Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Đặc điểm thạch học và môi trường trầm tích mesozoi khu vực trung tâm trũng An Châu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

---------------------

Phùng Xuân Quân

ĐẶC ĐIỂM THẠCH HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG TRẦM TÍCH

MESOZOI KHU VỰC TRUNG TÂM TRŨNG AN CHÂU

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2013

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

---------------------

Phùng Xuân Quân

ĐẶC ĐIỂM THẠCH HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG TRẦM TÍCH

MESOZOI KHU VỰC TRUNG TÂM TRŨNG AN CHÂU

Chuyên ngành: Khoáng vật học và địa hóa học

Mã số: 60 44 02 05

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS. Đinh Xuân Thành

Hà Nội – 2013

LỜI CẢM ƠN

Luận văn được hoàn thành trong sự cố gắng nỗ lực cao nhất của bản thân

học viên dưới sự hướng dẫn và chỉ bảo tận tình của TS. Đinh Xuân Thành –

Khoa Địa chất, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN. Nhân dịp này em

xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy hướng dẫn.

Trong quá trình học tập, nghiên cứu và làm luận văn, học viên luôn nhận

được quan tâm, giúp đỡ của tập thể các thầy cô, các nhà khoa học thuộc Khoa Địa

chất - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN. Trong thời gian hoàn thành

luận văn, học viên cũng nhận được sự quan tâm, giúp đỡ quý báu của lãnh đạo và

cán bộ Trung tâm Nghiên cứu Biển và Đảo, Phòng Sau đại học, Trường Đại học

Khoa học Tự nhiên. Nhân đây, học viên xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới sự giúp

đỡ và tạo điều kiện của các thầy, các nhà khoa học và lãnh đạo cơ quan trong thời

gian qua

Hà Nội, ngày 27 tháng 12 năm 2013

Học viên

Phùng Xuân Quân

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU

............................................................................................................... 1

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU ...................................................... 3

1.1. LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU .......................................................................................... 5

1.1.1. Nghiên cứu địa chất và khoáng sản ..................................................................... 5

1.1.2. Nghiên cứu tìm kiếm, thăm dò dầu khí ................................................................ 5

1.2. ĐỊA TẦNG ................................................................................................................ 7

1.3. CÁC THÀNH TẠO MAGMA................................................................................... 17

1.3.1. Các thành tạo magma trước Mesozoi ................................................................ 17

1.3.2. Các thành tạo magma Mesozoi- Kainozoi .......................................................... 17

1.4. CẤU TRÚC KIẾN TẠO ........................................................................................... 18

1.5. ĐỨT GÃY .............................................................................................................. 20

CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ SƠ SỞ TÀI LIỆU ................................ 21

2.1. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................................................ 21

2.1.1. Phương pháp khảo sát thực địa ........................................................................ 21

2.1.2. Các phương nghiên cứu trong phòng ................................................................ 21

2.2. CƠ SỞ TÀI LIỆU ................................................................................................... 27

CHƯƠNG 3. ĐẶC ĐIỂM THẠCH HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG TRẦM TÍCH MESOZOI KHU

VỰC TRUNG TÂM TRŨNG AN CHÂU ..................................................... 29

3.1. THẠCH HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG TRẦM TÍCH HỆ TẦNG LẠNG SƠN (T1i ls) ........ 29

3.2. THẠCH HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG TRẦM TÍCH HỆ TẦNG KHÔN LÀNG (T2a kl) .... 33

3.3. THẠCH HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG TRẦM TÍCH HỆ TẦNG NÀ KHUẤT (T2 nk) ....... 36

3.4. THẠCH HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG TRẦM TÍCH HỆ TẦNG MẪU SƠN (T3c ms) ...... 41

3.5. THẠCH HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG TRẦM TÍCH HỆ TẦNG VĂN LÃNG (T3n-r vl) ..... 45

3.6. THẠCH HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG TRẦM TÍCH HỆ TẦNG HÀ CỐI (J1-2 hc) ........... 49

3.7. THẠCH HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG TRẦM TÍCH HỆ TẦNG BẢN HANG (K bh)......... 56

CHƯƠNG 4. ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CHỨA CỦA ĐÁ TRẦM TÍCH MESOZOI KHU VỰC

TRUNG TÂM TRŨNG AN CHÂU ............................................................. 59

4.1. HỆ TẦNG LẠNG SƠN ........................................................................................... 59

4.2. HỆ TẦNG KHÔN LÀNG ......................................................................................... 60

4.3. HỆ TẦNG NÀ KHUẤT ............................................................................................ 62

4.4. HỆ TẦNG MẪU SƠN ............................................................................................. 66

4.5. HỆ TẦNG VĂN LÃNG ............................................................................................ 67

4.6. HỆ TẦNG HÀ CỐI .................................................................................................. 68

4.7. HỆ TẦNG BẢN HANG............................................................................................ 70

KẾT LUẬN

............................................................................................................. 71

TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................ 73

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1. Vị trí nghiên cứu .......................................................................................... 4

Hình 1.2. Cột địa tầng khu vực An Châu ..................................................................... 8

Hình 2.1. Các kiểu tiếp xúc nguyên sinh (A) và thứ sinh (B) ..................................... 23

Hình 2.2. Phân loại kiểu đá trầm tích theo W.C. Krumbein, 1937 .............................. 25

Hình 2.3. Phân loại đá cát kết của Folk R.L., 1974 .................................................... 26

Hình 3.1. Cát, bột kết màu xám vàng phân lớp ngang song song................................ 29

Hình 3.2. Cát, bột xen lẫn sét kết chứa sét than, môi trường châu thổ ngầm. .............. 29

Hình 3.3. Cát kết lithic hạt mịn có độ chọn lọc, mài tròn trung bình, môi trường bãi bồi châu thổ, mẫu LK03/2 (87,5- 87,95), nicol + ............................................ 30

Hình 3.4. Bột kết biển nông có màu nâu đỏ hệ tầng Lạng Sơn, mẫu AC 3 ................. 30

Hình 3.5. Sét kết chứa vôi, môi trường đầm lầy ven biển, hệ tầng Lạng Sơn, mẫu AC 2a, nicol + ................................................................................................. 31

Hình 3.6. Sét kết chứa than đầm lầy ven biển hệ tầng Lạng Sơn, mẫu AC 4 .............. 31

Hình 3.7. Đá sét vôi biển vũng vịnh thuộc hệ tầng Lạng Sơn, mẫu AC 73 ................. 32

Hình 3.8. Cuội sạn kết đa khoáng lòng sông miền núi hệ tầng Khôn Làng ................. 33

Hình 3.9. Cuội sạn, cát sạn kết cấu tạo phân lớp xiên chéo đồng hướng lòng sông ..... 33

Hình 3.10. Cát kết lithic hạt thô chọn lọc, mài tròn kém, môi trường lòng sông đồng bằng, hệ tầng Khôn Làng, mẫu H09B, nicol + .......................................... 34

Hình 3.11. Cát kết lithic hạt nhỏ chọn lọc, mài trơn kém lòng sông đồng bằng, hệ tầng Khôn Làng, mẫu H09B/1, nicol + ............................................................. 34

Hình 3.12. Sét kết lẫn ít bột, môi trường bãi bồi sông đồng bằng thuộc hệ tầng Khôn Làng, mẫu AC6b. nicol + .......................................................................... 35

Hình 3.13. Bột kết bãi bồi hệ tầng Khôn Làng, mẫu Ac 52a, nicol + .......................... 35

Hình 3.14. Đá sét kết đồng bằng ngập lụt hệ tầng Khôn Làng, mẫu H06, nicol + ....... 36

Hình 3.15. Ryolit porfia hệ tầng Khôn Làng tại H 29 ................................................. 36

Hình 3.16. Ryolit porfia hệ tầng Khôn Làng tại H31 .................................................. 36

Hình 3.17. Cát bột kết hạt mịn màu xám xanh cấu tạo phân lớp ngang song song biển nông. ......................................................................................................... 37

Hình 3.18. Cát kết lithic hạt rất mịn, mài tròn chọn lọc trung binh, môi trường tiền châu thổ, hệ tầng Nà Khuất, mẫu H03, nicol + .......................................... 38

Hình 3.19. Cát kết hạt mịn mài tròn chọn lọc trung bình tiền châu thổ thuộc hệ tầng Nà Khuất, mẫu H10, nicol + ........................................................................... 38

iii

Hình 3.20. Bột kết thuộc hệ tầng Nà Khuất, mẫu AC 7b, nicol + ............................... 39

Hình 3.21. Cát, bột kết cấu tạo phân lớp ngang song song tướng biển nông ven bờ hệ tầng Nà Khuất, khu vực AC 44. ................................................................ 39

Hình 3.22. Cát kết hạt trung mài tròn, chọn lọc trung bình, môi trường bãi triều tiền châu thổ, thuộc hệ tầng Nà Khuất, mẫu H28, nicol + ................................ 40

Hình 3.23. Bột kết chọn lọc, mài tròn tốt, môi trường bãi triều tiền châu thổ thuộc hệ tầng Nà Khuất, mẫu AC 54c, nicol + ........................................................ 40

Hình 3.24. Sét kết tiền châu thổ thuộc hệ tầng Nà Khuất, mẫu AC 54b, nicol + ......... 41

Hình 3.25. Cát bột kết màu nâu đỏ- xám hệ tầng Mẫu Sơn, vết lộ AC 18 ................... 42

Hình 3.26. Sét vôi, vôi sét cấu tạo phân lớp mỏng phân hệ tầng Mẫu Sơn trên, vết lộ AC 10 ....................................................................................................... 42

Hình 3.27. Cát kết á lithic hạt mịn chọn lọc, mài tròn trung bình, môi trường tiền châu thổ hệ tầng Mẫu Sơn, mẫu LK04/1 (63,2- 64) ........................................... 43

Hình 3.28. Sét kết bãi bồi đồng bằng châu thổ hệ tầng Mẫu Sơn, mẫu LK 04/2(87,6- 89), nicol + ............................................................................................... 43

Hình 3.29. Cát kết lithic hạt thô chọn lọc kém, mài tròn trung bình, môi trường sông đồng bằng thuộc hệ tầng Mẫu Sơn, mẫu LK01/2 (87,1- 88,1), nicol + ...... 44

Hình 3.30. Cát kết lithic hạt mịn- trung, chọn lọc mài tròn trung bình, môi trường tiền châu thổ hệ tầng Mẫu Sơn, mẫu LK01/1 (62,5- 63,4), nicol + ................... 44

Hình 3.31. Cát kết lithic felspat hạt mịn, chọn lọc tốt, mài tròn trung bình, môi trường tiền châu thổ hệ tầng Mẫu Sơn, mẫu LK01(19,0- 19,90), nicol + .............. 45

Hình 3.32. Cuội sạn kết cấu tạo xiên chéo đồng hướng lòng sông, điểm AC 20 ......... 46

Hình 3.33. Cát kết lithic chọn lọc kém, môi trường lòng sông, hệ tầng Văn Lãng, mẫu H18, nicol + .............................................................................................. 46

Hình 3.34. Cát bột kết cấu tạo thấu kính xen phân lớp không hoàn chỉnh hệ tầng Văn Lãng, vết lộ AC16 ..................................................................................... 47

Hình 3.35. Cát kết lithic hạt trung, mài tròn, chọn lọc trung bình, môi trường lòng sông đồng bằng, hệ tầng Văn Lãng, mẫu H17, nicol +....................................... 47

Hình 3.36. Bột kết thuộc hệ tầng Văn Lãng, mẫu AC 12, nicol + ............................... 48

Hình 3.37. Đá phiến sét than đầm lầy ven biển thuộc hệ tầng Văn Lãng, mẫu AC 13a ................................................................................................................. 48

Hình 3.38. Đá phiến sét vôi biển vũng vịnh thuộc hệ tầng Văn Lãng, mẫu AC 14b, nicol + ...................................................................................................... 49

Hình 3.39. Cát kết hạt mịn thuộc hệ tầng Hà Cối, mẫu H16, nicol + .......................... 50

Hình 3.40. Cát kết hạt rất mịn, chọn lọc tốt tướng tiền châu thổ thuộc hệ tầng Hà Cối,

mẫu LK10/1 (82- 82,8), nicol + ................................................................ 50

Hình 3.41. Cát kết hạt rất mịn, chọn lọc tốt, tướng tiền châu thổ thuộc hệ tầng Hà Cối, mẫu LK 10/2 (93,2- 94,4), nicol + ............................................................. 51

Hình 3.42. Bột kết chứa vôi thuộc hệ tầng Hà Cối, mẫu LK10 (37- 37,5), nicol + ..... 51

Hình 3.43. Đá sét vôi biển vũng vịnh thuộc hệ tầng Hà Cối, mẫu LK10/3 (57,9- 58), nicon + ...................................................................................................... 52

Hình 3.44. Bột, sét kết màu tím hệ tầng Hà Cối, vết lộ AC 49 ................................... 52

Hình 3.45. Bột kết thuộc hệ tầng Hà Cối, mẫu AC48, nicol + .................................... 53

Hình 3.46. Cát xen bột kết hệ tầng Hà Cối, vết lộ AC 31 ........................................... 53

Hình 3.47. Cấu tạo phân lớp xiên chéo môi trường biển ven bờ ................................. 54

Hình 3.48. Cấu tạo gợn sóng bất đối xứng trên mặt lớp do hoạt động của sóng vỗ ven bờ ........................................................................................................... 54

Hình 3.49. Cát kết hạt thô thuộc hệ tầng Hà Cối, mẫu H35, nicol + ........................... 55

Hình 3.50. Cát kết hạt nhỏ mài tròn, chọn lọc tốt tướng biển ven bờ thuộc hệ tầng Hà Cối, mẫu H32, nicol + ............................................................................... 55

Hình 3.51. Bột kết hạt lớn mài tròn, chọn lọc tốt tướng biển ven bờ thuộc hệ tầng Hà Cối, mẫu AC 36b, nicol + ......................................................................... 56

Hình 3.52. Cát kết hạt nhỏ thuộc hệ tầng Bản Hang, mẫu AC 58, nicol + .................. 57

Hình 4.2. Cát kết hệ tầng Lạng Sơn bị biến đổi thứ sinh ở thời kỳ biến sinh sớm, mẫu LK

03/2 (87,5- 87,95) .............................................................................................. 59

Hình 4.3. Phân bố độ rỗng (màu xanh nhạt) trong mẫu cát kết hệ tầng Lạng Sơn, mẫu

H06 .................................................................................................................... 60

Hình 4.4. Cát kết lithic hạt mịn chọn lọc tốt hệ tầng Khôn Làng, mẫu H04 ........................... 61

Hình 4.5. Lỗ rỗng giữa hạt (I), vi hang hốc (V) và trong hạt ( mũi tên) trong đá cát kết hệ

tầng Khôn Làng, mẫu H04 ................................................................................. 61

Hình 4.6. Không gian rỗng (màu xanh) trong đá cát kết hệ tầng Khôn Làng khu vực

Quan Sơn, mẫu H9B/1. ..................................................................................... 62

Hình 4.7. Cát kết hệ tầng Nà Khuất: hạt vụn thạch anh (Q) bị gặm mòn, biotit bị uốn

cong. ................................................................................................................. 63

Hình 4.8. Xi măng canxit thứ sinh dạng khảm trong đá cát kết hệ tầng Nà Khuất. ............... 63

Hình 4.9. Cát kết chọn lọc tốt nhưng không có không gian rỗng của hệ tầng Nà Khuất. ...... 63

Hình 4.10. Cát kết hệ tầng Nà Khuất biến đổi thứ sinh ở giai đoạn biến sinh, mẫu hào

Hình 3.53. Sét kết lẫn ít bột thuộc hệ tầng Bản Hang, mẫu AC 60, nicol + ................ 57

H33. ................................................................................................................... 64

Hình 4.11. Độ rỗng nhìn thấy (xanh) trong cát kết hệ tầng Nà Khuất, gồm: lỗ rỗng giữa hạt (xanh, kích thước nhỏ), lỗ rỗng vi hang hốc (V) và lỗ rỗng trong hạt (mũi tên), mẫu hào H33. ............................................................................................ 65

Hình 4.12. Không gian rỗng trong cát kết hệ tầng Mẫu Sơn, mẫu H11. Lỗ rỗng giữa hạt

(I), vi hang hốc (V) và vi khe nứt (mũi tên). ........................................................ 66

Hình 4.13. Không gian rỗng (màu xanh) thấp, gồm lỗ rỗng giữa hạt, lỗ rỗng vi hang hốc

(V) và rất ít lỗ rỗng trong hạt. ............................................................................. 68

Hình 4.14. Cát kết hạt mịn hệ tầng Hà Cối chọn lọc trung bình – kém, biến đổi thứ sinh

mạnh làm giảm đáng kể độ rỗng giữa hạt. ......................................................... 68

Hình 4.15. Cát kết hạt nhỏ hệ tầng Hà Cối xi măng canxit thứ sinh lấp đầy không gian

rỗng giữa hạt làm cho đá không còn khả năng chứa. ........................................ 69

Hình 4.16. Cát kết chọn lọc tốt hệ tầng Hà Cối có độ rỗng giữa hạt rất cao. ........................ 70

Bảng 2.1. Công thức hiệu chỉnh hàm lượng % cấp hạt đo được (M1, M2 .... M5) thành

các cấp hạt nguyên thuỷ (T1, T2 .... T5) ................................................................... 22

Bảng 2.2. Phân loại nhóm đá chuyển tiếp giữa đá vôi và sét ................................................ 24

Bảng 2.3. Bảng phân loại chất lượng colectơ giữa hạt (Trần Nghi, 1982, 2005) ................... 27

Bảng 2.4. Cơ sở số liệu phân tích ......................................................................................... 28

Bảng 3.1. Kết quả phân tích khoáng vật sét bằng phương pháp Rơnghen các đá hệ tầng

Lạng Sơn ................................................................................................................. 32

Bảng 4.1. Mức độ biến đổi thứ sinh (BĐTS) của đá cát kết hệ tầng Nà Khuất ...................... 65

Bảng 4.2. Mức độ biến đổi thứ sinh (BĐTS) của đá cát kết hệ tầng Mẫu Sơn ....................... 67

Bảng 4.3. Mức độ biến đổi thứ sinh (BĐTS) của đá cát kết hệ tầng Văn Lãng ...................... 67

Bảng 4.4. Mức độ biến đổi thứ sinh (BĐTS) của đá cát kết hệ tầng Hà Cối .......................... 69

DANH MỤC BẢNG

vii

MỞ ĐẦU

Dầu khí là nguồn nguyên liệu năng lượng cơ bản nhất của loài người, đã được biết đến từ lâu. Chúng được thành tạo từ những vật liệu hữu cơ ban đầu được chôn vùi ở độ sâu thích hợp dưới tác động của nhiệt độ và áp suất cao. Khi gặp điều kiện thuận lợi, dầu khí tích tụ lại ở bẫy dầu, thành các vỉa dầu, nếu những vỉa dầu khí này có giá trị công nghiệp thì chúng trở thành các mỏ dầu khí. Thềm lục địa và đất liền Việt Nam từ lâu đã được các nhà địa chất trong và ngoài nước đánh giá là vùng tồn tại các bể trầm tích có tiềm năng dầu khí. Vũng trũng An Châu là một trong những bể được các nhà nghiên cứu đánh giá là bể trầm tích có triển vọng dầu khí và đã được nghiên cứu từ rất sớm. Tuy nhiên, các kết quả nghiên cứu vẫn còn nhiều điều chưa được làm sáng tỏ.

