và Belauxop; (3) Quan
điểm tƣớng là điều kiện địa lý tự nhiên hoặc môi trƣờng trầm tích của D.V.
Nalipkin, Jemchunhicop, và Pettijohn (1957); (4) Quan điểm tƣớng là tổng hợp về
34
điều kiện sinh thành và những đặc trƣng về thành phần trầm tích của Rukhin và
Teodorovic (1960, 1969). Trong phạm vi luận án, Nghiên cứu sinh sẽ theo quan
điểm thứ tƣ, 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 trƣờng 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 trƣờng cổ địa lý hay hoàn cảnh
lắng đọng trầm tích đặc trƣng. 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 trƣng riêng
của nó về thành phần thạch học, cổ sinh và địa hoá.
Vì vậy, khi phân biệt tƣớng này với tƣớng kia là phải dựa vào thành phần
trầm tích và môi trƣờng 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 trƣờng 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 tƣớng trầm tích đƣợc
thể hiện qua mối quan hệ nhân quả giữa tƣớng và các miền hệ thống trầm tích. Quá
trình thay đổi MNB có thể tạo ra môi trƣờng trầm tích đơn giản và môi trƣờng trầm
tích hỗn hợp. Môi trƣờng trầm tích đơn giản tạo nên nhóm tƣớng đơn còn môi
trƣờng trầm tích hỗn hợp thì tạo nên nhóm tƣớng kép. Từ ý nghĩa đó, trong luận án
phân loại tƣớng trầm tích làm 2 nhóm: nhóm tƣớng đơn và nhóm tƣớng kép.
● Nhóm tƣớng đơn: bao gồm các nhóm tƣớng thuần nhất,
Ví dụ:
- Nhóm tƣớng aluvi biển thấp ký hiệu là: ar
- Nhóm tƣớng aluvi biển tiến ký hiệu là: at
- Nhóm tƣớng đồng bằng châu thổ biển thấp ký hiệu là: amr
- Nhóm tƣớng ven biển biển tiến ký hiệu là: amt
- Nhóm tƣớng biển biển tiến ký hiệu là: mt
● Nhóm tƣớng kép: bao gồm 2 nhóm tƣớng xen kẽ nhau trong một đơn vị
35
trầm tích.
Ví dụ:
- Nhóm tƣớng sét biển dâng xen tƣớng bột sét châu thổ biển thấp: mt/amr
- Nhóm tƣớng bột sét châu thổ biển thấp xen tƣớng sét biển nông biển tiến:
amr/mt.
Trong thực tế hầu hết các đơn vị trầm tích đƣợc thành tạo trong môi trƣờng
biển đều thuộc tƣớng kép trong đó nhóm tƣớng châu thổ ngầm đóng vai trò cung
cấp vật liệu chủ yếu. Chúng thƣờng bị xóa nhòa dấu vết cấu tạo phân lớp xiên chéo
và nêm tăng trƣởng biến thành các lớp trầm tích có cấu tạo ngang song song do quá
trình tái vận chuyển và tái phân bố trầm tích dƣới tác dụng của chế độ thủy động lực
biển nhƣ sóng, dòng triều, dòng chảy đáy.
Đồng thời, dựa trên cơ sở tƣớng địa chấn và tƣớng 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 đƣợc thành tạo từ khi mực nƣớc 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 tƣớng
trầm tích aluvi hạt thô phân bố từ trên đất liền xuống phần trong của thềm lục địa,
tiếp đến là tƣớng cát bột sét châu thổ thềm ngoài và cuối cùng là tƣớng biển nông và
tƣớng turbidit quạt chân sƣờn. 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 sƣờn 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 trƣớc 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 trƣớc.
- Miền hệ thống trầm tích biển tiến (Transgressive systems tract-TST): là
phức hệ trầm tích đƣợc tích tụ trong quá trình biển tiến. Trầm tích có cấu tạo phủ
chồng tiến (onlap). Thành phần độ hạt theo mặt cắt từ dƣới lên thay đổi từ thô đến
mịn, ngƣợc lại với mặt cắt biển thoái là có thành phần độ hạt biến thiên từ mịn đến
36
thô. Tuy nhiên, đối với trầm tích aluvi một nhịp của trầm tích aluvi từ lòng sông đến
bãi bồi tuy đƣợc thành tạo trong pha biển thoái song vẫn biến thiên độ hạt từ thô
đến mịn. Vì không chịu điều tiết trực tiếp của môi trƣờng biển mà là do điều tiết của
năng lƣợng dòng chảy một chiều.
- Miền hệ thống trầm tích biển cao (Highstand system tract- HST): Hệ thống
trầm tích biển cao là phức hệ trầm tích đƣợc hình thành khi mực nƣớc biển chân
tĩnh từ mức cao nhất (HSL – highstand sea leve) rồi hạ thấp dần, tuy nhiên do có
quá trình lắng đọng trầm tích mà tốc độ lắng đọng vƣợt qua tốc độ dâng cao của
mực nƣớc biển chấn tĩnh. Lúc đó mặt cắt trầm tích có sự phân dị độ hạt theo chiều
thẳng đứng là dƣới mịn trên thô, chủ yếu có kiến trúc chồng lấn thể hiện sự dƣ thừa
lắng đọng trầm tích.
Hình 2.1. Các hệ thống trầm tích liên quan đến chu kỳ thay đổi mực nước biển [24]
Trên cơ sở liên kết tƣớng, chu kỳ trầm tích và các pha biển tiến biển thoái,
mối quan hệ giữa tƣớng trầm tích và các miền hệ thống trong địa tầng phân tập đã
đƣợc Trần Nghi (2013) (hình 2.2) khái quát nhƣ sau:
- Miền hệ thống trầm tích biển thấp (LST):
LST = arLST + amrLST + amr/mtLST
- Miền hệ thống trầm tích biển tiến (TST):
TST = atTST + amtTST + mt/amrTST
- Miền hệ thống trầm tích biển cao (TST):
HST = arHST + amrHST + amr/mtHST
Dựa trên kinh nghiệm nghiên cứu các bể trầm tích Kainozoi trên thềm lục địa
37
Việt Nam, Trần Nghi (2010) đã đề xuất mô hình địa tầng phân tập áp dụng cho các
bể trầm tích Kainozoi ở Việt Nam [23]. Theo mô hình này, “mỗi tập tương ứng với
một chu kỳ trầm tích do một chu kỳ mực nước biển quy định”. Mô hình lựa chọn
ranh giới tập là bề mặt gián đoạn trầm tích chạy xuyên không gian từ lục địa ra đến
biển và xuyên thời gian từ thời điểm mực nƣớc biển nằm ở vị trí trung gian đến vị
trí thấp nhất của pha biển thoái. Mỗi tập đƣợc bắt đầu bởi trầm tích của miền hệ
thống biển thấp (LST) nằm trực tiếp trên bề mặt gián đoạn trầm tích chạy xuyên
không gian từ lục địa đến biển và xuyên qua thời gian từ thời điểm mực nƣớc biển
nằm ở vị trí trung gian đến vị trí thấp nhất của pha biển thoái, kết thúc mỗi tập là
trầm tích của miền hệ thống biển cao (HST) tƣơng ứng với thời gian mực nƣớc biển
hạ thấp từ vị trí cực đại đến vị trí trung gian (hình 2.2). Nhƣ vậy, mỗi chu kỳ trầm
tích phải đƣợc bắt đầu bằng các trầm tích hạt thô sau đó trong quá trình trầm tích
kích thƣớc hạt trở nên mịn dần và kết thúc chu kỳ trầm tích trầm tích lại có xu
hƣớng thô lên. Mỗi một chu kỳ trầm tích đầy đủ phải có sự thay đổi trầm tích theo
xu hƣớng từ thô đến mịn rồi chuyển sang xu hƣớng từ mịn đến thô. Mô hình này sẽ
đƣợc áp dụng để nghiên cứu lịch sử phát triển trầm tích khu vực nghiên cứu.
38
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) (Trần Nghi, 2017)[24, 25]
b) Nguyên lý về quy luật phân dị trầm tích và quan hệ nhân quả
Quy luật phân dị tƣớng trầm tích theo không gian và thời gian đã đƣợc khái
quát hóa trong định luật Walther (Walther’s Law) [101]: các tƣớng trầm tích hình
thành và lắng đọng phân dị theo không gian (phƣơng nằm ngang) có tính quy luật
và quy luật đó cũng đƣợc phản ánh trong các tập trầm tích theo thời gian (phƣơng
thẳng đứng). Nhờ đó khi nghiên cứu môi trƣờng lắng đọng trầm tích của các tập
trầm tích theo các tài liệu địa vật lý giếng khoan, cũng có thể luận giải và cho thấy
mô hình lắng đọng trầm tích theo không gian của từng khu vực cụ thể.
Quan hệ nhân quả
Một trong những nguyên tắc quan trọng trong nghiên cứu về địa tầng phân
tập đó là luôn luôn đặt trong mối quan hệ với hoạt động kiến tạo và sự thay đổi mực
nƣớc biển. Đó chính là quan hệ nhân quả, trong đó sự thay đổi mực nƣớc biển toàn
cầu, bối cảnh địa động lực nhƣ là yếu tố nguyên nhân và trầm tích (bao gồm thành
phần, cấu trúc) đƣợc coi là kết quả (hình 2.3, 2.4). Các hoạt động kiến tạo ảnh
hƣởng đến sự thành tạo và lắng đọng trầm tích bao gồm: hoạt động sụt lún, nâng
trồi; hoạt động đứt gãy, nén ép, hoạt động núi lửa. Trong khi đó, sự thay đổi mực
nƣớc biển toàn cầu hay địa phƣơng ảnh hƣởng trực tiếp đến không gian lắng đọng
trầm tích, đặc biệt là trong phạm vi môi trƣờng chuyển tiếp.
Hình 2.3. Mối quan hệ nhân quả giữa trầm tích, kiến tạo
và sự thay đổi mực nước biển
Để nhận thức đƣợc lịch sử phát triển địa chất bể Phú Khánh cần dựa trên
nhận thức về mối quan hệ nhân quả nói trên. Mỗi một pha kiến tạo là kiến lập nên
một kiểu bể tƣơng ứng. Mỗi một kiểu bể lại quy định các môi trƣờng lắng đọng
trầm tích với các tổ hợp thành phần vật chất đặc trƣng thích ứng với hoàn cảnh
39
ngoại sinh và nội sinh chi phối (Hình 2.4).
Hình 2.4. Sơ đồ tiếp cận hệ thống nghiên cứu địa tầng phân tập
(theo Trần Nghi, 2010) [24]
Mỗi pha kiến tạo xảy ra trong một bối cảnh kiến tạo cụ thể quy định đặc
điểm địa hình tƣơng ứng với các môi trƣờng lắng đọng trầm tích có những tổ hợp
thành phần trầm tích đặc trƣng. Các tổ hợp đá đặc trƣng cho một bối cảnh kiến tạo
nhƣ vậy đƣợc gọi là các tổ hợp thạch - kiến tạo [29, 37].
Trên cơ sở nhận thức về mối quan hệ nhân quả giữa quá trình trầm tích, sự
thay đổi mực nƣớc biển và chuyển động kiến tạo tƣ tƣởng chủ đạo đối với lịch sử
phát triển địa chất bể Phú Khánh đƣợc tiếp cận từ 3 vấn đề:
- Nghiên cứu lịch sử phát triển cấu trúc địa chất Miocen bể Phú Khánh thực
chất là nghiên cứu tiến hóa các bể thứ cấp Miocen sớm, Miocen giữa và Miocen
muộn trong mối quan hệ với hoạt động kiến tạo.
- Tiến hóa các bể trầm tích thứ cấp theo chu kỳ. Chu kỳ đƣợc biểu thị bởi sự
lặp đi lặp lại của các nhóm tƣớng trầm tích theo chiều thẳng đứng. Ranh giới giữa
các chu kỳ là bề mặt gián đoạn trầm tích.
- Các bể thứ cấp trong Miocen đều bị biến dạng và tuân theo quy luật là bể
càng cổ thì bị biến dạng càng mạnh. Những hiện tƣợng biến dạng đặc trƣng là: đứt
gãy, uốn nếp, ép trồi móng và hoạt động núi lửa làm thay đổi thế nằm ban đầu của
40
các lớp đá trầm tích.
2.2. CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.2.1. Phƣơng pháp địa chấn - địa tầng
Địa chấn địa tầng (seismic stratigraphy) là phƣơng pháp minh giải tài liệu địa
chấn dựa trên các mô hình địa tầng phân tập [44, 45]. Phƣơng pháp này đƣợc các
nhà địa chấn của Tập đoàn Exxon (Mỹ) nhƣ Vail P. R., Mitchum R. M., Posametier
H. W. đề xuất và áp dụng có hiệu quả trong phân tích tài liệu địa chấn phục vụ
nghiên cứu các bể trầm tích dầu khí [97-100].
Nội dung của phƣơng pháp là dựa trên đặc điểm về trƣờng sóng địa chấn để
xác định các ranh giới địa chấn và đặc điểm các tập địa chấn (ranh giới phức hệ,
ranh giới tập, đứt gãy, ...), kết hợp với kiến thức địa tầng, thạch học, trầm tích, cấu
trúc-kiến tạo xác định các thông tin địa chất [44-46]. Việc áp dụng địa chấn địa tầng
để phân tích, liên kết địa tầng của các bể trầm tích rất có hiệu quả.
Qúa trình phân tích địa chấn địa tầng có 4 bƣớc cơ bản: bƣớc 1- Xác định các
đứt gãy kiến tạo thể hiện sự dịch chuyển của các thành tạo trầm tích phản ánh qua
trƣờng sóng địa chấn bƣớc 2- Phân chia mặt cắt địa chấn thành các tập địa chấn;
bƣớc 3- Xác định sự thay đổi tƣớng địa chấn trong các tập địa chấn; và bƣớc 4-Giải
thích môi trƣờng thành tạo và thành phần thạch học.
Bước 1. Xác định các đứt gãy kiến tạo thể hiện sự dịch chuyển của các thành
tạo trầm tích phản ánh qua trƣờng sóng địa chấn.
Việc xác định các đứt gãy, thông số (biên độ, góc cắm) và tính chất (thuận,
nghịch, trƣợt bằng) thông qua dấu hiệu đó là: sự dịch chuyển một cách có hệ thống
của các trục đồng pha, sự kết thúc đột ngột của các trục đồng pha, sự xuất hiện các
Sự dịch chuyển có hệ thống các trục
đồng pha
Sự kết thúc đột ngột của các trục đồng pha và đới mất sóng Hình 2.5. Một số dấu hiệu xác định đứt gãy trên mặt cắt địa chấn
41
sóng tán xạ, tồn tại vùng mất sóng (hình 2.5).
Bƣớc 2: Phân chia mặt cắt địa chấn cần dựa trên các đặc điểm sau:
- Tập địa chấn là một phần của mặt cắt địa chấn bao gồm các mặt phản xạ
hay các trục đồng pha của sóng phản xạ mà thế nằm của chúng tƣơng tự nhau và
đặc trƣng cho các thành tạo hình thành trong cùng một điều kiện trầm tích.
- Các bất chỉnh hợp ở nóc và đáy của các tập đƣợc xác định dựa trên các
dạng kết thúc phản xạ sau: kề áp (onlap); chống đáy (downlap); chống nóc (toplap);
gá đáy (offlap); dấu hiệu bào mòn cắt xén (truncation) ... (hình 2.6);
- Hình thái của các ranh giới (mặt phản xạ) nằm trong phức hệ đó (dạng đồng
nhất, dạng phân lớp song song nằm ngang, dạng phân lớp song song lƣợn sóng,
dạng phân lớp á song song, phân lớp hình chữ S, dạng xích ma, dạng xếp ngói, ...)
(hình 2.6);
- Đặc điểm trƣờng sóng cần xác định khi xét các tập địa chấn: Tính liên tục
và gián đoạn của các mặt phản xạ; Độ mau thƣa của các mặt phản xạ; Năng lƣợng
phản xạ sóng (độ đậm-nhạt của các ranh giới); Tần số của dao động.
42
Hình 2.6. Các loại bất chỉnh hợp địa chấn thường gặp [15, 44, 45]
Bƣớc 3. Xác định sự thay đổi tƣớng trong các tập địa chấn
Việc phân tích tƣớng địa chấn nhằm làm sáng tỏ các đặc điểm và sự thay đổi
của một hay một nhóm các phản xạ. Các thông số phản xạ bao gồm: đặc điểm phân
lớp phản xạ, tính liên tục, biên độ, tần số và vận tốc lớp. Những thông số này đƣợc
gộp vào nhóm các thông số bên trong. Ngoài ra, yếu tố hình dạng bên ngoài của các
đơn vị tƣớng địa chấn và những mối quan hệ không gian của chúng cũng đóng vai
trò quan trọng trong quá trình phân tích tƣớng.
Trong các tập trầm tích các dạng phản xạ bao gồm: Dạng phản xạ song song:
đặc trƣng cho quá trình trầm tích đồng đều trong môi trƣờng ổn định, đáy nƣớc lún
chìm đều, thƣờng có mặt ở thềm lục địa và bể nƣớc sâu; Dạng phản xạ phân kỳ hay
hội tụ: xảy ra trong điều kiện lắng đọng trầm tích có tốc độ thay đổi, đáy bể lún
chìm liên tục. Thƣờng liên quan đến các tích tụ đƣờng bờ, tƣớng hạt thô; Dạng phản
xạ nêm lấn: gồm dạng xích ma và dạng chữ S. Dạng xích ma liên quan đến quá
trình lắng đọng trầm tích có năng lƣợng lớn, dòng chảy mạnh, vật liệu nhiều, đáy bể
ít bị lún chìm.
Các tập địa chấn đƣợc phân chia chi tiết hơn từ phức hệ địa chấn, ranh giới
giữa các tập địa chấn có thể là bất chỉnh hợp hoặc chỉnh hợp. Mỗi tập địa chấn cũng
phải thành tạo trong cùng một điều kiện và đƣợc xác định dựa trên kiểu kiến trúc
phân lớp phản xạ và các đặc trƣng động học của trƣờng sóng nhƣ biên độ, tần số, độ
liên tục của các pha phản xạ.
Độ liên tục phản xạ (hình 2.8) cho phép luận giải độ liên tục của lớp, quá
trình trầm tích. Trong minh giải địa chấn thƣờng chia độ liên tục ra các cấp sau:
- Độ liên tục kém: liên quan đến các trầm tích thay đổi tƣớng nhiều, đặc
trƣng cho tƣớng lục địa, ảnh hƣởng nhiều của chế độ thủy động lực.
- Độ liên lục tốt: thƣờng phản ánh các lớp có thành phần khác nhau, rõ nét, vị trí
bất chỉnh hợp địa tầng. Chúng thƣờng liên quan đến các trầm tích biển ít thay đổi tƣớng.
Biên độ phản xạ: cho biết sự tƣơng phản vận tốc, mật độ của môi trƣờng,
khoảng cách (độ dày) của lớp, lƣợng chất lỏng chứa trong lớp.
- Biên độ cao: liên quan đến các ranh giới giữa các đá có sự tƣơng phản về
43
vận tốc và mật độ tƣơng đối cao, các chất lỏng trong đá, vùng thiếu trầm tích.
- Biên độ thấp: các đá rắn chắc, phân lớp dày hoặc trội lên một loại có thành
phần thạch học nhất định liên quan đến chất khí hoặc chất lỏng trầm tích nƣớc sâu
hoặc đầm hồ.
Vận tốc (trong một khoảng): cho phép xác định thành phần đá, xác định độ
rỗng, lƣợng chất lỏng chứa bên trong.
- Tốc độ cao: liên quan đến các đá rắn chắc nhƣ đá móng, cacbonat, đôlômit,
ám tiêu, muối, anhydrat, đá phun trào hoặc các đá nằm ở độ sâu lớn, độ rỗng kém.
- Tốc độ thấp: liên quan đến các đá không gắn kết hoặc yếu, có độ rỗng
trong, độ nứt nẻ cao, có dị thƣờng áp suất, có chất lỏng chứa trong đá.
44
Hình 2.7. Các kiểu cấu tạo phản xạ địa chấn [44, 45, 53]
a)
b)
c)
d)
e)
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
45
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 [44, 45, 53].
Bước 4. Giải thích môi trƣờng thành tạo và thành phần thạch học
Đặc điểm tƣớng địa chấn cũng nhƣ mối quan hệ không gian của các đơn vị
tƣớng địa chấn rất quan trọng trong việc phân tích môi trƣờng lắng đọng trầm tích.
Có những hình thái tƣớng địa chấn trong không gian thƣờng gặp nhƣ sau:
- Dạng gò đồi: có hình dạng của pha phản xạ nổi bật và cao vƣợt hơn hẳn các
lớp xung quanh. Dạng gò đồi thƣờng liên quan đến núi lửa hoặc là các tập quạt biển
sâu, các khối sụt, khối cacbonat, ám tiêu san hô.
- Dạng lấp đầy: các dạng lấp đầy thể hiện sự lấp đầy địa hình lõm của các
tầng bên dƣới. Phần lớn các dạng lấp đầy đƣợc tạo nên bởi sự tích tụ có liên quan
đến núi lửa, các tập quạt thành tạo ở biển sâu hoặc các khối sụt, các thể cacbonat,
ám tiêu san hô. Các phản xạ bên dƣới có thể thấy nhƣ bào mòn cắt xén hay bất
chỉnh hợp góc. Các dạng lấp đầy có thể gọi theo hình dạng ngoài: lấp đầy kênh, lấp
đầy bể trũng, lấy đầy sƣờn dốc, lấp đầy nếp lõm.
- Dạng đê, dạng thấu kính: có thể có dạng đẳng thƣớc hoặc kéo dài. Khi có
dạng đẳng thƣớc nếu bên trong là tƣớng trắng thì có thể liên quan đến thấu kính cát,
còn tƣớng địa chấn bên trong thể hiện phản xạ ngắn không liên tục, phát triển nhiều
trục đồng pha của sóng phản xạ thì có thể liên quan đến các trầm tích phun trào.
Trong trƣờng hợp đơn vị tƣớng địa chấn có dạng kéo dài và đƣợc xác định trên
nhiều đoạn tuyến song song thì chúng thƣờng liên quan đến các khu vực phát triển
trầm tích dạng nêm lấn.
- Dạng tấm: thƣờng có các pha phản xạ song song với nhau, năng lƣợng thấp,
liên quan đến trầm tích biển sâu.
Dựa vào các chỉ tiêu trên ta xác định đƣợc hình dạng và thế nằm và các kiểu
kiến trúc phân lớp phản xạ, từ đó minh giải môi trƣờng lắng đọng trầm tích theo tài
liệu địa chấn.
2.2.2. Phƣơng pháp phân tích tài liệu địa vật lý giếng khoan
Những phƣơng pháp Địa vật lý giếng khoan đƣợc thiết kế theo những tính
chất vật lý - thạch học của đất đá. Những tính chất vật lý thạch học của đất đá trong
các thành tạo địa chất nhƣ: thế tự nhiên, các bức xạ tự nhiên và kích thích, điện trở
46
suất, mật độ, vận tốc lan truyền sóng đàn hồi..., luôn biến đổi và khác nhau giữa các
vỉa đá. Nhờ vào các biểu đồ đƣờng cong ghi sự biến đổi các tính chất vật lý - thạch
học nói trên trong giếng khoan mà chúng ta có thể xác định đƣợc thành phần thạch
học, độ dày của vỉa và ranh giới giữa các vỉa cắt ngang qua giếng khoan. Trong các
biểu đồ đƣờng cong địa vật lý giếng khoan thì biểu đồ đƣờng cong tia gamma mang
tín hiệu thạch học mạnh nhất, thƣờng liên kết tốt với thành tạo sét và biểu đồ đƣờng
cong này thƣờng đƣợc đo trong các giếng khoan. Vì vậy, biểu đồ đƣờng cong tia
gamma là công cụ hữu ích nhất cho việc nhận dạng các xu thế thay đổi kích thƣớc
hạt cũng nhƣ sử dụng để liên kết giếng khoan [44, 45, 86].
Bên cạnh đó, các tập đá trầm tích thƣờng có tính nhịp và chu kỳ. Thêm vào đó,
đặc điểm cấu tạo và thành phần trầm tích đƣợc thành tạo liên quan đến quá trình địa
động lực và quy định hình thái (tƣớng đá) môi trƣờng trầm tích.
Dựa vào các đặc thù trên, chúng ta có thể phân chia các ranh giới địa tầng giữa
các tập đá trầm tích (có tham khảo và kết hợp với phƣơng pháp địa chấn để theo dõi
các ranh giới trong không gian) và nghiên cứu tƣớng đá trong từng tập đá trầm tích,
cũng nhƣ xác định nhịp và chu kỳ trầm tích của chúng.
Ý nghĩa quan trọng trong sử dụng các đƣờng cong địa vật lý giếng khoan để xác
định môi trƣờng (hình 2.10):
Môi trƣờng trầm tích là yếu tố quan trọng trong việc lƣu trữ và lắng đọng những
loại khoáng vật. Nếu điều kiện lắng đọng và môi trƣờng khác nhau sẽ cho ta các
nguyên tố địa hóa khác nhau. Chính yếu tố này ảnh hƣởng nhất định đến hình dạng của
một số đƣờng cong địa vật lý giếng khoan (Hình 2.9).
Trên đƣờng cong gamma thể hiện sự thay đổi từ dạng phễu sang dạng khối,
dạng răng cƣa và dạng chuông (hình 2.9). Các dạng đƣờng cong này phụ thuộc vào
hàm lƣợng sét phân tán trong vỉa và hàm lƣợng sét này phụ thuộc rất nhiều vào bản
chất dòng chảy và năng lƣợng của dòng chảy:
- Các dạng đƣờng cong gamma có dạng phễu đặc trƣng cho thân cát thềm.
- Các thân cát lắng đọng ở cửa sông có dạng đƣờng cong khác nhau và có xu
47
hƣớng thô dần lên khi tam giác châu lấn dần ra biển.
Hình 2.9. Ba hình dạng biểu đồ đường cong địa vật lý giếng khoan cơ bản [86]
Hình 2.10. Hình dạng đường cong GR đặc trưng cho
48
các môi trường khác nhau
2.2.3. Phƣơng pháp phân tích lát mỏng thạch học đá trầm tích dƣới kính
hiển vi phân cực
a) Phƣơng pháp phân tích lát mỏng thạch học
Phƣơng pháp phân tích thạch học đƣợc áp dụng đối với các mẫu thạch học thu
thập bổ sung có đƣợc từ các giếng khoan. Phân tích thạch học giúp xác định thành phần
thạch học, các tham số định lƣợng (Md, So, Sk…) môi trƣờng thành tạo, tƣớng trầm
tích, mức độ biến đổi thứ sinh của đá trầm tích.