Tính cấp thiết của đề tài

Việc nghiên cứu địa chất, khoáng sản khu vực An Châu nói chung cũng như công tác tìm kiếm, thăm dò khu vực bể Mesozoi An Châu nói riêng, đã được tiến hành tương đối đồng bộ và bài bản từ những năm 70 của thế kỷ 20. Tuy nhiên, trong khu vực nghiên cứu, công tác chủ yếu tập trung vào nghiên cứu cấu trúc – kiến tạo, địa tầng, tìm kiếm khoáng sản mà chưa đi sâu vào nghiên cứu thạch học cũng như môi trường trầm tích thành tạo.

Nghiên cứu đặc điểm thạch học trầm tích hết sức quan trọng trong công tác điều tra, khảo sát tài nguyên dầu khí thông qua việc đánh giá tiềm năng các tầng sinh, chứa và chắn. Mỗi một loại đá trầm tích đều có một đặc điểm sinh, chứa và chắn dầu khí riêng biệt. Nghiên cứu môi trường trầm tích nhằm xác định các môi trường thuận lợi hình thành cũng như xu hướng phát triển, quy luật phân bố các tầng trầm tích sinh, chứa và chắn trong không gian.

Trong quá trình học tập tại trường, học viên đã được giới thiệu và biết đến phương pháp nghiên cứu thạch học bằng kính hiển vi phân cực. Qua tìm hiểu, học viên nhận thấy những ưu điểm của phương pháp này trong việc nghiên cứu đặc điểm thạch học trầm tích khu vực trũng An Châu. Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn và làm cơ sở khoa học cho việc đánh giá triển vọng dầu khí khu vực nghiên cứu, học viên đã lựa chọn đề tài luận văn Thạc sĩ của mình với tiêu đề: “Đặc điểm thạch học và môi trường trầm tích Mesozoi khu vực trung tâm trũng An Châu” với mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu như sau:

Mục tiêu

Làm sáng tỏ đặc điểm trầm tích và môi trường trầm tích Mesozoi khu vực An

châu làm cơ sở cho việc đánh giá triển vọng dầu khí liên quan.

Nhiệm vụ

- Khảo sát thực địa và thu thập mẫu bổ sung

- Phân tích mẫu và xử lý kết quả phân tích

- Xác định đặc điểm thạch học và môi trường trầm tích Mesozoi khu vực An

Châu

- Đánh giá khả năng chứa dầu khí trên cơ sở nghiên cứu thạch học và môi

trường trầm tích.

Từ mục tiêu và nhiệm vụ của luận văn đã nêu như trên, học viên đã xây dựng

bố cục luận văn bao gồm ba chương chính như sau:

- Tổng quan khu vực nghiên cứu.

- Cơ sở tài liệu và phương pháp nghiên cứu.

- Đặc điểm thạch học và môi trường trầm tích Mesozoi.

- Đánh giá khả năng chứa dầu khí trên cơ sở nghiên cứu thạch học và môi

trường trầm tích.

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU

Trũng An Châu với diện tích khoảng 10 nghìn km2, thuộc khu vực đông bắc bộ, nằm trong phạm vi các tỉnh: Lạng Sơn, Bắc Giang, Quảng Ninh, được giới hạn phía bắc bởi biên giới với Trung Quốc, phía tây bắc là quốc lộ 1A và phía đông và nam là quốc lộ 18.

Khu vực trũng An Châu có địa hình thuộc kiểu miền núi và trung du bắc bộ. Phía bắc và đông địa hình phân cắt mạnh, có độ chênh cao lớn (100- 1500), với một số đỉnh núi cao tiêu biểu như đỉnh Mẫu Sơn (1541m), Yên Tử (1068m), Cao Xiêm (1429m). Phía tây bắc là địa hình Karst hiểm trở. Chuyển xuống khu vực trung tâm là địa hình trung du với những đồi gò thấp, sườn thoải.

Hệ thống sông ngòi trong khu vực khá phát triển, các hệ thống sông chính bao gồm: Sông Thương (chảy dọc QL1A), sông Lục Nam (khu vực Lục Nam, Lục Ngạn), sông Phố Cũ (Tiên Yên), sông Ba Chẽ (khu vực Ba Chẽ). Sông suối trong khu vực thường chảy quanh co, vách dốc, dòng sông lộ đá gốc, nhiều ghềnh thác, thường gây sạt lở, lũ quét khi có mưa lớn.

Khu vực nghiên cứu được coi là phần trung tâm của trũng An Châu, được ngăn cách với 2 cánh bởi các đứt gãy. Phía bắc là đới đứt gãy Cao Bằng- Tiên Yên, kéo dài theo phương TB- ĐN, thể hiện bởi các đới dập vỡ lớn, các đới cataclazit, các mặt trượt, sự dịch chuyển các đá và cấu tạo và các biểu hiện địa hình, địa mạo dạng tuyến phát triển có quy luật. Ngăn cách với phía nam là đới đứt gãy Yên Tử- Tấn Mài. Đới này kéo dài từ Thái Nguyên, nơi nó nhập với hệ thống đới đứt gãy Sơn Dương- Thái Nguyên- Đồng Mỏ và kéo dài theo phương Đ- ĐN qua Yên Tử.

Hình 1.1. Vị trí nghiên cứu

1.1. LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU

1.1.1. Nghiên cứu địa chất và khoáng sản

Nghiên cứu đặc điểm địa chất và khoáng sản ở khu vực An Châu đã được tiến hành từ rất lâu, một cách có hệ thống trong các công trình điều tra địa chất và khoáng sản, thành lập bản đồ với các tỷ lệ khác nhau. Công trình thành lập Bản đồ địa chất miền Bắc Việt nam tỷ lệ 1: 500.000 được thực hiện trong những năm 1961- 1963 bởi các nhà địa chất Đoàn 20, Tổng cục Địa chất, với sự giúp đỡ của một nhóm chuyên gia Liên Xô (cũ) do A.E. Đovjikov chủ biên. Sau đó, các tài liệu này được tổng hợp với kết quả đo vẽ tỷ lệ 1: 500.000 miền Nam Việt Nam của Nguyễn Xuân Bao để thành lập "Bản đồ địa chất Việt Nam" tỷ lệ 1: 500.000 (1988) do Trần Đức Lương và Nguyễn Xuân Bao đồng chủ biên. Các nghiên cứu địa chất và khoáng sản ở tỷ lệ lớn hơn (1/200.000) trong khu vực An Châu được tiến hành từ năm những năm 1974- 1979. Tờ bản đồ Lạng Sơn được tiến hành đo vẽ địa chất và điều tra khoáng sản ở tỷ lệ 1:200.000 từ năm 1974 – 1976 do các nhà địa chất Đoàn 20G, Liên đoàn Bản đồ địa chất thực hiện. Tờ Móng Cái đã được đo vẽ địa chất ở tỷ lệ 1:200.000 cùng với tờ Hạ Long (Hòn Gai) giáp kề về phía tây, công việc do Nguyễn Công Lượng làm chủ biên cùng với các nhà địa chất Đoàn 20G thuộc Liên đoàn Bản đồ địa chất thực hiện năm 1976-1979. Tờ Hải Phòng đã được đo vẽ địa chất ở tỷ lệ 1:200.000 do Đoàn 204 thuộc Liên đoàn Bản đồ địa chất thực hiện năm 1976-1979.

Sau này công tác đo vẽ bản đồ địa chất khoáng sản ở tỷ lệ 1/50.000 đã được tiến hành phủ khắp diện tích của khu vực nghiên cứu. Năm 2000, Cục địa chất Việt Nam đã tiến hành hiệu đính và thành lập xong các loạt bản đồ địa chất và khoáng sản tỷ lệ 1/200.000 trên toàn quốc dựa vào những kết quả đo vẽ nêu trên. Khu vực nghiên cứu thuộc 4 tờ: Lạng Sơn, Móng Cái, Hải Phòng và Hạ Long.

Các kết quả nghiên cứu địa chất và khoáng sản nêu trên đã xác định tương đối chi tiết đặc điểm cấu trúc kiến tạo, đặc biệt là phân chia chi tiết địa tầng khu vực nghiên cứu. Đây là cơ sở khoa học quan trọng để tiến hành công tác tìm kiếm thăm dò khoáng sản nói chung và dầu khí nói riêng

1.1.2. Nghiên cứu tìm kiếm, thăm dò dầu khí

Cũng như một số khoáng sản khác của Việt Nam, dầu khí trong một số thành tạo trước Kainozoi đã được phát hiện từ đầu thế kỷ 20. Song do nhiều điều kiện và hoàn cảnh khác nhau, các đối tượng này đã không được chú ý thăm dò. Cuối thế kỷ 20, nhờ nhiều phát hiện mỏ dầu khí trong các tầng chứa móng của các bể trầm tích khác nhau, các thành tạo trước Kainozoi đã trở thành đối tượng hấp dẫn về tiềm năng dầu khí và được quan tâm nhiều hơn ở Việt Nam hiện nay.

Bể Mesozoi An Châu đã được tiến hành tìm kiếm, thăm dò theo phương pháp truyền thống hướng vào các đối tượng cấu tạo thuộc các tập trầm tích Mesozoi lấp đầy bể. Kết quả tìm kiếm, thăm dò bể trong suốt thập kỷ 70 của thế kỷ 20 với nhiều giếng khoan thăm dò trên các cấu tạo Bắc Chũ, Lưỡng Mã, Giảo Liên nhưng chưa phát hiện được các biểu hiện dầu khí, trong khi đó các sản phẩm biến đổi của hydrocarbon dưới dạng asphalt và đá phiến cháy phân tán phổ biến và có nơi khá tập trung trong các đá phiến vôi Paleozoi thuộc miền Bắc Việt Nam và Nam Trung Quốc. Tại bể Shiwan - Dazhan đã có những phát hiện dầu khí cả trong móng Paleozoi lẫn lớp phủ trầm tích Mesozoi.

Những kết quả thăm dò dầu khí trong bể trước đây và một số phân tích mới trong bể An Châu của Việt Nam gần đây cho thấy những biểu hiện đáng lưu ý của hệ thống dầu khí và có thể tồn tại một số đối tượng tiềm năng.

Các trầm tích có biểu hiện tiềm năng sinh trong bể Mesozoi An Châu

Một số kết quả phân tích cho thấy trong bể An Châu và các vùng lân cận tồn tại một số tầng trầm tích giàu vật chất hữu cơ. Các trầm tích sét vôi và đá vôi màu xám đen thường phân bố trong các đới Paleozoi rìa bể An Châu; còn các trầm tích sét và sét than thường tập trung trong bể An Châu và các bể than lân cận.

Các tập sét, sét than Nori - Reti xen trong hệ tầng Hòn Gai, Văn Lãng phân bố rộng trong vùng Quảng Ninh và Trung tâm bể An Châu thường có tổng carbon hữu cơ cao (TOC ~ 0,9 - 35%wt). Vào đầu Mesozoi muộn, các trầm tích này có thể còn trong thời kỳ trưởng thành với khả năng sinh khí và condensat do nguồn vật chất hữu cơ chủ yếu là thực vật trên cạn.

Tiềm năng và các loại đá chứa Trước Kainozoi của bể An Châu

Từ các kết quả thăm dò trước đây cùng một số khảo cứu và phân tích mới cho thấy tiềm năng chứa của bể Mesozoi An Châu gồm cả các trầm tích vụn Mesozoi và có thể cả carbonat Paleozoi. Các trầm tích vụn có tiềm năng chứa với mức độ khác nhau phân bố rộng và là bộ phận chính tạo thành bể An Châu. Các trầm tích vụn Trias phân bố trên diện rộng toàn bể thường bị nén chặt, đã bị metagen - catagen mạnh và xi măng hoá nên độ rỗng chỉ đạt từ 5% đến 11% (trung bình và nhỏ) như cát kết thuộc các hệ tầng Nà Khuất (T2 nk) và Mẫu Sơn (T3c ms). Còn cát kết Jura hệ tầng Hà Cối (J1-2 hc) có độ rỗng trung bình và khá (9-15%), nhưng diện phân bố hạn chế và thường ít được chôn vùi hay che chắn.

Tiềm năng chắn và lớp phủ trầm tích trẻ của bể An Châu

Các lớp phủ trầm tích Mesozoi có tiềm năng chắn dầu khí trong bể An Châu chủ yếu là các tập phiến sét, sét vôi, sét than xen trong các tập cát kết Trias của các hệ tầng Nà Khuất (T2 nk) và Mẫu Sơn (T3c ms). Toàn bộ các tập trầm tích Mesozoi trong bể đều đã bị biến đổi metagen và catagen mạnh tạo thành tầng phủ dày có khả năng chắn tốt cho móng trước - Mesozoi.

Như đã nêu trên, mặc dù công tác điều tra, khảo sát địa chất và khoáng sản đã tiến hành tương đối đồng bộ và bài bản ở các tỷ lệ lớn (1/200.000 và 1/50.000). Tuy nhiên, trong khu vực nghiên cứu công tác này chủ yếu tập trung vào nghiên cứu cấu trúc - kiến tạo; phân chia địa tầng, tìm kiếm khoáng sản mà chưa đi sâu nghiên cứu thạch học cũng như môi trường trầm tích các thành tạo địa chất, từ đó làm cơ sở khoa học cho việc đánh giá triển vọng dầu khí khu vực nghiên cứu. Mặt khác, các công trình nghiên cứu này đa số dừng lại ở phần trên mặt nhờ các lộ trình địa chất và các công trình khai đào. Các giếng khoan, đặc biệt là trên các thành tạo Mesozoi ít được thực hiện, có thể do công nghệ và kinh phí eo hẹp. Điều đó cho thấy các thành tạo dưới sâu được thể hiện trên các mặt cắt địa chất phần nhiều là ngoại suy, mức độ chính xác thấp. Đây cũng là điểm hạn chế cho việc nghiên cứu thạch học trầm tích. Điều quan trọng hơn nữa là các công trình nghiên cứu này hầu như không quan tâm đến các tiền đề và dấu hiệu tìm kiếm dầu khí vì vậy việc nghiên cứu đặc điểm thạch học và môi trường trầm tích đương nhiên cũng ít được chú ý.

1.2. ĐỊA TẦNG

Trên cơ sở các nguồn tài liệu điều tra, khảo sát trong công tác đo vẽ bản đồ địa chất ở các tỷ lệ khác nhau của các cơ quan thuộc Tổng cục địa chất Viêt Nam, học viên đã xây dựng cột địa tầng tổng hợp cho khu vực nghiên cứu nhằm phục vụ công việc nghiên cứu đặc điểm thạch học và môi trường trầm tích của khu vực trung tâm trũng An Châu. Theo đó, các thành tạo Mesozoi trong khu vực nghiên cứu bao gồm: 1) Hệ tầng Lạng Sơn (T1i ls); 2) Hệ tầng Khôn Làng (T2a kl); 3) Hệ tầng Nà Khuất (T2 nk); 4) Hệ tầng Mẫu Sơn (T3c ms); 5) Hệ tầng Văn Lãng (T3n-r vl); 6) Hệ tầng Hà Cối (J1-2 hc); 7) Hệ tầng Bản Hang (K bh).

Hình 1.2. Cột địa tầng khu vực An Châu

Hệ tầng Lạng Sơn (T1i ls)

Các trầm tích lục nguyên dạng flysh, được phân ra là hệ tầng Lạng Sơn (Đovjikov A. và nnk, 1965), lộ ra thành hai dải rộng: một từ Tam Lung qua thành phố Lạng Sơn theo hướng đông nam qua Đồng Mỏ và kéo xuống Hữu Lũng, một từ thành phố Lạng Sơn vòng qua vùng Ba Xã đến Chợ Bãi.[2]

Hệ tầng này đã được Đặng Trần Huyên và Nguyễn Kinh Quốc khảo sát và mô tả mặt cắt với sự giới hạn chi tiết từ bản Bắc Ca đến bàn Còn Sáng. Tại mặt cắt này, gần Bắc Ca, các lớp đá phiến sét, sét silic thuộc tập cơ sở của hệ tầng Lạng Sơn nằm không chỉnh hợp trên mặt bào mòn của đá vôi thuộc hệ tầng Đồng Đăng chứa hóa thạch Permi muộn Reichelina pulchra và Paraorbuloides sp.. Mặt cắt có trật tự địa tầng như mô tả dưới đây[2]:

1. Đá phiến sét, đá phiến sét silic, silic phân lớp mỏng xen với ít lớp kẹp bột kết, dày 20- 25m. Đá có màu sắc thay đổi, tạo thành dải sặc sỡ, chứa hóa thạch Cúc đá Lytophiceras sp. và Chân rìu Claraia kiparisovae, C. vietnamica, C. aurita tuổi Indi.

2. Đá phiến sét xen với ít đá phiến sét vôi xám lục nhạt ở phần dưới và với đá phiến sét- bột kết, bột kết ở phần trên, dày 45- 50m. Các đá kể trên phân lớp mỏng tới vừa.

3. Chủ yếu là cát kết phân lớp dày (30- 50m), bột kết phân lớp mỏng xen kẽ đều đặn dạng flysh với đá phiến sét, dày 130m ; chứa Cúc đá Lytophiceras sp. và Chân rìu Claraia aurita, C. cf. gervilliaeformis, C. kiparisovae, C. stachei thuộc cùng phức hệ với hóa thạch thu thập ở tập 1.

Bề dày chung của hệ tầng ở mặt cắt này đạt khoảng 200m.

Tại mặt cắt theo đường ô tô liên huyện từ Đồng Mỏ đi Tu Đồn kể từ cầu Bóng qua đèo Lăn đến Khum Khẩu, Nguyễn Kinh Quốc đã quan sát được lớp cơ sở của hệ tầng Lạng Sơn nằm không chỉnh hợp trên đá vôi xám chứa Trùng lỗ thuộc các giống Palaeofusulina, Colaniella, Reichelina và Pachyphloia tuổi Permi muộn. Mặt cắt này gồm 4 tập :

1. Đá phiến sét, sét silic, silic- vôi, bột kết và ít cát kết phân lớp mỏng, dày 58m. Các đá kể trên xen kẽ nhau rất đều đặn, tạo thành dải với những sắc màu khác nhau. Chứa hóa thạch Koninckites cf. vidarbha và Claraia sp..