Phân tích độ hạt trên lát mỏng thạch học là tiến hành đo đạc kích thƣớc hạt
vụn trên lát mỏng thạch học để xác định hàm lƣợng các cấp hạt, hàm lƣợng xi
măng. Từ kết quả thu đƣợc sau khi đã áp dụng các công thức hiệu chỉnh, ta xây
dựng các đƣờng cong phân bố và đƣờng cong tích luỹ (Đƣờng cong đƣợc xây dựng
với trục hoành biểu diễn kích thƣớc độ hạt từ lớn đến nhỏ theo -lg). Trên cơ sở
đƣờng cong tích luỹ, các hệ số kích thƣớc trung bình (Md), độ chọn lọc (So), độ bất
đối xứng (Sk) đƣợc tính theo các công thức sau: ; ; ;
trong đó, Q25, Q50, Q75 là độ hạt ứng với hàm lƣợng tích luỹ 25%, 50%,75% trên
đƣờng cong tích luỹ.
Hệ số chọn lọc đặc trƣng cho tính đồng nhất của môi trƣờng. Mỗi một môi
trƣờng có hệ số chọn lọc đặc trƣng nhất định. So có giá trị > 1; 1 - 1,58: mẫu chọn
lọc tốt, 1,58 - 2,12: mẫu chọn lọc trung bình; > 2,12: mẫu chọn lọc kém.
Ý nghĩa địa chất của:
1/ Đƣờng cong tích lũy độ hạt: hình dáng đƣờng cong chỉ ra môi trƣờng lắng
đọng trầm tích. Đƣờng cong thoải chỉ ra mẫu có độ chọn lọc kém, đƣờng cong dốc
đứng - mẫu có độ chọn lọc tốt, môi trƣờng có chế độ thủy động lực đồng nhất.
2/ Đƣờng cong phân bố độ hạt có 1 đỉnh đối xứng thì chỉ ra môi trƣờng thủy
động lực đồng nhất, đơn giản. Khi đƣờng cong bất đối xứng nghiêng về trái (Sk <
1) cấp hạt lớn chiếm ƣu thế, ngƣợc lại khi đỉnh cực đại lệch về bên phải biểu đồ cấp
hạt nhỏ chiếm ƣu thế (Sk >1).
Trong luận án, để phân loại tên đá NCS áp dụng sơ đồ phân loại đá theo
49
Svetxop, 1956 và biểu đồ phân loại các đá cát kết theo Pettijohn, 1973.
b) Phƣơng pháp nghiên cứu đặc điểm hình thái hạt vụn
- Độ mài tròn (Ro): Đặc trƣng cho chế độ động lực của môi trƣờng trầm tích,
thời gian lƣu lại của hạt vụn và quãng đƣờng di chuyển của hạt vụn. Độ mài tròn
đƣợc tính toán theo phƣơng pháp của Trần Nghi, 2000 [22, 23].
Đối với một hạt thứ i nào đó trong lát mỏng, công thức tính độ mài tròn là:
Trong đó: Roi: Độ mài tròn hạt thứ I; Ai: số góc lồi chƣa bị mài tròn của hạt
thứ I; Nếu Ai >10 thì gán cho Ai = 10.
Hệ số mài tròn của lát mỏng đƣợc tính nhƣ sau:
Trong đó: Ro là hệ số mài tròn trung bình của đá (lát mỏng); n là số
hạt quan trắc. Giá trị Ro thay đổi từ 0 đến 1 và đƣợc chia làm 4 bậc sau đây: 0 -
0,25: mài tròn kém; 0,25 - 0,5: mài tròn trung bình; 0,5 - 0,75: mài tròn tốt; 0,75 -
1,0: mài tròn rất tốt.
- Độ cầu (Sf) là trình độ đẳng thƣớc của hạt vụn đƣợc xác định bởi tỉ số giữa
2 trục A và B và thay đổi từ 0 - 1 có thể chia làm 3 bậc: 0 - 0,5: nguồn gốc biến chất
là chủ yếu; 0,5 - 0,75: nguồn gốc macma là chủ yếu; 0,75 - 1,0: nguồn gốc tái trầm
tích là chủ yếu.
c) Phƣơng pháp xác định mức độ biến đổi thứ sinh của đá vụn cơ học
(Trần Nghi, 1998)
Dựa vào các dạng tiếp xúc giữa các hạt vụn, ta có thể chia ra hai nhóm dạng
tiếp xúc nhƣ sau: Nhóm A: đặc trƣng cho tiếp xúc nguyên sinh (tiếp xúc điểm và
đƣờng thẳng); Nhóm B: đặc trƣng cho tiếp xúc thứ sinh (tiếp xúc đƣờng cong và
răng cƣa).
Công thức tính hệ số biến đổi thứ sinh đƣợc đề nghị nhƣ sau:
Trong đó: Ai: số lƣợng tiếp xúc nguyên sinh hàng quan trắc thứ I; Bi: số
50
lƣợng tiếp xúc thứ sinh hàng quan trắc thứ I; n: số hàng quan trắc trong lát mỏng.
Giá trị I biến thiên từ 0 đến 1 có thể chia làm bốn khoảng: 0 - 0,25: giai đoạn
thành đá sớm; 0,25 - 0,5: giai đoạn thành đá muộn; 0,5 - 0,75: giai đoạn hậu sinh;
0,75 - 1,0: giai đoạn biến sinh.
2.2.4. Phƣơng pháp phân tích biến dạng và phục hồi bể trầm tích
* Phương pháp phân tích biến dạng
Biến dạng của một vật thể là quá trình làm thay đổi hình dạng và vị trí của vật
thể dƣới tác động của lực kiến tạo. Ngƣời ta có thể phân chia thành nhiều loại biến
dạng, tuỳ thuộc vào tiêu chí đánh giá. Trong phạm vi nghiên cứu của luận án, nghiên
cứu sinh sẽ dựa trên cơ sở về tính liên tục của các phần bên trong vật thể. Trên cơ sở
này, chia ra thành 2 loại biến dạng: Biến dạng dòn và biến dạng dẻo [15, 51].
- Biến dạng dẻo: là biến dạng mà sự thay đổi hình dạng một cách từ từ giữa
các phần của vật thể, hầu nhƣ giữa các phần này có sự chuyển tiếp một cách liên
tục, ví dụ các nếp uốn, nếp oằn là một loại của biến dạng dẻo (hình 2.12a).
- Biến dạng dòn: là biến dạng mà sự thay đổi hình dạng một cách đột ngột về
vị trí giữa các phần của vật thể mà vốn dĩ chúng vẫn nằm cạnh nhau trƣớc khi bị
a
b
biến dạng, ví dụ nhƣ đứt gãy là một loại biến dạng dòn (hình 2.12b).
Hình 2.11. Biến dạng dẻo (a) và Biến dạng dòn (b)
Tuy nhiên, tính chất biến dạng dòn hay biến dạng dẻo còn phụ thuộc vào
phạm vi quan sát, hay tỉ lệ quan sát. Ở tỉ lệ nhỏ có thể coi một khu vực nào đó bị
biến dạng dẻo, nhƣng quan sát ở tỉ lệ lớn có thể thấy ở đó xuất hiện biến dạng dòn.
Trên thực tế, biến dạng tại một khu vực thông thƣờng chịu tác động của nhiều quá
trình, ví dụ: tại bể Phú Khánh biến dạng do hoạt động đứt gãy, do quá trình sụt lún
và nén ép,...
* Phương pháp phục hồi bể trầm tích
Trong lịch sử phát triển của một bể trầm tích Kainozoi trên thềm lục địa Việt
51
Nam đã xảy ra nhiều biến cố địa chất phức tạp nhƣ sụt lún tạo bể, nén ép gây nên
các đứt gãy sau trầm tích nhƣ đứt gãy thuận, đứt gãy listric, đứt gãy nghịch, đứt gãy
trƣợt bằng,…, các nếp uốn oằn võng, chuyển động nâng trồi, quá trình bào mòn tạo
bề mặt bất chỉnh hợp, cuối cùng là các hoạt động núi lửa xuyên qua các lớp đá trầm
tích và phủ trên bề mặt các lớp trầm tích còn bở rời chƣa qua giai đoạn thành đá. Do
đó, mặt cắt địa chất và mặt cắt địa chấn chỉ phản ánh bức tranh hiện tại, cho ta biết
các cấu tạo đã trải qua các pha biến dạng. Để có cái nhìn đặc điểm nguyên trạng
từng giai đoạn phát triển của bể Phú Khánh Nghiên cứu sinh sẽ áp dụng phƣơng
pháp phân tích biến dạng nêu ở trên và khôi phục mặt cắt, để từ đó có cái nhìn về
lịch sử phát triển bể.
Liên quan đến khôi phục mặt cắt có nhiều vấn đề, nhƣng trong luận án này
Nghiên cứu sinh đề cập đến hai vấn đề cơ bản:
a) Phục hồi mặt cắt địa chất
Muốn phục hồi mặt cắt địa chất cần phải xử lý các dạng đứt gãy và uốn nếp
gây ra trong quá trình hình thành bể [23, 26].
- Xử lý đứt gãy thuận (hình 2.12)
Hình 2.12. Các thông số của một đứt gãy thuận
Gọi A1 là kích thƣớc của mặt cắt chƣa biến dạng
A2 là kích thƣớc của mặt cắt hiện tại
A là khoảng cách dịch chuyển của 1 đứt gãy thuận
n là số đứt gãy thuận
Ta có công thức tổng quát nhƣ sau:
(1); Trong đó Ai là khoảng cách dịch chuyển thứ i A1= A2 -
- Xử lý đứt gãy nghịch (hình 2.13)
Gọi B1 là kích thƣớc mặt cắt chƣa biến dạng
52
B2 là kích thƣớc mặt cắt hiện tại
B là khoảng cách dịch chuyển của 1 đứt gãy nghịch
m là số đứt gãy nghịch
Vậy công thức tổng quát là
(2); Trong đó, Bi là khoảng cách dịch chuyển thứ i B1= B2+
Hình 2.13. Các thông số của một đứt gãy nghịch
- Xử lý uốn nếp (hình 2.14)
Hình 2.14. Các thông số của 1 nếp uốn trong mặt cắt
Khi bị nén ép trầm tích tạo nếp uốn và làm co chiều ngang của bể lại. Vì vậy,
cần nắn chiều dài mặt cắt hiện tại ra chiều dài chƣa biến dạng.
Gọi C1 là chiều dài mặt cắt chƣa biến dạng
C2 là chiều dài mặt cắt hiện tại
C là chiều dài bị co lại của 1 nếp uốn
K là số nếp uốn
Vậy công thức tổng quát là:
(3). C1= C2 +
Vậy cuối cùng nếu trên một mặt cắt có mặt cả 3 yếu tố biến dạng nói trên thì
53
chiều rộng của bể chƣa biến dạng (D) sẽ đƣợc tính nhƣ sau:
) (4) D=A1+B1+C1=(A2- )+(B2+ )+ (C2+
Trong đó: A2+B2+C2 là kích thƣớc bể hiện tại
A1+B1+C1 là kích thƣớc bể nguyên thủy
b) Sau khi xử lý các biến dạng trên Nghiên cứu sinh tiến hành xây dựng mặt
cắt phục hồi. Đây là phƣơng pháp nghiên cứu các mặt cắt địa chất hiện tại để từ đó
phục hồi lại các tầng cấu trúc địa chất của các giai đoạn trƣớc đó. Sử dụng phƣơng
pháp này sẽ cho ta thấy rõ hơn về lịch sử tiến hoá địa chất của bể trầm tích.
Trong luận án, Nghiên cứu sinh sử dụng phƣơng pháp phục hồi mặt cắt tại
các thời điểm khác nhau nhằm xác định thời gian hình thành các cấu trúc uốn nếp.
Phƣơng pháp này đƣợc thực hiện trên cơ sở giả thiết đáy bể trầm tích ở các thời
điểm hình thành các bề mặt đƣợc khôi phục là tƣơng đối bằng phẳng. Ví dụ: khi
khôi phục mặt cắt ở thời điểm cuối Mioxen sớm thì ranh giới giữa Mioxen dƣới và
Oligocen là một đƣờng thẳng.
Trên cơ sở phân tích, xử lý biến dạng, tác giả sẽ tiến hành phục hồi mặt cắt
địa chấn, từ đó xây dựng đƣợc bản đồ phục hồi cấu trúc các bể thứ cấp Miocen của
bể Phú Khánh.
2.2.5. Phƣơng pháp xây dựng bản đồ tƣớng đá – cổ địa lý
Bản đồ tƣớng đá - cổ địa lý là bản đồ thể hiện đƣợc đặc điểm cổ địa lý và
tƣớng đá của một bể trầm tích hay một vùng lãnh thổ trong một khoảng thời gian
nhất định. Nội dung của bản đồ tƣớng đá - cổ địa lý phải thể hiện đƣợc các yếu tố
sau [23, 25]: (1) Vùng xâm thực, ranh giới vùng xâm thực và vùng lắng đọng trầm
tích; (2) Đặc điểm tƣớng đá và tổ hợp cộng sinh tƣớng theo không gian; (3) Hƣớng
vận chuyển của vật liệu trầm tích đến bể trầm tích.
Xây dựng bản đồ tƣớng đá – cổ địa lý thực hiện theo các bƣớc sau:
1. Chọn khoảng địa tầng
2. Vạch ranh giới các miền hệ thống:
- LST: miền hệ thống trầm tích biển thấp
- TST: miền hệ thống trầm tích biển tiến
- HST: miền hệ thống trầm tích biển cao
3. Phục hồi mặt cắt bể trầm tích nguyên thủy (đối với trâm tích trƣớc Đệ Tứ)
54
4. Thành lập bản đồ đẳng dày trầm tích nguyên thủy
5. Chọn miền hệ thống trầm tích (theo mục tiêu) để vẽ
6. Vẽ ranh giới các trƣờng:
- Ranh giới miền xâm thực và miền tích tụ
- Ranh giới các tƣớng
- Vẽ hƣớng vận chuyển vật liệu trầm tích
- Vẽ các dòng chảy đáy
Trên thực tế, việc phân tích đầy đủ các yếu tố này phụ thuộc nhiều vào khối
lƣợng tài liệu thu thập đƣợc. Điều này dẫn đến yêu cầu đối với bản đồ tƣớng đá - cổ
địa lý là ít nhất phải thể hiện đƣợc đặc điểm môi trƣờng tích tụ trầm tích và xu
hƣớng vận chuyển vật liệu trầm tích nhằm phục vụ cho việc dự báo thành phần
thạch học. Nhƣ vậy, bản đồ tƣớng đá - cổ địa lý có thể xem nhƣ một bức tranh thể
hiện sự cộng sinh tƣớng đặc trƣng cho một điều kiện địa lý tự nhiên nhất định trong
một khoảng thời gian và không gian xác định.
2.3. CƠ SỞ TÀI LIỆU
Trong quá trình thực hiện các nội dung nghiên cứu của luận án Nghiên cứu
sinh đã lựa chọn sử dụng và kế thừa một khối lƣợng tƣơng đối lớn các số liệu, tài
liệu địa chấn, địa vật lý giếng khoan, thạch học, cổ sinh đƣợc phép tiếp cận trong
khuôn khổ 02 đề tài nghiên cứu khoa học cấp ngành “Nghiên cứu địa tầng phân tập
– tƣớng đá cổ địa lý các thành tạo trầm tích bể Phú Khánh, Nam Côn Sơn và khu
vực Tƣ Chính – Vũng Mây để xác định tính đồng nhất, phân dị của tƣớng trầm tích
qua các thời” do Trần Nghi chủ nhiệm, 2013 [29]; “Nghiên cứu cơ chế kiến tạo
hình thành các bể trầm tích vùng nƣớc sâu Nam Biển Đông và mối liên quan đến
triển vọng dầu khí” do Trần Nghi chủ nhiệm, 2013 [30]; đề tài cấp nhà nƣớc
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, Tƣ Chính - Vũng Mây dƣới ảnh
hƣởng 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 [37] và đề tài KC.09.03/11-15: “Nghiên cứu cấu trúc địa chất các bể trầm
tích Kainozoi vùng nƣớc sâu (trên 200m nƣớc) Biển Đông Việt Nam và đánh giá tài
55
nguyên năng lƣợng và khoáng sản”, do Nguyễn Trọng Tín chủ nhiệm [63].
2.3.1. Tài liệu địa chấn, địa vật lý giếng khoan
Cơ sở tài liệu quan trọng số một trong luận án không thể thiếu trong phân
tích các bể thứ cấp Miocen đó chính là tài liệu địa chấn. Để giải quyết các nhiệm vụ
đƣợc đặt ra cho giải đoán tài liệu địa vật lý nói chung và tài liệu địa chấn, địa vật lý giếng khoan nói riêng nhằm chính xác hoá các ranh giới địa tầng và tuổi, xây dựng
các mặt cắt địa chất địa vật lý và từ đó sử dụng để xây dựng các mặt cắt phục hồi,
cũng nhƣ kết nối xây dựng và kiểm tra các bản đồ cấu trúc các bể, các hệ thống đứt
gãy, phun trào, magma, đứt gãy trẻ v.v… phục vụ nghiên cứu mục tiêu của luận án đặt ra.
Hình 2.15. Mặt cắt địa chấn tuyến L02 đi qua GK2 bể Phú Khánh [29, 30]
Hiện nay, khu vực nghiên cứu đã có hơn 40.000 km tuyến địa chấn thu nổ và
5 giếng khoan đã đƣợc khảo sát (các giếng khoan: GK1, GK2, GK3, GK4, GK5)
(hình 1.1). Đồng thời, sử dụng một số giếng khoan của khu vực lân cận nhƣ: PV-94-
2X thuộc bể Tƣ Chính – Vũng Mây…
12 tuyến địa chấn gốc Nghiên cứu sinh sử dụng để minh giải trong quá trình
thực hiện dựa vào các tiêu chuẩn sau: Đại diện cho mặt cắt của bể, cắt ngang các
cấu trúc, đi qua các giếng khoan, có thể liên kết trong toàn bể (Các tuyến từ L01
đến L12) (hình 1.1, 2.17, 2.18).
56
Hình 2.16. Mặt cắt địa chấn tuyến L03 đi qua 2 giếng khoan (GK3, GK4) [29, 30]
2.3.2. Tài liệu địa chất
Trong luận án có sử dụng tài liệu thạch học, cổ sinh của 07 giếng khoan (với 80
mẫu thạch học của 5 giếng khoan trong bể Phú Khánh (Hình 1.1), 01 giếng khoan bể
Nam Côn Sơn (GK 2X NCS), 01 giếng khoan bể Tƣ Chính - Vũng Mây (GK 2X
TCVM)).
Ngoài ra, Nghiên cứu sinh còn sử dụng các tài liệu, số liệu tin cậy đã đƣợc
công bố trong các bài báo và công trình nghiên cứu khoa học của các tác giả trong
và ngoài nƣớc nhƣ: Tài liệu trọng lực và bản đồ dị thƣờng bughe cho toàn bộ khu
vực nghiên cứu (Hình 2.15, 2.16), một số mặt cắt của Savva D., ... [12, 88].
Hình 2.17. Bản đồ dị thường trọng lực Hình 2.18. Bản đồ dị thường từ Δta [12]
57
Bouguer [12]
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
Tách giãn Biển Đông bắt đầu từ 32 triệu năm (vào cuối Oligocen sớm), trong
khi đó bể Phú Khánh khởi đầu hình thành vào Eocen - Oligocen sớm. Nhƣ vậy, bể
hình thành sớm hơn tách giãn và bối cảnh địa động lực giai đoạn trƣớc tách giãn đã
trực tiếp ảnh hƣởng đến cơ chế hình thành bể. Đó là do sự xô húc các mảng Ấn - Úc
với Âu – Á (45 triệu năm), nâng vòm manti tại vị trí trung tâm Biển Đông ngày nay,
hoạt động hút chìm Pallawan, đới trƣợt cắt Ailao Shan-Sông Hồng và nó tiếp tục
phát triển về phía biển tạo thành đứt gãy sƣờn dốc đông Việt Nam, dịch trƣợt trái
đứt gãy Maepping vào 38 triệu năm và ba Chùa vào 40 triệu năm đã tạo ra các
đƣờng nứt tại Phú Khánh, Hoàng Sa, Trƣờng Sa và Cửu Long dẫn đến hình thành
vùng giảm áp [9, 15, 39-41, 50, 58, 70, 74, 76, 87]. Đây chính là nguyên nhân hình
thành các dị thƣờng manti địa phƣơng và kết quả đã dẫn đến hình thành các địa hào,
khởi đầu cho sự phát triển các bể (hình 3.1). Các bể sau khi hình thành, tiếp tục phát
triển và mở rộng. Quá trình phát triển các bể đã trực tiếp chịu ảnh hƣởng của tách
giãn Biển Đông và bối cảnh địa động lực kế cận.
Biển Đông có một lịch sử hình thành lâu dài ít nhất là từ 45 triệu năm đến
nay, từ một vỏ lục địa dày (trên 35 km) bị nóng chảy vát mỏng ở các quy mô khác
nhau tạo nên quá trình sụt lún vĩ mô toàn Biển Đông và sụt lún “dị thƣờng” tạo nên
hàng loạt các bể Kainozoi phân bố trên vỏ lục địa thực thụ và vỏ lục địa vát mỏng.
Trung tâm Biển Đông bị tác động bởi một lò nhiệt manti sớm nhất và có quy mô
lớn nhất nên vỏ lục địa trƣớc Kainozoi bị tiêu biến từ 32 triệu năm và kéo dài đến
58
16 triệu năm cách ngày nay [9, 91].
Hình 3.1. Bối cảnh địa động lực giai đoạn trước tách giãn
(Theo Hall, 2012 có bổ sung) [91]
Quá trình đổi phƣơng trục tách giãn (hình 3.2):
- Từ 32 - 26 triệu năm (Tƣơng ứng cặp dị thƣờng 11 và 7) (Oligocen sớm -
Oligocen muộn) toàn bộ trục tách giãn chạy theo hƣớng gần Đông - Tây (á vĩ tuyến).
- Vào 26 triệu năm trục tách giãn nhảy xuống phía nam và từ đƣờng dị
thƣờng từ 6b trục tách giãn chia thành 02 phần: Phần đông và phần tây và xảy ra sự
thay đổi phƣơng trục tách giãn nhƣ sau:
- Tại phần đông từ 26 đến 16 triệu năm trục tách giãn có sự thay đổi hƣớng
nhƣ sau:
+ Từ 26 đến 21 triệu năm (cặp dị thƣờng 7 - 6) về cơ bản giữ nguyên hƣớng Đ- T.
+ Từ 21 đến 16 triệu năm (cặp dị thƣờng 6- 5c), trục tách giãn đổi sang
hƣớng đông đông bắc tây tây nam.
- Tại phần tây từ 21 triệu năm (dị thƣờng 6b) trục tách giãn chuyển phƣơng
đông tây sang đông bắc tây nam và duy trì đến 16 triệu năm (ứng với đƣờng dị
59
thƣờng từ 5c) (Hình 3.2).
Hình 3.2. Sơ đồ phân bố các đường dị thường từ khu vực bể trũng nước sâu Biển
Đông (A. Briais et al. 1993) [72]
Quá trình tách giãn Biển Đông đã ảnh hƣởng đến sự phát triển bể Phú Khánh
ở thời kỳ khởi đầu. Vào thời kỳ khởi đầu từ trƣớc tách giãn đến 26 triệu năm bể Phú
Khánh có phƣơng trục có hƣớng kéo dài theo Đông Tây và từ 26 triệu năm, bể Phú
Khánh bị đẩy xoay tạo ra phƣơng trục ĐB-TN gây bởi dịch chuyển phải của đứt gãy
sƣờn dốc Đông Việt Nam.
Hoạt động tách giãn với đặc điểm là dị thƣờng manti di lên tạo một lực áp
vào đáy vỏ và đẩy vỏ dịch chuyển về hai phía. Khi tách giãn xảy ra từ 32 đến 26
triệu năm với trục tách giãn hƣớng đông tây tạo ra một lực đẩy ngƣợc chiều nhau
theo hƣớng bắc nam, tác động trực tiếp đến Khối Trƣờng Sa và bể Phú Khánh
60
(thông qua chuyển động của đứt gãy sƣờn dốc đông Việt Nam). Vào thời gian này
bể Phú Khánh đã hình thành từ trƣớc tiếp tục phát triển và mở rộng. Còn khi tách
giãn với trục theo hƣớng đông bắc tây nam tạo ra lực ép vào một bên là bể Phú
Khánh và một bên là bể Nam Côn Sơn và Tƣ Chính - Vũng Mây. Dƣới tác động của
trƣờng lực nhƣ vậy đã hình thành vùng nén và vùng căng với phƣơng song song với
phƣơng trục tách giãn. Kết quả đối với bể Phú Khánh tạo ra đới nâng Phú Khánh
(Đới nâng ngoài) và trũng Phú Khánh. Còn đối với bể Nam Côn Sơn hình thành đới
nâng tây bắc giãn đáy và đới sụt Nam Côn Sơn, đối với bể Tƣ Chính - Vũng Mây
hình thành đới nâng đông nam giãn đáy và đới trũng Vũng Mây [29, 37].
Hoạt động tách giãn xảy ra theo 03 pha: Pha 1 (32-26 tr.năm), pha 2 (26-21
tr.năm) và pha 3 (21-16 tr.năm). Hoạt động tách giãn Biển Đông đã chi phối sự phát
2 và N1
1, E3
triển các bể. Mỗi một pha tách giãn là tƣơng ứng với một chu kỳ tạo bể thứ cấp. 1). Mỗi Tƣơng ứng với 03 pha tách giãn là 03 chu kỳ tạo bể thứ cấp (E3
một chu kỳ với khởi đầu là sụt lún và kết thúc là nâng cao bào mòn. Ranh giới giữa
các chu kỳ là bề mặt bất chỉnh hợp. Sở dĩ các bể phát triển theo chu kỳ là do các dị
thƣờng manti địa phƣơng tại vị trí bên dƣới bể có quan hệ nguồn gốc và đƣợc dị
thƣờng manti Biển Đông nuôi dƣỡng [29, 37].
Sang giai đoạn Miocen toàn bộ Biển Đông và kế cận với đặc trƣng là có sự
khác biệt với giai đoạn trƣớc đó, đó là tách giãn Biển Đông đới hút chìm Pallawan
đã suy yếu. Cuối giai đoạn Miocen sớm, đầu Miocen giữa xuất hiện pha nghịch đảo
kiến tạo mạnh mẽ tƣơng ứng với pha kết thúc tách giãn đáy Biển Đông (16 triệu
năm). Sự kết thúc của quá trình tách giãn đáy biển đƣợc đánh dấu bởi bất chỉnh hợp
Miocen giữa rõ rệt (BCH muộn nhất) trong bể Nam Côn Sơn và nam bể Phú Khánh
[Fyhn, 2013]. Điều đó dẫn đến một sự thay đổi cấu trúc quan trọng trong Miocen
sớm, đi kèm là biển tiến rộng khắp xảy ra trong các bể ngoài khơi ở Miền Trung và
Miền Nam Việt Nam [70, 76-79].