2. Chủ yếu là phiến sét, bột kết xen ít cát kết, phân lớp mỏng đến trung bình ; dày 100m. Chứa các hóa thạch Koninckites cf. vidarbha, Claraia stachei.

3. Chủ yếu là đá phiến sét chứa vôi, sét vôi và đá phiến sét, màu xám, xám lục nhạt, phân lớp trung bình ; dày 28m. Chứa dấu vết bảo tồn kém của Claraia sp.

4. Đá phiến sét xen ít bột kết chuyển lên bột kết phân lớp mỏng. Chứa Lytophiceras sp., Claraia desquamata, C. cf. stachei tuổi Indi. Dày 85m.

Phủ không chỉnh hợp trên trầm tích Trias hạ trong mặt cắt này là ryolit porphyr

thuộc hệ tầng Khôn Làng (T2a kl).[3]

Tuy nhiên, ở mặt cắt gần động Tam Thanh (tây Kỳ Lừa), các lớp lục nguyên của hệ tầng Lạng Sơn chuyển tiếp lên tập carbonat của hệ tầng Bắc Thủy chứa hóa thạch Cúc đá Olenek muộn ; điều này cho thấy, có nơi, hệ tầng Lạng Sơn bao gồm cả một số lớp Olenel, và ranh giới trên của hệ tầng có tính xuyên thời.[2]

Hệ tầng Khôn Làng (T2a kl)

Thành tạo trầm tích- nguồn núi lửa thành phần felsic hơi ngả sang trung tính chứa Cúc đá Anisi ở tập cở sở đã được phân ra là hệ tầng Khôn Làng [Nguyễn Kinh Quốc et al., 1991]. Hệ tầng lộ ra rộng rãi ở các vùng Chợ Bãi, Khôn Làng, Đình Lập (Lạng Sơn), Bình Liêu và Tiên Yên (Quảng Ninh) và tạo nên dãy Tam Đảo ở tây bắc Hà Nội.[2]

Mặt cắt chuẩn của hệ tầng bắt đầu từ đông bắc bản Lũng Khoang 1km theo hướng đông nam qua bản Khôn Làng đến bản Cườm Dưới. Mặt cắt Lũng Khoang- Cườm Dưới gồm 3 tập :

1. Cuội kết, sạn kết, cát kết hạt vừa xen các thấu kính sét vôi xám và lớp kẹp đá phiến sét phân lớp mỏng bị ép mạnh. Thành phần hạt của cuột kết gồm đá vôi, thạch anh, đá phiến sét, hạt có độ mài tròn vừa phải. Trong thấu kính sét vôi đã tìm được Cúc đá Gymnites cf. incultus tuổi Anisi và Ceratites af. Nodosus. Dày 3- 5m. Tập này nằm không chỉnh hợp trên bề mặt bào mòn gồ gề của đá vôi Permi thượng hệ tầng Đồng Đăng.

2. Ryolit porphyr, ryodacit, dacit xám nhạt, phân lớp dày xen các thấu kính tuf,

vụn kết núi lửa, dày 250- 300m.

3. Cát bột kết tuf xám sẫm xen bột kết và đá phiến sét xám đen, xám vàng, phân lớp mỏng (4- 9cm). Ở Nà Lò và gần Hồ Mơ, bột kết và đá phiến sét thuộc tập này chứa phong phú hóa thạch Chân rìu Neoschizodus laevigatus, Costatoria praenapengensis, C. sp., Hoernesia chobaiensis, Unionites sp.. Tập này chỉnh hợp dưới đá vôi đen phân lớp mỏng của hệ tầng Điềm He (T2a dh). Dày 25- 30m.

Bề dày chung của hệ tầng ở mặt cắt này đạt khoảng 280- 335m.[7]

Ở khu vực Bình Liêu nằm ở rìa nam trung tâm trũng An Châu, dù rằng hệ tầng vẫn gồm trầm tích lục nguyên chứa những tập trầm tích nguồn núi lửa felsic, nhưng hóa thạch thu thập được thuộc loại nước ngọt- nước lợ. Mặt cắt Pó Hèn- Bảo Lâm ở nam Bình Liêu, theo Trần Thanh Tuyền (2001), gồm 5 tập:

1. Cát sạn kết chứa cuội xen cát kết hạt vừa đến thô và ít bột kết, dày 30m.

2. Bột kết xám nâu, xám vàng loang lổ, phân lớp trung bình đến dày xen cát kết, cát kết dạng quarzit phân lớp trung bình đến dày, màu xám sáng, dày 570m. Trong bột kết ở phần dưới thu được di tích thực vật Thân đốt và ít mảnh vỏ Chân lá bảo tồn xấu.

3. Cuội tảng kết núi lửa, cuội kết tuf, tufit xen các lớp dày hoặc thấu kính ryolit

xám lục nhạt, dày 100m.

4. Ryolit, ryolit porphyr ít nhiều bị biến đổi, phân lớp dày, xen tuf, tufit, dày

60m.

5. Cát kết tuf, bột kết tuf xám, phân lớp trung bình đến dày xen ryolit và tuf

ryolit, dày 70m.

Bề dày chung của hệ tầng ở mặt cắt này đạt khoảng 830m. Mặt cắt này chuyển tiếp lên ryolit dạng khối và các đá á núi lửa được xếp vào phức hệ núi lửa Bình Liêu.[7]

Hệ tầng Khôn Làng nằm không chỉnh hợp trên đá vôi Permi thượng và trầm tích Trias hạ. Nó nằm chỉnh hợp dưới hệ tầng Nà Khuất, quan sát thấy ở cả cùng Bình Liêu và Tam Đảo. Dựa vào hóa thạch thu thập được ở mặt cắt chuẩn cũng như ở các mặt cắt khác, hệ tầng được xếp vào Anisi.

Hệ tầng Nà Khuất (T2 nk)

Các trầm tích chủ yếu lục nguyên được phân ra là hệ tầng Nà Khuất [Đovjikov A.E. và nnk., 1965] lộ ra thành nhiều dải hẹp, trong đó dải rộng nhất kéo từ phía đông thành phố Lạng Sơn théo hướng tây nam xuống Hữu Lũng, Yên Thế đến nam thành phố Thái Nguyên; dải lớn thứ hai nằm về phía nam bể An Châu, bắt đầu từ vùng Bình Liêu- Tiên Yên, đến Ba Chẽ, và vùng đông Bắc Ninh kéo đến đầu đông nam dãy Tam Đảo.

Mặt cắt đi từ Mai Pha đến Nà Khuất thể hiện rõ khối lượng hệ tầng Nà Khuất và được coi là mặt cắt chuẩn của hệ tầng.

1. Bột kết chứa vôi và ít vật liệu núi lửa màu xám sẫm, phong hóa vàng hồng, phân lớp mỏng, dày 90m; chứa các chân rìu Neoschizodus orbicularis, Pteria sturi, Langsollea elongata, Costatoria sp..

2. Cát kết thạch anh hạt nhỏ đến vừa, màu xám lục nhạt, phân lớp không đều, dày 45 m.

3. Bột kết xám lục, nâu tím, phân lớp trung bình, đôi khi xen cát kết hạt nhỏ, dày 160 m; chứa hoá thạch Chân rìu Costatoria proharpa, c. singaporensis, Pteria laevigatus, N. ovatus, Cercomya sturi, Pleuromya prosogyra, Neoschizodus

thachoensis.

4. Cát kết xám sáng, hạt nhỏ đến vừa xen ít bột kết, dày 40 m; chứa Costatoria pahangensis, c. vananensis.

5. Bột kết phong hoá xám trắng chuyển lên tím nhạt, phần dưới xen ít cát kết hạt nhỏ, dày 300 m; chứa Trigonodus sandbergeri, T. tonkinensis, Gervillia sp., Costatoria sp.

6. Cát kết hồng nhạt, phân lớp dày xen ít lớp bột kết tím nhạt, dày 130 m.

7. Bột kết tím nhạt, phân lớp dày, phong hoá dạng cầu, dày 180 m. Tập này nằm chỉnh hợp dưới cát kết dạng quarzit của hệ tầng Mẫu Sơn tuổi Carni.

Bề dày chung của hệ tầng ở mặt cắt này đạt khoảng 950 m.

Một mặt cắt khác ở phía tây nam thành phố Lạng Sơn, phía tây Lạng Giai, đi từ làng Bình Tinh đến Phác Phiềng và đoạn mặt cắt bổ sung từ đèo Trùng Khin đi Hợp Đường do Đặng Trần Huyên đo vẽ cho thấy hệ tầng Nà Khuất ở vùng này cũng có nhiều lớp chứa carbonat như ở mặt cắt chuẩn. Mặt cắt được chia làm 7 tập:

1. Bột kết màu xám, xám vàng, phân lớp mỏng xen cát kết chứa mica, dày 35 m. 2. Sét vôi xám lục nhạt, phân lớp mỏng xen đá phiến sét phân lớp rất mỏng (0,5- 4 cm), dày 7 m.

3. Cát kết xám hồng sáng, hạt từ nhỏ đến mịn, phân lớp mỏng (4-8 cm) chứa vảy mica xen bột kết xám vàng, dày 430 m.

4. Bột kết xen đá phiến sét cùng màu xám, đôi khi có các lớp kẹp cát kết hạt mịn, phân lớp mỏng (2-12 cm), dày 75 m; chứa khá phong phú các Chân rìu Costatoria goldfussi mansuyi, Trigonodus tonkinensis, T. trapezoidalis, Neoschizodus sp..

5. Sét vôi xen ít lớp kẹp đá phiến sét màu xám, phân lớp mỏng vừa (15-20 cm), dày 35 m.

6. Bột kết xám vàng, xám hồng nhạt, phân lớp mỏng (8-12 cm) xen vài lớp kẹp cát kết hạt mịn, dày 220 m.

7. Cát kết vàng sáng, phớt hồng, phân lớp mỏng (12-17 cm) xen kẽ luân phiên với bột kết xám tím, dày 275 m; chứa khá phong phú các Chân rìu Costatoria goldfussi, c. cf. radiata, Trigonodus tonkinensis, T. trapezoidalis. Tập này nằm chỉnh hợp dưới cát kết thạch anh hạt vừa đến thô của hệ tầng Mẫu Sơn (T3c ms). Bề dày chung của hệ tầng ở mặt cắt này đạt khoảng 1077 m.

Ở rìa đông nam võng An Châu, vùng tây nam Ba Chẽ, tỉnh Quảng Ninh, hệ tầng Nà Khuất lộ ra với một mặt cắt khá giống mặt cất chuẩn với sự xen kẽ ít lớp chứa carbonat, nhưng có nét khác là xen ít lớp kẹp có nhiều di tích hữu cơ. Theo Nguyễn Đình Hữu, mặt cắt Tân Ốc - Lương Mông lộ ra với 9 tập:

1. Chỉnh hợp trên hệ tầng Khôn Làng (T2a kl) là bột kết xám lục, phong hoá vàng lục, ít nhiều chứa vôi đôi chỗ xen ít lớp kẹp cát kết hạt mịn màu vàng nâu nhạt, dày 60 m.

2. Cát kết hạt vừa màu nâu nhạt phớt tím xen bột kết vàng nâu nhạt, phân lớp

trung bình, dày 120 m; bột kết chứa khá phong phú Chân rìu Costatoria proharpa multiformis, Trigonodus tonkinensis, T. trapezoidalis.

3. Bột kết xám lục nhạt, phân lớp mỏng xen ít lớp cát kết hạt mịn và sét bột kết xám vàng, dày 40 m; chứa Costatoria sp..

4. Bột kết, bột kết chứa vôi màu xám lục nhạt, xám nâu nhạt, phân lớp trung bình đến dày xen ít lớp kẹp cát bột kết, cát kết hạt mịn, dày 110 m; chứa khá phong phú hoá thạch Chân rìu Costatoria goldfussi, C. goldfussi mansuyi, c. radiata hsuei, Trigonodus trapezoidalis, T. tonkinensis, Unionites khonvensis.

5. Cát kết xám vàng, xám nâu nhạt, hạt mịn đến vừa xen ít lớp kẹp bột kết xám lục nhạt, vàng nâu nhạt, dày 80 m.

6. Cát kết hạt mịn xen bột kết, bột kết chứa vôi màu xám, xám lục, có chỗ chứa nhiều vật chất hữu cơ xám đen, dày 60 m; chứa hoá thạch Chân rìu Trigonodus trapezoidalis, T. tonkinensis, T. cf. keuperinus.

7. Bột kết xám vàng, loang lổ, phân lớp trung bình xen các lớp kẹp cát kết hạt mịn, dày 70 m; chứa Trigonodus trapezoidalis, T. keuperinus, T. zhamoidai, Costatoria sp..

8. Bột kết, bột kết vôi xám lục nhạt, xám đen xen cát kết xám vàng nhạt, phân lớp trung bình, đôi chỗ chứa các ổ sét than đen, dày 80 m; chứa Costatoria radiata hsuei, c. sp..

9. Bột kết, bột kết vôi, sét vôi, vôi sét màu xám lục, vàng lục xen ít cát kết nâu đỏ nhạt, dày 90 m; chứa Chân rìu Trigonodus trapezoidalis, Costatoria paucicostata, C. aff. inaequicostata, Chlamys sp., Modiolus sp. và Chân lá Euestheria hubeiensỉs. ứng với tập này, ở ngọn Khe Lào, Khe Áng gần đó cũng tìm thấy nhiều hoá thạch, như Trigonodus trapezoidalis, T. tonkinensis, T. vukhuci,Costatoría radiata hsuei, C. goldfussi mansuyi, Hoernesia ìnlata, Plagiostoma sp.. Bề dày chung của hệ tầng ở mặt cắt này đạt khoảng 690 m.

Nhìn chung, mặt cắt của hệ tầng Nà Khuất ở các vùng khác nhau tương đổi ổn định về mặt thạch học và các đặc trưng cổ sinh. Riêng ở các vùng rìa của võng, thấy xuất hiện các lớp chứa nhiều vật chất hữu cơ, có chỗ đến mức tạo than; đồng thời cũng có những lớp chứa hoá thạch Chân lá.

Hệ tầng Nà Khuất nằm chỉnh hợp trên các trầm tích Anisi thuộc hệ tầng Khôn Làng, và dưới các trầm tích Carni thuộc hệ tầng Mẫu Sơn. Dựa theo hoá thạch và các quan hệ địa tầng trên, hệ tầng, nhìn chung, được xếp vào Trias giữa gồm phần trên của bậc Anisi và toàn bộ bậc Ladin, trong khi ở vùng rìa võng An Châu mặt cắt có thể chỉ gồm những lớp Ladin.

Hệ tầng Nà Khuất chứa 2 phức hệ Chân rìu: 1) phức hệ Pteria-Costatoria cỡ nhỏ, với những dạng đặc trưng như: Pieria sturi, Costatoria proharpa, c. pahangensis, Velopecten albertii, Neoschizodus orbicularis là những dạng Anisi; 2) phức hệ Costatoria-Trigonodus, với những dạng đặc trưng như: Costatoria goldfussi, c. inaequicostata, Trigonodus sandbergeri, T. trapezoidalis là những dạng Ladin quen thuộc ở nước ta. Tuy nhiên, ở các vùng rìa của võng An Châu không thấy phức hệ Anisi, thể hiện rõ nhất ở vùng Ba Chẽ.

Hệ tầng Mẫu Sơn (T3c ms)

Hệ tầng Mẫu Sơn [Đovjikov A.E. và nnk., 1965] bao gồm các trầm tích lục địa màu đỏ, lộ ra rộng rãi ở các vùng Mẫu Sơn, An Châu ( Lạng Sơn), và rải rác các vùng Chí Linh, Ba Chẽ, Lục Nam (Bắc Giang), Đáp Cầu (Bắc Ninh), …

Trong quá trình đo vẽ địa chất tỷ lệ 1: 200.000 tờ Lạng Sơn, Đoàn Kỳ Thụy và nnk đã nghiên cứu chi tiết hệ tầng và mô tả lại mặt cắt ở sườn bắc dãy Mẫu Sơn, trên đường từ Nà Bó đi Khuổi Hái, do đó mặt cắt này được đề nghị là lectostratotype của hệ tầng:

1. Cát kết dạng quarzit phân lớp trung bình (30- 40cm), bột kết xám tím, nâu

đỏ xen các lớp sỏi kết, dày 100m.

2. Cát kết, cát kết dạng quarzit màu tím nhạt, nâu đỏ nhạt, cỡ hạt rất khác

nhau, phân lớp dày đến dạng khối, dày 150m.

3. Cát kết hạt nhỏ, màu nâu đỏ, tím nhạt, phân lớp dày, phong hóa dạng bóc vỏ

xen các thấu kính sỏi kết, dày 70m.

4. Cát kết hạt vừa, màu nâu đỏ, phân lớp trung bình (20- 30cm), chứa nhiều

vụn felspat, dày 80m.

5. Cuội kết, sạn kết màu nâu đỏ nhạt, với hạt cuội chủ yếu là ryolit porphyr,

mài tròn tốt, cỡ hạt không đều, trung bình từ 5- 10cm. Dày 30m.

6. Cát kết hạt nhỏ, màu nâu đỏ phớt tím, đôi nơi phân dải, phân lớp trung bình (30- 50cm), chứa nhiều vụn felspat và vảy mica, đôi nơi chứa vôi, dày 30m.

7. Bột kết xám tím, nâu đỏ xen cát kết sáng màu hơn, dày 40m.

8. Bột kết xen bột kết vôi màu xám tím, nâu đỏ, thường phân dải song song

hoặc phân lớp xiên thoải, bị ép mạnh, dày 400m.

9. Bột kết vôi xám đến xám lục, có nhiều lỗ hổng lấp đầy khoáng vật đồng thứ

sinh, dày 80m.

Bề dày chung của hệ tầng ở mặt cắt này đạt khoảng 980m.

Hóa thạch Chân rìu nước ngọt đã phát hiện được ở vùng núi Hoan Sen (Nam Lục Nam) và gần Trại Lán (nam An Châu) trong bột kết, bột kết vôi ứng với khoảng các tập 8- 9 gồm Utschamiella elliptica, U. cf. opinata, U. perlonga, Tutuella nuculiformis từng gặp trong Trias thượng ở Nam Trung Quốc.