Vào cuối Miocen giữa có pha nghịch đảo kiến tạo: đới trƣợt cắt Ailao Shan-
Sông Hồng chuyển sang trƣợt cắt phải và địa khối Indoshini ngừng chuyển động
thúc trồi về phía đông nam. Khu vực Biển Đông chuyển sang một giai đoạn mới –
“giai đoạn sụt lún nhiệt” [48, 78, 79]. Qúa trình hoạt động này đã ảnh hƣởng trực
61
tiếp đến sự phát triển các bể trầm tích ở thềm và sƣờn lục địa hiện nay. Điều đó
đƣợc thể hiện rõ qua quá trình lắng đọng trầm tích và biến dạng trong Miocen.
Trong Miocen giữa bắt đầu pha sụt lún mới với tốc độ chậm chạp nhƣng khuôn viên
của bể Phú Khánh đƣợc mở rộng hơn. Cũng trong giai đoạn này, pha biển tiến toàn
cầu cũng đồng thời xảy ra đã nhấn chìm địa hình phân dị mạnh của đáy bể xuống độ
sâu không lớn nhƣng diện tích đƣợc mở rộng tạo hai kiểu thủy vực tiêu biểu: thủy
vực lắng đọng trầm tích lục nguyên và các quần đảo ngầm thuận lợi cho sự phát
triển rực rỡ ám tiêu san hô.
Điều đó đã đƣợc chứng minh ở phía bắc Bể Phú Khánh, sự phát triển rộng
khắp của carbonate bắt đầu do sự lún chìm tái xảy ra sau khi sự tạm ngừng của vận
động trƣợt trái của đứt gãy sƣờn dốc đông Việt Nam chỉ ra rằng biển tiến Miocen
sớm cũng đã ảnh hƣởng đến khu vực này ([Lee và Watkins, 1998] và [Fyhn và nnk,
2009]). Các thành tạo carbonate kết nối với nhau tạo thềm carbonat Tri Tôn (Đà
Nẵng–Paracel Carbonate Platform), tạo nên một thềm carbonate lớn kéo dài tới phía
bắc của bể. Hoạt động núi lửa Neogen sớm trong bể Phú Khánh đã đƣợc trình bày
trong Fyhn và nnk, (2009), nó đƣợc chứng minh bởi núi lửa bazan kiềm Miocen
sớm-giữa gặp trong lỗ khoan phía bắc của bể [78]. Hoạt động núi lửa rộng khắp trên
đất liền ở miền Nam và miền Trung Indochina có tuổi sau Neogen sớm, mặc dù, chỉ
có một số lƣợng nhỏ bazan ở Miền Trung Việt Nam có tuổi Miocen sớm và giữa
cho thấy sự khởi đầu sớm hơn của hoạt động núi lửa [1, 14, 18-20, 36, 43, 47, 49,
60, 70, 71, 79, 82, 97].
Sang giai đoạn Neogen muộn, hoạt động núi lửa, nâng trồi và bào mòn
(denudation) của miền trung và nam Việt Nam diễn ra mạnh mẽ. Các khu vực rộng
lớn của đông nam Indochina đƣợc phủ bởi các cao nguyên bazan lớn chủ yếu có
tuổi Neogen muộn, nó đƣợc gán với các điểm dâng lên của vòm manti, quá trình
làm mỏng vỏ hay manti trên nóng mang tính khu vực bên dƣới khu vực tƣơng ứng
của Indochina [78, 79].
Hoạt động núi lửa này dẫn tới hoạt động nâng mạnh và gia tăng hiện tƣợng
bào mòn ở phần đông nam của Indochina. Mặc dù điểm khởi phát của hoạt động
magma xảy ra trong suốt Neogen sớm, hiện tƣợng nâng lên nhanh chóng đƣợc bắt
62
đầu ở khoảng Miocen giữa - muộn khi hoạt động núi lửa trên đất liền đƣợc tăng
cƣờng. Hiện tƣợng nâng này đã ảnh hƣởng đến khí hậu và hải dƣơng cục bộ, quá
trình cung cấp trầm tích trên bờ ảnh hƣởng tới sự phát triển bên trong và xung
quanh các bể Cửu Long, Nam Côn Sơn và Bể Phú Khánh [Clift và nnk, 2013] và
[Fyhn và nnk, 2009]) [78, 89].
Về bể Phú Khánh đã từng có quan điểm cho bể hình thành theo cơ chế rift,
pull-arpat, biển rìa [48]. Từ kết quả nghiên cứu của NCS và Chu Văn Ngợi [9] bể
Phú Khánh đƣợc hình thành trong bối cảnh kiến tạo căng khu vực đƣợc gây bởi
đụng độ mảng Ấn Úc và Âu Á, hoạt động hút chìm Palawan và vòm nhiệt manti tại
trung tâm Biển Đông. Hình thái bể ở thời kỳ khởi đầu có dạng tuyến kéo dài, đƣợc
khống chế bởi các đứt gãy thuận. Các thành tạo địa chất ở thời kỳ đầu chủ yếu là bở
rời và molas chứa than, vắng mặt các thành tạo phun trào.
Những đặc trƣng trên cho phép kết luận bể đƣợc hình thành theo cơ chế rift
thụ động.
Nhƣ vậy, có thể thấy quá trình hình thành và phát triển bể Phú Khánh chịu
tác động của nhiều yếu tố kiến tạo mạnh mẽ. Sau khi hình thành bể Phú Khánh ban
đầu (nguyên thủy) vào Eocen – Oligocen sớm. Hình thái bể Phú Khánh ở thời kỳ
khởi đầu (Oligocen và Miocen sớm) sụt lún tạo địa hào, đƣợc đặc trƣng bởi dạng
tuyến kéo dài theo phƣơng ĐB-TN, đƣợc khống chế bởi các đứt gãy thuận. Các bể
sau khi hình thành, tiếp tục phát triển và mở rộng. Chúng phát triển đƣợc ví nhƣ là
một “phả hệ”.
3.2. CÁC BỂ TRẦM TÍCH THỨ CẤP TRONG MIOCEN
3.2.1. Khái quát
Trong một số đề tài cấp nhà nƣớc và cấp ngành nghiên cứu các bể trầm tích
Kainozoi trên thềm lục địa Việt Nam [29, 30, 37] đã đƣa ra quan điểm về bể thứ
cấp. Trên cơ sở nghiên cứu lịch sử phát triển bể, nghiên cứu sinh sẽ sử dụng khái
niệm bể thứ cấp của Trần Nghi (2005). Bể thứ cấp (secondary basin) là một bể trầm
tích sinh thành trong một giai đoạn nhất định trong lịch sử tiến hóa bể, chịu kiểm
soát của một pha kiến tạo bao gồm các yếu tố tách giãn, sụt lún, đứt gãy đồng trầm
tích và nén ép uốn nếp, nâng trồi, tạo nên một cấu trúc địa chất độc lập có ranh
63
giới dưới và trên rõ ràng [23]. Do đó, mỗi bể thứ cấp tƣơng ứng với một chu kỳ
trầm tích và cũng là một tập địa chấn đƣợc giới hạn bởi 2 bề mặt bào mòn (gián
đoạn trầm tích). Mặt ranh giới chu kỳ trầm tích trùng với mặt phản xạ địa chấn.
Theo lịch sử tiến hóa trầm tích Miocen các bể trầm tích Kainozoi vùng nƣớc sâu nói
chung và bể Phú Khánh nói riêng có thể nhận dạng đƣợc 3 chu kỳ trầm tích
(Miocen sớm, Miocen giữa và Miocen muộn); mỗi chu kỳ tƣơng ứng với 2 pha kiến
tạo (pha sụt lún và pha nâng trồi tạo ranh giới bất chỉnh hợp). Đó chính là các bể
trầm tích thứ cấp Miocen [23, 24].
Áp dụng phƣơng pháp xác định phân tầng cấu trúc (tức là: phân chia ranh
giới theo phƣơng thẳng đứng các bể trầm tích thứ cấp) kết hợp trên cơ sở bề mặt
phản xạ của các tập địa chấn đồng thời dựa vào đặc điểm hình dạng của các trục
đồng pha và liên hệ với các sự kiện địa chất đã đƣợc xác định thông qua các nghiên
cứu trƣớc đây [8, 29, 30, 37, 41, 63]. Trên cơ sở tổng hợp các tài liệu địa chất - địa
3) gồm 4 ranh giới là:
vật lý, đặc biệt là tài liệu phân tích mẫu các ranh giới này đƣợc định tuổi [17], trong 1), Miocen Miocen bể Phú Khánh có ranh giới giữa các bể thứ cấp Miocen sớm (N1
2), Miocen muộn (N1
giữa (N1
1): ký hiệu màu cam; 2): ký hiệu màu xanh
- Ranh giới giữa Oligocen muộn và Miocen sớm (E3
2 - N1 1 - N1
- Ranh giới giữa Miocen sớm và Miocen giữa (N1
3): ký hiệu màu
nƣớc biển;
2 - N1
- Ranh giới giữa Miocen giữa và Miocen muộn (N1
xanh lá cây;
3 – N2-Q): ký hiệu màu
- Ranh giới giữa Miocen muộn và Pliocen – Đệ tứ (N1
vàng (Hình 3.3 – 3.8).
3.2.2. Ranh giới các bể trầm tích thứ cấp trong Miocen
1/ Ranh giới giữa bể thứ cấp Oligocen muộn và Miocen sớm
Ranh giới này chính là mặt đáy của tập địa chấn bể thứ cấp Miocen sớm. Mặt
phản xạ này có biên độ khá lớn, độ liên tục tốt trong khu vực địa hào, trung bình ở
khu vực sƣờn nâng. Theo kết quả liên kết, mặt ranh giới này ứng với bề mặt tập
trầm tích Oligocen và là một mặt bất chỉnh hợp khu vực. Ở vùng nƣớc sâu thƣờng
phát triển các kênh bào mòn. Tập địa chấn bên trên là các trƣờng sóng phản xạ có
64
dạng chống đáy (downlap) hƣớng vào vùng trũng (hình 3.3, 3.4, 3.5). Trên sƣờn
nâng trƣờng sóng có dạng bào mòn, cắt cụt (truncation), kề áp (onlap) vào sƣờn các
khối nhô. Bên dƣới nhiều chỗ quan sát đƣợc các phản xạ chống nóc của tập địa chấn
phía dƣới (hình 3.3- 3.8) biểu hiện của bất chỉnh hợp góc điển hình.
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 [7]
2/ Ranh giới giữa bể thứ cấp Miocen sớm và Miocen giữa
Ranh giới giữa bể thứ cấp Miocen sớm và Miocen giữa có tuổi 16 triệu năm
tƣơng đƣơng với tuổi dừng tách giãn đáy Biển Đông. Sự kết thúc của quá trình tách
giãn đáy biển đƣợc đánh dấu bởi bề mặt bất chỉnh hợp góc do quá trình nén ép,
nâng trồi dẫn đến hoạt động bào mòn của sông thống trị [7, 28, 36, 71, 72, 73]. Do
đó, mặt phản xạ này là một bất chỉnh hợp khu vực và là ranh giới giữa tập đồng rift
(synrift) (từ Eocen đến Miocen sớm) và sau rift (postrift) (từ Miocen giữa đến Đệ
tứ). Liên kết và minh giải địa chấn cho thấy giữa Miocen sớm và Miocen giữa
trƣờng sóng địa chấn phản xạ có biên độ mạnh, liên tục trên toàn diện tích (Hình
65
3.3, 3.4, 3.9). Đặc biệt, trong vùng sụt lún, nóc Miocen sớm thƣờng có các kênh
xâm thực, bào mòn của lòng sông biển thấp (arLST), còn vùng sƣờn nâng thƣờng
quan sát đƣợc các phản xạ kề áp (Hình 3.4).
Hình 3.4. Cột địa tầng GK3 và liên kết với tài liệu địa chấn [7, 29, 63]
66
Hình 3.5. Cột địa tầng GK4 và liên kết với tài liệu địa chấn [7, 29, 63]
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 [7]
3/ Ranh giới giữa bể thứ cấp Miocen giữa và Miocen muộn
Ranh giới này tạo nên một bề mặt bất chỉnh hợp góc và địa hình gồ ghề lồi
lõm trên toàn khu vực thềm lục địa Việt Nam do pha kiến tạo cuối Miocen giữa xảy
ra khá mãnh liệt theo sự phân dị khối tảng đới giữa và đới ngoài của bể Phú Khánh.
Ranh giới bào mòn bất chỉnh hợp góc giữa Miocen giữa và Miocen muộn là một
mặt bất chỉnh hợp khu vực có tuổi 11 triệu năm. Ở phía bắc, ranh giới này đƣợc đặc
trƣng bởi các phản xạ biên độ yếu, độ liên tục trung bình đến kém, tốt ở vùng nƣớc
sâu. Quan hệ với tập trầm tích bên trên là các phản xạ onlap, đôi chỗ downlap vùng
sâu nhất sƣờn thềm. Khu vực phía nam của bể, mặt phản xạ này bao gồm các phản
xạ có biên độ lớn, độ liên tục tốt. Nhiều chỗ quan sát khá rõ các kênh bào mòn của
lòng sông (Hình 3.3 - 3.8).
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
67
dạng kề áp (onlap) [7]
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) [7]
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
nƣớc biển một cách đơn điệu chứ không bị phân cắt khối tảng. Ở phía bắc, mặt ranh
giới đƣợc đặc trƣng bởi các phản xạ biên độ yếu, độ liên tục trung bình trên thềm
biển hiện tại và vùng nƣớc sâu và kém liên tục ở khu vực rìa thềm do biến dạng
mạnh. Quan hệ với tập trầm tích bên trên là các phản xạ onlap, đôi chỗ downlap
vùng sâu nhất sƣờn thềm (Hình 3.8).
3.3. ĐẶC ĐIỂM BIẾN DẠNG CÁC BỂ TRẦM TÍCH THỨ CẤP MIOCEN
Biến dạng của một vật thể là quá trình làm thay đổi hình dạng và vị trí của
vật thể dƣới tác động của lực kiến tạo. Bể trầm tích Phú Khánh nguyên là bể có
dạng á đối xứng nằm trên thềm lục địa song vì trải qua một quá trình biến dạng và
sụt lún nên đã tạo nên những cấu trúc khối tảng bất đối xứng.
Các bể trầm tích thứ cấp Miocen sớm, Miocen giữa và Miocen muộn bị biến
dạng do quá trình đứt gãy (một dạng biến dạng dòn), nén ép (một dạng biến dạng
dẻo) và hoạt động núi lửa. Các kết quả phân tích trên mặt cắt địa chấn minh họa ở
68
mục này do nghiên cứu sinh phân tích; còn mặt cắt gốc từ các nguồn đƣợc trích dẫn.
3.3.1. Biến dạng bể do hoạt động đứt gãy
1/Phân loại đứt gãy
Hoạt động đứt gãy là hiện tƣợng biến dạng phổ biến nhất của các bể trầm
tích Kainozoi vùng nƣớc sâu trên thềm lục địa Việt Nam. Riêng bể Phú Khánh đã
có nhiều công trình nghiên cứu và quan điểm phân loại đứt gãy khác nhau nhằm
phục vụ cho mục tiêu riêng của mình [11, 15, 29, 30, 37, 41, 42]. Trong đó, theo
quan điểm của một số tác giả Trần Nghi (2013), Chu Văn Ngợi (2015) [29, 30, 37]
các đứt gãy đƣợc chia ra các cấp là dựa vào vai trò đối với sự hình thành và phát
triển bể. Với quan niệm nhƣ vậy, 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, trên cơ sở minh giải định lƣợng hàng loạt các đứt gãy trên mặt
cắt địa chấn và phân tích mối quan hệ nhân quả giữa hình thái hình học của chúng
với cơ chế sinh thành có thể phân loại đứt gãy làm 3 cấp:
- Đứt gãy cấp I là đứt gãy thuận đồng trầm tích, đóng vai trò tạo bể thứ cấp;
Theo quan niệm nhƣ vậy, trong Miocen bể Phú Khánh trải qua 03 thời kỳ phát
triển sẽ tƣơng ứng với 03 hệ đứt gẫy cấp I:
+ Đứt gãy cấp I Miocen sớm (N1
1) 2) 3)
+ Đứt gãy cấp I Miocen giữa (N1
+ Đứt gãy cấp I Miocen muộn (N1
- 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 II có thể xuyên
qua 2 hoặc 3 bể thứ cấp do phát triển kế thừa và xuyên kỳ;
- Đứt gãy cấp III là hệ thống đứt gãy dạng cành cây, tỏa tia trƣợt bằng, phân
nhánh từ đứt gãy cấp II do các pha nén ép nâng trồi vào giai đoạn cuối của một tổ hợp
thạch - kiến tạo: sụt lún nhiệt → lắng đọng trầm tích → nâng trồi và nén ép.
2/Phân tích các cấp và kiểu đứt gãy
Đứt gãy cấp I (đứt gãy thuận đồng trầm tích) sinh thành đồng thời với quá
trình sụt lún nhiệt. Chúng phân bố thành 2 hệ thống đối xứng nằm 2 bên rìa và hƣớng
69
vào trung tâm của các địa hào (giai đoạn đầu của rift). Hệ thống đứt gãy này có thể
thấy rõ 2 bên rìa của các bể thứ cấp Miocen sớm, Miocen giữa và Miocen muộn của
đới sụt lún trung tâm với 2 dấu hiệu nhận biết là: Bề dày trầm tích tăng đột ngột từ rìa
ra trung tâm và tại vị trí tăng bề dày trầm tích đột ngột của bể thứ cấp thì ở tầng móng
của bể thứ cấp này chúng lại đóng vai trò là đứt gãy sau trầm tích (Hình 3.9).
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 [29, 63]
Đứt gãy cấp II (đứt gãy sau trầm tích) đƣợc thể hiện trong bể Phú Khánh hết
sức phong phú và đa dạng gồm 4 kiểu: đứt gãy trƣợt bằng, đứt gãy nghịch/kép, đứt
gãy listrict và đứt gãy trƣợt bằng - xoay.
- Đứt gãy trượt bằng điển hình nhất là đứt gãy trƣợt bằng phải đồng thời với
sụt bậc thang tạo nên một đới phá hủy theo hƣớng kinh tuyến và lan rộng từ kinh tuyến 109o đến 110oE và các mặt trƣợt nghiêng một góc từ 45-60o về phía đông
trong khoảng độ sâu 200-500m nƣớc. Trên các tuyến địa chấn thu nổ theo phƣơng á
vĩ tuyến cắt qua đới đứt gãy phá hủy nói trên (Hình 3.10) các trƣờng sóng địa chấn
bị vò nhàu, đứt đoạn và nghiêng về phía đông. Trên mặt trƣợt của các đứt gãy còn
giữ lại khá nhiều khối trƣợt nằm ở sƣờn và chân sƣờn.
Trầm tích Pliocen ở thềm ngoài thuộc tƣớng lục nguyên biển nông ven bờ
song hiện tại nằm ở độ sâu trên 500m là bằng chứng của biên độ sụt bậc rất lớn
trong Đệ Tứ. Nghĩa là hệ thống đứt gãy phá hủy này vẫn đang hoạt động. Mặt khác,
sự dịch chuyển từ bắc xuống nam của cánh phía đông (thềm ngoài) là hệ quả của
việc đổi hƣớng trục tách giãn đáy Biển Đông từ phƣơng á vĩ tuyến (trƣớc 24 triệu
70
năm) chuyển thành phƣơng đông bắc - tây nam. Theo cặp dị thƣờng số 7 (khoảng
24 triệu năm) (Briais và nnk, 1993) tại ranh giới Paleogen–Neogen, quá trình tách
giãn về phía nam và bắt đầu phát triển về phía tây nam.
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 [29, 63]
- Đới đứt gãy trượt bằng và đứt gãy thuận đồng trầm tích xảy ra đồng thời
quá trình sụt lún nhiệt tạo nên một địa hào bất đối xứng phát triển thành một đới
rộng từ Khánh Hòa đến Bình Thuận theo hƣớng tây bắc - đông nam có tên gọi là
Hình 3.11. Mặt cắt địa chấn tuyến L05 bể Phú Khánh. Hệ thống đứt gãy trượt bằng
đới xiết trƣợt Tuy Hòa (Hình 3.11, 3.12, 3.13).
3 làm tăng bề dày cánh bên phải gấp 3 lần
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 N1
71
cánh bên trái. Phát triển hệ thống đứt gãy cấp 3 dạng cành cây [29, 63]
- Đứt gãy listrict (đứt gãy thuận cánh chúc) phân bố ở rìa phía đông và tây
của trũng trung tâm, hai bên cánh của đới cấu trúc Tuy Hòa do 2 nguồn lực sụt lún
nhiệt và căng giãn ven rìa do lực ép trồi của mặt Moho (Hình 3.12, 3.13).
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 [70]
- Đứt gãy trượt bằng - xoay hay “trôi-trƣợt” đã làm biến dạng và chia cắt các
bể thứ cấp Oligocen, Miocen sớm và Miocen giữa thành các “mảnh” nhƣ “giả bán
địa hào và giả địa lũy”. Ranh giới các địa khối này chính là bề mặt đứt gãy có dạng
cong lõm hƣớng vào nhau và bất đối xứng (Mặt cắt L12 (D.Savva, 2013) đã đƣợc
minh giải lại – hình 3.13).
Hình 3.13. Các đứt gãy trượt bằng – xoay được minh giải trên tuyến L12 [92]
Đứt gãy cấp III là nhánh của đứt gãy cấp II có dạng nhƣ cành cây hƣớng
vào trung tâm của đới sụt lún (Hình 3.10, 3.11, 3.12, 3.14). Đứt gãy cấp III theo
phƣơng thẳng đứng chỉ phát triển trong giới hạn của một bể thứ cấp và theo không
72
gian thƣờng phát triển trong quy mô của một cấu trúc trúc địa chất.
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 [78]
- Đứt gãy thuận sụt bậc thang theo hƣớng kinh tuyến xảy ra vào Miocen muộn đến Pliocen - Đệ tứ tạo thành một đới phá hủy từ kinh tuyến 109o30’E đến 110oE. Kết quả
của hệ thống đứt gãy này đã chia đôi thềm lục địa Miền Trung thành 2 nửa thềm:
thềm trong sâu từ 0 - 200 m nƣớc và thềm ngoài nằm từ độ sâu 500 - 3000m (hình
3.10, 3.11, 3.15, 3.16).
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) [29, 37]
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 [29, 63]
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 thƣờng xảy ra theo 2 giai
đoạn: (1) Giai đoạn đầu sụt lún và lắng đọng trầm tích; (2) Giai đoạn nghịch đảo
kiến tạo thƣờng 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 (Mặt cắt L08).
1/ 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 phƣơng (Hình 3.17).
Tốc độ sụt lún kiến tạo
Tính tốc độ sụt lún kiến tạo cho một bể trầm tích thứ cấp là một bài toán rất
khó phải kết hợp giữa bề dày trầm tích của bể thứ cấp với tƣớng trầm tích của tầng
nóc. Trần Nghi, 2014 đã đề nghị 2 công thức tính tốc độ sụt lún kiến tạo và công
thức tính tốc độ trầm tích nhƣ sau:
a) Công thức tính tốc độ sụt lún kiến tạo:
Vt = (Th ± R)/T
Trong đó: Vt là tốc độ sụt lún (m/ngàn năm)
Th - Bề dày trầm tích bể thứ cấp
R - Độ cao/sâu của địa hình so với mực nƣớc biển xác định theo tƣớng trầm tích.
74
+R khi trầm tích tầng mặt của bể thứ cấp nằm dƣới mực nƣớc biển;
-R Khi trầm tích tầng mặt nằm trên lục địa (cao hơn mực nƣớc biển)
(Th ± R) là biên độ nâng /hạ kiến tạo
T - Thời gian thành tạo bể thứ cấp (ngàn năm).
b) Công thức tính tốc độ trầm tích (m/ngàn năm):
Vs = Th/T
Trong đó: Vs là tốc độ trầm tích (m/ngàn năm)
Th - Bề dày trầm tích bể thứ cấp
T - Thời gian thành tạo một bể trầm tích thứ cấp (ngàn năm)
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)
Hình 3.18. Sơ đồ phân bố độ cao - sâu của các tướng trầm tích so với MNB
75
(Trần Nghi, 2017)
Bảng 3.1. Xác định độ cao và độ sâu đáy biển trên cơ sở tướng trầm tích
Tƣớng trầm tích
Độ cao so với MNB (m)
TT
Độ sâu so với MNB (m)
1
Cuội sạn deluvi (d) và proluvi (p)
20 - 100 60
2 Cát sạn lòng sông (ac)
1 - 5 3
5 - 15
3 Bột sét bãi bồi (af)
10
1 - 5
4 Bột sét đồng bằng châu thổ (amf)
3
5 Cát bãi triều (amtf)
0
6 Cát cồn chắn cửa sông (ams)
0 - 5 2,5
15 - 25
7 Bột sét châu thổ ngầm (amsub)
20
20 - 100
8 Ám tiêu san hô biển nông (msh)
60
10 - 200
9 Bột sét biển nông (msh)
150
10 Quạt ngầm turbidit biển sâu (md)
500 - 1500 1000
(Trần Nghi, 2017)
Giải thích:
Bảng 3.1 là tổng hợp các giá trị độ cao - sâu của địa hình bề mặt đƣợc đặc
trƣng bởi các tƣớng trầm tích so với MNB cổ. Xác định đƣợc tƣớng trầm tích chính
xác sẽ cho phép ngoại suy đƣợc độ cao và độ sâu của địa hình so với MNB cổ tại
thời điểm hình thành tƣớng trầm tích đó. Từ cơ sở tiếp cận đó rất dễ dàng lập bảng
quan hệ giữa tƣớng trầm tích và độ cao - sâu của địa hình so với MNB:
- Tƣớng cuội sạn deluvi (d) và proluvi (p) phân bố độ cao từ +20 đến +100m,
trung bình là +60m so với MNB.
- Tƣớng cát sạn lòng sông (ac) phân bố ở vị trí thấp nhất của trầm tích sông,
76
dao động từ +1 đến +5m, trung bình +3m so với MNB.
- Tƣớng bột sét bãi bồi (af) phân bố ở vị trí cao nhất của trầm tích sông dao
động từ +5 đến +15m, trung bình +10m so với MNB.
- Tƣớng bột sét đồng bằng châu thổ (amf) nằm ở độ cao từ +1 đến +5m,
trung bình +3m.
- Tƣớng cát bùn bãi triều phân bố ở vị trí mực 0m hải đồ.
- Tƣớng bột sét, cát bùn châu thổ ngầm nằm ở độ sâu từ -15 đến -25m, trung
bình -20m so với MNB.
- Tƣớng sét bột cát biển nông ám tiêu san hô phân bố trên một dải rộng từ -
100 đến -200m, trung bình -100m so với MNB.
- Tƣớng bùn vôi - silic nằm ở độ sâu trung bình 1000m, còn tƣớng turbidit
phân bố ở độ sâu trên 500m dao động từ 1500 đến 2500m, trung bình 2000m.
Nhƣ vậy, tốc độ sụt lún kiến tạo và tốc độ trầm tích là 2 vấn đề hoàn toàn
khác nhau. Tốc độ trầm tích là bề dày trầm tích đƣợc tôn cao trong một ngàn năm.
Tốc độ này nhanh hay chậm là phụ thuộc chủ yếu vào khối lƣợng trầm tích mang
đến để đền bù cho biên độ sụt lún. Để tính tốc độ sụt lún kiến tạo bề dày trầm tích
mới chỉ là điều kiện cần, còn điều kiện đủ phải là tƣớng trầm tích tầng mặt của bể
trầm tích thứ cấp. Ví dụ trầm tích tầng mặt là tƣớng bãi triều tức 0m hải đồ thì tốc
độ sụt lún sẽ đƣợc tính dựa trên bề dày trầm tích chia cho thời gian thành tạo. Tuy
nhiên, trong trƣờng hợp trầm tích tầng mặt thuộc tƣớng sét vôi vũng vịnh tức có độ
sâu khoảng 100-150m nƣớc thì tốc độ sụt lún kiến tạo phải bằng bề dày trầm tích
cộng thêm độ sâu mực nƣớc biển chia cho thời gian thành tạo tầng trầm tích đó.
Từ ý nghĩa đó mới lý giải đƣợc tại sao thềm ngoài bể Phú Khánh trầm tích
Pliocen có tƣớng châu thổ ngầm (tức thành tạo ở độ sâu 0-20m nƣớc) nhƣng nay
nằm ở độ sâu trên 1000m nƣớc. Nhƣ vậy, biên độ sụt lún lớn này là hoàn toàn xảy
ra trong Đệ Tứ và tƣớng trầm tích tầng mặt của Đệ Tứ là tƣớng biển sâu.
Kết quả tính toán 2 tốc độ cho thấy các giá trị Vt/Vs khác nhau giữa các
giai đoạn:
(1) Giai đoạn Miocen sớm: Vt/Vs = 0,74/0.74 (m/ngàn năm);
(2) Giai đoạn Miocen giữa: 0,53/0.5 (m/ngàn năm);
77
(3) Giai đoạn Miocen muộn là 0,17/0.15 (m/ngàn năm) (bảng 3.1, 3.2, hình 3.17).
2/ Biến dạng do nâng trồi móng và bào mòn đƣợc nhận biết bằng các dấu
hiệu cơ bản :
- Ranh giới tiếp xúc của các lớp đá trầm tích và khối nâng móng: Tại ranh
giới tiếp xúc các lớp đá trầm tích bị uốn cong và vát mỏng rất giống với cấu tạo kề
áp biển tiến. Kiểu cấu tạo này nghiên cứu sinh gọi là giả kề áp (pseudo - onlap)
(hình 3.10, 3.11, 3.17).
- Bề dày trầm tích mỏng dần từ chân đến đỉnh của khối nâng đồng thời
trên đỉnh khối nâng bề dày trầm tích mỏng hoặc bị bào mòn hoàn toàn (hình 3.9,
3.110, 3.11).
- Sự chia cắt của các bể trầm tích thứ cấp thành 2 nửa có cấu tạo oằn võng ở
78
trung tâm và giả kề áp 2 sƣờn của khối nâng (hình 3.11).
Biên độ sụt
Thời gian
Chiều rộng
Khoảng cách
lún (Độ sâu
bị thu hẹp
Tốc độ sụt lún/ Tốc
thành tạo
Tuổi các bể thứ
Độ sâu (m)/ Bề
Tƣớng
Hiện tại
Nguyên thủy
đáy biển +
giữa nguyên
độ trầm tích
các bể thứ
cấp (triệu năm)
dày (m)
trầm tích
(chƣa phục
(đã phục hồi)
bề dày trầm
thủy và hiện
(m/ngàn năm)
cấp (triệu
hồi) (m)
(m)
tích)
tại (m)
năm)
Turbidit (độ
Pliocen - Đệ Tứ
1500+4000
5,3
4000/4000
255.000
255.000
0
1,03/0,75
sâu 1500m)
(5,3 triệu năm)
Sét biển
Miocen muộn
nông (độ sâu
100+1000
6,3
5000/1000
248.800
249.300
500
0,17/0,15
(11,6 triệu năm)
100m)
Sét biển
Miocen giữa
nông (độ sâu
150+2000
4,0
7000/2000
247.300
248.000
700
0,53/0,50
(15,6 triệu năm)
150m)
Bột sét châu
thổ ngầm
Miocen sớm
25+4000
5,4
11000/4000
246.100
246.900
800
0,74/0,74
(độ sâu
(21 triệu năm)
25m)
Bảng 3.2. Kết quả tính toán tốc độ và biên độ sụt lún bể Phú Khánh tuyến L08 [25]
Chú thích:
Bề dày trầm tích + Độ sâu MNB Tốc độ sụt lún = Thời gian thành tạo các bể thứ cấp
79
Biên độ sụt lún = Độ sâu đáy biển + Bề dày trầm tích.
3.3.3. Biến dạng bể do hoạt động núi lửa
Hoạt động núi lửa thƣờng xảy ra tại những vị trí xung yếu, nơi đó vỏ lục địa
trƣớc Kainozoi bị nóng chảy vát mỏng, bề mặt Moho dâng cao, xuất hiện một hệ
thống khe nứt có phƣơng thẳng đứng do căng giãn xuyên cắt vào các đá trầm tích
Kainozoi đóng vai trò kênh dẫn magma. Nếu ở quy mô nhỏ sẽ tạo nên các thể đá
mạch, tuy nhiên khi ở quy mô lớn sẽ xảy ra các hoạt động phun trào núi lửa mạnh
mẽ hơn xuyên qua các lớp đá trầm tích ở dƣới và phủ trên bề mặt các lớp đá trẻ lộ
ra trên đáy biển.
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 Pilocen- Đệ tứ bị xuyên cắt tạo nên 2 đới tiếp xúc trẻ.
- Trầm tích Oligocen và Miocen bị xuyên cắt, oằn võng ở trung tâm và bị vát
mỏng ở đới tiếp xúc tạo nên cấu tạo giả kề áp (pseudo - onlap) biển tiến.
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 [29, 37]
Các hoạt động núi lửa trẻ tuổi Pliocen - Đệ Tứ tạo nên các núi lửa đơn độc
80
(sea mount) trên đáy biển. Mặt cắt tuyến L01 thấy rõ một núi lửa xuyên qua cả trầm
tích Pliocen và làm biến dạng tất cả các lớp đá trầm tích có tuổi từ Oligocen đến
Pliocen. Núi lửa này đã làm oằn võng các lớp đá trầm tích gây nên sự nhầm lẫn về
tƣớng trầm tích hồ. Đồng thời, tạo nên một đới phá hủy giả kề áp tiếp xúc giữa đá
trầm tích và sƣờn các thể núi lửa (Hình 3.19).
3.3.4. Hệ quả của quá trình biến dạng khu vực bể Phú Khánh
Bối cảnh địa chất hiện tại bể Phú Khánh: Theo phƣơng thẳng đứng mặt
cắt cấu trúc địa chất của bể Phú Khánh có dạng đối xứng thắt cổ chày [67, 93]. Tại
khu vực trung tâm của đới sụt lún bề dày trầm tích Kainozoi thay đổi từ 10-12km.
Tại đó đáy bể Kainozoi võng xuống còn bề mặt Moho lại dâng cao (hình 3.20).
Hình dáng cấu trúc đối xứng này là bằng chứng của quá trình nóng chảy vát mỏng
đáy của vỏ lục địa trƣớc Kainozoi do hoạt động đối lƣu của lƣỡi manti. Tại trung
tâm của lƣỡi manti vỏ lục địa bị vát mỏng và tiêu biến vào mái manti mạnh mẽ
nhất. Khối lƣợng vỏ lục địa bị vát mỏng đến đâu lập tức đƣợc bề mặt Moho dâng
cao áp sát đến đó. Tuy nhiên, cho đến thời gian hiện tại vỏ lục địa trƣớc Kainozoi
vẫn còn giữ đƣợc bề dày 8-10km.
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
1. Giai đoạn sụt lún đầu tiên, bể
trầm tích thứ cấp có thế nằm nằm
ngang
2. Bể thứ cấp đầu tiên bị biến dạng
81
bởi đứt gãy listric
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 3.21):
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 nƣớc. Đới này có
cấu trúc thềm điển hình chƣa bị biến dạng, địa hình nghiêng thoải về phía đông, cấu
tạo các đá trầm tích Kainozoi còn giữ nguyên dạng phân kỳ và nêm tăng trƣởng của
châu thổ ngầm.
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 phƣơng kinh tuyến 109-110oE
xảy ra từ Miocen muộn đến nay. Độ sâu thay đổi từ 200-500m nƣớc. Đây là đới phá
hủy kiến tạo, đất đá Miocen bị biến dạng bởi 2 nguồn lực: (a) Sụt lún nhiệt trung
tâm; (b) Đứt gãy trƣợt bằng phải sụt bậc thang. Bề mặt đứt gãy là những mặt trƣợt nghiêng về phía đông 60-70o.
Đới III: Đới sụt lún trung tâm (trũng Phú Yên), hiện tại nằm ở độ sâu từ 500-
2000 m nƣớc. Đới có hình tam giác, cạnh đáy chạy song song với đới đứt gãy 109- 110oE, một cạnh bên chạy song song với phƣơng tách giãn đáy Biển Đông, cạnh
bên còn lại chạy theo phƣơng á vĩ tuyến. Bề dày trầm tích Kainozoi lớn nhất của đới
sụt lún trung tâm đạt tới khoảng 10 km. Tại đây ranh giới đáy trầm tích Kainozoi và
bề mặt Moho có dạng đối xứng thắt cổ chày (hình 1.3. Mặt cắt địa chấn của D.
Savva đã minh giải lại). Hiện tƣợng này xảy ra ở giai đoạn đầu của chu kỳ Wilson
(2003). Trần Nghi (2013) gọi đây là hiện tƣợng sụt lún nhiệt [29]. Lƣỡi nhiệt manti
đã làm nóng chảy vát mỏng và tiêu biến từng phần vỏ lục địa trƣớc Kainozoi. Kết
quả bề mặt Moho dâng cao và bề mặt vỏ lục địa sụt lún xuống tạo bể trũng và kéo
theo quá trình lắng đọng đền bù trầm tích. Theo tài liệu dị thƣờng trọng lực có thể thấy đặc điểm nổi bật của dị thƣờng trọng lực dọc theo đứt gãy kinh tuyến 1100 (từ vĩ độ 170 đến 60N) là xuất hiện giải dị thƣờng dƣơng cao có chiều rộng khoảng 50 –
60 km, giá trị từ từ 15 – 45 mGal nằm trên một phông dị thƣờng thấp từ -30 – 0
mGal (hình 2.17, 2.18) [Theo Trần Tuấn Dũng và Phan Trọng Trịnh]. Dải dị thƣờng
82
trọng lực này đƣợc gọi là dải dị thƣờng hiệu ứng biên (Watts, A.B. và Fraihead, J.D.
1999). Dị thƣờng hiệu ứng biên đặc trƣng cho kiểu cấu trúc vỏ rìa lục địa thụ động
nơi mặt Moho nâng lên cao đột ngột và vỏ bị gãy ra kéo theo đó là sự tiêm nhập các
dòng magma lên vỏ (Watts, A.B. và Fraihead, J.D. 1999) [102].
Đới IV: Đới nâng ngoài (đới nâng Khánh Hòa) có độ sâu thay đổi từ 2500-
3500m nƣớc. Địa hình tƣơng tự một dãy núi ngầm phân dị phức tạp đƣợc 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 khi đi từ trung tâm của đới nâng đến trung tâm đới
tách giãn đáy Biển Đông.
Đới V: Đới phá hủy xiết ép Tuy Hòa phân bố theo hƣớng tây bắc - đông nam 120o (hình 3.9, 3.11). 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 phƣơng đứt gãy tây bắc đông nam và hƣớng về đông nam1200 là
83
hoàn toàn phù hợp với phƣơng đứt gãy xiết ép của đới Tuy Hòa (hình 3.9).
84
Hình 3.21. Sơ đồ phân vùng cấu trúc hiện tại bể Phú Khánh
Hiện nay, các nhà địa chất dầu khí quen gọi bản đồ cấu trúc địa chất Đệ tứ là
“Bản đồ cấu trúc địa chất”. Sự nhầm lẫn này dẫn đến sự nhầm lẫn về môi trƣờng
trầm tích và lịch sử kiến tạo của các bể thứ cấp.
Trong quá trình hình thành và phát triển một bể thứ cấp sau khi kết thúc quá
trình lắng đọng trầm tích thì môi trƣờng trầm tích vẫn đƣợc lƣu giữ và bản tồn. Mặc
dù quá trình biến dạng sẽ làm thay đổi vị trí theo chiều ngang và chiều thẳng đứng
các lớp đá trầm tích, tuy nhiên môi trƣờng thành tạo ban đầu của chúng sẽ không
bao giờ thay đổi. Mở đầu mỗi bể trầm tích thứ cấp Miocen sớm, Miocen giữa và
Miocen muộn đƣợc đánh dấu bởi môi trƣờng aluvi và châu thổ. Tuy hiện tại các lớp
đá có môi trƣờng này bị nhấn chìm xuống độ sâu trên 5000m song vẫn giữ đƣợc
thành phần thạch học là cát kết đa khoáng lòng sông và cấu tạo phân lớp xiên chéo
đồng hƣớng. Nghĩa là môi trƣờng lắng đọng trầm tích ở vị trí trên bề mặt vỏ Trái
Đất nhƣng nhƣng sau 5 triệu năm đã nhấn chìm xuống độ sâu hiện tại. Với trầm tích
hạt thô trƣờng sóng, trƣờng sóng địa chấn có cấu tạo hỗn độn, phản xạ biên độ thấp
rất giống với cấu tạo turbidit nên rất dễ nhầm lẫn với môi trƣờng biển sâu. Hệ thống đứt gãy 1090E – 1100E và sụt lún nhiệt trung tâm đã nhấn chìm trầm tích Pliocen –
Pleistocen tƣớng biển nông xuống độ sâu 500 – 2000m. Tƣơng tự nhƣ vậy đới nâng
ngoài ở phía đông nam bể Phú Khánh tựa nhƣ một dãy núi ngầm chạy song song
với trục tách giãn đáy Biển Đông có tuổi từ Miocen muộn đến nay.
Nhƣ vậy, bình đồ cấu trúc địa chất hiện tại với 5 đơn vị cấu trúc nhƣ đã mô
tả ở trên là kết quả của nhiều pha kiến tạo xảy ra trong mối quan hệ với 6 chu kỳ sụt
lún nhiệt và nghịch đảo kiến tạo: (1) Eocen – Oligocen sớm; (2) Oligocen muộn; (3)
Miocen sớm; (4) Miocen giữa; (5) Miocen muộn và (6) Pliocen – Đệ tứ. Bài toán
đặt ra đối với nghiên cứu sinh là phải phục hồi lại lịch sử phát triển địa chất của
từng bể thứ cấp Miocen sớm, Miocen giữa và Miocen muộn. Nói cách khác phải tái
hiện đƣợc bức tranh tiến hóa của 3 chu kỳ trầm tích trong mối quan hệ với chuyển
động kiến tạo và sự thay đổi mực nƣớc biển.
1, N1
2, N1
1, E3
Tuy nhiên, 3 chu kỳ trầm tích Miocen đƣợc đặt trong mối quan hệ với 6 chu 3 và N2-Q). Theo lịch sử phát triển 2, N1 kỳ trầm tích của Kainozoi (E3
85
địa chất, 6 chu kỳ trầm tích tƣơng ứng với 3 tổ hợp thạch kiến tạo: (1) Tổ hợp đá
trầm tích lục nguyên lấp đầy các địa hào sụt lún dạng tuyến tuổi Oligocen – Miocen
sớm; (2) Tổ hợp đá lục nguyên, carbonat hóa học và đá vôi ám tiêu san hô lấp đầy
bể sụt lún mở rộng dạng ô van tuổi Miocen giữa – muộn; (3) Tổ hợp trầm tích lục
nguyên và ám tiêu san hô tạo lớp phủ thềm hiện đại (hình 2.23).
Hình 3.22. Các chu kỳ trầm tích và tổ hợp thạch kiến tạo
86
trong Kainozoi bể Phú Khánh [48]
Mỗi chu kỳ trầm tích đều xảy ra 2 giai đoạn phát triển địa chất: Sụt lún, lấp
đầy vật liệu trầm tích và biến trầm tích bở rời thành đá trầm tích (diagenesis); Nén
ép, nâng trồi và bào mòn tạo ranh giới bất chỉnh hợp giữa các bể thứ cấp.
3.4. PHỤC HỒI CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT QUA CÁC THỜI KỲ
3.4.1. Xử lý biến dạng
Nhƣ chúng ta đã biết, tất cả các thông số về bể trầm tích hiện tại chỉ là biểu
kiến, thậm chí ở dạng “di chỉ”, “tàn dƣ”, sót lại do những quá trình địa chất lâu dài
đã làm thay đổi, biến dạng, phá hủy,… Vì vậy, để làm sáng tỏ đƣợc lịch sử phát
triển địa chất trầm tích Miocen của các bể cần thiết phải phục hồi cho từng bể thứ
cấp Miocen sớm, Miocen giữa và Miocen muộn.
Từ phân tích đặc điểm biến dạng từng bể thứ cấp theo mặt cắt địa chấn theo
từng giai đoạn tiến hành xử lý các kiểu biến dạng và phục hồi các bể thứ cấp
Miocen sớm, Miocen giữa và Miocen muộn theo công thức phục hồi (Trần Nghi,
2005). Kết quả tất cả các mặt cắt địa chấn đƣợc chuyển thành mặt cắt phục hồi của
từng bể thứ cấp (hình 3.23, 3.24). Trên cơ sở đó nghiên cứu sinh đã xây dựng quy
trình thành lập bản đồ phân vùng cấu trúc địa chất theo các bƣớc nhƣ sau:
1/ Xử lý biến dạng các bể trầm tích thứ cấp;
2/ Phục hồi mặt cắt các bể thứ cấp;
3/ Lập bảng bề dày trầm tích từ các mặt cắt phục hồi. Trong đó mỗi giá trị bề
dày đều có tọa độ (X, Y) xác định;
4/ Thành lập bản đồ đẳng dày trầm trích nguyên thủy;
5/ Khoanh vùng khối sụt và khối nâng;
6/ Thành lập bản đồ cấu trúc địa chất của mỗi thời kỳ và hệ thống chú giải
87
tƣơng ứng.
Giai đoạn
Miocen sớm
Giai đoạn
Miocen giữa
Giai đoạn
Miocen muộn
Giai đoạn
Pliocen – Đệ tứ
Mặt cắt địa chấn
tuyến L03
88
Hình 3.23. Mặt cắt phục hồi tuyến L03
Hình 3.24. Mặt cắt phục hồi tuyến L08 bể Phú Khánh
89
(Theo Trần Nghi, Trần Thị Dung, 2015)
1)
3.4.2. Phân vùng cấu trúc địa chất Miocen sớm (N1
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 3.23, 3.24). Sơ đồ đẳng dày trầm tích và sơ 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 3.25, 3.26).
Mỗi một bể trầm tích thứ cấp là một chu kỳ trầm tích đƣợc tạo thành bởi 2
pha kiến tạo: (1) pha sụt lún, lấp đầy trầm tích và tác dụng thành đá; (2) pha nghịch
đảo kiến tạo: nén ép, nâng trồi và bào mòn.
Trong giai đoạn đầu và gần cuối Miocen sớm thế nằm các đá trầm tích còn
nằm ngang chƣa bị biến dạng. Sơ đồ đẳng dày nguyên thủy của bể Miocen sớm cho
phép khoanh định đƣợc 3 đới cấu trúc địa chất: (1) Đới nâng rộng lớn nhất phân bố
ở rìa phía tây của bể; (2) Đới phân dị phía Đông Nam kéo dài theo phƣơng đông bắc
tây nam, phân bố ở phía đông đông nam của bể; (3) Đới sụt lún mạnh phân bố ở
khu vực trung tâm bể (hình 3.25, 3.26). Vật liệu trầm tích đƣợc cung cấp chủ yếu là
từ khối nâng ở phía tây và khối nâng dạng tuyến ở phía đông đông nam đóng vai trò
là miền xâm thực. Thành phần trầm tích chủ yếu là lục nguyên (cát kết đa khoáng,
bột kết và sét kết) lắng đọng ở các môi trƣờng aluvi, châu thổ và biển nông (Hình
4.2, bảng 4.3, 4.4). Đến giai đoạn cuối Miocen sớm-đầu Miocen giữa xuất hiện pha
nghịch đảo kiến tạo mạnh mẽ tƣơng ứng với pha kết thúc tách giãn đáy Biển Đông
(16 triệu năm). Bể thứ cấp Miocen sớm bị biến dạng bởi đứt gãy trƣợt bằng và đứt
gãy listrict. Đặc biệt bị biến dạng do hoạt động núi lửa trẻ, uốn nếp, nâng trồi bào
90
mòn và tạo nên bất chỉnh hợp góc giữa Miocen sớm và Miocen giữa.
91
Hình 3.25. Sơ đồ đẳng dày Miocen dưới bể Phú Khánh
92
Hình 3.26. Sơ đồ phân vùng cấu trúc Miocen sớm bể Phú Khánh
2)
3.4.3. Phân vùng cấu trúc địa chất Miocen giữa (N1
Giai đoạn đầu Miocen giữa bắt đầu pha sụt lún mới với tốc độ chậm chạp
nhƣng khuôn viên của bể Phú Khánh đƣợc mở rộng hơn. Giai đoạn này pha biển
tiến toàn cầu cũng đồng thời xảy ra đã nhấn chìm địa hình bị phân dị mạnh của
đáy bể xuống một độ sâu không lớn nhƣng diện tích đƣợc mở rộng đã tạo nên 2
kiểu thủy vực tiêu biểu: (1) Thủy vực lắng đọng trầm tích lục nguyên do các dòng
sông mang đến từ lục địa và các khối nâng dƣới dạng đảo và quần đảo và (2) Các
quần đảo ngầm thuận lợi cho sự phát triển rực rỡ các ám tiêu san hô (Hình 3.28).
Các thủy vực giữa các đảo nổi và đảo ngầm này chính là các vũng vịnh có chế độ
khử và độ kiềm cao (Eh ≤ 0, pH ≥ 8,5) thuận lợi cho quá trình thành tạo tƣớng sét
vôi-đolomit giàu sinh vật đặc trƣng cho môi trƣờng vũng vịnh nhƣ foraminifera,
Bryozoa...(Hình 3.25, 3.26). Các mặt cắt phục hồi của bể thứ cấp Miocen giữa, sơ
đồ đẳng dày trầm tích nguyên thủy và sơ đồ cấu trúc địa chất (Hình 3.23, 3.24,
3.27, 3.28) đã hiển thị một bức tranh sinh động và đa dạng về tƣớng trầm tích với
sự phát triển 2 tổ hợp thạch- kiến tạo là lục nguyên ít khoáng và carbonat sinh vật
trong bối cảnh kiến tạo tƣơng đối bình ổn trong một giai đoạn khá lâu dài. Khung
kiến tạo giai đoạn này bao gồm 4 đơn vị cấu trúc: (1) Đới nâng phía Tây; (2) Đới
sụt lún trung tâm; (3) Đới phân dị phía Đông Nam; (4) Đới đứt gãy phá hủy phía
Nam.
Cuối giai đoạn Miocen giữa - đầu Miocen muộn pha nghịch đảo kiến tạo mới
lại xuất hiện. Các đá trầm tích Miocen giữa bị biến dạng bởi quá trình đứt gãy sau
trầm tích, hoạt động núi lửa trẻ, uốn nếp, nâng trồi và bào mòn tạo nên bề mặt bất
93
chỉnh hợp địa tầng giữa Miocen giữa và Miocen muộn.
94
Hình 3.27. Sơ đồ đẳng dày Miocen giữa bể Phú Khánh
95
Hình 3.28. Sơ đồ phân vùng cấu trúc Miocen giữa
3)
3.4.4. Phân vùng cấu trúc địa chất Miocen muộn (N1
Quá trình sụt lún trong Miocen muộn diễn ra trên một không gian rộng lớn
khiến cho bể thứ cấp Miocen muộn có khuôn viên rộng hơn bể thứ cấp Miocen giữa
(hình 3.30). Đây là quy luật tiến hóa các bể trầm tích thứ cấp theo chu kỳ sụt lún-
mở rộng. Trong các mặt cắt địa chấn thấy rõ bể thứ cấp Miocen muộn các trƣờng
sóng có phản xạ trắng đặc trƣng (hình 3.8-3.11). Điều đó đƣợc giải thích bởi thành
phần trầm tích lục nguyên chứa một hàm lƣợng lớn vật liệu vụn sinh vật (mảnh vụn
san hô, foraminifera, vỏ động vật Molusca...) (Hình 4.8, 4.9, 4.10). Thành phần vụn
sinh vật này và phản xạ trắng của mặt cắt địa chấn là minh chứng sinh động nhất
cho một bối cảnh địa chất Miocen muộn của bể Phú Khánh nói riêng và khu vực
nƣớc sâu thềm lục địa Việt Nam nói chung. Các ám tiêu san hô phát triển rực rỡ
trong Miocen giữa bị nâng lên khỏi mặt nƣớc vào đầu Miocen muộn đã biến thành
vùng xâm thực cung cấp vật liệu vụn sinh vật cho các thủy vực dạng đẳng thƣớc
vũng vịnh nông nằm xen kẽ với các khối xâm thực nói trên.
Trong giai đoạn Miocen muộn tồn tại 5 đới cấu trúc chính: (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
96
phía Nam (hình 3.31).