Ở rìa phía nam của võng An Châu, phần dưới của mặt cắt trầm tích hạt mịn hơn. Như ở vùng đông bắc Chí Linh, mặt cắt theo đường mòn từ Vu Bà đi Cầu Giấy đã được Hoàng Ngọc Kỷ và nnk. mô tả (Vũ Khúc, Bùi Phú Mỹ và nnk. 1990):

1. Đá phiến sét và bột kết màu xám tím, nâu đỏ xen ít cát kết hạt vừa sáng mầu

hơn, dày 80m. Tập này nằm chỉnh hợp trên hệ tầng Nà Khuất.

2. Bột kết xám tím bị phân phiến mạnh, xen ít cát kết, dày 120m.

3. Bột kết xám tím có nhiều lỗ hổng do các bao thể chứa vôi bị phong hóa (?)

để lại, xen đá phiến sét cùng màu, dày 700m.

4. Bột kết xám tím chứa nhiều vảy mica, dày 60m.

5. Cát kết phân lớp trung bình xen những lớp kẹp bột kết xám tím, dày 40m.

6. Bột kết xám tím, phân lớp mỏng bị ép mạnh xen ít lớp kẹp cát kết, dày 40m.

7. Cát kết ít khoáng, phân lớp trung bình đến dày xen ít bột kết và đá phiến sét

màu xám tím đến nâu đỏ, dày 40m.

8. Sỏi kết xen ít cát kết hạt thô màu nâu đỏ nhạt, phớt tím, và các thấu kính

hoặc lớp kẹp cuội kết ít khoáng, dày 160m

9. Cát kết xen ít bột kết màu xám tím, nâu đỏ, phân lớp trung bình đến dày,

dày 300m

Bề dày chung của hệ tầng ở cùng này đạt khoảng 1540m

Theo một số tác giả, hệ tầng Mẫu Sơn còn có một phần trên cùng lộ ra ở giữa võng An Châu, như ở Giao Liêm, bao gồm sét vôi, đá vôi sét xám lục nhạt, phân lớp mỏng đến trung bình chuyển lên cát kết chứa vôi, chứa hạt pyrit, mặt lớp thường có dấu vết gợn song và khe nứt mất nước nguyên sinh, có bề dày lên đến 600m.

Hệ tầng nằm chỉnh hợp trên hệ tầng Nà Khuất. Còn ranh giới trên chưa quan sát được rõ ràng, nhưng theo cấu trúc là nằm không chỉnh hợp dưới hệ tầng chứa than Văn Lãng. Dựa vào quan hệ địa tầng, hệ tầng được xếp vào Carni.

Hệ tầng Văn Lãng (T3n-r vl)

Hệ tầng Văn Lãng phân bố ở nhiều nơi trong võng An Châu. Trong một mặt cắt rất dày từ Khe Cổ đến Nà Ca, theo Nguyễn Công Lượng và nnk. (1980) không gặp than mà chỉ có sét than. Mặt cắt ở đây gồm 3 phần:

Phần dưới: cát kết dạng quarzit xám sáng, phía dưới xen bột kết, cuội kết, sạn kết, sạn kết thạch anh và cát kết tím nâu nhạt, phía trên xen đá phiến sét và sét than

xám đen, bột kết vôi xám, dày 750- 800m. Bột kết chứa Gervillia angelini, G. aff. Mytiloides, Estheria sp. là những dạng biển và nước lợ, nước ngọt.

Phần giữa: chủ yếu là bột kết xám sẫm, phân lớp mỏng đến trung bình, cát kết

dạng quarzit xám sáng xen ít bột kết nâu tím, xám sẫm, dày 600- 900m.

Phần trên: chủ yếu bột kết xám, phân lớp dày, chứa nhiều kết hạch vôi xen cát kết hạt nhỏ màu hồng nhạt, phân lớp dày, đôi khi là cát kết hạt thô xám sáng, phân lớp dày cùng ít sét bột kết nâu nhạt, phân lớp dày, chứa nhiều kết hạch vôi; dày gần 800m.

Bề dày chung của hệ tầng ở vùng này khoảng 2150- 2450m. Tại đây hệ tầng nằm không chỉnh hợp trên hệ tầng Nà Khuất và bị trầm tích màu đỏ của hệ tầng Hà Cối phủ không chỉnh hợp lên.

Hệ tầng Hà Cối (J1-2 hc)

Hệ tầng Hà Cối phân bố trên những diện tích rộng lớn ở Quảng Ninh, ven vịnh Hà Cối. Ngoài ra còn lộ ở Đình Lập, An Châu, Thái Nguyên và rải rác ở một số nơi khác.

Tại vùng An Châu, theo Vũ Khúc (in Trần Văn Trị và nnk. 1977) mặt cắt phần dưới của hệ tầng Hà Cối được bắt đầu bằng trầm tích đầm hồ hạt mịn màu xám đen chuyển lên trầm tích hạt thô màu đỏ. Từ phía đông thị trấn An Châu (huyện lỵ Sơn Động) đo về phía Đèo Chinh, mặt cắt gồm 2 phần:

Phần dưới: đá phiến sét đen hơi láng mặt xen bột kết và ít cát kết xám đều phân lớp mỏng, dày 300m; trong đá phiến sét ở gần thị trấn An Châu đã tìm thấy hóa thạch cá nước ngọt thuộc bộ Pholidophorida gần gũi với giống Baleiichthys có trong Jura hạ ở vùng gần hồ Baikal thuộc Viễn Đông Nga, cùng các động vật Chân lá Euestheria minuta, Estherites ex gr.kawasakii.

Phần trên: cuội kết, sỏi kết xen các lớp bột kết, sét kết màu xám nâu nhạt với ít lớp sét than đen, dày 500- 800m. Cuội kết và sỏi kết có thành phần hạt chủ yếu là thạch anh, có chỗ có thành phần hỗn tạp, xi măng có chỗ có vôi và có nhiều lỗ hổng đặc trưng. Trong cát kết phổ biến sự phân lớp xiên và trên mặt lớp thỉnh thoảng quan sát thấy vết gợn song và dấu vết các khe nứt khô nước nguyên sinh.

Mặt cắt ở vùng An Châu có bề dày chung khoảng 800- 1100m.

Hệ tầng Hà Cối có ranh giới dưới quan sát được khá rõ ở ngay vùng Hà Cối, tại đó, những lớp cơ sở của hệ tầng phủ không chỉnh hợp góc rõ rệt lên trầm tích Paleozoi hạ thuộc hệ tầng Tấn Mài. Còn ở vùng thành phố Thái Nguyên, chúng nằm không chỉnh hợp trên hệ tầng Văn Lãng chứa than tuổi Nori- Ret. Dựa vào hóa thạch thực

vật, động vật thu thập được và vào quan hệ nằm trên hệ tầng Văn Lãng, hệ tầng Hà Cối được xếp vào Jura, có lẽ là Jura hạ- trung.[7]

Hệ tầng Bản Hang (K bh)

Hệ tầng Bản Hang phân bố chủ yếu trong phạm vi phức nếp lõm An Châu, tại các vùng Bản Hang, Tiên Phi, Bản Tân, Đình Lập, Khon Quan và Khau Sam Chom. Ngoài ra, còn thấy một số diện tích nhỏ ở vùng xung quanh Thái Nguyên, …

Mặt cắt chuẩn của hệ tầng được xác lập ở gần Bản Hang, dọc sông Kỳ Cùng,

theo Nguyễn Công Lượng gồm 2 tập:

1. Cuội kết, sạn kết xen cát kết đa khoáng màu đỏ nâu, nâu tím, phân lớp dày

chuyển lên cát kết hạt thô, hạt vừa màu nâu nhạt; dày 200m.

2. Bột kết, cát kết nâu đỏ, xám tím chứa kết hạch vôi xen bột kết vôi; dày 400m.

Bột kết ở phần trên của mặt cắt chứa các hóa thạch Hai mảnh vỏ nước ngọt gồm Unio sp. (Cf. U. yunnanensis hoặc Cf. elongate), Nakamuranaia sp. (Cf. N. elongate), N. sp. (Cf. N. qingshanensis).

Bề dày chung của hệ tầng khoảng 600m.

Hệ tầng Bản Hang nằm không chỉnh hợp trên các hệ tầng màu đỏ Jura hạ- trung

Hà Cối và Trias. Dựa theo hóa thạch, hệ tầng được xếp vào Creta không phân chia.

1.3. CÁC THÀNH TẠO MAGMA

1.3.1. Các thành tạo magma trước Mesozoi

Các thành tạo Cambri- Ordovic: trong đới An Châu, các thành tạo này không

thấy xuất lộ. Có thể chìm sâu dưới các thành tạo trẻ hơn.

Các thành tạo Devon: Các thành tạo không thấy xuất lộ.

Các thành tạo Cacbon- Pecmi: trong đới An Châu, các thành tạo trên không đặc

trưng chưa thấy chúng xuất lộ.

1.3.2. Các thành tạo magma Mesozoi- Kainozoi

Phức hệ granit granophyre Núi Điệng (γT1 nđ ): đại diện là các khối Bình Liêu, Ba Chẽ cũng như Núi Điệng, Trúc Khê, Núi Pháo, chúng là các thành tạo xâm nhập liên quan chặt chẽ với phun trào và có những nét đặc trưng riêng biệt.

Thuộc phạm vi phía Đông đới An Châu có các khối xâm nhập ở Bình Liêu được Trần Thanh Tuyền và nnk- 1995 xếp vào trường phân bố các đá granit kiểu S, một phần không nhiều rơi vào kiểu I. Còn phía Tây đại diện là các khối Trúc Khê, Núi Điệng, Núi Pháo với đặc trưng thạch học là các đá granit biotit, đá sẫm màu, với nhiều

pha xuyên cắt nhau, các đá khác nhau theo kiến trúc, qua kết quả phân tích hóa silicat thấy các đá nhìn chung có hàm lượng K2O thể hiện tính trội hơn hàm lượng Na2O. Theo số liệu phân tích tuổi phóng xạ các đá granit ở Núi Pháo của Nguyễn Xuân Tùng và nnk- 1992 cho giá trị 206 triệu năm tương ứng với cuối Reti.

Phức hệ Pia Oắc (γK2 po): đại diện là các khối xâm nhập phát triển ở rìa tây của đới như các khối Thiện Kế, Đá Liền. Các khối có cấu tạo phức tạp, mà thành phần thạch học là các đá granit hai mica, granit sáng màu, leicogranit, các đá phổ biến hiện tượng greisen hóa, muscovite hóa. Kết quả phân tích hóa silicat cho thấy các đá có SiO2 cao, khá giàu nhôm, có độ kiềm trung bình, hàm lượng kali luôn trội hơn natri. Theo kết quả phân tích tuổi phóng xạ của E.P. Izoch- 1965 và Lê Văn Cự- 1977 cho số liệu 85- 95 triệu năm tương ứng với Kreta muộn (K2)

1.4. CẤU TRÚC KIẾN TẠO

Vào cuối Paleozoi đến Kainozoi sớm, hoạt động kiến tạo tích cực diễn ra mạnh mẽ với sự phân dị phức tạp, tạo nên các đai tạo núi va chạm giữa các khu liên hợp Đông Dương, Sibumasu, Việt- Trung, cũng như các trũng chồng gối nội lục trên các móng lục địa không đồng nhất cổ hơn. Hệ rift nội lục Permi- Mesozoi An Châu được hình thành trong thời gian này.

Rift An Châu có dạng phức nếp lõm khá đối xứng dạng chữ “v” hình cung, đầu mút là dãy núi Tam Đảo giáp Sơn Dương kéo dài theo hướng đông đông nam, xòe rộng dần theo hướng đông bắc qua Lạng Sơn, bắc Quảng Ninh, dài trên 250km và nơi rộng nhất từ Đồng Đăng, Lạng Sơn đến Bình Liêu, Móng Cái khoảng 100km, nằm giữa các đới đứt gãy Sông Thương phía tây bắc và Yên Tử- Tấn Mài phía đông nam.

Tổ hợp thạch- kiến tạo rift nội lục trầm tích và núi lửa- pluton Permi muộn-

Trias

Trầm tích Permi thượng chủ yếu là đá vôi phân lớp thuộc hệ tầng Đồng Đăng có bề dày ≈150- 200m chứa các vỉa bauxite ở đáy, nằm không chỉnh hợp trên mặt bào mòn của đá vôi karst Carbon- Permi trung phân bố ở rìa bắc rift An Châu ở vùng Chi Lăng, Lạng Sơn. Nằm chỉnh hợp hoặc chỉnh hợp giả trên trầm tích Permi thượng là đá phiến sét, bột kết, cát kết phân nhịp dạng flysh chuyển lên sét vôi, lớp mỏng đá vôi sét xen bột kết, có bề dày khoảng 150- 260m được xếp vào hệ tầng Lạng Sơn tạo thành những nếp uốn rộng với các cánh tương đối thoải lộ ra dọc Lạng Sơn, Cao Lộc, Đồng Mỏ,…

Dãy trầm tích Trias kiểu biển tiến bắt đầu bằng cuội- sạn kết hỗn tạp, ryolit, ryodacit, tuf, có bề dày từ vài chục đến vài trăm mét, chuyển lên cát- bột kết, đá phiến sét vôi xen kẽ những tập mỏng đá vôi phân lớp vừa được xếp vào hệ tầng Khôn Làng,

Lân Pảng, Yên Bình (T2a) nằm không chỉnh hợp góc rõ ràng trên các trầm tích Trias hạ, Cacbon- Permi và cả Devon. Loạt núi lửa felsic (T2a) phổ biến tướng phun trào, phân bố nhiều nơi ở Lạng Sơn, Bình Liêu thuộc loạt cao kali (K2O ≈4.45) có dị thường âm của Nb, Ta, P, Sr, dị thường dương của Sb, Th, Zr và giàu các nguyên tố đất hiếm, đặc biệt là nhóm nhẹ cũng như các biểu đồ tương quan đều gần gũi với magma nội mảng, có thành phần gần gũi với loạt felsic ở phần dưới của hệ tầng Sông Hiến.

Tổ hợp molas á lục địa, lục địa Trias giữa- muộn

Từ cuối Trias giữa, quá trình nâng lên tạo núi nội lục và bào mòn diễn ra mạnh mẽ trên phạm vi Việt Bắc rộng lớn. Tuy nhiên các dãy trầm tích Mesozoi trung- thượng vẫn tiếp tục lắng đọng rất dày, chuyển dần từ tướng biển nông sang tướng lục địa trên rift An Châu, được phân chia ra nhiều dãy khác nhau. Dãy đá phiến sét xen với những lớp đá vôi chứa Trùng lỗ tuổi Asini muộn thuộc hệ tầng Điềm He chuyển đá phiến sét, bột kết, xen với cát- bột kết, đá phiến sét vôi, cát kết chứa phong phú Hai mảnh vỏ thuộc hệ tầng Nà Khuất, lộ ra ở hai cánh Thái Nguyên- Lạng Sơn ở phía tây bắc và Đa Phúc- Bình Liêu ở phía đông nam của rift An Châu. Nằm chỉnh hợp bên trên là dãy trầm tích tướng đầm- hồ, vụng, gồm cát kết hạt thô, phân lớp dày xen kẽ không đều với cát bột kết và những lớp mỏng đá phiến sét, bột kết, thấu kính sỏi- sạn kết thường có màu nâu đỏ, được xếp vào hệ tầng Mẫu Sơn (T3c) có bề dày thay đổi từ khoảng 800m tăng dần vào trung tâm của rift ở các vùng Sơn Động, Mẫu Sơn, Đình Lập lên đến 1800- 2000m đặc trưng cho molas á lục địa, tạo thành những nếp uốn đoản dạng oval hoặc hình hộp rộng, bằng ở đỉnh và khá dốc ở hai cánh.

Tổ hợp molas Nori- Jura trung gồm các trầm tích lục nguyên chứa than paralic thuộc hệ tầng Văn Lãng (T3n-r) có bề dày 1200- 2000m chuyển lên trầm tích Jura hạ- trung tướng lục địa vụn thô gồm cuội kết màu đỏ có bề dày khoảng 800- 1100m phân bố dọc phần trục nếp lõm kéo dài từ Bắc Giang- Sơn Động qua bắc Đình Lập với thế nằm khá thoải. Trên chúng là là cuội kết hỗn tạp xen kẽ cát kết màu đỏ Creta, dày khoảng 400- 600m thuộc hệ tầng Bản Hang, tạo thành các trũng Đình Lập, Lộc Bình và phân bố hạn chế ở một vài nơi khác. Ngoài ra ở vùng Tam Lung còn gặp loạt ryodacit, ryolit porphyr dày ≈ 250m thuộc tướng á núi lửa phun nổ, họng núi lửa có tuổi Jura muộn, có lẽ thuộc loạt núi lửa- pluton trong bối cảnh căng giãn sau cùng của rìa lục địa tích cực phổ biến ở đông nam Trung Quốc và xuất hiện rải rác ở đông bắc Bắc Bộ.

1.5. ĐỨT GÃY

Ngoài các đứt gãy sâu ven rìa được hình thành trước quá trình tạo rift, thì các đứt gãy phương á kinh tuyến được tạo ra trong quá trình phát triển rift lại thể hiện vai trò phân chia đới thành các khối cấu trúc khác nhau

Hệ thống đứt gãy á vĩ tuyến với các đứt gãy thường dài 5- 20km, là những đứt gãy phân nhánh của đứt gãy sâu Cao Bằng- Tiên Yên. Liên quan với hệ thống này là sinh khoáng đa kim, vàng, thạch anh kỹ thuật

Hệ thống đứt gãy phương đông bắc- tây nam có phương trùng với phương cơ

bản của các phức hệ TKT. Có thể chia hệ thống này thành những nhóm sau:

Nhóm liên quan với đứt gãy Yên Lạc- Nghing Tường. Đứt gãy chờm nghịch này đóng vai trò quan trọng trong việc khống chế ranh giới cấu tạo Paleozoi và Mesozoi. Dọc theo đứt gãy, các trầm tích Devon, Carbon và Permi (loạt Sông Cầu và các hệ tầng Mia Lé, Bắc Sơn) phủ chờm lên thành tạo Jura (hệ tầng Hà Cối). Đứt gãy có mặt nghiêng cắm về tây nam với góc dốc 60- 700. Cùng với đứt gãy này là hàng loạt đứt gãy ở Bản Buốc, Mỏ Đồng gây phức tạp cấu trúc vùng.

Nhóm đứt gãy Bình Gia- Võ Nhai phân chia ranh giới các tầng kiến trúc, tạo

nên địa lũy Võ Nhai và liên quan tới hoạt động phun trào của vùng Đình Cả.