97
Hình 3.29. Sơ đồ đẳng dày Miocen trên, bể Phú Khánh
98
Hình 3.30. 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 Ý NGHĨA DẦU KHÍ LIÊN QUAN
4.1. KHÁI QUÁT CHUNG
Nghiên cứu lịch sử phát triển địa chất trầm tích Miocen khu vực bể Phú
Khánh là tái hiện bức tranh tiến hóa trầm tích vùng biển nƣớc sâu nằm trong bối cảnh kiến tạo giao thoa giữa đới sụt lún kiến tạo phƣơng kinh tuyến 109o-110oE và
đới sụt lún-tách giãn đáy Biển Đông theo phƣơng đông bắc tây nam. Trong Miocen
khu vực bể Phú Khánh dƣới tác động của các nguồn lực khác nhau nên đã tạo nên
các đơn vị cấu trúc địa chất trầm tích khác nhau: (1) Đới ven rìa phía tây có cấu trúc
địa chất ổn định, nghiêng thoải về phía đông. Từ Miocen sớm đến Miocen muộn
tƣớng trầm tích lục nguyên tiến hóa theo 3 chu kỳ. Bắt đầu mỗi chu kỳ là tƣớng cát
bột aluvi chiếm ƣu thế, kết thúc mỗi chu kỳ là tƣớng bột sét châu thổ chiếm ƣu thế; (2) Đới đứt gãy sụt bậc và trƣợt bằng phải đồng thời theo hƣớng kinh tuyến 109o- 110oE, cánh phía tây cố định, còn cánh phía đông dịch trƣợt về phía nam. Các lớp
trầm tích lục nguyên trong đới này có cấu tạo phân kỳ; (3) Đới sụt lún nhiệt ở trung
tâm mạnh và có bề dày trầm tích lớn, chủ yếu là các tƣớng cát bột sét châu thổ
ngầm; (4) Đới xiết trƣợt Tuy Hòa: Trầm tích chủ yếu là tƣớng lục nguyên aluvi và
biển nông ven bờ; (5) Đới nâng ngoài giáp với vỏ đại dƣơng: Trầm tích có thành
phần phức tạp, chủ yếu là ám tiêu san hô, trầm tích vụn sinh vật và vụn núi lửa.
Nghiên cứu tiến hóa trầm tích Kainozoi khu vực bể Phú Khánh đƣợc dựa
trên cơ sở phƣơng pháp luận địa tầng phân tập tiếp cận từ quan điểm phân tích
tƣớng đá và chu kỳ trầm tích do Trần Nghi (2013) đề xuất. Vì vậy, Nghiên cứu sinh
sẽ trình bày đặc điểm tƣớng đá - cổ địa lý của các thành tạo trầm tích Miocen (sớm,
giữa, muộn) sẽ theo các phức tập của địa tầng phân tập.
Mỗi phức tập tƣơng ứng với một bể trầm tích thứ cấp đƣợc hình thành do
một pha kiến tạo hoặc một chu kỳ thay đổi mực nƣớc biển (MNB), trong đó có 3
miền hệ thống: biển thấp (LST), biển tiến (TST) và biển cao (HST). Mỗi miền hệ
99
thống trầm tích đƣợc xác định nhờ phân tích tƣớng và môi trƣờng trầm tích.
4.2. CHU KỲ TRẦM TÍCH VÀ ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP
4.2.1. Chu kỳ trầm tích
Chu kỳ trầm tích là sự lặp đi lặp lại có chu kỳ của thành phần độ hạt và
tƣớng trầm tích trong cột địa tầng (theo Bách khoa thƣ Địa chất, tr.1263).
Từ định nghĩa đó có thể lấy ranh giới các chu kỳ trầm tích tại 11’, 22’, 33’
theo hình dƣới đây.
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) [29, 30] để có sự tƣơng thích
giữa chu kỳ trầm tích và địa tầng phân tập sẽ lấy ranh giới trầm tích theo đƣờng 33’
(hình 4.1). Ranh giới này trùng với bề mặt bào mòn gián đoạn trầm tích. Từ ranh
giới bào mòn này đến ranh giới bào mòn tiếp theo là thuộc một chu kỳ gồm 3 nhóm
tƣớng nối tiếp nhau:
(1) Nhóm tƣớng trầm tích biển thấp (phần đầu chu kỳ);
(2) Nhóm tƣớng trầm tích biển tiến (phần giữa chu kỳ);
100
(3) Nhóm tƣớng trầm tích biển thoái cao (phần cuối chu kỳ) (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
4.2.2. Địa tầng phân tập
1/ Định nghĩa
Đến nay đã có nhiều công trình nghiên cứu về địa tầng phân tập [24, 28, 73,
101
75, 80, 81, 83, 98-101] với những định nghĩa khác nhau:
Định nghĩa của Emery D. và Mayers K.J (1996): “Địa tầng phân tập là các
đơn vị trầm tích cộng sinh với nhau lấp đầy một bể, ranh giới giữa các đơn vị
thƣờng trùng với mặt ranh giới hai tập trầm tích hoặc bề mặt gián đoạn trầm tích”.
Định nghĩa của Wagoner J.c và nnk (1995): “Địa tầng phân tập là mối quan
hệ giữa các đơn vị trầm tích có cùng nguồn gốc trong khung địa tầng đƣợc giới hạn
với nhau bởi bề mặt bất chỉnh hợp trầm tích hoặc chỉnh hợp tƣơng đƣơng”.
Định nghĩa của Trần Nghi (2010): “Địa tầng phân tập là sự sắp xếp có quy
luật của các tƣớng và nhóm tƣớng trầm tích trong khung địa tầng theo không gian
và thời gian trong mối quan hệ với sự thay đổi mực nƣớc biển chân tĩnh và chuyển
động kiến tạo”.
Nhận xét:
Các định nghĩa trên đều nhấn mạnh nội hàm mối quan hệ giữa các đơn vị trầm
tích theo mối quan hệ giữa các đơn vị trầm tích theo khung địa tầng với sự thay đổi
mực nƣớc biển toàn cầu. Tuy nhiên, định nghĩa của Trần Nghi phát biểu sáng tỏ hơn
về nguồn gốc trầm tích của Emery chính là tƣớng trầm tích và “đơn vị trầm tích” của
Wagoner đƣợc cụ thể hóa bởi “tƣớng và nhóm tƣớng” của Trần Nghi.
Vì vậy, để áp dụng một cách dễ dàng vào nghiên cứu địa tầng phân tập của
trầm tích Miocen dƣới, Miocen giữa và Miocen trên bể Phú Khánh nghiên cứu sinh
áp dụng định nghĩa của Trần Nghi (2010).
2/ Ranh giới các phức tập (sequence)
Các phức tập tƣơng ứng với các chu kỳ trầm tích nên ranh giới gián đoạn
1; (2) Phức tập N1
3 (bảng 4.1).
trầm tích giữa các chu kỳ cũng chính là ranh giới các phức tập. Trên cơ sở đó có thể 2 và
phân chia trầm tích Miocen thành 3 phức tập: (1) Phức tập N1 (3) Phức tập N1
3/ Ranh giới các miền hệ thống
Mỗi phức tập có 3 miền hệ thống: (1) Miền hệ thống trầm tích biển thấp
(LST); (2) Miền hệ thống trầm tích biển tiến (TST) và (3) Miền hệ thống trầm tích
biển cao (HST).
Ranh giới của miền hệ thống trầm tích biển thấp (LST) của phức tập Miocen 1) với miền hệ thống trầm tích biển cao (HST) của phức tập Oligocen 1 (LES – Lowstand 2) chính là bề mặt bào mòn biển thấp của sqN1
102
sớm (sqN1 muộn (sqE3 erosion surface).
1) là bề mặt
Trong phức tập Miocen dƣới có: Ranh giới giữa TST/LST (sqN1
1) là ranh giới của châu thổ ngầm với bề mặt
bào mòn biển tiến (TS – Transgressive surface).
Ranh giới giữa HST/TST (sqN1
3
đồng bằng ngập lụt cực đại (MFS).
2 và N1
Tƣơng tự nhƣ vậy, ranh giới giữa các miền hệ thống của phức tập N1
(Hình 4.2).
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 [29]
1):
4/ Công thức tích hợp giữa tƣớng trầm tích và các miền hệ thống:
- Phức tập Miocen sớm (sqN1 LiLST = (ar + mt/amr)LST
LiTST = (amt + amr/mt)TST
2):
LiHST = (mt/amh) HST
- Phức tập Miocen giữa (sqN1 LiLST = (ar + mt/amr)LST
103
LiTST = (amt + amr/mt + reef)TST
LiHST = (amh + mt/amh + reef)HST
Chú thích:
- ar: Nhóm tƣớng aluvi biển thấp (regressive alluvial facies)
- amh/mt: Nhóm tƣớng biển tiến (mt) xen châu thổ biển hạ (amh) (TST)
- amr: Nhóm tƣớng đồng bằng châu thổ biển thấp (LST)
- amt: Nhóm tƣớng ven biển biển tiến (TST)
- mt/amh: Nhóm tƣớng châu thổ ngầm biển cao xen tƣớng biển tiến (mt)
- amh: Nhóm tƣớng đồng bằng châu thổ biển cao (HST)
- mt/amr: Nhóm tƣớng châu thổ ngầm biển thấp xen tƣớng biển tiến (mt)
- reef: Tƣớng ám tiêu san hô.
5/ Phân tích tƣớng trầm tích trên cơ sở trƣờng sóng địa chấn
Bảng 4.2. Bảng đặc trưng trường sóng địa chấn các hệ thống trầm tích
của các phức tập theo tuyến L05
Mỗi một loại đá trầm tích có một loạt các tính chất vật lý đặc trƣng nhƣ tốc
độ truyền sóng, tần số phản xạ của sóng âm. Những tính chất đó đƣợc quy định bởi
đặc điểm thạch học, thành phần độ hạt, mật độ của đá và đặc điểm cấu tạo của các
104
lớp đá trầm tích.
Dựa trên kết quả đối sánh đặc điểm thạch học của mẫu lõi và phân tích bằng
lát mỏng thạch học dƣới kính hiển vi phân cực cho phép xây dựng đƣợc bảng phân
loại tƣớng trầm tích từ trƣờng sóng địa chấn (bảng 4.1).
Mối liên hệ chặt chẽ giữa đặc điểm trƣờng sóng địa chấn và đặc điểm tƣớng
trầm tích qua phân tích lát mỏng thạch học đã cho phép tích hợp và nâng cao “tƣớng
địa chấn” thành “tƣớng trầm tích”.
Từ tiếp cận đó nghiên cứu sinh đã lần lƣợt xác định các tƣớng trầm tích dựa
trên trƣờng sóng địa chấn và đặc điểm thạch học theo từng miền hệ thống và theo
từng phức tập nhƣ sau (bảng 4.1, 4.2).
1:
SqN1
- Miền hệ thống trầm tích biển thấp (LST): Trƣờng sóng thô hỗn độn, phản
xạ trắng, tần số thấp (hình 4.2, 4.4); thạch học: cát kết đa khoáng grauwack – litic,
độ mài tròn, chọn lọc kém (Ro = 3.5, So = 2.5), tƣớng cát aluvi (arLST).
- Miền hệ thống trầm tích biển tiến (TST): Trƣờng sóng mịn sẫm màu nằm
ngang song song, tần số cao (hình 4.2, 4.4); Lát mỏng thạch học: sét kết pha bột
chứa bitum, tƣớng sét biển nông – vũng vịnh (hình 4.3, 4.4).
- Miền hệ thống trầm tích biển cao (HST): Trƣờng sóng địa chấn có 3 kiểu
cấu tạo phổ biến: cấu tạo nằm ngang thô nét, sẫm màu, tần số trung bình. Cấu tạo
chống nóc (trƣờng sóng tạo với bề mặt bào mòn ranh giới của phức tập của phức tập
một góc nhất định, cấu tạo nêm tăng trƣởng đặc trƣng cho châu thổ ngầm. Kiểu cấu
tạo này thô nét phản xạ trắng dạng thấu kính, tần số thấp xen kẽ trƣờng sóng thanh
nét màu sẫm, tần số cao (Hình 4.2, 4.4). Lát mỏng thạch học: Bột kết pha sét, tƣớng
bột sét châu thổ ngầm (amhHST) (hình 4.4).
2:
SqN1
- Miền hệ thống trầm tích biển thấp (LST): Trƣờng sóng địa chấn thô, hỗn
độn, phản xạ trắng, tần số thấp, biểu hiện cấu tạo phân lớp xiên chéo đồng hƣớng
lòng sông đồng bằng (hình 4.12). Lát mỏng thạch học: cát kết đa khoáng thạch
2).
anh – lithic, độ mài tròn chọn lọc kém (Ro=0.45, So=2.3), thuộc tƣớng cát kết lòng
105
sông (arLST N1
- Miền hệ thống trầm tích biển tiến (TST): Trƣờng sóng địa chấn có 3 dạng:
Trƣờng sóng thô, phản xạ trắng, cấu tạo nằm ngang tần số trung bình, biểu thị trầm
tích cát biển nông biển tiến (hình 4.12); Trƣờng sóng mịn thanh nét, màu đen, tần số
cao biểu thị tƣớng sét vũng vịnh biển tiến; Trƣờng sóng hỗn độn, un đống biểu hiện
tƣớng carbonat ám tiêu. Lát mỏng thạch học: Cát kết thạch anh – litic, xi măng
dolomit, calcit, độ mài tròn từ trung bình đến tốt, chọn lọc trung bình (Ro= 0.5 –
0,7; So= 1,5 – 1,9), tƣớng cát biển nông, biển tiến (amrTST) (hình 4.11); Đá vôi
dolomit chứa sinh vật và bitum, các loại sinh vật thƣờng gặp: foraminifera, Bryzoa,
Molusca. Tƣớng vôi dolomit chứa sinh vật vũng vịnh biển tiến (mtTST) (hình 4.8,
4.9); Đá vôi ám tiêu san hô chứa sinh vật và tảo lục: Đá vôi có kiến trúc khung
xƣơng san hô tàn dƣ, nhiều lỗ hổng. Tƣớng ám tiêu san hô vũng vịnh – biển nông
biển tiến (reefTST) (hình 4.10).
3:
SqN1
- Miền hệ thống trầm tích biển tiến (LST): Trƣờng sóng thô, hỗn độn, phản
xạ trắng đặc trƣng, tần số thấp (bảng 4.2); Lát mỏng thạch học: cát kết chứa vụn vỏ
sinh vật tƣớng cát bãi triều ven biển.
- Miền hệ thống trầm tích biển tiến (TST): Trƣờng sóng mịn, cấu tạo nằm
ngang, phản xạ trắng, tần số trung bình đặc trƣng cho môi trƣờng biển nông – vũng
vịnh (bảng 4.2); Lát mỏng thạch học: Đá vôi chứa cát và vụn sinh vật và đá vôi vụn
sinh vật chứa cát. Trầm tích thuộc nhóm đá tƣớng bùn vôi foram chứa cát và vụn
sinh vật biển tiến (hình 4.6, 4.7).
4.3. ĐẶC ĐIỂM TƢỚNG ĐÁ – CỔ ĐỊA LÝ THEO ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP
4.3.1. Khái quát
Nghiên cứu đặc điểm tƣớng đá – cổ địa lý của trầm tích Miocen sớm,
Miocen giữa và Miocen muộn của bể Phú Khánh nghiên cứu sinh tiếp cận trên 2
quan điểm: (1) Định nghĩa về tƣớng trầm tích của RuKhin (1969) và (2) Tƣớng đá –
cổ địa lý theo cấu trúc địa chất và địa tầng phân tập của Trần Nghi (2017).
RuKhin (1969) định nghĩa tƣớng trầm tích nhƣ sau: "Tướng là những trầm
106
tích được thành tạo trong một vị trí nhất định có cùng những điều kiện khác với
những vùng lân cận". Theo định nghĩa này tƣớng trầm tích đƣợc quy định bởi 2 yếu
tố: Thành phần thạch học; Môi trƣờng trầm tích. Ví dụ: tƣớng cát lòng sông, tƣớng
bùn vôi chứa foraminifera biển nông – vũng vịnh… Trong đó, cát và bùn vôi là
thạch học; lòng sông, biển nông và biển nông - vũng vịnh là môi trƣờng trầm tích.
Trần Nghi (2017) đã xây dựng mô hình tƣớng đá – cổ địa lý dựa trên định
nghĩa tƣớng của RuKhin (1969) và định nghĩa địa tầng phân tập do Trần Nghi đề
nghị (2010).
Theo hƣớng tiếp cận đó đặc điểm tƣớng đá cổ địa lý trong Miocen chính là
quy luật phân bố trầm tích và môi trƣờng trầm tích trong mối quan hệ với sự thay
đổi mực nƣớc biển và chuyển động kiến tạo hay nói cách khác là trong mối quan hệ
với các miền hệ thống trầm tích. Mối quan hệ đó đƣợc phát biểu bởi 9 công thức
tích hợp giữa 6 tƣớng trầm tích và 3 miền hệ thống (xem mục 4.2.2).
4.3.2. Đặc điểm tƣớng đá – cổ địa lý giai đoạn Miocen sớm
1/ Đặc điểm địa hình vùng xâm thực và vùng lắng đọng trầm tích
Địa hình vùng xâm thực và vùng lắng đọng trầm tích của bể thứ cấp Miocen
sớm đƣợc ấn định bởi pha nghịch đảo kiến tạo cuối Oligocen muộn. Trên cơ sở sơ
đồ đẳng dày trầm tích phục hồi và sơ đồ cấu trúc địa chất của Miocen sớm thấy rõ 6
vùng xâm thực cung cấp vật liệu chạy vòng quanh theo rìa của bể và một miền tích
tụ trầm tích rộng lớn liên thông với nhau phân bố phân bố ở trung tâm bể.
Các vùng xâm thực trên sơ đồ tƣớng đá – cổ địa lý (hình 4.5) đƣợc ký hiệu
bằng màu hồng và gạch chéo màu đỏ. Vùng xâm thực rộng lớn nhất là nằm ở phía
tây bể thuộc phần đất liền của các tỉnh Bình Định, Phú Yên, Khánh Hòa, Ninh
Thuận và Bình Thuận. 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: 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.
2/ Quy luật phân bố tướng trầm tích
107
- Miền hệ thống trầm tích biển thấp (LST): Miền hệ thống trầm tích biển thấp
phủ trực tiếp trên bề mặt bào mòn của nóc Oligocen. Các nhóm tƣớng của miền hệ
thống trầm tích LST cộng sinh với nhau theo thời gian và không gian.
a) Theo thời gian (theo phƣơng thẳng đứng từ dƣới lên) có 2 nhóm tƣớng
phủ chồng lên nhau: nhóm tƣớng cát bột aluvi (arLST), nhóm tƣớng bột sét châu
thổ (amrLST).
b) Theo không gian (từ vùng xâm thực ra trung tâm của bể 2 nhóm tƣớng nói
trên phân bố nối tiếp nhau theo thứ tự sau): arLST → amrLST (hình 4.5).
Tích hợp cả thời gian và không gian ta có mô hình cộng sinh tƣớng của miền
hệ thống trầm tích biển thấp theo công thức sau: LiLST = (ar + amr) LST
Trên mặt cắt địa chấn phần thấp ven rìa của LST các trƣờng sóng đồng pha,
thô nét, hỗn độn, phản xạ trắng phản ánh thành phần hạt thô (thành phần cát là chủ
yếu) môi trƣờng lòng sông. Phần giữa của LST xa bờ trƣờng sóng nghiêng định
hƣớng xen nằm ngang, thanh nét màu đen, tần số cao biểu thị trầm tích hạt mịn,
tƣớng bột sét châu thổ (amr). Phần trung tâm bể trƣờng sóng thay đổi từ nghiêng
định hƣớng ở đới gần bờ đến ngang song song ở trung tâm của bể biểu thị chuyển
dần từ tƣớng bột sét châu thổ ngầm sang tƣớng sét biển nông xa bờ (hình 4.4, 4.5).
- Miền hệ thống trầm tích biển tiến (TST)
Miền hệ thống trầm tích biển tiến là một giai đoạn dài, bắt đầu từ mực nƣớc
biển thấp nhất đến mực nƣớc biển cao nhất.
c) Theo mặt cắt địa chất trầm tích từ dƣới lên đƣờng cong độ hạt biến thiên
dƣới thô trên mịn với 2 nhóm tƣớng đặc trƣng chồng phủ lên nhau: (1) Nhóm tƣớng
ven biển gồm tƣớng cát bãi triều, tƣớng bùn sét đầm lầy ven biển (amtTST); (2)
Nhóm tƣớng sét đồng bằng ngập lụt.
Trên mặt cắt địa chấn các trƣờng sóng địa chấn biểu hiện cấu tạo nằm ngang
từ thô đến thanh nét và xen kẽ giữa phản xạ trắng thô và phản xạ đen sẫm mịn. Đó
là hiện tƣợng dao động mực nƣớc biển địa phƣơng đã ảnh hƣởng đến các nhịp độ
hạt. Trong xu thế biển tiến độ hạt mịn dần lại xen kẽ những pha biển hạ địa phƣơng
(falling sea level) làm cho hàm lƣợng cát tăng lên nên trƣờng sóng có phản xạ trắng.
108
Trong quá trình biển tiến trầm tích Miocen sớm đƣợc đặc trƣng bởi 2 nhóm
đá: (1) Nhóm đá cát kết thạch anh-litic có độ mài tròn và chọn lọc tốt (hình 4.4); (2)
Nhóm đá: cát kết xi măng dolomit mài tròn, chọn lọc trung bình (hình 4.4), sét kết
chứa bột, sét kết chứa vôi (hình 4.4). Sự thay đổi thành phần thạch học nói trên là
bằng chứng của biển sâu dần và đƣờng bờ dịch chuyển vào phía đất liền đạt vị trí
cao nhất.
Miền hệ thống trầm tích biển tiến gặp phong phú hóa thạch foraminifera
(fo), Miogypsinoides, Miogypsina (Tf1), Lepidocyclina, Eulepidina (Te5). Nhóm
này đặc trưng cho môi trường biển nông – vũng vịnh.
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 tƣớng cộng sinh theo thời gian và theo không gian; Nhóm tƣớng bột sét châu
thổ (amh HST) và nhóm tƣớng sét bột biển nông – vũng vịnh (mt/amhHST).
Nhóm tƣớng bột sét châu thổ thƣờng biểu hiện cấu tạo nêm tăng trƣởng của
các trƣờng sóng địa chấn (downlap). Theo chiều ngang chuyển tƣớng sang tƣớng
sét bột biển nông xa bờ. Trƣờng sóng địa chấn có cấu tạo ngang song song mịn sẫm
màu. Điều đó phản ánh trầm tích sét bột có nguồn gốc châu thổ ngầm bị tái vận
chuyển và tái phân bố của dòng chảy đáy trong các pha biển dâng địa phƣơng biên
1; N+;
độ ngắn đã tạo nên cấu tạo nằm ngang song song môi trƣờng biển nông.
Hình 4.3. Cát kết thạch anh - litic; GK2; độ sâu 2546m; tuổi N1
109
Môi trường bãi triều ven biển [63]
Bảng 4.3. Đối sánh đặc điểm thạch học Miocen 3 GK2, GK-2X NCS, PV-2X TCVM
110
Bảng 4.4. Bảng tổng hợp đặc điểm thạch học của bể thứ cấp Miocen bể Phú Khánh
Cát kết thạch anh – litic, hạt mịn, chọn lọc mài tròn khá đến tốt, môi trƣờng châu thổ ngầm, thuộc
-
HST, độ sâu 2540m, X40, N
Đặc điểm trƣờng sóng địa chấn các miền hệ thống trầm tích của phức tập Miocen sớm theo tuyến L03
Cát kết thạch anh – litic, xi măng dolomit vi hạt tự hình, môi trƣờng vũng vịnh, thuộc TST, độ chọn lọc, mài trong trung bình, độ rỗng cao (Me = 15%), độ sâu 2585,50m, GK2, 1 tuổi N1
Hình 4.4. Đối sánh đặc điểm thạch học và tài liệu địa vật lý giếng khoan GK2
111
bể thứ cấp địa chất - trầm tích Miocen sớm bể Phú Khánh [7, 29, 63]
112
Hình 4.5. Sơ đồ tướng đá – cổ địa lý giai đoạn biển thoái (LST) Miocen sớm
4.3.3. Đặc điểm tƣớng đá – cổ địa lý giai đoạn Miocen giữa
Trong Miocen giữa bình đồ cấu trúc địa chất của bể cũng thay đổi đáng kể.
Phía tây bể Phú Khánh cấu trúc dạng thềm bình ổn. Phía trung tâm và phía đông
chủ yếu dạng khối đẳng thƣớc do ảnh hƣởng của các đứt gãy trượt bằng-xoay xảy
ra trước đứt gãy thuận đồng trầm tích. Các khối này đóng vai trò là quần đảo ngầm
thuận lợi cho phát triển mạnh mẽ ám tiêu san hô (hình 3.28, 4.13).
Trong giai đoạn Miocen giữa không gian tích tụ trầm tích gần nhƣ không
thay đổi so với giai đoạn Miocen sớm. Trong phần thấp của bể thứ cấp Miocen giữa
tƣơng ứng với miền hệ thống trầm tích biển thấp (LST) tỷ lệ trầm tích lục nguyên
lớn hơn trầm tích carbonat (Hình 3.25 – 3.28; bảng 4.2, 4.3). Trầm tích lục nguyên
phân bố rộng ở các đới liền kề với vùng xâm thực, đƣợc đặc trƣng bởi cát kết đa
khoáng thạch anh – lithic, độ mài tròn chọn lọc kém (Ro=0.45, So=2.3), thuộc 2), cát kết ít khoáng thạch anh-litic thuộc tƣớng tƣớng cát kết lòng sông (arLST N1
cát môi trƣờng bãi triều có độ chọn lọc và mài tròn từ trung bình đến tốt (So = 1.4,
Ro= 0.6) (amr – hình 4.11). Tại trung tâm của bể thứ cấp Miocen giữa trong giai
đoạn biển thấp bắt đầu phát triển trầm tích vôi sét và sét kết chứa bitum môi trƣờng
vũng vịnh nằm xen kẽ giữa các đảo ngầm ám tiêu san hô (Hình 4.13; bảng 4.3, 4.4).
Vì vậy, tỷ lệ đá carbonat lớn hơn đá lục nguyên. Đến tập giữa (TST) của bể thứ cấp
Miocen giữa tỷ lệ đá carbonat ám tiêu chiếm cao hơn nhiều đá lục nguyên (bảng
4.3, 4.4, hình 4.9, 4.10, 4.13). Điều đó chứng tỏ chế độ kiến tạo trong giai đoạn này
tƣơng đối bình ổn, quá trình phát triển các ám tiêu san hô khá nhanh kịp đền bù sụt
lún kiến tạo dâng cao mực nƣớc biển (bảng 3.2).
Giai đoạn biển tiến cực đại phát triển phong phú các hóa thạch đặc trƣng cho
môi trƣờng biển nông mở rộng. Giai đoạn biển đang tiến của miền hệ thống trầm
tích biển tiến phát triển nhóm tƣớng 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 (hình 4.8, 4.9). Hóa đá biển phong phú [4, 5] 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
113
phillipinecsis, Discoaster kugleri, Discoaster hamatus (NN6 - NN7 - NN9).