Nhóm liên quan với đứt gãy thuận Lộc Bình- Sơn Động đóng vai trò khống chế cấu tạo của phức hệ hoạt hóa và phức hệ tạo núi. Tại đây phát triển các đới vò nhàu, uốn nếp. Liên quan với chúng là sinh khoáng đồng sinh và vành phân tán kẽm[3]. Đứt gãy Tấn Mài- Đồn Mỏ đóng vai trò phân chia ranh giới giữa đới An Châu và đới Quảng Ninh.[5]

CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ SƠ SỞ TÀI LIỆU

2.1. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1.1. Phương pháp khảo sát thực địa

Nghiên cứu địa chất nói chung và nghiên cứu trầm tích nói riêng, phương pháp khảo sát thực địa ngoài trời là bước khởi đầu quan trọng nhất, với yêu cầu phải quan sát, mô tả, thu thập đầy đủ các thông tin về địa chất, trầm tích tại khu vực khảo sát. Để phục vụ luận văn, học viên đã tiến hành khảo sát thực địa khu vực An Châu với các công tác sau:

- Xác định ranh giới địa chất, ranh giới giữa các tầng thạch học.

- Xác định cấu tạo trầm tích.

Cấu tạo là đặc tính sắp xếp các hợp phần tạo đá trong không gian và quan hệ giữa chúng với nhau. Có thể chia cấu tạo đá trầm tích ra làm hai nhóm: Cấu tạo trong lớp và cấu tạo trên mặt lớp. Nhận biết cấu tạo đá trầm tích nhờ sự thay đổi về độ hạt, màu sắc và thành phần khoáng vật. Sự thay đổi đó là kết quả của quan hệ nhân quả giữa chế độ động lực của môi trường (nước và gió) và quy luật sắp xếp của các hợp phần tạo đá.

Mỗi loại cấu tạo đặc trưng cho một môi trường lắng đọng trầm tích khác nhau, ví dụ: Cấu tạo phân lớp ngang song song đặc trưng cho môi trường yên tĩnh hoặc đồng nhất về động lực trên một không gian rộng lớn. Đó là các môi trường hồ - đầm lầy, đáy biển nông và biển sâu trong những thời điểm hoạt động kiến tạo yếu. Cấu tạo phân lớp sóng xiên: đặc trưng cho trầm tích châu thổ và ven biển. Cấu tạo phân lớp xiên đồng hướng đặc trưng cho môi trường lòng sông …

- Lấy mẫu

Các mẫu lấy phải nguyên vị, còn tươi chưa bị phong hóa và đảm bảo tính đại

diện.

2.1.2. Các phương nghiên cứu trong phòng

a) Phương pháp phân tích lát mỏng thạch học

Phân tích mẫu thạch học trầm tích dưới kính hiển vi phân cực (đá sạn kết, cát kết, bột kết, đá vôi). Phương pháp phân tích nhằm xác định: 1) Tên đá; 2) Kiến trúc; 3) Vi cấu tạo; 4) Thành phần khoáng vật.

b) Phương pháp phân tích độ hạt trên lát mỏng thạch học

Phương pháp phân tích độ hạt trên lát mỏng thạch học được xâng dựng bởi Trần Nghi, 1998 trên cơ sở xác định phần trăm các cấp hạt trên lát mỏng sau đó hiệu chỉnh số liệu theo công thức theo bảng 2.1.

Bảng 2.1. Công thức hiệu chỉnh hàm lượng % cấp hạt đo được (M1, M2 .... M5) thành các cấp hạt nguyên thuỷ (T1, T2 .... T5)

Các cấp hạt (mm) Công thức hiệu chỉnh

2-1 T1 = 1.33.M1

1-0.5 T2 = 1.36 (M2 - 0,19 T1)

0.5-0.25 T3 = 1.44 [M3 - (0,047T1 + 0,18T2)]

0.25-0.1 T4 = 1.79 [M4 - (0,0127T1 + 0,044T2 + 0.165T3)]

0.1-0.01 T5 = M5 - [0,001T1 + 0,037T2 + 0.142T3 + 0.44T4)]

Hàm lượng phần trăm các cấp hạt sau khi hiệu chỉnh được sử dụng để tính toán hệ số kích thước hạt trung bình Md, hệ số chọn lọc So và hệ số bất đối xứng bằng phương pháp đồ thị.

c) Phương pháp xác định hệ số mài tròn

Việc định lượng hoá độ mài tròn của hạt vụn tha sinh của đá vụn cơ học đã được nhiều nhà nghiên cứu quan tâm như Wadell 1935, Taylor 1937, Pettijohn 1943, Rukhin 1961, 1964, Svanop, Mackôp 1963... Hiện có hai phương pháp được coi là tin cậy và được áp dụng trong nghiên cứu hình thái hạt vụn, đó là phương pháp Wadell và phương pháp Rukhin. Phương pháp Wadell mang tính định lượng cao tuy nhiên gần như không thực tế vì việc thực hiện rất phức tạp mất nhiều thời gian. Phương pháp của Rukhin mặc dù kết quả định lượng nhưng số liệu đầu vào lại định tính. Xuất phát từ những nhược điểm trên, Trần Nghi đã đề nghị phương pháp mới vừa mang tính định lượng cao vừa thực hiện đơn giản với các bước như sau:

- Xác định hệ số mài tròn của từng hạt bất kỳ theo công thức:

Roi = 1- 0,1Ai

- Xác định hệ số mài tròn của toàn bộ đá theo công thức:

Roi



...



 1  i

.......... n

Trong đó: Roi là hệ số mài tròn của hạt vụn thứ i

Ai là số lượng góc lồi chưa bị mài tròn của hạt vụn thứ i

Ro là hệ số mài tròn trung bình của đá

n: là số hạt quan trắc.

d) Phương pháp xác định mức độ biến đổi thứ sinh của đá vụn cơ học bằng lát

mỏng thạch học

Phương pháp được xây dựng bởi Trần Nghi, 1998.

Dựa vào các dạng tiếp xúc giữa các hạt vụn: thạch anh - thạch anh, thạch anh - felspat, thạch anh - mảnh đá bền vững (quarzit, silit) thay đổi theo mức độ biến đổi thứ sinh gia tăng có thể chia ra hai nhóm dạng tiếp xúc sau đây:

Nhóm A đặc trưng cho tiếp xúc nguyên sinh (tiếp xúc điểm và tiếp xúc đường

thẳng)

Nhóm B đặc trưng cho tiếp xúc thứ sinh (tiếp xúc đường cong và răng cưa)

Hình 2.1. Các kiểu tiếp xúc nguyên sinh (A) và thứ sinh (B)

Mức độ biến đổi thứ sinh được đặc trưng bởi hệ số I, chúng tôi đề nghị tính I



1 n

B   i )BA( i

như sau:

Trong đó:Ai- số lượng tiếp xúc nguyên sinh hàng quan trắc thứ i

Bi- số lượng tiếp xúc thứ sinh hàng quan trắc thứ i

n- số hàng quan trắc trong lát mỏng

Giá trị I biến thiên từ 0 (min) đến 1 (max) có thể chia ra các khoảng như sau:

I = 0 - 0.25: giai đoạn thành đá sớm

I = 0.25 - 0.5: giai đoạn thành đá muộn

I = 0.5 - 0.75: giai đoạn hậu sinh

I = 0.75 - 1.0: giai đoạn biến sinh

e) Phương pháp phân loại thạch học trầm tích

Phân loại đá trầm tích trước hết phải phản ánh được nguồn gốc và bản chất quá trình thành tạo ra vật liệu trầm tích, các đặc điểm về thành phần khoáng vật và hoá học, đồng thời việc phân loại phải đơn giản, dễ áp dụng trong thực tế.

Hiện nay ở Việt Nam có 3 mức phân loại đá trầm tích: nhóm đá, kiểu đá và thạch học (tên đá). Trong đó nhóm đã được phân loại theo nguồn gốc vật liệu và điều kiện thành tạo, được áp dụng phân loại của M.S. Svetxôp như sau:

Nhóm 1. Đá trầm tích vụn cơ học, bao gồm các đá là sản phẩm của quá trình

phong hoá vật lý (tảng cuội, sạn, cát, bột).

Bảng 2.2. Phân loại nhóm đá chuyển tiếp giữa đá vôi và sét

Hàm lượng (%) TT Tên đá Canxit Sét

1 Đá vôi 100 - 95 0 - 5

2 Đá vôi chứa sét 95 - 75 5 - 25

3 Đá vôi sét (macnơ) 75 - 50 25 - 50

4 Đá sét vôi 50 - 25 50 - 75

5 Đá sét chứa vôi 25 - 5 75 - 95

6 Đá sét 5 - 0 95 - 100

Hình 2.2. Phân loại kiểu đá trầm tích theo W.C. Krumbein, 1937

Nhóm 2. Đá trầm tích sét là sản phẩm của quá trình phong hoá hoá học các đá

giàu khoáng vật alumosilicat và chuyển thành những khoáng vật hoàn toàn mới.

Nhóm 3. Đá trầm tích hoá học và sinh - hoá là những đá được thành tạo từ dung dịch thật hoặc do sự ngưng keo, với sự tham gia trực tiếp hay gián tiếp của sinh vật (trầm tích nhôm, sắt, mangan, silit, photphorit, cacbonat, sunfat, haloit, than).

Kiểu trầm tích là bậc thứ hai thường sử dụng đối với trầm tích vụn cơ học, chủ yếu dựa vào các hợp phần độ hạt. Ví dụ: kiểu cát bột kết, kiểu bột sét kết (dựa trên tương quan ba hợp phần sạn - cát - bột sét). Trong báo cáo này kiểu trầm tích được phân loại theo W.C. Krumbein, 1937 (hình 2.3).

Tên đá là hệ thống phân loại chi tiết cụ thể trên cơ sở thành phần khoáng vật định lượng. Đối với đá vụn cơ học, báo cáo này sử dụng phận loại của R. L. Folk, 1974 (hình 2.4).

Trong khu vực nghiên cứu, nhóm chuyển tiếp giữa đá vôi và sét cũng khá phổ

biến. Các đá nhóm này được gọi tên theo phân loại của Trần Nghi, 1998 (bảng 2.2).

Hình 2.3. Phân loại đá cát kết của Folk R.L., 1974

f) Phương pháp phân loại chất lượng colectơ

Chất lượng colectơ được phân loại dựa trên các tiêu chí quy định khả năng chứa, khả năng thu hồi dầu khí, những tham số trầm tích ảnh hưởng đến độ rỗng, độ thấm và điều kiện tướng – môi trường trầm tích. Mối quan hệ giữa các tham số theo quy luật hàm – biến và mang tính hệ thống.

Trên cơ sở phân tích ưu, nhược điểm của các sơ đồ phân loại chất lượng colectơ của các tác giả Trebin (1945), Aliep A.G. và Acmedop (1958), Conluukhop I.A và Khanhin A.A (1965), Trần Nghi đã đưa ra bảng phân loại chất lượng colectơ giữa hạt (2005) như bảng 2.3. Đây là bảng phân loại sử dụng đầy đủ các yếu tố và thông số thạch học, tướng, độ rỗng, thấm... để đánh giá chất lượng chất lượng colectơ.

Bảng 2.3. Bảng phân loại chất lượng colectơ giữa hạt (Trần Nghi, 1982, 2005)

TT

Li

So

Ro

I

Thạch học

Tướng

Me (%)

K (mD)

Chất lượng

Rất tốt

<0,25

 20

0,08- 0,15

1,1- 2,5

0,7- 1,0

Cát kết hạt lớn đến nhỏ

1000

Cồn chắn cửa sông, bãi triều, Đê cát ven bờ, lòng sông

Tốt

 15

500- 1000

0,15- 0,20

1,8- 3,0

0,5- 0,7

0,25- 0,5

Cát kết, bột kết

Bãi triều, Lòng sông, Biển nông, châu thổ

triều, châu

thổ,

 11

100- 500

0,20- 0,30

2,5- 3,5

0,3- 0,5

0,5- 0,7

Cát kết, bột kết

Bãi biển nông

Trung bình

2-100

Châu thổ, biển nông

Yếu

 2

0,30- 0,40

3,0- 4,5

0,1- 0,3

0,7- 0,9

Cát kết, bột kết

< 2

< 0,2

Châu thổ, biển nông

Rất yếu

0,40- 0,50

3,5- >4,5

>0,9- 1,0

Cát kết, bột kết

Trong đó: Me là độ rỗng hiệu dụng

K là độ thấm

So là hệ số chọn lọc

Ro là hệ số mài tròn

Md là kích thước trung bình

Li là hàm lượng xi măng

2.2. CƠ SỞ TÀI LIỆU

Các tài liệu tham khảo chính là các bản đồ và thuyết minh bản đồ địa chất – khoáng sản tỷ lệ 1:200.000 các tờ Lạng Sơn, Móng Cái, Hải Phòng và Hạ Long; Chuyên khảo ”Các phân vị địa tầng Việt Nam” do GS.TS Tống Duy Thanh chủ biên; Địa chất và tài nguyên Việt Nam của Cục địa chất và khoáng sản Việt Nam.

Bảng 2.4. Cơ sở số liệu phân tích

TT

Loại mẫu

Số lượng

Ghi chú

1 Kết quả phân tích mẫu của Viện Dầu khí Việt Nam

1.1

Lát mỏng thạch học

06 mẫu trước Mesozoi

1.2 Mẫu rơnghen

2 Kết quả phân tích mẫu

2.1

Lát mỏng thạch học

115

2.2 Mẫu độ hạt

2.3 Mẫu xác định hệ biến đổi thứ sinh (I)

2.4 Mẫu rơnghen

Số liệu phân tích được sử dụng làm luận văn bao gồm các kết quả phân tích của Viện Dầu khí Việt Nam cho Công ty Dầu khí Sông Hồng và các số liệu tự phân tích (bảng 2.4). Vị trí lấy mẫu phân tích được thể hiện trên sơ đồ khảo sát lấy mẫu (hình 2.2). Trong đó, Công ty Sông Hồng thực hiện 13 lỗ khoan máy (độ sâu trung bình 100m/1 lỗ) và 38 hào, còn lại là học viên thực hiện 77 trạm khảo sát.

CHƯƠNG 3. ĐẶC ĐIỂM THẠCH HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG TRẦM TÍCH

MESOZOI KHU VỰC TRUNG TÂM TRŨNG AN CHÂU

Trên cơ sở các phương pháp nghiên cứu như khảo sát thực địa, phân tích lát mỏng thạch học, … kết hợp tham khảo các tài liệu rơnghen, cổ sinh và địa hóa, học viên đã làm rõ đặc điểm thạch học và môi trường trầm tích Mesozoi khu vực trung tâm trũng An Châu theo từng hệ tầng.

3.1. THẠCH HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG TRẦM TÍCH HỆ TẦNG LẠNG SƠN (T1i ls)

Hệ tầng Lạng Sơn đã được tiến hành khảo sát ở khu vực kéo dài từ Hữu Lũng đi thành phố Lạng Sơn. Các đá bắt gặp trong hệ tầng này là trầm tích vụn cơ học, đá vôi, đá sét. Các đá trầm tích lục nguyên có cấu tạo phân lớp ngang song song (hình 3.1) mỏng đến trung bình hoặc phân lớp xích ma tăng trưởng, chủ yếu là cát kết hạt mịn màu xám vàng, bột kết màu xám vàng đến lục nhạt, bột kết, sét kết màu xám ghi đến xám nâu phân lớp xen kẽ nhau.(Hình 3.2)

Hình 3.1. Cát, bột kết màu xám vàng phân lớp ngang song song

Hình 3.2. Cát, bột xen lẫn sét kết chứa sét than, môi trường châu thổ ngầm.

Cát kết trong hệ tầng là cát kết lithic (hình 3.3) hạt mịn, có độ mài tròn và độ chọn lọc trung bình, kích thước hạt trung bình (Md): 0,063- 0,25mm. Thành phần hạt vụn bao gồm: thạch anh (49.4- 70,3%), felspat (4,6- 6,7%), mảnh đá (25,2- 43,9%), mảnh đá chủ yếu là mảnh đá phun trào, quarzit, mảnh đá phiến và mảnh đá silic. Nền chủ yếu là khoáng vật sét bị tái kết tinh mạnh ở dạng tập hợp vảy nhỏ xerixit/illite và carbonat. Ngoài ra còn có các khoáng vật thứ sinh khác như ilmenit, pyrit, limonite lấp đầy lỗ hổng hoặc kết tinh thành các tinh thể riêng biệt.

Hình 3.3. Cát kết lithic hạt mịn có độ chọn lọc, mài tròn trung bình, môi trường bãi bồi châu thổ, mẫu LK03/2 (87,5- 87,95), nicol +

Nicol + Nicol -

Hình 3.4. Bột kết biển nông có màu nâu đỏ hệ tầng Lạng Sơn, mẫu AC 3

Bột kết (hình 3.4) có cấu tạo phân lớp rõ ràng với sét đóng vai trò là xi măng gắn kết. Thành phần hạt vụn chủ yếu là thạch anh (80%), còn lại là mảnh đá và felspat. Thành phần sét là xerixit, kaolinit. Xi măng gắn kết ngoài sét ra còn có carbonat và hydroxit sắt.

Hình 3.5. Sét kết chứa vôi, môi trường đầm lầy ven biển, hệ tầng Lạng Sơn, mẫu AC 2a, nicol +

Nicol + Nicol -

Hình 3.6. Sét kết chứa than đầm lầy ven biển hệ tầng Lạng Sơn, mẫu AC 4

Sét kết (hình 3.5; hình 3.6) có thành phần sét chiếm 70- 80%, bột chiếm 20-

30%. Thành phần sét gồm kaolinit, xerixit bị nhiềm hydroxit sắt, carbonat.

Ở Bắc Thủy bắt gặp đá sét vôi (hình 3.7) có màu xám đen bị ép phiến mạnh, với thành phần carbonat (90%) ở dạng ẩn tinh, một số chỗ bị tái kết tinh thành các tinh thể lớn hơn. Còn lại là các tạp chất.

Nicol - Nicol +

Hình 3.7. Đá sét vôi biển vũng vịnh thuộc hệ tầng Lạng Sơn, mẫu AC 73

Ở phía nam xã Quảng Lạc, thành phố Lạng Sơn, đá vôi sét lấy trong lỗ khoan LK03, độ sâu 70,4m có cấu tạo phân lớp ngang song song, kiến trúc ẩn tinh. Thành phần canxit chiếm đến 80%, còn lại là sét (20%).

Các trầm tích trong hệ tầng chủ yếu là vụn cơ học hạt mịn (cát hạt mịn đến sét), có cấu tạo phân lớp ngang song song (hình 3.1) với độ dày từ mỏng đến trung bình, phân bố trên một quy mô rộng lớn, đặc trưng cho môi trường biển nông; các cấu tạo xích ma tăng trưởng (hình 3.2) lại đặc trưng cho môi trường châu thổ ngầm (vùng cửa sông); các đá sét vôi và vôi sét đặt trưng cho môi trường vũng vịnh. Thêm vào đó, từ số liệu phân tích các khoáng vật sét bằng phương pháp Rơnghen cho thấy hàm lượng hydromica tương đối cao, có thể nhận định, môi trường trầm tích là vùng cửa sông ven biển.