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
3 [63]
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), N1
Hình 4.7. Đá vôi chứa cát, bitum và vụn Hình 4.8. Mẫu đá vôi sinh vật
sinh vật, môi trường vũng vịnh nông, mẫu ở 3; N-; x 125; GK PV -2X (foram); GK2; độ sâu 2255,50m; tuổi 2; N+ [63] độ sâu 1160 m; N1 N1
TCVM [37, 63]
2 [63]
Hình 4.9. Mẫu đá vôi sinh vật (Bryozoa, foram); GK2; độ sâu 2283,00m;
114
tuổi N1
Hình 4.10. Mẫu đá vôi ám tiêu, độ rỗng hiệu dụng cao; GK2; độ sâu 2453,00m; 2; N+ [63] tuổi N1
2; N+ ; Hình 4.11. Mẫu cát kết acko hạt trung; GK2; độ sâu 2485,50m; tuổi N1
115
môi trường vũng vịnh [63]
Địa vật lý GK2 Thạch học
Depth
2
Đá vôi dolomit chứa snh vậ và bitum, môi trƣờng vũng vịnh thuộc TST, độ sâu 2493m, tuổi N1
HST
TST
LST
Đặc điểm trƣờng sóng địa chấn các miền hệ thống trầm tích của phức tập Miocen sớm theo tuyến L03
Đá vôi sinh vật (foram., Bryzo., Molus.), nền calcit ẩn tinh và dolomit vi hạt, môi trƣờng vũng vịnh biển tiến 2 cực đại, độ sâu 2255,5m, tuổi N1
Hình 4.12. Đối sánh đặc điểm thạch học và tài liệu địa vật lý giếng khoan bể thứ
116
cấp Miocen giữa GK2 bể Phú Khánh [29, 63]
117
Hình 4.13. Sơ đồ tướng đá - cổ địa lý miền hệ thống biển tiến (TST) Miocen giữa
4.3.4. 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 nƣớc tạo nên các
vùng xâm thực cung cấp vật liệu vụn sinh vật cho các khối sụt là các vũng vịnh xen
kẽ (hình 4.14, 4.6, 4.7).
Giai đoạn này địa hình nổi cao các thủy vực bị thu hẹp lại so với giai đoạn
Miocen giữa. Các ám tiêu san hô nhô cao khỏi mặt biển chúng bị bào mòn và san
bằng cung cấp một khối lƣợng lớn vật liệu vụn san hô, vụn vỏ sinh vật hòa trộn với
nguồn trầm tích cát bột sét lắng đọng trong các môi trƣờng aluvi (ar) và châu thổ
(amr) xen kẽ trong pha biển thoái thấp (LST) (hình 4.14, 4.6, 4.7). Đến pha biển
tiến (TST) trầm tích vụn sinh vật chứa thạch anh lục nguyên từ môi trƣờng aluvi,
ven biển trở thành môi trƣờng biển nông thích hợp tƣớng vôi, dolomit và xuất hiện
foraminifera. Dƣới tác dụng của dòng chảy đáy bùn vôi, dolomit tại sinh bị xáo trộn
với vật liệu vụn nguyên là môi trƣờng ven biển tạo thành một nhóm đá gồm các
tƣớng: (1) Tƣớng cát vụn sinh vật chứa thạch anh (hình 4.6); (2) Tƣớng biển vôi
dolomit chứa vụn sinh vật và VCHC hạ đẳng (hình 4.7). Trong mặt cắt địa chấn
L03, L04, L05 (hình 3.7 – 3.9 ) thấy rõ tập trầm tích Miocen muộn có phản xạ trắng
đặc trƣng nhƣ một tầng đánh dấu. Chúng bị uốn nếp oằn võng và nhô cao dƣới dạng
nếp lồi do tác động của pha nâng trồi và nén ép xẩy ra cuối Miocen muộn.
Tổng hợp kết quả nghiên cứu thạch học trong giai đoạn này cho thấy tỷ lệ đá
carbonat vẫn chiếm ƣu thế hơn đá lục nguyên và hình thành một nhóm đá khá phổ
biến trên toàn bể và trong cả khu vực bể Phú Khánh (bảng 4.2, 4.3).
Hóa đá phát hiện khá đầy đủ [2] các đới plankton foram 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.
118
Trầm tích đƣợc hình thành trong môi trƣờng thềm biển, biển nông, biển mở.
119
Hình 4.14. Sơ đồ tướng đá - cổ địa lý Miocen muộn, giai đoạn biển thấp(LST)
4.4. TIẾN HÓA TRẦM TÍCH CÁC BỂ THỨ CẤP MIOCEN TRONG MỐI
QUAN HỆ VỚI LỊCH SỬ KIẾN TẠO
Giữa thành phần thạch học và hoạt động kiến tạo có mối quan hệ nhân quả.
Mỗi một loại đá trầm tích là kết quả của một bối cảnh kiến tạo tƣơng ứng. Tổ hợp
thạch kiến tạo của các bể vùng nƣớc sâu là tập hợp các đá đƣợc hình thành trong bối
cảnh kiến tạo xác định. Phƣơng pháp phân tích quan hệ giữa một nhóm thạch học và
một bối cảnh kiến tạo tƣơng ứng gọi là phƣơng pháp thạch-kiến tạo.
Dựa trên thành phần thạch học đƣợc mô tả từ các giếng khoan GK2, PV-2X
và suy đoán từ các trƣờng sóng địa chấn có thể xác định đƣợc quy luật cộng sinh
tƣớng và tiến hóa môi trƣờng trầm tích qua các thời kỳ. Tuy nhiên, khi phân tích
tƣớng trầm tích theo các trƣờng sóng địa chấn trên mặt cắt địa chấn rất dễ nhầm lẫn
giữa trƣờng sóng của cấu tạo đá trầm tích bị biến dạng với cấu tạo nguyên dạng.
Trƣờng sóng thô không liên tục hoặc phản xạ trắng thƣờng đặc trƣng cho trầm tích
hạt thô tƣớng cuội sạn cát, aluvi lòng sông năng lƣợng môi trƣờng mạnh. Ngƣợc lại,
trƣờng sóng mịn song song, sẫm màu thƣờng đặc trƣng cho trầm tích hạt mịn tƣớng
sét biển nông. Trƣờng sóng cấu tạo nêm tăng trƣởng hoặc phủ chồng lùi là đặc
trƣng cho tƣớng cát bột sét châu thổ ngầm khối lƣợng trầm tích lớn. Bất luận biển
tiến hay biển thoái, nếu trầm tích mang đến dƣ thừa thì trầm tích có cấu tạo nêm
tăng trƣởng, lúc đó đƣờng bờ dịch chuyển về phía biển.
Dựa trên nguyên lý đó thấy rõ tiến hóa trầm tích bể Phú Khánh theo mặt cắt
từ dƣới lên giữa khu vực thềm trong và thềm ngoài có sự khác nhau về tƣớng trầm
tích trong giai đoạn Miocen (hình 4.5, 4.13, 4.14):
- Thời kỳ Miocen sớm, biển thấp (LST): trầm tích phủ bất chỉnh hợp trên bề
mặt bào mòn của Oligocen. Trên mặt cắt địa chấn, trƣờng sóng đồng pha đƣợc đặc
trƣng bởi 2 kiểu cấu tạo:
+ Cấu tạo hỗn độn, thô đứt đoạn nghiêng đồng hƣớng, biểu hiện cấu tạo phân
lớp xiên chéo đồng hƣớng của lòng sông thuộc miền hệ thống trầm tích biển thấp
(aLST). Tập trầm tích aluvi chuyển sang nhóm tƣớng châu thổ ngầm có cấu tạo nêm
120
tăng trƣởng điển hình thấy rõ ở vị trí cuối của thềm trong.
Trên sơ đồ tƣớng đá - cổ địa lý (Hình 4.5), thời kỳ biển thấp (LST) của
Miocen sớm thấy rõ phân bố của 2 nhóm tƣớng:
- Nhóm cát sạn aluvi (ar) phân bố phía tây của bể
- Nhóm tƣớng cát bột châu thổ (amr) phân bố phía tây, phía bắc và đông nam bể.
+ Đến thời kỳ giữa Miocen sớm: hệ thống trầm tích biển tiến thống trị (TST).
Các trƣờng sóng phản xạ phần dƣới á song song kiểu cấu tạo kề áp đặc trƣng cho
châu thổ biển tiến, trên cùng trƣờng sóng có cấu tạo song song mịn, độ liên tục
trung bình đặc trƣng cho trầm tích biển nông của miền hệ thống biển tiến cực đại
với tƣớng sét đồng bằng ngập lụt biển (marine flooding plain) (mtTST).
Đến thời kỳ cuối của Miocen sớm thuộc miền hệ thống trầm tích biển cao
(HST) bể Phú Khánh bắt đầu bị tác động của hoạt động nghịch đảo kiến tạo. Đáy
biển bị phân dị và có xu thế nâng cao, mực nƣớc biển hạ thấp xuất hiện tƣớng bột
sét pha cát châu thổ ngầm ở đới nâng thềm trong phía tây (amhHST) và tƣớng sét
bột biển nông biển cao ở khu vực thềm ngoài (mt/amhHST). Xung quanh các đới
nâng nổi cao trở thành vùng xâm thực ở phía đông nam, đông bắc và phía bắc phát
triển nhóm tƣớng aluvi – châu thổ.
Trong khu vực thềm ngoài cuối Miocen sớm tiếp tục phát triển nhiều ám tiêu
san hô trên các đảo ngầm, nguyên là các ám tiêu san hô đã bắt đầu xuất hiện trong
Miocen sớm. Các ám tiêu san hô chuyển tƣớng ngang sang trầm tích lục nguyên
tƣớng bột sét pha cát châu thổ ngầm và tƣớng sét bột biển nông. Cuối Miocen sớm
pha nghịc đảo kiến tạo xảy ra hết sức mạnh mẽ trầm tích Miocen sớm bị uốn nếp, đứt gãy trƣợt bằng phải 1090 – 1100E và đứt gãy listric xuất hiện ở đới đông nam.
Trên hầu hết diện tích bể Phú Khánh bị nâng cao trên MNB và bị bào mòn tạo nên
một bất chỉnh hợp góc có tuổi 16 triệu năm tƣơng ứng với thời điểm dừng tách giãn
đáy Biển Đông.
- Thời kỳ Miocen giữa: có các nhóm tƣớng trầm tích đặc trƣng cho 3 miền
hệ thống trầm tích (Hình 4.13):
+ Miền hệ thống biển thấp (LST): có các nhóm tƣớng chuyển từ thềm trong
ra thềm ngoài: (1) Ở thềm trong phát triển tƣớng cát bột aluvi, nhóm tƣớng sét bột
châu thổ; (2) Khu vực thềm ngoài phát triển nhóm tƣớng sét, sét vôi giàu sinh vật
121
biển nông và nhóm tƣớng ám tiêu san hô xen vụn san hô.
+ Miền hệ thống trầm tích biển tiến (TST): các tƣớng trầm tích có sự thay
đổi cơ bản, khối lƣợng tƣớng aluvi giảm đi rõ rệt và đƣợc thay thế bởi nhóm tƣớng
lục nguyên châu thổ và tƣớng sét, sét vôi chứa sinh vật biển nông vũng vịnh. Tƣớng
ám tiêu san hô phát triển rực rỡ ở trên quần đảo ngầm do sự phân dị khối tảng cuối
Miocen sớm và sụt lún phân dị đầu Miocen giữa.
+ Trầm tích miền hệ thống biển cao (HST) phổ biến các tƣớng lục nguyên
châu thổ và biển nông ven bờ xen tƣớng cát chứa vụn vỏ sò bãi triều chọn lọc và
mài tròn tốt và tƣớng sét than đầm lầy ven biển.
- Thời kỳ Miocen muộn: hệ thống đứt gãy kinh tuyến 1090-1100E bắt đầu
hoạt động mạnh hơn trong Miocen sớm, vừa tạo bể thứ cấp Miocen muộn vừa phá
hủy từng phần làm các lớp trầm tích bị đứt gãy dịch chuyển nội bộ không còn giữ
nguyên ranh giới nguyên thủy các cấu tạo nêm tăng trƣởng và cấu tạo ngang song
song (hình 3.9-3.12, 4.14).
+ Trầm tích miền hệ thống biển thấp (LST) trên bản đồ tƣớng đá - cổ địa lý
thấy rõ sự phân dị tƣớng và môi trƣờng trầm tích rõ rệt. Rìa phía Tây phổ biến các
nhóm tƣớng cát sạn aluvi chuyển tiếp sang nhóm tƣớng bột sét châu thổ ngầm. Ở
giữa đới sụt lún trung tâm xuất hiện các đảo và quần đảo ám tiêu san hô đóng vai
trò là các vùng xâm thực cung cấp vật liệu vụn sinh vật cho các vùng lân cận tạo
nên 2 nhóm tƣớng cơ bản bao gồm: (1) nhóm tƣớng cát bột chứa vụn vỏ sinh vật
môi trƣờng ar và amr xen kẽ (ar, amr LST); (2) nhóm tƣớng bột sét chứa vụn sinh
vật biển nông – vũng vịnh biển thoái xen sét vôi biển dâng có dòng chảy đáy
(mt/amr LST).
+ Trầm tích miền hệ thống biển tiến (TST) và biển cao (HST) đƣợc đặc trƣng
bởi các nhóm tƣớng: cát biển nông chứa vụn vỏ sinh vật (mtTST), cát bột sét châu
thổ biển cao, sét than đầm lầy ven biển (amh HST).
Cuối Miocen muộn, đáy bể Phú Khánh nâng cao trên MNB quá trình bào
mòn khu vực diễn ra lâu dài tạo bề mặt bào mòn bất chỉnh hợp góc với N2 - Q.
Nhiều hoạt động núi lửa đa thành phần xuyên cắt từ trầm tích Oligocen đến Miocen
122
muộn tạo các thể mangma, đá mạch theo đứt gãy sau trầm tích Miocen muộn.
Nhƣ vậy, cấu trúc địa chất của bể Phú Khánh hiện tại là cấu trúc của Pliocen- Đệ Tứ do khống chế của hệ thống đứt gãy sụt bậc 109o-110oE theo hƣớng kinh
tuyến và đới đứt gãy xiết trƣợt Tuy Hòa theo hƣớng tây bắc đông nam hoạt động
tích cực trong Pliocen- Đệ Tứ. Còn cấu trúc địa chất của 3 bể thứ cấp Miocen sớm,
Miocen giữa và Miocen muộn bị ảnh hƣởng của 4 nguồn lực chính: sụt lún nhiệt
mạnh ở trung tâm; sụt lún yếu đới ven rìa phía tây; ảnh hƣởng của đứt gãy trƣợt
bằng Sông Hồng – đứt gãy sƣờn dốc đông Việt Nam và lực ép từ phía đông nam
của đới tách giãn Biển Đông. Lịch sử phát triển cấu trúc địa chất Miocen của bể Phú
Khánh đƣợc minh chứng bằng tiến hóa và sự biến dạng mạnh mẽ trầm tích của 3
chu kỳ nói trên.
- Trong Miocen theo phƣơng thẳng đứng (theo thời gian) trầm tích Miocen
có 3 chu kỳ. Mỗi chu kỳ bị khống chế bởi 2 pha kiến tạo: (1) Pha sụt lún nhiệt tạo
bể đồng thời lấp đầy trầm tích và tác dụng thành đá biến trầm tích bở rời thành đá
trầm tích; (2) Pha nghịch đảo kiến tạo xảy ra các hoạt động biến dạng đứt gãy, nén
ép, uốn nếp, hoạt động núi lửa, nâng trồi và bào mòn tạo nên các ranh giới bất chỉnh
hợp góc (giữa Miocen giữa và Miocen sớm) và bất chỉnh hợp góc và bất chỉnh hợp
địa tầng (giữa Miocen muộn và Miocen giữa).
- Theo không gian mỗi bể thứ cấp nguyên thủy đều có sự phân dị đan xen giữa
các khối nâng và các khối sụt. Tuy nhiên, các khối nâng chỉ mang tính chất tƣơng đối
và tạm thời trong phông chung là sụt lún thống trị do nhiệt manti làm nóng chảy vát
mỏng vỏ lục địa trƣớc Kanozoi. Ranh giới giữa các khối sụt và khối nâng liên tục
thay đổi tuy nhiên diện tích các khối sụt tạo nên bể trũng trung tâm đƣợc mở rộng dần
từ Miocen sớm đến Miocen muộn theo nguyên lý “sụt lún lan tỏa”.
Sự biến đổi thành phần thạch học và môi trƣờng trầm tích đều liên quan chặt
chẽ với hoạt động kiến tạo. Địa hình trong Miocen biến đổi dần từ lục địa, sang
châu thổ, biển nông – vũng vịnh đã quy định đặc điểm tƣớng trầm tích Miocen khu
vực bể Phú Khánh có số lƣợng tƣớng phong phú dần và biến thiên theo chu kỳ từ
môi trƣờng lục địa sang môi trƣờng châu thổ, biển nông – vũng vịnh.
- Trầm tích Miocen sớm có thành phần lục nguyên đa khoáng là liên quan
123
đến miền xâm thực ở phía tây của bể và các khối nâng tuổi Oligocen có thành phần
thuần túy lục nguyên. Tổ hợp thạch –kiến tạo Miocen sớm: Tổ hợp tƣớng trầm tích
lục nguyên aluvi, châu thổ, biển nông vũng vịnh, đáy bể phân dị khối tảng tạo nên
các đảo và quần đảo đóng vai trò vùng xâm thực.
- Sự phát triển đa dạng vừa có mặt trầm tích lục nguyên vừa ám tiêu san hô
và đá vôi sinh vật trong Miocen giữa đã chứng minh cho sự phân dị mạnh mẽ đáy
bể trầm tích trƣớc giai đoạn sụt lún để tạo ra các thủy vực vũng vịnh và quần đảo
ám tiêu san hô xen kẽ. Tổ hợp thạch kiến tạo Miocen giữa: Tổ hợp tƣớng trầm tích
lục nguyên châu thổ, biển nông vũng vịnh và carbonat ám tiêu. Chế độ kiến tạo
bình ổn.
- Sự có mặt của trầm tích lục nguyên chứa phong phú vụn sinh vật của bể thứ
cấp Miocen muộn đã lý giải cho trƣờng sóng phản xạ trắng trong các mặt cắt địa
chấn. Đây là sản phẩm bào mòn phong hóa cơ học của các khối nâng ám tiêu san hô
tuổi Miocen giữa mang xuống lắng đọng các thủy vực vũng vịnh nông ở lân cận. Tổ
hợp thạch kiến tạo Miocen muộn: Tổ hợp tƣớng trầm tích lục nguyên giàu vụn vỏ
sinh vật ven biển và biển nông. Đáy biển nâng lên xảy ra bào mòn khu vực cung cấp
một khối lƣợng lớn vật liệu vụn sinh vật từ các ám tiêu san hô.
4.5. Ý NGHĨA DẦU KHÍ TRONG MIOCEN TRÊN CƠ SỞ TRẦM TÍCH LUẬN
4.5.1. Khái quát
Đánh giá triển vọng dầu khí của một bể trầm tích cần phải dựa trên 2 nhóm
tiêu chí cơ bản của hệ thống dầu khí:
1) Nhóm tiêu chí về đá sinh - chứa - chắn dầu khí tiếp cận từ địa tầng phân tập:
- Đánh giá khả năng sinh - chứa - chắn dầu khí phải dựa trên 2 yếu tố: Tƣớng
đá và môi trƣờng lắng đọng trầm tích nguyên thủy;
- Đặc điểm thạch - vật lý hiện tại, hàm lƣợng và loại vật chất hữu cơ chứa
trong đá.
2) Nhóm tiêu chí về bẫy dầu khí: Phải đạt 2 điều kiện quan trọng:
- Điều kiện cần: có mặt các thể địa chất đủ lớn có độ rỗng hiệu dụng cao
chứa dầu khí tốt;
- Điều kiện đủ: các đá chứa nói trên phải nằm trong một cấu trúc khép kín
124
4 phía.
4.5.2. Đánh giá các đá sinh dầu khí
4.5.2.1. Định nghĩa
Đá có khả năng sinh dầu khí là các đá hạt mịn nhƣ sét kết, sét kết vôi giàu
vật chất hữu cơ tạo dầu và tạo khí. Đá có khả năng sinh dầu khí đƣợc gọi là đá mẹ
khi chúng thực sự sản sinh ra dầu và khí đạt tiêu chuẩn công nghiệp.
Các đá sinh dầu chứa vật chất hữu cơ hạ đẳng (rong tảo) và các loài động vật
sống trôi nổi và bám đáy. Điều kiện để hình thành các tầng sinh dầu có triển vọng là
các vũng vịnh bán liên thông với biển. Các vũng vịnh này thuận lợi cho thế giới
rong tảo phát triển theo chu kỳ “bùng nổ” (blooming). Khi biển tiến môi trƣờng
giàu chất dinh dƣỡng, rong tảo sẽ phát triển ngày một phong phú. Khi biển thoái
rong tảo phát triển đến độ cực thịnh môi trƣờng chuyển sang phú dƣỡng và hiện
tƣợng bùng nổ xảy ra, rong tảo sẽ chết hàng loạt lắng xuống bùn. Vũng vịnh lại
chuyển sang một chu kỳ mới và quá trình tích lũy vật chất hữu cơ sẽ xảy ra liên tục
trong một thời gian dài dƣới sự khống chế của sụt lún kiến tạo chậm chạp và sự thay
đổi mực nƣớc biển toàn cầu theo chu kỳ. Các tầng sét và sét vôi chứa vật chất hữu
cơ hạ đẳng và xác động vật bị chôn vùi ngày càng xuống sâu. Khi nhiệt độ và áp
suất đạt tới ngƣỡng trong điều kiện kị khí vật chất hữu cơ bị phân hủy biến thành
hydrocarbon. Ngƣời ta gọi là “cửa sổ tạo dầu”. Khi mới sinh ra hydrocarbon ở trạng
thái vi giọt thấm ƣớt trong đá. Lúc này đá đang ở giai đoạn thành đá (diagenesis).
Khi đá bị biến đổi thứ sinh đạt giai đoạn hậu sinh áp suất thủy tĩnh tăng cao các vi
giọt dầu đƣợc liên kết lại thành dòng và di chuyển (gọi là quá trình “di cƣ” dầu khí).
Khi di chuyển nƣớc “cõng” dầu và khí đi theo (đƣợc gọi là “chất lƣu di chuyển”) và
khi di chuyển gặp bẫy dầu khí, tức “ngôi nhà” để nƣớc - dầu và khí cƣ trú ổn định
suốt đời thì lập tức sẽ có sự phân dị có trật tự theo phƣơng thẳng đứng: nƣớc nặng
hơn nằm dƣới cùng, dầu nằm giữa và khí nhẹ nhất nằm trên cùng.
Các đá sinh khí thuộc tƣớng bùn đầm lầy ven biển tạo than. Đầm lầy càng
rộng thì rừng ngập mặn càng có quy mô lớn và càng có điều kiện thành tạo các vỉa
than dày và phân bố rộng. Quá trình phân hủy vật liệu thực vật thƣợng đẳng trong
môi trƣờng khử để biến vật chất hữu cơ thành than bùn và than bùn tiếp tục biến
125
thành than nâu trong giai đoạn thành đá khi chúng bị nhấn chìm xuống sâu nhiệt độ
và áp suất thủy tĩnh tăng cao. Quá trình phân hủy vật chất hữu cơ thƣợng đẳng đồng
thời sản sinh ra khí than. Khí than cũng sẽ đƣợc di chuyển và tích tụ vào bẫy khí
khép kín 3 phía, trong giai đoạn hậu sinh khi có áp suất chênh lệch trong địa tầng.
4.5.2.2. Đánh giá triển vọng các đá sinh dầu khí của trầm tích Miocen
1/ Các đá sinh dầu: chủ yếu là sét kết chứa bitum tƣớng sét giàu vật chất hữu
cơ rong tảo vũng vịnh thuộc miền hệ thống trầm tích biển thấp (LST) và biển cao
(HST) của phức tập Miocen. Điều đó đƣợc giải thích nhƣ sau: trong giai đoạn biển
thoái của Miocen sớm miền lắng đọng trầm tích đƣợc phân hóa thành các môi
trƣờng khác nhau: (1) Môi trƣờng aluvi và môi trƣờng châu thổ đóng vai trò thành
tạo tầng chứa chiếm một diện tích rộng lớn ở khu vực phía tây của bể; (2) Môi
trƣờng biển nông bị thu hẹp ở khu vực trung tâm biến thành môi trƣờng vũng vịnh
phát triển phong phú rong tảo và động vật bám đáy thuận lợi cho việc thành tạo tầng
sinh dầu; (3) Vậy tại sao tƣớng sét vũng vịnh của Miocen giữa và Miocen muộn
không có triển vọng sinh dầu? Điều đó rất dễ hiểu là do tuổi của 2 phức tập này còn
quá trẻ vật chất hữu cơ chƣa đạt tới ngƣỡng cửa sổ tạo dầu.
2/ Các đá sinh khí: chủ yếu là các trầm tích sét kết chứa than thuộc tƣớng
đầm lầy ven biển của miền hệ thống trầm tích biển tiến (TST) và biển cao (HST)
của cả 3 phức tập Miocen sớm, Miocen giữa và Miocen muộn. Hai tầng than trƣớc
biển tiến cực đại và sau biển tiến cực đại kết nối thành một tầng than dày phân bố ở
vùng rìa phía tây của bể.
4.5.3. Đánh giá các đá chứa dầu khí
4.5.3.1. Định nghĩa:
Đá chứa dầu khí là những đá có độ rỗng hiệu dụng cao (thƣờng trên 10%) có
khả năng chứa có thể khai thác thu hồi dầu và khí. Có 3 loại đá chứa: đá chứa lục
nguyên (giữa hạt); đá chứa ám tiêu san hô; đá chứa nứt nẻ (đá magma, đá carbonat
hóa học).
Các đá chứa dầu khí của bể Phú Khánh gồm 3 loại: cát kết và bột kết; đá
carbonat ám tiêu và đá móng nứt nẻ.
4.5.3.2. Đá chứa cát kết
Cát kết có khả năng chứa dầu khí đƣợc phân bố trong 2 miền hệ thống: Miền
126
hệ thống trầm tích biển thấp (LST) và miền hệ thống trầm tích biển cao (HST). Từ
kết quả các giếng khoan thuộc bể Phú Khánh và các vùng lân cận đã chỉ ra rằng cát
kết Miocen có đặc tính chứa tốt với độ rỗng đo đƣợc từ kết quả phân tích mẫu và
kết quả tính từ tài liệu đo giếng khoan thay đổi từ 13-20% [35, 61].
1/ Cát kết thuộc miền hệ thống trầm tích biển thấp (LST)
1)
a) Tướng cát kết lòng sông thuộc miền hệ thống trầm tích biển thấp Miocen
sớm (arLSTN1
Chúng có dạng thấu kính, phân bố trên một diện rộng từ ranh giới giữa vùng
xâm thực và vùng tích tụ đến đƣờng bờ biển cổ của biển thoái cực tiểu (hình 4.4).
Đây là tầng cát kết có độ rỗng hiệu dụng từ 10-15%, chất lƣợng chứa dầu khí đạt từ
kém đến trung bình. Tuy nhiên, tƣớng cát lòng sông có thành phần đa khoáng, độ
chọn lọc và mài tròn kém, độ rỗng hiệu dụng thấp nên chỉ đạt chất lƣợng colecto
trung bình.
2):
b) Tướng cát lòng sông thuộc miền hệ thống trầm tích biển thấp Miocen giữa
(arLST N1
Bắt đầu giai đoạn miền hệ thống trầm tích biển thấp Miocen giữa ngoài trầm
tích lục nguyên còn xuất hiện thêm trầm tích carbonat. Khối lƣợng và diện phân bố
của tƣớng cát lòng sông khá hạn chế (hình 4.13). Tuy đá cát kết có thành phần ít
khoáng hơn cát kết Miocen sớm, độ rỗng hiệu dụng cao hơn (Me= 10 -17%) nhƣng
nhìn chung đá chứa lục nguyên vẫn không có triển vọng lớn.
3):
c) Tướng cát lòng sông thuộc miền hệ thống trầm tích biển thấp Miocen
muộn (arLSTN1
Tƣớng cát lòng sông miền hệ thống trầm tích biển thấp có quy mô phân bố
rộng hơn trong Miocen giữa. Đồng thời thành phần khoáng vật của cát kết luôn
chứa một hàm lƣợng lớn vụn vỏ sinh vật. Vì vậy, độ rỗng hiệu dụng của cát kết này
cao hơn cát kết của Miocen giữa (Me= 13-18%). Chất lƣợng đá colecto đạt từ trung
bình đến tốt.
2/ Cát kết thuộc miền hệ thống trầm tích biển cao (HST)
Miền hệ thống trầm tích biển cao của cả 3 phức tập Miocen sớm, Miocen
giữa và Miocen muộn đều chứa những nhóm tƣớng cồn cát cửa sông, cát bãi triều
127
và các thấu kính cát của châu thổ ngầm. Diện phân bố của nhóm tƣớng này khá
rộng lớn, trải dài từ ranh giới vùng xâm thực và tích tụ đến độ sâu 20m so với
đƣờng bờ ranh giới giữa miền hệ thống trầm tích biển cao với miền hệ thống trầm
tích biển thấp. Cát kết thuộc các tƣớng nói trên có thành phần ít khoáng, độ mài tròn
và chọn lọc tốt (Ro ≥ 0.5; So ≤ 1.5), độ rỗng hiệu dụng khá cao (Me = 15-20%).
Các tham số này thể hiện chất lƣợng colectơ đạt tốt và rất tốt.
4.5.3.3. Đá chứa ám tiêu san hô
Đá chứa ám tiêu san hô có khả năng chứa rất tốt nhờ độ rỗng hiệu dụng khá
cao (Me ≥ 20%) do quá trình nén ép kiến tạo của giai đoạn hậu sinh. Chúng phân bố
thành từng khối riêng biệt hoặc thành từng dãy núi ngầm phát triển trong Miocen
giữa và Miocen muộn (hình 4.15). Cacbonat Miocen rất phổ biến trong bể Phú
Khánh và là đá chứa tiềm năng và đã đƣợc khẳng định qua phát hiện dầu tại giếng
khoan 124-CMT-1X [18, 61].
Hình 4.15. Bẫy cấu tạo vòm và bẫy ám tiêu san hô tại mặt cắt địa chấn L03 [29]
4.5.3.4. Đá móng nứt nẻ
Đá chứa chứa thuộc đá móng nứt nẻ đƣợc ngoại suy từ những khối đá móng
bị ép trồi xuyên cắt các lớp trầm tích Miocen sớm và Miocen giữa, biểu hiện rất rõ
trong các băng địa chấn (hình 4.17). Giếng khoan 124-CMT-1X và giếng khoan
128
127-NT-1X khoan gặp móng với thành phần chủ yếu là đá granitoid tới granodiorid.
Với đặc điểm địa chất tƣơng đồng với khu vực phía bắc bể Cửu Long, nơi móng nứt
nẻ là đối tƣợng chứa dầu khí quan trọng, các khối móng nhô cao trong bể Phú
Khánh đƣợc đánh giá là có khả năng chứa dầu khí cao [47, 61].
4.5.4. Đánh giá các đá chắn dầu khí
Đá chắn dầu khí là các đá hạt mịn không thấm (sét kết, sét kết vôi, đá silic),
đóng vai trò là màn chắn ngăn chặn tuyệt đối sự di chuyển của dầu khí từ trong bẫy
ra bên ngoài.
Trong thực tế không chỉ các đá hạt mịn không thấm mà còn có các bề mặt
của đứt gãy nghịch và đứt gãy listric cũng làm nhiệm vụ tầng chắn dầu khí cấu
thành các bẫy cấu tạo.
Các kết quả nghiên cứu nhƣ đã trình bày trong chƣơng 3,4 đã chỉ ra rằng bể
Phú Khánh là bể trầm tích có lớp phủ trầm tích Kainozoi dày tới trên 10.000m bao
gồm các thành tạo hạt thô xen lẫn các thành tạo hạt mịn. Các thành tạo hạt mịn với
các lớp bột, sét này đóng vai trò đá chắn trong bể. Môi trƣờng biển chiếm ƣu thế
trong giai đoạn Mioxem sớm cùng với vai trò tích cực của sụt lún và lún chìm nhiệt
trong Miocen giữa - muộn đã hình thành nên các tập sét dày và phân bố rộng khắp
phần phía đông của bể. Các tập sét dày xen kẽ các tập bột sét này tạo thành các màn
chắn để giữ dầu khí lại và trở thành các mỏ.
Đối với trầm tích Miocen sớm, Miocen giữa và Miocen muộn của bể Phú
Khánh đều có một tầng sét thuộc miền hệ thống trầm tích biển tiến (mTST) đóng
vai trò tầng chắn. Trong đó tầng sét rotalit cuối Miocen sớm đóng vai trò là tầng
chắn khu vực.
4.5.5. Đánh giá các bẫy dầu khí
4.5.5.1. Định nghĩa
Bẫy dầu khí là một cấu trúc địa chất khép kín bốn phía chứa dầu hoặc khí.
Các đá chứa dầu hoặc khí ở bên trong bẫy là những đá có độ rỗng hiệu dụng cao có
thể là cát kết, ám tiêu carbonat hoặc đá móng nứt nẻ.
4.5.5.2. Phân loại các bẫy dầu khí:
Với kết quả nghiên cứu về mối quan hệ giữa thạch học và hoạt động kiến tạo
129
cho phép nghiên cứu sinh có thể phân tích đƣợc các dạng bẫy dầu khí góp phần xây
dựng thành những tiền đề và dấu hiệu để đánh giá triển vọng dầu khí hiện tại của bể
trầm tích Phú Khánh.
Trầm tích Miocen bể Phú Khánh có các loại bẫy dầu khí sau:
- Bẫy trầm tích - địa tầng;
- Bẫy cấu trúc - kiến tạo;
- Bẫy hỗn hợp;
- Bẫy ám tiêu san hô;
1) Bẫy trầm tích địa tầng:
Bẫy trầm tích - địa tầng là bẫy nguyên sinh gồm các thấu kính cát kết có độ
rỗng hiệu dụng cao (đạt trên 10%) nằm lọt trong tầng sét kết sinh dầu không thấm.
Nhƣ vậy, tầng sét kết giàu vật chất hữu cơ sau khi sinh dầu khí chúng trở thành đá
sét kết chứa bitum và đóng vai trò tầng chắn.
Trong trầm tích Miocen bể Phú Khánh bẫy trầm tích - địa tầng phân bố ở
phần rìa của bể thuộc các tƣớng cát aluvi, cát đê cát ven bờ, cát bãi triều nằm xen kẽ
trong cấu tạo nêm tăng trƣởng hoặc tƣớng sét đầm lầy ven biển và sét vũng vịnh
cửa sông (hình 4.16).
Hình 4.16. Bẫy ám tiêu san hô, bẫy địa tầng trầm tích tại khu vực trũng trung tâm
thể hiện trên tuyến L18 [63]
2) Bẫy cấu trúc kiến tạo:
Bẫy cấu trúc kiến tạo là một cấu trúc địa chất bị biến dạng (gấp, vòm hoặc
130
đứt gãy) đồng thời với quá trình di chuyển và nạp bẫy của chất lƣu.
- Bẫy cấu tạo vòm nâng: liên quan đến hoạt động uốn nếp tạo vòm nâng.
Trong đó các lớp đá chứa cát kết nằm xen kẽ với sét kết đóng vai trò là tầng chắn
(hình 4.17). Quá trình chất lƣu di chuyển vào tầng chứa cũng đồng thời với quá
trình phân dị theo phƣơng thẳng đứng từ dƣới lên: nƣớc - dầu - khí.
- Bẫy đứt gãy: Đây là kiểu bẫy điển hình trong Miocen bể Phú Khánh, đặc
biệt là bẫy cấu tạo hình hoa (Flower structures). Hệ thống đứt gãy hình hoa cũng là
một trong những điều kiện lý tƣởng để thành tạo bẫy chứa. Trong trƣờng hợp này
mặt trƣợt đứt gãy kết hợp với lớp sét dày có thể là những màn chắn rất lý tƣởng cho
các thân cát kết.
- Bẫy đá móng nứt nẻ là các khối nhô móng do bị ép trồi trong các pha
nghịch đảo kiến tạo giai đoạn cuối Miocen sớm, cuối Miocen giữa và cuối Miocen
muộn. Hoạt động ép trồi vừa tạo nên một cấu trúc vòm vừa nén ép làm nứt nẻ các
đá móng tạo nên đá chứa nứt nẻ. Các đá móng có tuổi Oligocen và Miocen sớm.
Bẫy đƣợc chắn 2 bên sƣờn bởi các lớp đá sét kết có tuổi Miocen giữa và Miocen
muộn. Tầng chắn ở trên nóc là các lớp đá sét kết trẻ đƣợc thành tạo sao khi khối nhô
móng đã kết thúc quá trình ép trồi. Các kiểu bẫy này thƣờng nằm dƣới các bẫy ám
tiêu san hô. Chúng phân bố ở các khu vực chịu tác động của nghịch đảo kiến tạo
mạnh nhƣ rìa phía tây, rìa đông nam và phía nam của bể (hình 4.17).
Hình 4.17. Bẫy ám tiêu san hô, bẫy cấu tạo hình hoa, bẫy đá móng nứt nẻ thể hiện
131
trên mặt cắt địa chấn tuyến L19 qua thềm Đà Nẵng [19]
Hình 4.18. Bẫy ám tiêu san hô tại mặt cắt địa chấn L02 [29, 63]
3) Bẫy hỗn hợp
Bẫy hỗn hợp là một cấu trúc địa chất đƣợc cấu thành bởi các yếu tố của bẫy
cấu tạo, bẫy địa tầng (hình 4.19, 4.22). Thông thƣờng, kiểu bẫy này có mặt một hay
nhiều các đứt gãy sau: đứt gãy nghịch, đứt gãy listric, đứt gãy trƣợt bằng - xoay. Bề
mặt các đứt gãy bị xiết ép là các màn chắn cùng với cát kết các cấu tạo uốn nếp là
tầng chứa tạo nên bẫy hỗn hợp.
Đứt gãy nghịch tạo ra các mặt đứt gãy bị xiết ép khép kín một phía của bẫy.
Hai cánh nâng và cánh sụt có một độ nghiêng nhất định tạo nên hình tam giác. Các
lớp đá sét kết trên và dƣới của tầng cát kết sẽ là các mặt chắn phía sƣờn và đáy của
bẫy. Các bẫy này phân bố ở rìa phía đông nam của bể và khu vực đới xiết trƣợt Tuy
Hòa (hình 4.19).
Đứt gãy listric là loại đứt gãy thuận cánh chúc tạo nên những bẫy có độ khép
kín rất cao. Giai đoạn đầu chúng là những đứt gãy thuận sụt bậc kiểu domino do sụt
lún và căng giãn tạo điều kiện cho chất lƣu di chuyển vào bẫy. Giai đoạn sau nghịch
132
đảo kiến tạo bẫy bị nén ép các cánh của đứt gãy bị nghiêng một góc lớn, mặt đứt
gãy hở trở thành mặt bị xiết ép và khép kín tƣơng tự một đứt gãy nghịch. Kiểu bẫy
này rất phổ biến ở rìa phía đông và đông nam của bể (hình 4.22).
Đứt gãy trƣợt bằng - xoay là một kiểu bẫy kết hợp sản phẩm của nhiều hoạt
động địa động lực khác nhau: đứt gãy trƣợt bằng, đứt gãy listric và chuyển động
xoay của các địa khối. Kết quả mặt đứt gãy đóng vai trò là màn chắn có dạng mặt
cong lõm, các lớp đá chứa và đá chắn bị uốn nếp và thay đổi thế nằm nghiêng một góc từ 40-60o so với mặt phẳng nằm ngang. Các kiểu bẫy này có tuổi Miocen sớm
và Miocen giữa phân bố ở rìa phía đông trũng trung tâm, đới phân dị mạnh đông
nam và đới xiết trƣợt Tuy Hòa (hình 4.19).
Hình 4.19. Bẫy hỗn hợp tại khu vực đới đứt gãy Tuy Hòa thể hiện trên mặt cắt L05
[29, 63]
4) Bẫy ám tiêu san hô
Bẫy ám tiêu san hô là một cấu trúc địa chất gồm 2 thành tạo: ám tiêu san hô
và đá sét kết, sét kết vôi không thấm bao bọc 3 phía: trên nóc và 2 phía sƣờn của ám
tiêu. Đá chứa của bẫy chính là các khối xây ám tiêu. Chúng có độ rỗng hiệu dụng
cao (Me ≥ 20%) đƣợc thành tạo trong pha biển tiến nên luôn luôn có một tƣớng sét
biển nông phủ trên. Kiểu bẫy này rất phổ biến trong Miocen giữa và Miocen muộn.
133
Chúng phân bố ở khu vực trung tâm và rìa trung tâm của bể (hình 4.21, 4.20).
Hình 4.20. Bẫy ám tiêu san hô bể thứ cấp Miocen giữa và Miocen muộn thể hiện
trên mặt cắt địa chấn L07 (Vị trí tuyến xem hình 1.1) [29, 30]
Hình 4.21. Bẫy ám tiêu san hô và bẫy địa tầng trầm tích thể hiện
trên mặt cắt địa chấn L01 [29, 30]
134
Hình 4.22. Bẫy hỗn hợp thể hiện qua tuyến L12 [92]
KẾT LUẬN
1. Cấu trúc địa chất hiện tại của bể Phú Khánh nói chung và 3 bể thứ cấp
Miocen sớm, Miocen giữa và Miocen muộn nói riêng là cấu trúc bị biến dạng mạnh
mẽ qua nhiều pha kiến tạo. Hàng loạt các hệ thống đứt gãy sau trầm tích, các uốn
nếp oằn võng của đá trầm tích và độ sâu đáy biển hiện tại của trầm tích Pliocen và
Pleistocen xuống đến độ sâu trên 2000 m đã chứng minh điều đó.
2. Hoạt động biến dạng các đá trầm tích của mỗi bể thứ cấp không chỉ xảy ra
trong pha nghịch đảo kiến tạo của bể đó mà còn do các hoạt động biến dạng kép xảy
ra trong các giai đoạn trẻ về sau. Theo quy luật đó bể thứ cấp Miocen sớm bị biến
dạng mạnh hơn bể thứ cấp Miocen giữa và Miocen muộn. Hiện tƣợng các đá trầm
tích Miocen sớm bị chia cắt thành từng mảnh có dạng giả bán địa hào hai mặt đứt
gãy cong lõm hƣớng vào nhau xếp lớp theo kiểu “domino” là hậu quả của đứt gãy
sụt bậc do sụt lún căng giãn, trƣợt bằng - xoay. Đứt gãy này chắc chắn xảy ra trong
pha kiến tạo hình thành bể thứ cấp mới.
3. Xác định sự biến đổi cấu trúc địa chất của 3 bể thứ cấp Miocen sớm,
Miocen giữa và Miocen muộn bể Phú Khánh do bị ảnh hƣởng của 4 nguồn lực
chính: sụt lún nhiệt ở trung tâm; nâng yếu đới ven rìa phía tây (trong bối cảnh sụt
lún); ảnh hƣởng của đứt gãy trƣợt bằng Sông Hồng nối tiếp đứt gãy sƣờn dốc đông Việt Nam 109-110oE và lực ép từ phía đông nam của đới tách giãn Biển Đông. Từ
đó, lịch sử phát triển cấu trúc địa chất Miocen của bể Phú Khánh đƣợc minh chứng
bằng tiến hóa và sự biến dạng mạnh mẽ trầm tích của 3 chu kỳ nói trên.
- Trong Miocen theo phƣơng thẳng đứng (theo thời gian) trầm tích Miocen
có 3 chu kỳ. Mỗi chu kỳ bị khống chế bởi pha sụt lún và pha nâng trồi. Pha sụt lún
nhiệt tạo bể đồng thời lấp đầy trầm tích và tác dụng thành đá biến trầm tích bở rời
thành đá trầm tích. Pha nghịch đảo kiến tạo xảy ra các hoạt động biến dạng đứt
gãy, nén ép, uốn nếp, hoạt động núi lửa, nâng trồi và bào mòn tạo nên các ranh
giới bất chỉnh hợp góc (giữa Oligocen muộn và Miocen sớm, giữa Miocen giữa và
Miocen sớm, giữa Miocen giữa và Miocen muộn) và bất chỉnh hợp địa tầng (giữa
135
Miocen muộn và Pliocen – Đệ tứ).
- Theo không gian mỗi bể thứ cấp nguyên thủy đều có sự phân dị đan xen
giữa các khối nâng và các khối sụt. Tuy nhiên, các khối nâng chỉ mang tính chất
tƣơng đối và tạm thời trong phông chung là sụt lún thống trị do nhiệt manti làm
nóng chảy vát mỏng vỏ lục địa trƣớc Kainozoi. Ranh giới giữa các khối sụt và
khối nâng liên tục thay đổi tuy nhiên diện tích các khối sụt tạo nên bồn trũng trung
tâm đƣợc mở rộng dần từ Miocen sớm đến Miocen muộn theo nguyên lý “sụt lún
lan tỏa”.
4. Sự thay đổi thành phần thạch học và môi trƣờng trầm tích đều liên quan
chặt chẽ với hoạt động kiến tạo. Địa hình trong Kainozoi biến đổi dần từ lục địa,
sang châu thổ và biển nông đã quy định đặc điểm thạch học và tƣớng trầm tích. Từ
Miocen sớm đến Miocen muộn, thành phần thạch học biến đổi từ đa khoáng đến ít
khoáng, ngƣợc lại theo hƣớng đó số lƣợng tƣớng tăng dần từ 1 nhóm tƣớng lục
nguyên ven biển, biển nông sang 3 nhóm tƣớng (gồm nhóm tƣớng lục nguyên ven
biển và biển nông ít khoáng; nhóm tƣớng ám tiêu san hô và nhóm tƣớng sét vôi
vũng vịnh).
- Sự phát triển đa dạng vừa có mặt trầm tích lục nguyên vừa có ám tiêu san
hô và đá vôi sinh vật trong Miocen giữa và Miocen muộn đã chứng minh cho sự
phân dị mạnh mẽ đáy bể trầm tích trƣớc giai đoạn sụt lún để tạo ra các thủy vực
vũng vịnh và quần đảo ám tiêu san hô xen kẽ.
- Sự có mặt của trầm tích lục nguyên chứa phong phú vụn sinh vật của bể thứ
cấp Miocen muộn đã lý giải cho trƣờng sóng phản xạ trắng trong các mặt cắt địa
chấn. Đây là sản phẩm bào mòn phong hóa cơ học của các khối nâng ám tiêu san hô
tuổi Miocen giữa mang xuống lắng đọng các thủy vực vũng vịnh nông ở lân cận. Tổ
hợp thạch kiến tạo Miocen muộn: Tổ hợp tƣớng trầm tích lục nguyên giàu vụn vỏ
sinh vật ven biển và biển nông. Đáy biển nâng lên xảy ra bào mòn khu vực cung cấp
một khối lƣợng lớn vật liêu vụn sinh vật từ các ám tiêu san hô.
5. Trên cở sở phân tích trầm tích luận, trong khu vực nghiên cứu có 4 nhóm
bẫy dầu khí có triển vọng: nhóm bẫy trầm tích - địa tầng phát triển ở rìa tây và khu
136
vực trung tâm; nhóm 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.
Kiến nghị
Từ các kết quả của luận án và những vấn đề còn tồn tại đặt ra những vấn đề
cần tiếp tục nghiên cứu nhƣ sau:
- Nghiên cứu lịch sử kiến tạo phải bắt đầu từ nghiên cứu địa chất, địa vật lý
và trầm tích luận. Trong đó, chú ý nghiên cứu cấu trúc sâu từ mái manti và bề mặt
Moho đến thành tạo trƣớc Kainozoi và thành tạo Kainozoi.
- Tiếp tục tiến hành nghiên cứu phục hồi các mặt cắt của bể thứ cấp. Từ đó
phục hồi bể thứ cấp một cách chi tiết và chính xác làm cơ sở cho việc thành lập các
bản đồ cổ địa hình, các bản đồ cấu trúc địa chất qua từng giai đoạn. Trên cơ sở đó
thành lập các bản đồ đẳng dày nguyên thủy và các bản đồ tƣớng đá - cổ địa lý cho
137
cả 3 miền hệ thống (LST, TST, HST).
DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ
LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
1. Trần Thị Dung, Chu Văn Ngợi (2016), “Cơ chế hình thành bể Phú Khánh”,
Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 32 (2S),
tr. 59-68.
2. Đinh Xuân Thành, Trần Nghi, Trần Thị Dung (2016), “Lịch sử tiến hóa
trầm tích thềm lục địa Nam Trung Bộ trong Pliocen - Đệ tứ”, Tạp chí Địa chất loạt
A (360), tr. 15-27.
3. Tran Thi Dung, Tran Nghi, Nguyen The Hung, Dinh Xuan Thanh, Pham
Bao Ngoc, Nguyen Thi Tuyen, Tran Thi Thanh Nhan, Nguyen Thi Huyen Trang,
(2018), “The Miocene Depositional Geological Evolution of Phu Khanh, Nam Con
Son and Tu Chinh - Vung May Basins in Vietnam Continental Shelf”, VNU Journal
of Science: Earth and Environmental Sciences Vol. 34 (1), pp.112-135.
4. Trần Thị Dung, Trần Nghi, Chu Văn Ngợi, Nguyễn Thế Hùng, Nguyễn Thị
Huyền Trang (2019), “Tiến hóa cấu trúc địa chất và môi trƣờng trầm tích Miocen
khu vực bể Phú Khánh”, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và
138
Môi trường, Tập 35 (1), tr. 71-93.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1. Hoàng Việt Bách, Mai Thanh Tân, Đỗ Văn Lƣu, Nguyễn Thành Vấn (2014),
“Đặc điểm địa chấn địa tầng và dự báo môi trƣờng trầm tích Miocen trên bể
Phú Khánh”, Tạp chí Dầu khí (9), tr.20-25.
2. Đỗ Bạt, Phạm Hồng Quế, Chu Đức Quang, Đỗ Việt Hiếu (2018), “Địa tầng
trầm tích Đệ Tam bể Phú Khánh thềm lục địa Việt Nam”, Tạp chí Dầu khí
Việt Nam (3), tr. 28-31.
3. Boldreel L.O., M.B.W. Fyhn, I. Reid, J.M. Kruse, L.H. Nielsen, A. Mathiesen,
Bojesen-Koefoed J.A., H.I. Petersen, I. Abatzis, Lê Đình Thắng, Nguyễn Thu
Huyền, Đặng Thu Hƣơng, Nguyễn Anh Đức (2005), “Bể Phú Khánh: Qúa
trình phát triển cấu trúc và tiềm năng dầu khí”, Tuyển tập báo cáo Hội nghị
KHCN -30 năm Dầu khí Việt Nam: cơ hội mới, thách thức mới, tr.287-304.
4. Nguyễn Văn Đắc, Phan Giang Long, Hoàng Thế Dũng (2005), “Tổng quan về
tài nguyên dầu khí của Việt Nam”, Tuyển tập báo cáo Hội nghị KHCN -30
năm Dầu khí Việt Nam: cơ hội mới, thách thức mới, tr.124-140.
5. Nguyễn Thị Dậu (2013), “Ảnh hƣởng của độ sâu mực nƣớc cổ tới kết quả mô
hình di cƣ Hydrocacbon ở bể Phú Khánh”, Tuyển tập báo cáo Hội nghị Khoa
học Công nghệ “Trí tuệ Dầu khí Việt Nam, hội nhập và phát triển bền vững”,
nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội, tr.165-173.
6. Phan Trung Điền, Phan Quỳnh Anh (2005), “Tổng quan về hệ thống bể Đệ
tam trên rìa Tây Biển Đông Việt Nam”, Tuyển tập báo cáo Hội nghị KHCN -
30 năm Dầu khí Việt Nam: cơ hội mới, thách thức mới, tr.104-123.
7. Nguyễn Anh Đức (Chủ trì) (2012), Báo cáo tổng kết đề tài khoa học cấp nhà
nước thuộc Dự án “Đánh giá tiềm năng dầu khí trên vùng biển và thềm lục địa
Việt Nam”, Đề tài “Đánh giá tiềm năng dầu khí bể Phú Khánh”, Viện Dầu khí
Việt Nam, Hà Nội.
8. Lê Văn Dung và nnk (2003), Báo cáo minh giải tài liệu địa chấn 2D, vẽ bản
đồ và đánh giá cấu trúc địa chất khu vực bể Phú Khánh, Viện Dầu khí Việt
139
Nam, Hà Nội.
9. Trần Thị Dung, Chu Văn Ngợi (2016), “Cơ chế hình thành bể Phú Khánh”,
Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 32
(2S), tr. 59-68.
10. Trần Thị Dung, Trần Nghi, Chu Văn Ngợi, Nguyễn Thế Hùng, Nguyễn Thị
Huyền Trang (2019), “Tiến hóa cấu trúc địa chất và môi trƣờng trầm tích
Miocen khu vực bể Phú Khánh”, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học
Trái đất và Môi trường, Tập 35 (1), tr. 71-93.
11. Trần Tuấn Dũng (2013), “Đặc điểm cấu trúc kiến tạo khu vực nƣớc sâu Biển
Đông Việt Nam trên cơ sở minh giải tổng hợp tài liệu trọng lực và từ”, Tuyển
tập báo cáo Hội nghị Khoa học Công nghệ “Trí tuệ Dầu khí Việt Nam, hội
nhập và phát triển bền vững”, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, tr.55-66.
12. Trần Tuấn Dũng (2014), “Sử dụng phƣơng pháp minh giải kết hợp tài liệu
trọng lực, từ và địa chấn để xác định sự phân bố phun trào bazan núi lửa trên
thềm lục địa Nam Trung Bộ và lân cận”, Tạp chí dầu khí, số 8/2014, tr.14-21.