Bảng 3.1. Kết quả phân tích khoáng vật sét bằng phương pháp Rơnghen các đá hệ tầng Lạng Sơn

Mẫu Kaolinit Clorit Felspat Gơtít Monmo- rilonit Hydro- mica Thạch anh KV khác

AC3b - 18-20 9-11 ít 58-60 3-5 4-6 -

AC4 - 32-34 7-9 4-6 41-43 3-5 4-6 -

AC73 ít 18-20 ít 7-9 16-18 3-5 - 47%Ca

3.2. THẠCH HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG TRẦM TÍCH HỆ TẦNG KHÔN LÀNG (T2a kl)

Trong khu vực nghiên cứu, các đá thuộc hệ tầng Khôn Làng phân bố thành một dải theo hướng tây nam- đông bắc từ Hữu Lũng đến Chi Lăng. Ngoài ra, còn bắt gặp rải rác ở một số khu vực tây nam thành phố Lạng Sơn. Các đá bắt gặp trong hệ tầng chủ yếu là cuội sạn kết, cát kết, sét kết.

Cuội sạn kết đa khoáng (hình 3.8) màu xám, xám vàng có cấu tạo khối và phân lớp xiên chéo đồng hướng (hình 3.9), có độ chọn lọc kém. Thành phần hạt vụn bao gồm thạch anh, đá vôi, đá phiến sét, đá phun trào có kích thước hạt không đều, từ vài mm đến 10cm, có độ mài tròn từ trung bình đến tốt.

Hình 3.8. Cuội sạn kết đa khoáng lòng sông miền núi hệ tầng Khôn Làng

Hình 3.9. Cuội sạn, cát sạn kết cấu tạo phân lớp xiên chéo đồng hướng lòng sông

Cát kết hạt mịn đến rất thô có màu xám, xám vàng, kích thước hạt trung bình (Md): 0,1- 2,0 mm. Đá có độ mài tròn và độ chọn lọc kém. Cát kết là cát lithic (hình 3.10; hình 3.11), thành phần hạt vụn bao gồm thạch anh (49,4- 60,4%), felspat (3,5- 3,7%), mảnh đá (36,1- 46,4%) chủ yếu là mảnh đá phun trào, ngoài ra còn có mảnh đá quarzit, phiến sét. Nền thuộc loại lấp đầy đến cơ sở, hàm lượng 14,6- 28,0%, xi măng là khoáng vật sét đã bị tái kết tinh hoàn toàn thành xerixit/ illit dưới dạng vi vảy nhỏ, định hướng tốt.

Hình 3.10. Cát kết lithic hạt thô chọn lọc, mài tròn kém, môi trường lòng sông đồng bằng, hệ tầng Khôn Làng, mẫu H09B, nicol +

Hình 3.11. Cát kết lithic hạt nhỏ chọn lọc, mài trơn kém lòng sông đồng bằng, hệ tầng Khôn Làng, mẫu H09B/1, nicol +

Sét kết (hình 3.12) có lẫn bột màu xám nâu, vàng sẫm với sét (kaolinit, xerixit,

clorit) chiếm 75%, bột chiếm 25%.

Hình 3.12. Sét kết lẫn ít bột, môi trường bãi bồi sông đồng bằng thuộc hệ tầng Khôn Làng, mẫu AC6b. nicol +

Ở Nà Phai, Tiên Yên, Ba Chẽ, bắt gặp bột kết hạt trung đến lớn màu nâu đỏ, sét

kết và đá phun trào ryolit.

Trầm tích bột kết có thành phần đa khoáng, chứa nhiều hydroxit sắt (hình 3.13). Trong khi đó, sét kết lại rất đồng nhất về thành phần và kích thước. Thành phần sét kết chủ yếu là khoáng vật sét xerixit, illite và ít sét khác (hình 3.14). Đá sét bị tái kết tinh ở mức độ vừa phải. Nhiều khu vực thấy rõ các vảy sét có sự định hướng do khoáng vật sét bị tái kết tinh và sắp xếp theo về cùng một phía. Đôi chỗ thấy các khoáng vật sét bị phân phiến nhẹ, đó là kết quả của sự nén ép tương đối mạnh.

Hình 3.13. Bột kết bãi bồi hệ tầng Khôn Làng, mẫu Ac 52a, nicol +

Đá phun trào ryolit bắt gặp nhiều trong vùng nghiên cứu. Tại công trình hào H29, bắt gặp phun trào ryolit pocfia (hình 3.15) đã bị biến đổi mạnh bởi quá trình phong hóa, đặc trưng bởi phần lớn các ban tinh felspat và nền vi tinh/thủy tinh bị sét

hóa mạnh mẽ, tạo thành các khoáng vật thứ sinh (kaolinit, illite) và các khoáng vật không thấu quang (quặng).

Hình 3.14. Đá sét kết đồng bằng ngập lụt hệ tầng Khôn Làng, mẫu H06, nicol +

Ryolit pocfia cũng được bắt gặp ở vị trí hào H31(hình 3.16), tuy nhiên đá ở đây bị phong hóa ít hơn. Các ban tinh felspat và hocblen bị biến đổi và thay thế mạnh bởi quá trình sét hóa, canxit và epidot ở các mức độ khác nhau. Nền vi tinh cũng bị sét hóa một phần.

Hình 3.15. Ryolit porfia hệ tầng Khôn Làng tại H 29 Hình 3.16. Ryolit porfia hệ tầng Khôn Làng tại H31

Với những đặc trưng về cấu tạo, kiến trúc cũng như thành phần hạt vụn đa khoáng như trên có thể thấy trầm tích chưa được vận chuyển ra xa vùng xâm thực, các đá của hệ tầng Khôn Làng hình thành trong môi trường sông lục địa.

3.3. THẠCH HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG TRẦM TÍCH HỆ TẦNG NÀ KHUẤT (T2 nk)

Các đá của hệ tầng Nà Khuất lộ ra thành hai dải chính. Dải thứ nhất kéo từ phía đông thành phố Lạng Sơn theo hướng tây nam xuống Hữu Lũng. Dải thứ hai nằm ở

phía nam võng An Châu, bắt đầu từ vùng Bình Liêu- Tiên Yên, kéo qua Ba Chẽ đến vùng núi Yên Tử.

Ở dải thứ nhất, bắt gặp chủ yếu là các đá cát kết hạt mịn đến rất mịn, bột kết

phân lớp mỏng đến trung bình (hình 3.17).

Hình 3.17. Cát bột kết hạt mịn màu xám xanh cấu tạo phân lớp ngang song song biển nông.

Cát kết hạt mịn đến rất mịn (hình 3.18; hình 3.19) màu xám xanh, thuộc loại lithic, kích thước hạt trung bình (Md): 0,063- 0,2mm; độ chọn lọc từ trung bình đến tốt, độ mài tròn trung bình. Thành phần hạt vụn bao gồm thạch anh (57,7- 70,9%), mảnh đá (23,7- 29,1%), felspat (5,3- 13,2%). Các mảnh đá chủ yếu là mảnh đá phiến, mảnh đá phun trào và mảnh đá quarzit. Nền xi măng là nền cơ sở (19- 28,2%).

Hình 3.18. Cát kết lithic hạt rất mịn, mài tròn chọn lọc trung binh, môi trường tiền châu thổ, hệ tầng Nà Khuất, mẫu H03, nicol +

Hình 3.19. Cát kết hạt mịn mài tròn chọn lọc trung bình tiền châu thổ thuộc hệ tầng Nà Khuất, mẫu H10, nicol +

Bột kết màu xám nâu, phân lớp mỏng. Thành phần bột chiếm 70%, chủ yếu là

thạch anh, mica. Sét (30%) gồm kaolinit, hydroxit sắt và xerixit (hình 3.20).

Hình 3.20. Bột kết thuộc hệ tầng Nà Khuất, mẫu AC 7b, nicol +

Các đá bắt gặp ở dải thứ hai, khu vực Bình Liêu- Tiên Yên là cát hạt mịn đến hạt trung lithic đến á lithic, bột kết, sét kết màu xám xanh, lục nhạt, nâu gụ phân lớp mỏng đến trung bình (hình 3.21).

Hình 3.21. Cát, bột kết cấu tạo phân lớp ngang song song tướng biển nông ven bờ hệ tầng Nà Khuất, khu vực AC 44.

Cát kết có Md: 0,063- 0,5mm, độ chọn lọc trung bình đến tốt. Cát kết có thành phần hạt vụn là thạch anh (53,9- 82,2%), felspat (4,2- 9,6%), mảnh đá (13,6- 38,9%)

bao gồm mảnh đá phun trào, quarzit, mảnh đá phiến, silic. Nền gắn kết (14,2- 39,6%) kiểu xi măng lấp đầy, cơ sở và khảm gồm có canxit, sét và siderite (hình 3.22).

Hình 3.22. Cát kết hạt trung mài tròn, chọn lọc trung bình, môi trường bãi triều tiền châu thổ, thuộc hệ tầng Nà Khuất, mẫu H28, nicol +

Bột kết (hình 3.23) có màu tím gan gà, đôi chỗ bị phong hóa có màu tím đỏ, phân lớp trung bình đến dày. Trong bột kết, thành phần hạt vụn chiếm 80%, bao gồm thạch anh (70%), felspat, mảnh đá quarzit và đá phiến: 17%; mica: 10% và quặng. Xi măng bao gồm kaolinit và hydroxit sắt.

Hình 3.23. Bột kết chọn lọc, mài tròn tốt, môi trường bãi triều tiền châu thổ thuộc hệ tầng Nà Khuất, mẫu AC 54c, nicol +

Sét kết (hình 3.24) có sự đồng nhất về thành phần và kích thước. Thành phần chủ yếu là khoáng vật sét illite, xerixit và ít sét khác. Do bị ngấm hyroxit sắt nên nhiều khu vực, sét kết có màu nâu đỏ.

Hình 3.24. Sét kết tiền châu thổ thuộc hệ tầng Nà Khuất, mẫu AC 54b, nicol +

Từ các kết quả phân tích nêu trên có thể thấy, tuy phân bố ở các khu vực khác nhau nhưng các trầm tích của hệ tầng Nà Khuất lại tương đối ổn định về mặt thành phần thạch học. Các trầm tích của hệ tầng chủ yếu là hạt trung- mịn, màu xanh lục, có cấu tạo phân lớp ngang song song, có độ mài tròn và độ chọn lọc từ trung bình đến tốt, đặc trưng cho môi trường tiền châu thổ và biển nông ven bờ. Các đá sét vôi, vôi sét xám lục nhạt phân lớp mỏng xuất hiện trong phần trên của một số mặt cắt đặc trưng cho môi trường biển vũng vịnh.

Theo các tài liệu tham khảo, các hóa thạch Hai mảnh biển được tìm thấy trong các thành tạo khu vực thuộc hệ tầng Nà Khuất như hóa thạch Hai mảnh biển Trigonodus trapezoidalis, T. myophorioides, T. sandbergeri có trong đá bột kết xám lục phần dưới ở Dương Hưu (Sơn Động, Bắc Giang) hay ở khu vực xã Châu Sơn (Đình Lập, Quảng Ninh), trong đá phiến sét ở phần dưới chứa Hai mảnh biển Neoschizodus laevigatus, Bakevellia modiola. Riêng tại khu vực vùng rìa của võng (dọc sông Ba Chẽ), trong bột kết ở phần trên của hệ tầng chứa hóa thạch Chân lá Euestheria dazuensis, E. lepidda là những hóa thạch động vật vật nước ngọt, nước lợ đánh dấu sự chuyển tiếp của hệ tầng lên trầm tích lục địa màu đỏ của hệ tầng Mẫu Sơn.

Như vậy, các thành tạo trầm tích trong hệ tầng Nà Khuất chủ yếu thành tạo

trong môi trường tiền châu thổ, biển vũng vịnh và biển nông ven bờ.

3.4.

THẠCH HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG TRẦM TÍCH HỆ TẦNG MẪU SƠN (T3c ms)

Hệ tầng Mẫu Sơn được tìm thấy ở khu vực khảo sát là 2 dải phía tây bắc và

đông nam võng An Châu

Hình 3.25. Cát bột kết màu nâu đỏ- xám hệ tầng Mẫu Sơn, vết lộ AC 18

Hình 3.26. Sét vôi, vôi sét cấu tạo phân lớp mỏng phân hệ tầng Mẫu Sơn trên, vết lộ AC 10

Ở vị trí lỗ khoan LK4, thuộc xã Phong Vân (Lục Ngạn, Bắc Giang), phía tây

bắc võng An Châu, trên phân hệ tầng Mẫu Sơn trên (T3c ms3) gặp cát, bột và sét kết.

Cát kết á lithic hạt mịn (hình 3.27), có Md: 0,08- 0,2mm, có độ mài tròn và độ chọn lọc trung bình. Thành phần hạt vụn bao gồm thạch anh (80,2%); felspat (5,4%); mảnh đá (14,33%) gồm các đá phun trào, quarzit và đá phiến. Xi măng với tỷ lệ cao các khoáng vật sét và carbonat dạng lấp đầy lỗ hổng.

Hình 3.27. Cát kết á lithic hạt mịn chọn lọc, mài tròn trung bình, môi trường tiền châu thổ hệ tầng Mẫu Sơn, mẫu LK04/1 (63,2- 64)

Sét kết chứa vôi được tìm thấy ở độ sâu 87,6- 89,0m (hình 3.28) có màu nâu đậm do bị ngấm và tẩm đậm đặc bởi các khoáng vật nhóm oxit sắt. Sét kết có thành phần đồng nhất gồm chủ yếu là các khoáng vật sét phân bố lẫn lộn cùng một lượng đáng kể canxit và khoáng vật quặng.

Hình 3.28. Sét kết bãi bồi đồng bằng châu thổ hệ tầng Mẫu Sơn, mẫu LK 04/2(87,6- 89), nicol +

Cát kết trong lỗ khoan LK01 tại khu vực Núi Voi (Lục Nam, Bắc Giang) thuộc phân hệ tầng giữa (T3c ms2) có màu tím gụ. Thành phần hạt có xu hướng mịn dần từ dưới lên.

Cát kết lithic hạt thô đến rất thô ở độ sâu 87,1- 88,1m (hình 3.29), có Md 0,5- 1,5mm; có độ mài tròn trung bình, độ chọn lọc kém. Thành phần hạt vụn bao gồm thạch anh (40,9%); felspat (1,4%); mảnh đá (57,7%). Mảnh đá phổ biến nhất là mảnh quarzit, phun trào, silic và đá phiến. Xi măng dạng cơ sở lấp đầy với hàm lượng canxit chiếm tỷ lệ cao. Quá trình xi măng hóa xảy ra rất mạnh, đặc biệt là xi măng canxit.

Hình 3.29. Cát kết lithic hạt thô chọn lọc kém, mài tròn trung bình, môi trường sông đồng bằng thuộc hệ tầng Mẫu Sơn, mẫu LK01/2 (87,1- 88,1), nicol +

Tại độ sâu 62,5- 63,4m, bắt gặp cát kết lithic hạt mịn đến trung (hình 3.30), có Md: 0,15-0,4mm. Độ mài tròn và độ chọn lọc trung bình. Thành phần hạt vụn bao gồm thạch anh (72,9%); felspat (6,27%); mảnh đá (20,8%) phổ biến là quarzit, mảnh đá phun trào và đá phiến. Nền dạng cơ sở (2,8%), phổ biến là xi măng canxit, sét, anhydrit, siderite… trong đó đáng chú ý là các khoáng vật thứ sinh limonite, hematite.

Hình 3.30. Cát kết lithic hạt mịn- trung, chọn lọc mài tròn trung bình, môi trường tiền châu thổ hệ tầng Mẫu Sơn, mẫu LK01/1 (62,5- 63,4), nicol +

Cát kết lithic felspat hạt mịn được tìm thấy ở độ sâu 19,0- 19,9mm (hình 3.31) với Md: 0,08- 0,16mm. Trầm tích có độ mài tròn và chọn lọc trung bình. Thành phần hạt vụn bao gồm thạch anh (74,4%); felspat (9,7%); mảnh đá (15,63%) phổ biến là mảnh đá phun trào, mảnh đá phiến và quarzit. Xi măng dạng cơ sở với hàm lượng sét và carbonat chiếm tỷ lệ lớn. Các khoáng vật thứ sinh phổ biến limonite, hematite và ít pytite lấp đầy lỗ rỗng.

lithic Hình 3.31. Cát kết felspat hạt mịn, chọn lọc tốt, mài tròn trung bình, môi trường tiền châu thổ hệ tầng Mẫu Sơn, mẫu LK01(19,0- 19,90), nicol +

Hệ tầng Mẫu Sơn phân bố rộng rãi trong khu vực nghiên cứu, nét đặc trưng nhất của hệ tầng này là đá có màu nâu tím, tím gan gà đến nâu đỏ (hình 3.25), xi măng của cát kết trong hệ tầng có một lượng đáng kể khoáng vật thứ sinh nhôm hydroxit sắt như limonit, hematit đặc trưng cho môi trường lục địa. Tuy nhiên, ở phân hệ tầng giữa, trầm tích có độ mài tròn và chọn lọc từ trung bình đến tốt đặc trưng cho môi trường tiền châu thổ. Trong khi đó, ở phân hệ tầng trên có lớp sét vôi, vôi sét phân lớp ngang song song đặc trưng cho môi trường biển vũng vịnh (hình 3.26).

3.5. THẠCH HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG TRẦM TÍCH HỆ TẦNG VĂN LÃNG

(T3n-r vl)

Hệ tầng Văn Lãng phân bố trong địa phận các huyện Đình Lập (Lạng Sơn), Sơn Động, Lục Ngạn, Lục Nam (Bắc Giang). Các thành tạo trầm tích thu thập được gồm sạn kết, cát kết xen bột kết và sét than.

Cuội, sạn kết có màu xám trắng thuộc phần thấp của hệ tầng, bắt gặp ở H18, H20 thuộc xã Lâm Ca (Đình Lập, Lạng Sơn) (hình 3.32) có cấu tạo phân lớp xiên chéo lòng sông. Từ kết quả phân tích cho thấy, hạt có Md: 2,5- 2,6mm; độ mài tròn và chọn lọc kém. Thành phần hạt vụn chủ yếu là thạch anh (52,6%); mảnh đá (44,9%), phổ biến là mảnh đá quarzit, ít hơn là mảnh đá silic và phun trào; felspat (2,5%). Quá trình

xi măng hóa xảy ra mạnh đã tạo thành một lượng rất lớn xi măng thạch anh và sét (hình 3.33).

Hình 3.32. Cuội sạn kết cấu tạo xiên chéo đồng hướng lòng sông, điểm AC 20

Hình 3.33. Cát kết lithic chọn lọc kém, môi trường lòng sông, hệ tầng Văn Lãng, mẫu H18, nicol +

Cát kết xen các lớp bột kết, sét kết có cấu tạo dạng thấu kinh và phân lớp không hoàn chỉnh bắt gặp ở hầu hết các vết lộ khảo sát (hình 3.34). Cát kết lithic đến á lithic hạt mịn đến trung, có Md: 0,1- 0,5mm; có độ chọn lọc trung bình đến tốt, độ mài tròn trung bình. Thành phần hạt vụn chủ yếu là thạch anh (64,8- 77,2%); felspat (3,9-

4,3%); mảnh đá (18,9- 30,9%) gồm chủ yếu là các mảnh đá phun trào, quarzit và đá phiến. Nền (14,8- 16,4%) chủ yếu là xi măng thạch anh và sét (hình 3.35).

Hình 3.34. Cát bột kết cấu tạo thấu kính xen phân lớp không hoàn chỉnh hệ tầng Văn Lãng, vết lộ AC16

Hình 3.35. Cát kết lithic hạt trung, mài tròn, chọn lọc trung bình, môi trường lòng sông đồng bằng, hệ tầng Văn Lãng, mẫu H17, nicol +

Bột kết có thành phần hạt vụn chiếm 60- 70%, xi măng chiếm 30- 40%. Thành phần hạt vụn chủ yếu là thạch anh (80- 85%) có dạng góc cạnh, mảnh đá là mảnh đá phiến sét. Xi măng gồm hydroxit sắt, kaolinit, xerixit và canxit (hình 3.36).

Hình 3.36. Bột kết thuộc hệ tầng Văn Lãng, mẫu AC 12, nicol +

Đá phiến sét than (hình 3.37) có cấu tạo phân phiến, màu xám đen. Thành phần sét gồm kaolinit, xerixit, vật chất than và carbonat. Carbonat ở dạng vi tinh và ẩn tinh xen lẫn trong than. Đá phiến sét vôi có cấu tạo phân phiến, kiến trúc ẩn tinh (hình 3.38).

Nicol - Nicol +

Hình 3.37. Đá phiến sét than đầm lầy ven biển thuộc hệ tầng Văn Lãng, mẫu AC 13a

Hình 3.38. Đá phiến sét vôi biển vũng vịnh thuộc hệ tầng Văn Lãng, mẫu AC 14b, nicol +

Cấu tạo phân lớp xiên chéo của đá cuội, sạn kết thuộc phần dưới của hệ tầng đặc trưng cho môi trường sông miền núi. Các đá cát kết có cấu tạo thấu kính hoặc phân lớp ngang song song không liên tục; trong thành phần xi măng có chứa sét monmoriolit, đá sét kết có chứa hàm lượng monmoriolit từ 2- 5%, hàm lượng illite khá cao (32- 49% tổng hàm lượng sét) đặc trưng cho môi trường tiền châu thổ và biển vũng vịnh.

Từ các kết quả phân tích địa hóa trong các lỗ khoan LK07, LK08 và LK09 cũng cho ta thấy vật chất hữu cơ được lắng đọng và phân hủy trong môi trường đầm lầy vũng vịnh và chuyển tiếp giữa đầm lầy và biển dưới điều kiện oxy hóa và khử yếu. Các kết quả nghiên cứu cổ sinh- địa tầng của Nguyễn Công Lượng và nnk (1980) cũng khẳng định điều này khi tìm thấy các hóa thạch Gervillia angelini, G. af. Mytiloides, Estheria sp. trong đá bột kết ở phần dưới của hệ tầng. Đó là những dạng biển và nước lợ, nước ngọt đặc trưng cho môi trường vũng vịnh- đầm lầy ven biển.

Từ đó, có thể khẳng định các đá thuộc phần thấp của hệ tầng Văn Lãng thành tạo trong môi trường lục địa, các phần trền của hệ tầng chuyển dần lên môi trường vũng vịnh, biển nông.

3.6. THẠCH HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG TRẦM TÍCH HỆ TẦNG HÀ CỐI (J1-2 hc)

Các đá của hệ tầng Hà Cối lộ ra ở ba khu vực chính đó là: 1) trung tâm trũng An Châu, nằm giữa diện phân bố của hệ tầng Văn Lãng (chủ yếu thuộc huyện Sơn Động); 2) đông bắc trũng An Châu (chủ yếu thuộc huyện Đình Lập) và 3) rìa đông nam trũng An Châu (kéo dài từ Hải Ninh đến Hoành Bồ).

Tại khu vực trung tâm An Châu, cát kết hạt mịn của hệ tầng bắt gặp ở hào H16 thuộc xã An Lộc (Sơn Động, Bắc Giang) (hình 3.39). Trầm tích có kích thước hạt trung bình Md: 0,1- 0,25mm, đá có độ chọn lọc và mài tròn kém. Cát kết thuộc loại

lithic với thành phần hạt vụn gồm thạch anh (71,7%), felspat (8,6%) và mảnh đá (19,7%). Nền kiểu tiếp xúc- lấp đầy (18,6%).

Hình 3.39. Cát kết hạt mịn thuộc hệ tầng Hà Cối, mẫu H16, nicol +

Tại khu vực Đình Lập, các trầm tích thuộc hệ tầng Hà Cối là cát kết, bột kết và sét kết phân lớp ngang song song được bắt gặp ở lỗ khoan LK10, LK12, H26 và các vết lộ AC48, AC49, AC56, AC57, …

Cát kết lithic felspat hạt mịn gặp trong LK10 (hình 3.40, hình 3.41) có màu nâu tím nhạt, có Md: 0,063- 0,16mm; có độ chọn lọc tốt và mài tròn trung bình. Thành phần hạt vụn là thạch anh (67,8- 74,6%); felspat (6,4- 8,3%) và mảnh đá (18,9- 23,9%) bao gồm mảnh đá phun trào, quarzit và mảnh đá phiến.

Hình 3.40. Cát kết hạt rất mịn, chọn lọc tốt tướng tiền châu thổ thuộc hệ tầng Hà Cối, mẫu LK10/1 (82- 82,8), nicol +

Hình 3.41. Cát kết hạt rất mịn, chọn lọc tốt, tướng tiền châu thổ thuộc hệ tầng Hà Cối, mẫu LK 10/2 (93,2- 94,4), nicol +

Cát kết arko lithic hạt mịn gặp trong H26 (Bình Xá, Đình Lập, Lạng Sơn) có màu xám nâu; có Md: 0,08- 0,15mm; đá có độ chọn lọc tốt, mài tròn trung bình. Thành phần hạt vụn gồm thạch anh (63,2%); felspat (20,8%) và mảnh đá (15,9%) bao gồm mảnh đá phiến, phun trào và ít mảnh quarzit. Nền kiểu lấp đầy (12,6%) bao gồm sét và thạch anh.

Bột kết vôi chứa nhiều xi măng, carbonat (hình 3.42). Đá có màu nâu đậm do bị ngấm bởi các oxit sắt. Trầm tích phần dưới còn lẫn sét vôi lẫn bột, màu xám xanh nhạt, thành phần bột chỉ chiếm 20%, còn lại là sét vôi.

Hình 3.42. Bột kết chứa vôi thuộc hệ tầng Hà (37- Cối, mẫu LK10 37,5), nicol +

Đá sét vôi chứa các thấu kính sét chứa bột với thành phần chủ yếu là khoáng vật sét phân bố lẫn lộn với canxit vi hạt và các mảnh vụn thạch anh cỡ bột (hình 3.43).

Hình 3.43. Đá sét vôi biển vũng vịnh thuộc hệ tầng Hà Cối, mẫu LK10/3 (57,9- 58), nicon +

Ở vết lộ AC49 (Thanh Lâm, Ba Chẽ), trầm tích là bột, sét kết màu xám xanh nhạt, xám nâu vàng có cấu tạo phân lớp ngang song song (hình 3.44). Trầm tích có độ chọn lọc trung bình đến khá, độ mài tròn kém đến trung bình; thành phần thạch anh chiếm trên 60%, xi măng gắn kết chủ yếu là kaolinit, xerixit, hydroxit sắt (hình 3.45).

Hình 3.44. Bột, sét kết màu tím hệ tầng Hà Cối, vết lộ AC 49

Hình 3.45. Bột kết thuộc hệ tầng Hà Cối, mẫu AC48, nicol +

Ở rìa đông nam trũng An Châu (kéo dài từ Hải Ninh đến Hoành Bồ) các đá của hệ tầng Hà Cối bắt gặp là cát, bột và sét kết cấu tạo phân lớp ngang song song, xiên chéo có gợi sóng trên mặt (hình 3.46, hình 3.47, hình 3.48).

Hình 3.46. Cát xen bột kết hệ tầng Hà Cối, vết lộ AC 31

Hình 3.47. Cấu tạo phân lớp xiên chéo môi trường biển ven bờ

Hình 3.48. Cấu tạo gợn sóng bất đối xứng trên mặt lớp do hoạt động của sóng vỗ ven bờ

Cát kết lithic hạt thô (hình 3.49) bắt gặp ở Mông Dương, Cẩm Hải có Md: 0,3- 1,5mm, có độ chọn lọc kém và mài tròn trung bình. Thành phần hạt vụn gồm thạch

anh (69%), felspat (4%) và mảnh đá (17%) gồm mảnh đá quarzit, phun trào và mảnh đá silic và bột kết. Hàm lượng nền (19%) phần lớn là tập hợp pyrophilite khá tự hình, cùng với lượng ít hơn illite/xerixit, illite/ smectit lấp đầy lỗ rỗng.

Hình 3.49. Cát kết hạt thô thuộc hệ tầng Hà Cối, mẫu H35, nicol +

Cát kết á lithic hạt mịn (hình 3.50) gặp phổ biến dọc quốc lộ 4B đoạn Tiên Yên đi Móng Cái. Trầm tích có kích thước hạt trung bình Md: 0,09- 0,15mm; có độ chọn lọc tốt và mài tròn trung bình. Thành phần hạt vụn gồm thạch anh (76,4%); felspat (5,3%); mảnh đá (18,3%) bao gồm mảnh đá bột kết, phun trào và quarzit và phiến sét.

Hình 3.50. Cát kết hạt nhỏ mài tròn, chọn lọc tốt tướng biển ven bờ thuộc hệ tầng Hà Cối, mẫu H32, nicol +

Bột kết có thành phần đa khoang, độ chọn lọc trung binh. Hạt vụn (65- 70%) gồm chủ yếu là thạch anh (80%) và xi măng (30- 35%) bao gồm xerixit, kaolinit, carbonat và hydroxit sắt (hình 3.51).

Hình 3.51. Bột kết hạt lớn mài tròn, chọn lọc tốt tướng biển ven bờ thuộc hệ tầng Hà Cối, mẫu AC 36b, nicol +

Khu vực Tiên Yên đi Quảng Hà các đá lục nguyên của hệ tầng có cấu tạo phân lớp ngang song song với quy mô lớn, trầm tích là cát hạt mịn có độ mài tròn và chọn lọc tốt đặc trưng cho môi trường biển ven bờ. Tại vết lộ AC35 (Dực Yên, Quảng Hà) đã bắt gặp trầm tích cát hạt mịn màu nâu đỏ nhạt, cấu tạo xiên chéo trong lớp, gợn sóng bất đối xứng trên mặt lớp. Kiểu cấu tạo và kiến trúc này đặc trưng cho môi trường biển ven bờ. Các lớp sét vôi xám xanh được bắt gặp ở lỗ khoan LK10 và LK12 đặc trưng cho môi trường biển vũng vịnh.

Như vậy, các đá của hệ tầng Hà Cối được hình thành trong các môi trường từ lục địa đến biển ven bờ. Trong đó, trầm tích môi trường lục địa phổ biến ở các khu vực Sơn Động (Bắc Giang), Cẩm Phả, Móng Cái (Quảng Ninh); môi trường cửa sông và biển ven bờ phổ biến ở Tiên yên, Quảng Hà và Đình Lập.

3.7. THẠCH HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG TRẦM TÍCH HỆ TẦNG BẢN HANG (K bh)

Trong vùng khảo sát, trầm tích phần trên của hệ tầng Bản Hang gặp ở phía nam

Đình Lập là cát kết acko hạt trung, sét kết lẫn bột màu nâu đỏ.

Cát kết lithic (hình 3.52) có thành phần hạt vụn (85%) bao gồm thạch anh (69%); felspat (5%); mảnh đá (quarzit, silic) chiếm 25%; xi măng (15%) bao gồm kaolinit, hydroxit sắt.

Hình 3.52. Cát kết hạt nhỏ thuộc hệ tầng Bản Hang, mẫu AC 58, nicol +

Sét kết lẫn bột có kiến trúc ẩn tinh- vi hạt, có carbonat dạng ẩn tinh, ngấm

hydroxit sắt tạo nên màu nâu đỏ (hình 3.53).

Hình 3.53. Sét kết lẫn ít bột thuộc hệ tầng Bản Hang, mẫu AC 60, nicol +

Các đá thuộc phần thấp của hệ tầng Bản Hang là cuội sạn xen cát kết màu nâu đỏ đến hồng nhạt đặc trưng cho môi trường lục địa. Phần trên là bột kết, cát kết nâu đỏ, xám tím chứa kết hạch vôi xen bột kết vôi hình thành trong môi trường biển nông.

CHƯƠNG 4. ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CHỨA CỦA ĐÁ TRẦM TÍCH

MESOZOI KHU VỰC TRUNG TÂM TRŨNG AN CHÂU

Để đánh giá triển vọng dầu khí, cần thiết phải xét gộp cả ba yếu tố quan trọng là tầng sinh, tầng chứa và tầng chắn. Tuy nhiên, để có thể xét được cả 3 yếu tố đó cần phải sử dụng rất nhiều các phương pháp khác nhau. Trong giới hạn luận văn, học viên chỉ sử dụng một vài phương pháp phân tích nên chỉ đưa ra một số đánh giá về khả năng chứa của các đá trầm tích trong khu vực nghiên cứu.

4.1. HỆ TẦNG LẠNG SƠN

Phân tích các đá cát kết mẫu lõi khoan cho thấy hạt vụn thạch anh chủ yếu ở dạng đơn tinh, tắt làn sóng mạnh, một số hạt có rìa bị gặm mòn dạng eo vịnh, tái kết tinh thành thạch anh vi hạt bám vào thạch anh nguyên thủy. Điều này cho thấy đá ở thời kỳ biến sinh sớm. Trong khi đó, nền (chủ yếu là xi măng) gắn kết kiểu cơ sở, chiếm tỷ lệ cao (26,5%) với xi măng canxit được tạo thành đám, mạch và các khoáng vật sét bị tái kết tinh mạnh. Từ các yếu tố nêu trên có thể thấy các đá không có tiềm năng chứa (hình 4.1). Từ các kết quả phân tích độ rỗng cũng cho thấy đá không có không gian rỗng.

Hình 4.1. Cát kết hệ tầng Lạng Sơn bị biến đổi thứ sinh ở thời kỳ biến sinh sớm, mẫu LK 03/2 (87,5- 87,95)

Phân tích mẫu hào cũng cho kết quả tương tự. Các hạt thạch anh tắt làn sóng mạnh, thạch anh tái sinh tạo thành riềm nhỏ bao quanh hạt vụn, hàm lượng nền (chủ yếu là xi măng) cao, chiếm 28,2% chứng tỏ đá đã biến đổi thứ sinh. Tuy nhiên, độ rỗng chiếm 9,4%, kết quả phân tích độ thấm cũng có thể rất cao (hình 4.2). Điều này

có thể được lý giải là do đá ở gần bề mặt nên đã bị phong hóa mạnh, các khoáng vật vụn kém bền vững và xi măng sét bị hòa tan trong điều kiện hiện tại.

Hình 4.2. Phân bố độ rỗng (màu xanh nhạt) trong mẫu cát kết hệ tầng Lạng Sơn, mẫu H06

Từ các kết quả phân tích, có thể nhận định các đá của hệ tầng Lạng Sơn không

có tiềm năng chứa hoặc nếu có thì tiềm năng chứa rất thấp.

4.2. HỆ TẦNG KHÔN LÀNG

Các đá cát kết của hệ tầng Khôn Làng ở khu vực Hữu Lũng (Lạng Sơn) thuộc loại hạt mịn (hình 4.3), có xi măng gắn kết loại lấp đầy (13,4%) là điều kiện thuận lợi đối với loại đá chứa giữa hạt. Tuy nhiên, khả năng chứa của chúng đã bị giảm đi khi đá đã trải qua giai đoạn biến đổi thứ sinh mạnh. Điều này được thể hiện ở các hạt vụn thạch anh có cả loại đơn tinh và đa tinh thể tắt làn sóng mạnh, phát triển thành các chuỗi hạt định hướng đặc trưng cho quá trình biến sinh muộn. Tiếp xúc giữa các hạt ở dạng răng cưa và đường cong với hệ số biển đổi thứ sinh (I) là 0,81. Độ rỗng giữa hạt đo được là 6,4%. Ngoài lỗ rỗng giữa hạt, còn có lỗ rỗng trong hạt là 1,4% và vi hang hốc là 4% do quá trình phong hóa hòa tan các khoáng vật kém bền vững ở điều kiện bề mặt. Thực tế khảo sát thì ở khu vực này các đá đã bị phong hóa, tương đối mềm bở.

Hình 4.3. Cát kết lithic hạt mịn chọn lọc tốt hệ tầng Khôn Làng, mẫu H04

Tương tự như vậy, ở khu vực Quan Sơn, đá cát kết chọn lọc, mài tròn kém, phân bố xen kẹp trong cuội, sạn kết. Cát kết bị biến đổi thứ sinh khá mạnh với I = 0,76 với xi măng gắn kết (28%) chủ yếu là xerixit/illite bị tái kết tinh mạnh, dạng vi vảy nhỏ, ít kaolinit bị lấp đầy lỗ rỗng. Độ rỗng nguyên sinh ở đây gần như vắng mặt ( <1%). Trong đá chỉ có mặt ít lỗ rỗng thứ sinh dạng vi hang hốc/ lỗ rỗng trong hạt (2,8- 4%) hình thành do sự hòa tan của các khoáng vật vụn và xi măng kém bền vững (hình 4.4, hình 4.5).