13. Phan Trƣờng Giang, Phan Trƣờng Thị, Võ Việt Văn (2005), “Cơ chế thành tạo
bể Phú Khánh ở Biển Đông”, Tuyển tập báo cáo Hội nghị KHCN -30 năm
Dầu khí Việt Nam: cơ hội mới, thách thức mới, tr.305-312.
14. Lê Văn Hiền, H.I. Petersen, L.H. Nielsen (2005), “Kết quả nghiên cứu địa hóa
giếng khoan ENRECA-1 ở trũng Sông Ba: Một bằng chứng của đá mẹ sinh
dầu tuổi Miocen và ý nghĩa của nó đối với các bể trầm tích ở Việt Nam”,
Tuyển tập báo cáo Hội nghị KHCN -30 năm Dầu khí Việt Nam: cơ hội mới,
thách thức mới, tr.380-386.
15. Hoàng Hữu Hiệp (2018), Địa động lực bể trầm tích Kainozoi sông Hồng và
triển vọng dầu khí liên quan, Luận án tiến sỹ địa chất, Đại học Quốc gia Hà
Nội, Hà Nội.
16. Hoàng Anh Tuấn, Đỗ Văn Nhuận (2008), “Đặc điểm trầm tích, hệ thống dầu
khí địa hào Krong Pa và mối liên quan với bể trầm tích Phú Khánh”, Viện Dầu
khí Việt Nam 30 năm xây dựng và hội nhập, tr.167-178.
17. Đặng Thu Hƣơng, Nguyễn Thị Mỹ Hạnh, Lê Kim Thƣ, Nguyễn Anh Đức
(2005), “Một số kết quả phân tích địa chấn tập trầm tích sau tách giãn bể Phú
140
Khánh”, 30 năm Dầu khí Việt Nam: cơ hội mới, thách thức mới, tr.313-331.
18. Nguyễn Thu Huyền, Kazuo Nakayama, Hou Jianyong (2005), “Xác định đặc
trƣng chứa bể trầm tích Phú Khánh, thềm lục địa Việt Nam bằng mô phỏng
Monte-Carlo và hệ thống thần kinh nhân tạo”, Tuyển tập báo cáo Hội nghị
KHCN -30 năm Dầu khí Việt Nam: cơ hội mới, thách thức mới, tr.332-359.
19. Nguyễn Thu Huyền, Tống Duy Cƣơng, Nguyễn Mạnh Hùng, Nguyễn Trung
Hiếu, Trần Ngọc Minh, Nguyễn Anh Đức (2013), “Bể trầm tích Phú Khánh và
tài nguyên dầu khí”, Tuyển tập báo cáo Hội nghị Khoa học Công nghệ “Trí tuệ
Dầu khí Việt Nam, hội nhập và phát triển bền vững”, NXB Khoa học và kỹ
thuật, Hà Nội, tr.140-149.
20. Nguyễn Thị Tuyết Lan, Nguyễn Thu Huyền, Nguyễn Thị Thanh, Lê Hoài
Nga, Hồ Thị Thành, Phí Ngọc Đông (2013), “Nghiên cứu đặc điểm địa hóa bể
Phú Khánh”, Tạp chí Dầu khí (3), tr.13-20.
21. Mathiesen Anders, Lars Henrik Nielsen, Phạm Văn Tiềm, Nguyễn Thị Dậu
(2005), “Mô hình hóa bể trầm tích Đệ tam Phú Khánh, ngoài khơi miền trung
Việt Nam”, Tuyển tập báo cáo Hội nghị KHCN -30 năm Dầu khí Việt Nam: cơ
hội mới, thách thức mới, tr.360-379.
22. Trần Nghi (2003), Trầm tích học, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội.
23. Trần Nghi (2005), “Phƣơng pháp phục hồi bể trầm tích và thành lập bản đồ
tƣớng đá - cổ địa lý”, Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Khoa học kỷ niệm 60 năm
thành lập Ngành Địa chất Việt Nam, tr. 154-163.
24. Trần Nghi (2010), Trầm tích luận trong dầu khí và địa chất biển, Nhà xuất
bản Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội.
25. Trần Nghi (2017), Địa chất trầm tích Việt Nam, Nhà xuất bản Đại học Quốc
gia Hà Nội, Hà Nội.
26. Trần Nghi (Chủ biên) (2014), Kiến tạo các bể trầm tích Kainozoi vùng nước
sâu thềm lục địa Việt Nam, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội.
27. Trần Nghi (Chủ trì) (2006), Báo cáo tổng kết đề tài cấp nhà nước Thành lập
bản đồ địa chất Biển Đông và các vùng kế cận tỷ lệ 1:1.000.000. Mã số KC09-
23, Trung tâm Địa chất và Khoáng sản biển, Hà Nội.
28. Trần Nghi (Chủ trì) (2010), Báo cáo tổng kết đề tài cấp nhà nước Nghiên cứu
141
địa tầng phân tập (Sequence stratigraphy) các bể trầm tích sông Hồng, Cửu
Long, Nam Côn Sơn nhằm đánh giá tiềm năng khoáng sản, mã số:
KC.09.20/06-10, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, Hà Nội.
29. Trần Nghi (Chủ trì) (2013), Báo cáo tổng kết đề tài cấp ngành 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, mã số 04/HOPTAC-KHTN/2011/HĐ-
NCKH, Trƣờng ĐH KHTN và Tập đoàn dầu khí Việt Nam, Hà Nội.
30. Trần Nghi (Chủ trì) (2013), Báo cáo tổng kết đề tài cấp ngành Nghiên cứu địa
tầng phân tập – tướng đá cổ địa lý các thành tạo trầm tích Nam 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 kỳ, mã số 03/HOPTAC-
KHTN/2011/HĐ-NCKH, Trƣờng ĐH KHTN và Tập đoàn dầu khí Việt Nam,
Hà Nội.
31. Trần Nghi, Đinh Xuân Thành, Trần Thị Thanh Nhàn, Trần Hữu Thân, Phạm
Thị Thu Hằng, Nguyễn Thị Phƣơng Thảo, Nguyễn Duy Tuấn, Trần Thị Dung
(2013), “Trầm tích luận hiện đại trong phân tích các bể Kainozoi vùng biển
nƣớc sâu Việt Nam”, Tạp chí Địa chất Loạt A (336-337) ngày 7-10/2013: Số
kỷ niệm 30 năm xây dựng và phát triển tổng hội địa chất Việt nam (1983-
2013); tr.13-29.
32. Trần Nghi, Phan Trƣờng Thị, Đinh Xuân Thành, Nguyễn Văn Vƣợng, Nguyễn
Thanh Lan, Lê Duy Bách, Trần Hữu Thân (2008), “Thành lập bản đồ địa chất
biển Đông và các vùng kế cận tỷ lệ 1/1.000.000 và tiềm năng dầu khí liên
quan”, Viện Dầu khí Việt Nam 30 năm xây dựng và hội nhập, tr.63-75.
33. Trần Nghi, Trần Hữu Thân, Chu Văn Ngợi, Đinh Xuân Thành, Trần Thị
Thanh Nhàn, Nguyễn Thị Huyền Trang, Nguyễn Duy Tuấn, Nguyễn Văn
Kiểu, Trần Thị Dung, Nguyễn Thị Phƣơng Thảo, Phạm Thị Thu Hằng, Trần
Văn Sơn (2013), “Tiến hóa trầm tích Kainozoi bể Phú Khánh trong mối quan
hệ với hoạt động địa động lực”, Tạp chí Địa chất 2013 Cục địa chất và
khoáng sản Việt Nam, Loạt A (334), tr.28 – 36.
34. Trần Nghi, Trần Hữu Thân, Chu Văn Ngợi, Đinh Xuân Thành, Trần Thị Thanh
142
Nhàn, Nguyễn Duy Tuấn, Trần Thi Dung, Nguyễn Thị Phƣơng Thảo, Phạm Thị
Thu Hằng, Nguyễn Thị Tuyến (2014), Biến dạng các bể thứ cấp trong Kainozoi
khu vực bể Phú Khánh và triển vọng dầu khí liên quan, Tạp chí Khoa học
ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ Tập 30 (2S), tr. 1-11.
35. Trần Nghi, Trần Hữu Thân, Đinh Xuân Thành, Trần Thị Thanh Nhàn, Chu
Văn Ngợi, Nguyễn Duy Tuấn, Trần Thị Dung, Phạm Thị Thu Hằng, Nguyễn
Thị Phƣơng Thảo (2013), “Mối quan hệ giữa dãy cộng sinh tƣớng và các
miền hệ thống trầm tích ở các bể Kainozoi”, Tạp chí Dầu khí (9), tr. 26-34.
36. Nguyễn Ngọc (2005), “Qúa trình hình thành và phát triển các thành tạo rạn
(ám tiêu) san hô và các biểu hiện dầu khí liên quan với chúng ở các vùng biển
Việt Nam”, Tuyển tập báo cáo Hội nghị KHCN -30 năm Dầu khí Việt Nam: cơ
hội mới, thách thức mới, tr.158-165.
37. Chu Văn Ngợi (Chủ trì) (2015), Báo cáo tổng kết đề tài cấp nhà nước 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, mã số: KC 09.20/11-15,
Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, Hà Nội.
38. Chu Văn Ngợi, Trần Nghi, Trần Hữu Thân, Cao Đình Triều, Nguyễn Trọng
Tín (2015), Cơ chế hình thành và các giai đoạn phát triển Biển Đông, Tạp chí
KH&CN VN, 3(10), tr.27-32.
39. Nguyễn Đình Nguyên (2014), Tiến hóa trầm tích Pliocen – Đệ tứ bắc bể Sông
Hồng, Luận án tiến sỹ địa chất, Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội.
40. Bùi Công Quế (Chủ trì) (1998), Cơ sở khoa học cho việc xác định ranh giới
ngoài thềm lục địa Việt Nam, Báo cáo tổng kết đề tài khoa học công nghệ cấp
nhà nƣớc KHCN-06-04, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Hà Nội.
41. Nguyễn Huy Quý (Chủ trì) (2004), Báo cáo tổng kết đề tài 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, mã số KC09-06, Viện Dầu khí Việt
Nam, Hà Nội.
42. Phan Văn Quýnh, Hoàng Hữu Hiệp (2008), “Cấu trúc kiến tạo và đặc điểm địa
động lực bể Sông Hồng”, Viện Dầu khí Việt Nam 30 năm xây dựng và hội
143
nhập, tr.120-132.
43. Ngô Thƣờng San, Cù Minh Hoàng, Lê Văn Trƣơng (2005), “Tiến hóa kiến tạo
Kainozoi: sự hình thành các bể chứa Hydrocacbon ở Việt Nam”, Tuyển tập
báo cáo Hội nghị KHCN -30 năm Dầu khí Việt Nam: cơ hội mới, thách thức
mới, tr.87-103.
44. Mai Thanh Tân (2007), Thăm dò Địa chấn trong Địa chất Dầu khí, Nhà xuất
bản Giao thông Vận tải, Hà Nội.
45. Mai Thanh Tân (2007), Thăm dò địa chấn, Nhà xuất bản Giao thông - Vận tải,
Hà Nội.
46. Mai Thanh Tân (Chủ trì) (2010), Báo cáo tổng kết đề tài cấp nhà nước Nghiên
cứu đặc điểm địa chất - địa chất công trình thềm lục địa miền Trung phục vụ
cho việc xây dựng công trình và định hướng phát triển kinh tế biển, mã số:
KC.09.01/06-10, Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội.
47. Trần Khắc Tân, Ngô Thƣờng San, Nguyễn Xuân Phong, Nguyễn Anh Đức,
Trần Nhƣ Huy (2017), “Đặc điểm các thành tạo đá carbonate chứa dầu khí ở
Việt Nam”, Tạp chí Dầu khí (1), tr.38-46.
48. Tập đoàn Dầu khí Việt Nam (2007), Địa chất và tài nguyên dầu khí Việt Nam,
NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội.
49. Trần Hữu Thân, Trần Nghi, Ngô Quang Toàn, Phạm Thị Thu Hằng, Nguyễn
Thị Phƣơng Thảo, Nguyễn Duy Tuấn, Nguyễn Thế Hùng, Nguyễn Thế Tiệp,
Cao Đình Triều (2013), “Đánh giá tiềm năng dầu khí bể Phú Khánh trên cơ sở
nghiên cứu cơ chế kiến tạo – địa động lực nội bể”, Tuyển tập báo cáo Hội nghị
Khoa học Công nghệ “Trí tuệ Dầu khí Việt Nam, hội nhập và phát triển bền
vững”, nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, tr.150-164.
50. Ngô Gia Thắng, Lê Duy Bách (2008), “Hoạt động sinh rift trên vùng thềm lục địa
Việt Nam”, Viện Dầu khí Việt Nam 30 năm xây dựng và hội nhập, tr.402-411.
51. Tạ Trọng Thắng và nnk (2005), Địa kiến tạo đại cƣơng, NXB Đại học Quốc
gia Hà Nội, Hà Nội.
52. Bùi Văn Thành, Cao Văn Văn Đại (2005), “Xác định chu kỳ biển tiến- thoái
trong trầm tích Neogen ở cột địa tầng giếng khoan”, Tuyển tập báo cáo Hội nghị
144
KHCN -30 năm Dầu khí Việt Nam: cơ hội mới, thách thức mới, tr.181-190.
53. Đinh Xuân Thành (2012), Tiến hóa trầm tích Pliocen – Đệ tứ vùng thềm lục
địa từ Quảng Nam đến Quảng Bình, Luận án tiến sỹ địa chất, Đại học Quốc
gia Hà Nội, Hà Nội.
54. Đinh Xuân Thành, Trần Nghi, Trần Thị Dung (2016), “Lịch sử tiến hóa trầm
tích thềm lục địa Nam Trung Bộ trong Pliocen - Đệ tứ”, Tạp chí Địa chất loạt
A (360), tr. 15-27.
55. Tống Duy Thanh (2009), Lịch sử tiến hóa Trái đất (địa sử), Nhà xuất bản Đại
học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội.
56. Tống Duy Thanh (Chủ biên) (2005), Các phân vị địa tầng Việt Nam, Nhà xuất
bản Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội.
57. Tống Duy Thanh, Mai Trọng Nhuận, Trần Nghi (2014), Bách Khoa thư địa
chất, Nhà xuất bản Đại học Quốc Gia Hà Nội.
58. Phan Trƣờng Thị, Phan Trƣờng Định và Phan Trƣờng Giang (2003), "Bàn về
cơ chế hình thành Biển Đông và các bể dầu khí liên quan", Viện Dầu khí 25
năm xây dựng và trưởng thành, tr. 357-366.
59. Phan Trƣờng Thị, Phan Trƣờng Giang, Võ Việt Văn (2008), “Phân tích các
kiểu bẫy dầu khí trong những bồn trầm tích trên thềm lục địa Việt Nam”, Viện
Dầu khí Việt Nam 30 năm xây dựng và hội nhập, tr.411-421.
60. Phạm Văn Tiềm (2008), “Tích hợp phƣơng pháp địa chấn địa tầng và mô hình
hóa bể: một cách tiếp cận nhanh để đánh giá tiềm năng dầu khí của bể trầm
tích”, Viện Dầu khí Việt Nam 30 năm xây dựng và hội nhập, tr.550-556.
61. Phạm Huy Tiến, Trịnh Ích (1985), Thạch học đá Trầm tích, Nhà xuất bản Đại
học và Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội.
62. Nguyễn Trọng Tín (Chủ trì) (2010), Báo cáo tổng kết đề tài cấp nhà nước
Nghiên cứu cấu trúc địa chất và đánh giá tiềm năng dầu khí các khu vực
Trường Sa và Tư Chính -Vũng Mây, mã số: KC09.25/06-10, Viện Dầu khí
Việt Nam, Hà Nội.
63. Nguyễn Trọng Tín (Chủ trì) (2015), Báo cáo tổng kết đề tài cấp nhà nước
Nghiên cứu cấu trúc địa chất các bể trầm tích Kainozoi vùng nước sâu (trên
200m nước) Biển Đông Việt Nam và đánh giá tài nguyên năng lượng và
145
khoáng sản, mã số: KC09.03/11-15, Viện Dầu khí Việt Nam, Hà Nội.
64. Nguyễn Trọng Tín, Nguyễn Thế Hùng, Nguyễn Văn Phòng, Trần Hải Nam,
Hoàng Ngọc Đang, Nguyễn Tiến Long, Trần Nghi, Nguyễn Văn Vƣợng,
Phùng Văn Phách, Trần Tuấn Dũng (2013), “Cấu trúc địa chất và tiềm năng
dầu khí các bể trầm tích Kainozoi thềm lục địa và vùng biển Việt Nam”,
Tuyển tập báo cáo Hội nghị Khoa học Công nghệ “Trí tuệ Dầu khí Việt Nam,
hội nhập và phát triển bền vững”, nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội,
tr.10-27.
65. Cao Đình Triều, Nguyễn Du Hƣng, Đào Việt Cảnh (2014), “Đặc điểm phân dị
vỏ Trái Đất bể Phú Khánh và vùng kế cận”, Tạp chí Địa chất loạt A (341-
345), tr.237-246.
66. Cao Đình Triều, Phạm Huy Long (2002), Kiến tạo đứt gãy lãnh thổ Việt Nam,
Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội.
67. Phan Trọng Trịnh (2012), Kiến tạo trẻ và Địa động lực hiện đại vùng biển Việt
Nam và kế cận, Nhà xuất bản Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Hà Nội.
68. Nguyễn Nhƣ Trung, Nguyễn Thị Thu Hƣơng (2008), “Xác định nhanh cấu
trúc móng bằng phân tích ngƣợc ba chiều số liệu từ và trọng lực: Ứng dụng
cho bể Phú Khánh”, Viện Dầu khí Việt Nam 30 năm xây dựng và hội nhập,
tr.155-166.
69. Phạm Nguyễn Hà Vũ (2016), Tiến hóa trầm tích Kainozoi khu vực bồn trũng
Cửu Long trong mối quan hệ với hoạt động kiến tạo, Luận án tiến sỹ địa chất,
Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội.
Tiếng Anh
70. Anh The Vu, Michael Bryld Wessel Fyhn, Cuong Trinh Xuan, Tung Thanh
Nguyen, Dang Ngoc Hoang, Liem Thanh Pham, Hung Ngo Van (2017),
“Cenozoic tectonic and stratigraphic development of the Central Vietnamese
continental margin”, Marine and Petroleum Geology (86), pp. 386-401.
71. Bojesen-Koefoed J.A., L.H.Nielsen, H.P.Nytoft, H.I.Petersen, Nguyen Thi
Dau, Le Van Hien, Nguyen Anh Duc and Nguyen Huy Quy (2005),
“Geochemical characterics of seepages from Dam Thi Nai, central Vietnam:
Implication for hydrocarbon exploration in the offshore Phu Khanh basin”,
146
Journal of Petroleum geology Vol.28/I (103), pp.3-18.
72. Briais A., et al (1993), “Updated interpretation of magnetic anomalies and
seafloor spreading stages in the South China Sea: implications for Tertiary
tectonics of SE Asia”, Journal Geophys. Res. (98), pp.6299-6328.
73. Catuneanu O. (2006), Principles of Sequence Stratigraphy, Elsevier’s Science
& Technology Rights.
74. Condie, K. C. (1997), Plate Tectonics and Crust Evolution, Elsevier Science,
Oxford, Great Britain.
75. Emery D. and Myers K.J, 1996. Sequence stratigraphy. Blackwell Science, BP
Exploration, Stockley Park Uxbridge. London. 280 pgs.
76. Fyhn M.B.W., Boldreel, L.O., Nielsen, L.H., (2009), “Geological
development of the Central and South Vietnamese margin: Implications for
the establishment of the South China Sea, Indochinese escape tectonics and
Cenozoic volcanism”, Tectonophysics (478), pp. 184-214.
77. Fyhn M.B.W., Lars Henrik Nielsen and Lars Ole Boldreel (2007), “Cenozoic
evolution of the Vietnamese coastal margin”, Published in Geological survey
of Denmark and Greenland bulletin (168), pp.73-76.
78. Fyhn M.B.W., Lars Nielsen, L.O.Boldreel, Le.D.Thang, Jorgen Bojensen-
Koefoed, Henrik I.Petersen, Nguyen T Huyen, Nguyen A. Duc, Nguyen T.
Dau, Andres Mathiesen, Ian Reid, Dang T. Huong, Hoang A. Tuan, Le V.
Hien, Hans P. Nytolft, Ioannis Abtzis (2009), “Geological evolution, regional
perspectives and hydrocarbon potential of the northwest Phu Khanh basin,
offshore central Vietnam”, Marien and Petroleum geology (268), pp.1-24.
79. Fyhn M.B.W., Lars O. Boldreel, Lars H. Nielsen, Tran C. Giang, Le H. Nga,
Nguyen T.M. Hong, Nguyen D. Nguyen and Ioannis Abatzis (2013),
“Carbonate platform growth and demise offshore Central Vietnam: Effects of
Early Miocene transgression and subsequent onshore uplift”, Journal of Asian
Earth Sciences (76) pp.152–168.
80. G. V. Middleton (1973), Johannes Walther's Law of the Correlation of Facies,
Geological Society of America Bulletin.
81. Gary Nichols (2009), Sedimentology and Stratigraphy, second edition, John
147
Wiley & Sons Ltd, UK.
82. Lars Henrik Nielsen and loannis Abatzis (2010), “Petroleum potential of
sedimentary basins in Vietnam: long-term geoscientific co-operation with the
Vietnam petroleum institute”, Published in Geological survey of Denmark and
Greenland bulletin, pp.97-100.
83. Lawver, Lawrence A; Williams, Trevor; Sloan B (1994), Seismic Stratigraphy
and Heat Flow of Powell Basin. Terra Antartica, (1), pp. 309-310.
84. Lee G.H., Watkins, J.S., (1998), “Seismic stratigraphy and hydrocarbon
potential of the Phu Khanh Basin, offshore Central Vietnam, South China
Sea”, AAPG Bulletin, V.82 (9), pp. 1711–1735.
85. Longley Ian. M., (1997), The Tectonostratigraphic Evolution of S.E.Asia.
Petroleum Geology of SE.Asia.
86. Luthi S. M. (2001), Geological Well Logs - Their Use in Reservoir Modeling,
Springer, New York.
87. Morley C.K. (2016), “Major unconformities/termination of extension events
and associated surfaces in the South China Seas: Review and implications for
tectonic development”, Journal of Asian Earth Sciences (120), pp. 62–86.
88. Nielsen L.H., H.I. Petersen, N.D. Thai, N.A.Duc, M.B.W.Fyhn, L.O.Boldreel,
H.A.Tuan, S.Lindstrom and L.V.Hien (2007), “A middle –upper Miocene
fluvial – lacustrine rift sequence in the Song Ba rift, Vietnam: an analogue to
oil-prone, small-scale continental rift basins”, Petroleum Geoscience (174),
pp.145-168.
89. Peter D. Clift, Zhen Sun (2013), “Introduction to special collection on
geology, tectonics and hydrocarbon systems of SE Asia”, Mar Geophys Res
(34), pp. 153-158.
90. Pinxian Wang and Qianyu Li (2009), The South China Sea. Paleoceanography
and Sedimentology, Volume 13. Springer Science+Business Media B.V.
91. Robert Hall (2012), “Late Jurassic – Cenozoic reconstruction of the
Indonesian region and the Indian ocean”, Tectonophysics (570-571), pp. 1-41.
92. Savva D., Meresse, F., Pubellier, M., Chamot-Rooke, N., Lavier, L., Po, K.
148
Wong, Franke, D., Steuer, S., Sapin, F., Auxietre, J.L., Lamy, G. (2013),
“Seismic evidence of hyper-stretched crust and mantle exhumation offshore
Vietnam”, Tectonophysics 608, pp.72-83.
93. Tapponier P., Peltzer G., et al (1982), “Propagating extrusion tectonics in
Asia: new insights from simple experiments with plasticine”, Geology (10) ,
pp. 611-619.
94. Tapponier P., Peltzer G., et al (1986), “On the mechanics of collision between
India and Asia. In: Coward M.P. and Ries A.C. (eds.) Collision tectonics”,
Blackwell, Oxford. pp.115-157.
95. Tran Nghi, Tran Huu Than, Chu Van Ngoi, Nguyen Duy Tuan, Tran Thi
Dung, Nguyen Thi Phuong Thao, Pham Thi Thu Hang, Tran Van Son (2013),
“Lithofacies analysis and reconstruction of Deformation types of Cenozoic
sediment of Phú Khánh basin ”, VNU journal of Earth and Environmental
Sciences Vol.29 (1), pp.45-56.
96. Tran Thi Dung, Tran Nghi, Nguyen The Hung, Dinh Xuan Thanh, Pham Bao
Ngoc, Nguyen Thi Tuyen, Tran Thi Thanh Nhan, Nguyễn Thị Huyền Trang,
(2018), “The Miocene Depositional Geological Evolution of Phu Khanh, Nam
Con Son and Tu Chinh - Vung May Basins in Vietnam Continental Shelf”,
VNU Journal of Science: Earth and Environmental Sciences Vol. 34 (1),
pp.112-135.
97. Tri Tran Van, Vu Khuc, (2011), Geology and Earth resources of Vietnam:
General Department of Geology and Minerals of Vietnam, Publising House for
Science and Techology, P.645.
98. Vail P. R. (1987), “Seismic stratigraphy interpretation procedure. Atlas of
seismic stratigraphy”, AAPG Studies in Geology 1(27).
99. Vail, P. R., Mitchum, R. M., Thompson, S. (1977), “Seismic stratigraphy and
global changes of sea level, part 3: Relative changes of sea level from coastal
onlap”, Seismic stratigraphy - applications to hydrocarbon exploration,
149
American Association of Petroleum Geologists Memoir 26, pp. 63-81.
100. Veeken P. C. H. (2007), Seismic stratigraphy, basin analysis and reservoir
characterisation, Handbook of Geophysical Exploration: Seismic Exploration,
Elsevier, The Netherlands.
101. Wagoner, J. C. V., Bertram, G. T. (1995), “Sequence stratigraphy of foreland
basin deposits”, AAPG Memoir 64.
102. Watts, A.B. and Fraihead, J.D. (1999), “A process-oriented approach to
modeling the gravity signature of continental margin”, The Leading EDGE
(18), pp. 258-263.
103. Xielin Qiu, Sanyu Ye, Shimin Wu, Xiaobin Shi, Di Zhou, Kanyuan Xia, Ernst
R. Flueh (2001), “Crustal structure across the Xisha Trough, northwestern
South China Sea”, Tectonophysics (341), pp.79-193.
104. Yan Pin, Zhou Di, Liu Zhaoshu (2001), “A crustal structure profile across the
northern continental margin of the South China Sea”, Tectonophysics (338),
150
pp.1-21.