Hình 4.4. Lỗ rỗng giữa hạt (I), vi hang hốc (V) và trong hạt ( mũi tên) trong đá cát kết hệ tầng Khôn Làng, mẫu H04

Hình 4.5. Không gian rỗng (màu xanh) trong đá cát kết hệ tầng Khôn Làng khu vực Quan Sơn, mẫu H9B/1.

Các đá trầm tích có tiềm năng chứa của hệ tầng Khôn Làng chiếm khối lượng tương đối nhỏ trong hệ tầng, có bề dày chỉ khoảng 25- 30m. Trầm tích được hình thành trong môi trường lục địa, chuyển tướng nhanh nên các tập trầm tích ở dạng vỉa với không gian phân bố nhỏ, hạn chế. Từ đó, có thể thấy, các trầm tích hệ tầng Khôn Làng không có triển vọng chứa

4.3. HỆ TẦNG NÀ KHUẤT

Đá trong hệ tầng Nà Khuất chủ yếu là các cát kết á lithic, lithic và lithic felspat hạt mịn đến rất mịn có độ chọn lọc và mài tròn trung bình. Các hạt vụn thạch anh bị tắt làn sóng yếu, một số bị gặm mòn dạng eo vịnh, một số bị tái kết tinh tạo thành riềm mỏng bao quanh hạt (hình 4.6). Felspat bị thay thế từng phần đến hoàn toàn bởi sét và canxit; biotit bị uốn cong và clorit hóa rất mạnh.; tiếp xúc hạt dạng đường cong và răng cưa (hình 4.7). Các dấu hiệu đó cho thấy đá của hệ tầng đã bị biến đổi ở thời kỳ hậu sinh muộn đến biến sinh sớm làm giảm đáng kể tính chất colecto đá chứa. Xi măng gắn kết kiểu cơ sở, hàm lượng cao, thay đổi từ 26,8- 39,6% nên chất lượng colecto chỉ thuộc loại trung bình đến yếu. Trong các đá cát kết hạt mịn, hàm lượng xi măng canxit thứ sinh rất cao, đôi khi xi măng dạng khảm (hình 4.7). Cùng với canxit, tổ hợp xi măng sét illite/serixit lấp đầy gần như toàn bộ không gian rỗng giữa hạt làm cho khả năng chứa của đá gần như không còn (hình 4.8). Tất cả các mẫu được phân tích đều cho kết quả như nhau về độ rỗng.

Hình 4.6. Cát kết hệ tầng Nà Khuất: hạt vụn thạch anh (Q) bị gặm mòn, biotit bị uốn cong.

Hình 4.7. Xi măng canxit thứ sinh dạng khảm trong đá cát kết hệ tầng Nà Khuất.

Hình 4.8. Cát kết chọn lọc tốt nhưng không có không gian rỗng của hệ tầng Nà Khuất.

Các mẫu cát kết lấy ở hào và vết lộ của hệ tầng Nà Khuất có kích thước hạt lớn hơn các mẫu trong lỗ khoan. Tuy nhiên, mức độ biến đổi thứ sinh là tương tự. Hạt vụn thạch anh dạng đơn tinh thể bị tắt làn sóng mạnh, ngoài ra còn phát hiện ít thạch anh dạng đa tinh thể, rìa hạt bị gặm mòn và xuất hiện thạch anh tái sinh tạo thành riềm mỏng bao quanh (hình 4.9). Felspat bị sét hóa mạnh. Biotit hầu hết bị clorit hóa mạnh. Các mảnh đá phiến sét và serixit bị nén ép và uốn cong. Các hạt tiếp xúc với nhau dạng đường cong và răng cưa. Hệ số biến đổi thứ sinh (I) thay đổi trong khoảng từ 0,67- 0,8 cho thấy đá biến đổi thứ sinh ở giai đoạn hậu sinh đến biến sinh (chủ yếu là biến sinh).

Hình 4.9. Cát kết hệ tầng Nà Khuất biến đổi thứ sinh ở giai đoạn biến sinh, mẫu hào H33.

Các mẫu đá cát kết lấy trong hào và vết lộ có hàm lượng nền thấp hơn, thay đổi trong khoảng 14,2- 28,2%, phổ biến kiểu nền dạng lấp đầy (hình 4.9). Do đó, mặc dù đá đã bị biến đổi ở giai đoạn biến sinh nhưng vẫn còn không gian rỗng giữa hạt với một tỷ lệ nhỏ (1,6- 4,4%). Độ rỗng vi hang hốc chiếm tỷ lệ % tương đối lớn từ 1- 5%; độ rỗng này được hình thành do hòa tan các mảnh vụn kém bền vững trong quá trình thành đá và biến đổi hậu sinh (hình 4.10). Các đá cát kết của hệ tầng Nà Khuất ít bị phong hóa nên khả năng lỗ rỗng hình thành do quá trình này là rất thấp.

Hình 4.10. Độ rỗng nhìn (xanh) thấy trong cát kết hệ tầng Nà Khuất, gồm: lỗ rỗng giữa hạt (xanh, kích thước nhỏ), lỗ rỗng vi hang hốc (V) và lỗ rỗng trong hạt (mũi tên), mẫu hào H33.

Bảng 4.1. Mức độ biến đổi thứ sinh (BĐTS) của đá cát kết hệ tầng Nà Khuất

STT Mẫu Hệ số BĐTS (I) Mức độ BĐTS

H10 0.76 biến sinh 1

H28 0.80 biến sinh 2

H33 0.79 biến sinh 3

AC 43 0.71 hậu sinh 4

AC 54A 0.67 hậu sinh 5

Đá cát kết trong hệ tầng Nà Khuất chiếm khối lượng lớn trong bề dày mặt cắt của toàn hệ tầng. Đá có độ chọn lọc tốt, được hình thành trong môi trường biển nên không gian phân bố với quy mô lớn là những tiền đề thuận lợi đối với tầng chứa. Tuy nhiên, các đá ở đây đã trải qua giai đoạn biến sinh, đá đã bị biến đổi. Các mẫu hào và vết lộ cho thấy đá cát kết có khả năng chứa ở mức trung bình đến kém. Tuy nhiên, phân tích mẫu trong lỗ khoan LK11, đá lại có kích thước hạt mịn đến rất mịn, hàm lượng xi măng cao và phổ biến là xi măng canxit thứ sinh, đôi khi ở dạng khảm nên không có khả năng chứa.

4.4. HỆ TẦNG MẪU SƠN

Các đá cát kết bắt gặp trong hào và vết lộ cũng đã bị biến đổi hậu sinh từ giai

đoạn hậu sinh đến biến sinh.

Các mẫu đá cát kết trong các lỗ khoan thường có kiểu nền cơ sở với hàm lượng nền rất cao, từ 27,4- 38,2%, trung bình là 30,9%; phổ biến là xi măng canxit và khoáng vật sét làm cho đá gần như không có không gian rỗng giữa hạt, giá trị độ rỗng cao nhất chỉ đạt 2,4%.

Trong khi đó, xi măng trong các mẫu đá lấy trong hào và vết lộ lại có kiểu nền lấp đầy, hàm lượng xi măng thấp, chỉ từ 13,3- 24,8%, trung bình là 17,5%, và không thấy xuất hiện xi măng canxit thứ sinh. Chính vì vậy, độ rỗng giữa hạt trong các mẫu cát kết đạt từ 2,6%- 4,0%. Ngoài ra, còn có lỗ rỗng thứ sinh dạng hang hốc và trong hạt (4,2- 7,0%) do hòa tan các khoáng vật kém bền vững. Điều này có thể được lý giải là do các đá thuộc hệ tầng Mẫu Sơn phân bố gần bề mặt nên thường có mức độ phong hóa rất mạnh, đá rất mềm bở. Đa số bị phủ bởi lớp vỏ phong hóa dày, thực vật phát triển.

Hình 4.11. Không gian rỗng trong cát kết hệ tầng Mẫu Sơn, mẫu H11. Lỗ rỗng giữa hạt (I), vi hang hốc (V) và vi khe nứt (mũi tên).

Ở sườn bắc núi Mẫu Sơn phát hiện các tập đá cát kết dày thuộc phần phân hệ tầng dưới, tuy nhiên, đá đã bị biến đổi hậu sinh mạnh, dạng quarzit. Các khu vực còn lại, các tập đá cát kết có chiều dày không đáng kể. Như vậy, các đá của hệ tầng Mẫu Sơn có tiềm năng chứa kém.

Bảng 4.2. Mức độ biến đổi thứ sinh (BĐTS) của đá cát kết hệ tầng Mẫu Sơn

STT Mẫu Hệ số BĐTS (I) Mức độ BĐTS

1 AC 55 0.72 Hậu sinh

2 AC 68 0.75 Hậu sinh

3 H02 0.83 Biến sinh

4 H11 0.77 Biến sinh

5 AC 9B 0.8 Biến sinh

6 LK 1 (56.2) 0.79 Biến sinh

7 LK 4 (59.0) 0.81 Biến sinh

4.5. HỆ TẦNG VĂN LÃNG

Đa số là cát kết hạt mịn đến trung có độ chọn lọc trung bình đến tốt, được hình thành trong môi trường đê cát ven bờ cộng sinh với tướng đầm lầy ven biển. Nền gắn kết kiểu lấp đầy và ít hơn là cơ sở, hàm lượng từ 14,8- 22,6%. Đá trong hệ tầng Văn Lãng có mức độ biến đổi thứ sinh thấp, hệ số biến đổi thứ sinh từ 0,55- 0,81. Các yếu tố trên cho thấy tiềm năng chứa của đá cát kết hệ tầng này có khả năng tốt hơn các hệ tầng cổ hơn. Tuy nhiên, các kết quả phân tích lỗ rỗng bằng lát mỏng thạch học lại cho thấy không gian rỗng không vượt quá 4,4%; trong khi đó, lỗ rỗng giữa hạt được xác định duy nhất tại mẫu hào H21, có giá trị 2,4%.

Bảng 4.3. Mức độ biến đổi thứ sinh (BĐTS) của đá cát kết hệ tầng Văn Lãng

STT Mẫu Hệ số BĐTS (I) Mức độ BĐTS

1 AC15B 0.55 Hậu sinh

2 AC46 0.61 Hậu sinh

3 AC47 0.63 Hậu sinh

4 AC18B 0.71 Hậu sinh

5 H18 0.71 Hậu sinh

6 H21 0.74 Hậu sinh

7 H17 0.81 Biến sinh

Hình 4.12. Không gian rỗng (màu xanh) thấp, gồm lỗ rỗng giữa hạt, lỗ rỗng vi hang hốc (V) và rất ít lỗ rỗng trong hạt.

4.6. HỆ TẦNG HÀ CỐI

Cát kết hạt mịn ở khu vực trung tâm võng An Châu có mức độ biến đổi thứ sinh rất cao (I= 0,86). Các hạt vụn thạch anh trong đá có dạng đơn tinh và đa tinh tắt làn sóng rất mạnh, rìa hạt bị gặm mòn dạng eo vịnh, tiếp xúc hạt dạng răng cưa và đường cong. Thạch anh kết tinh thành hạt nhỏ lấp đầy không gian rỗng. Đá có độ chọn lọc trung bình đến kém. Các yếu tố này khiến cho không gian rỗng giữa đá giảm đáng kể, không có khả năng chứa.

Hình 4.13. Cát kết hạt mịn hệ tầng Hà Cối chọn lọc trung bình – kém, biến đổi thứ sinh mạnh làm giảm đáng kể độ rỗng giữa hạt.

Tại khu vực lỗ khoan LK10 và LK12 (Đình Lập, Lạng Sơn) gặp phổ biến cát kết hạt mịn, bột kết và sét vôi. Đá cát kết có độ chọn lọc tốt, mức độ biến đổi thứ sinh thấp. Tuy nhiên, hàm lượng xi măng gắn kết khá cao (26,4- 26,8%) thuộc kiểu cơ sở với thành phần chủ yếu của xi măng là canxit thứ sinh (hình 4.14), tạo thành các mạch, lấp đầy không gian rỗng của đá. Vì vậy, chất lượng colecto thấp, độ rỗng dưới 1%.

thứ sinh

Hình 4.14. Cát kết hạt nhỏ hệ tầng Hà Cối xi măng canxit lấp đầy không gian rỗng giữa hạt làm cho đá không còn khả năng chứa.

Tại khu vực Quảng Hà (Quảng Ninh), các mẫu hào và vết lộ cho thấy đá của hệ tầng Hà Cối chỉ mới trải qua giai đoạn thành đá muộn đến hậu sinh sớm, hệ số biến đổi thứ sinh dao động trong khoảng 0,43- 0,78. (bảng 4.4)

Bảng 4.4. Mức độ biến đổi thứ sinh (BĐTS) của đá cát kết hệ tầng Hà Cối

STT Mẫu Hệ số BĐTS Mức độ BĐTS

1 AC 29B 0.68 Hậu sinh

2 AC 34 0.79 Biến sinh

3 AC 35 0.78 Biến sinh

4 AC 33A 0.47 Thành đá muộn

5 AC 40 0.46 Thành đá muộn

6 AC 56C 0.5 Thành đá muộn

7 AC 61 0.43 Thành đá muộn

8 H32 0,48 Thành đá muộn

Phân tích mẫu lấy tại hào H32 cho thấy các hạt vụn chủ yếu tiếp xúc dạng điểm và đường thẳng, ít đường cong và răng cưa, thạch anh tắt làn sóng yếu. Mẫu có độ chọn lọc tốt, mài tròn trung bình được hình thành trong môi trường đê cát, cồn cát

hoặc bãi triều. Xi măng gắn kết kiểu lấp đầy, hàm lượng 12,6% (hình 4.15). Tiềm năng chứa thuộc loại cao.

Hình 4.15. Cát kết chọn lọc tốt hệ tầng Hà Cối có độ rỗng giữa hạt rất cao.

4.7. HỆ TẦNG BẢN HANG

Trầm tích cát kết trong hệ tầng Bản Hang có thành phần đa khoáng, độ chọn lọc kém, với xi măng kiểu lấp đầy (15%) với thành phần chủ yếu là kaolinit, hydroxit sắt. Đá biến đổi thứ sinh ở mức hậu sinh muộn (I= 0,62). Các đá thuộc phần thấp của hệ tầng Bản Hang là cuội sạn xen cát kết màu nâu đỏ đến hồng nhạt đặc trưng cho môi trường lục địa. Phần trên là bột kết, cát kết nâu đỏ, xám tím chứa kết hạch vôi xen bột kết vôi hình thành trong môi trường biển nông. Do số lượng mẫu ít, lại không có kết quả phân tích độ rỗng nên chỉ có thể nhận định được rằng khả năng chứa của đá cát kết hệ tầng Bản Hang kém.

KẾT LUẬN

1. Địa tầng Mesozoi khu vực trung tâm trũng An Châu bao gồm 7 hệ tầng, bao gồm: 1) Hệ tầng Lạng Sơn (T1i ls); 2) Hệ tầng Khôn Làng (T2a kl); 3) Hệ tầng Nà Khuất (T2 nk); 4) Hệ tầng Mẫu Sơn (T3c ms); 5) Hệ tầng Văn Lãng (T3n-r vl); 6) Hệ tầng Hà Cối (J1-2 hc); 7) Hệ tầng Bản Hang (K bh).

2. Hệ tầng Lạng Sơn chủ yếu các đá lục nguyên hạt trung - mịn (cát kết lithic, bột kết), đá sét kết và đá vôi, cấu tạo xích ma tăng trưởng và phân lớp ngang song song hình thành trong môi trường châu thổ ngầm (a) và biển nông (am). Hệ tầng Khôn Làng có chứa các tập phun trào ryolit, trầm tích lục nguyên chủ yếu là cuội, sạn, cát kết đa khoáng chọn lọc kém, cấu tạo khối và phân lớp xiên chéo đồng hướng, hình thành trong môi trường lục địa, gần nguồn xâm thực (a). Hệ tầng Nà Khuất bao gồm các đá cát kết (hạt mịn đến rất mịn chọn lọc trung bình - tốt), bột, sét kết, sét vôi cấu tạo phân lớp ngang song song hình thành trong môi trường tiền châu thổ và biển ven bờ (a,am). Phân hệ tầng Mẫu Sơn dưới và giữa chủ yếu là trầm tích lục nguyên như cát, bột, sét kết với màu đặc trưng là tím gụ hình thành trong điều kiện khô nóng và oxi hóa mạnh của lục địa; phân hệ tầng trên chủ yếu là trầm tích hạt mịn chứa vôi sét, sét vôi hình thành trong môi trường tiền châu thổ và biển vũng vịnh (am,m). Hệ tầng Văn Lãng bao gồm các đá trầm tích từ thô đến mịn như: cuội sạn kết cấu tạo phân lớp xiên chéo lòng sông miền núi (a); cát, bột và sét kết màu đen giàu vật chất hữu cơ hình thành trong môi trường tiền châu thổ và đầm hồ, vũng vịnh ven biển (am,m). Hệ tầng Hà Cối bao gồm các đá sạn, cát và bột kết, ít sét kết. Môi trường thành tạo thay đổi từ lục địa (vùng Sơn Động, Cẩm Phả và Móng Cái) đến cửa sông và biển nông (vùng Tiên Yên, Quảng Hà và Đình Lập). Hệ tầng Bản Hang có phần thấp bao gồm cuội, sạn xen cát kết màu nâu đỏ đặc trưng cho môi trường lục địa, phần trên chủ yếu bột kết chứa kết hạch vôi xen bột kết vôi hình thành trong môi trường biển vũng vịnh.

3. Các hệ tầng Khôn Làng, Nà Khuất, Mẫu Sơn phổ biến trầm tích lục nguyên hạt thô đến trung như sạn, cát kết. Tuy nhiên, các đá đã bị biến đổi thứ sinh tương đối mạnh, thường ở giai đoạn hậu sinh muộn đến biến sinh, xi măng gắn kết phổ biến kiểu cơ sở với hàm lượng tương đối cao (trung bình trên 20%). Đặc biệt rất phổ biến xi măng canxit thứ sinh làm giảm khả năng chứa của đá, tiềm năng chứa thuộc loại kém đến rất kém.

Hệ tầng Văn Lãng có mức độ biển đổi thứ sinh thấp hơn. Cát kết hệ tầng Văn Lãng có độ hạt mịn đến trung, độ chọn lọc trung bình - tốt, khu vực trung tâm võng

hình thành trong môi trường đê cát ven bờ cộng sinh với tướng đầm lầy ven biển, nền gắn kết chủ yếu kiểu lấp đầy cho thấy tiềm năng chứa của cát kết hệ tầng này tương đối tốt. Tuy nhiên, các mẫu phân tích độ rỗng đều lấy ở rìa phía nam của võng An Châu. Do đó, để đánh giá toàn diện hơn khả năng chứa cần phân tích bổ sung độ rỗng của đá ở trung tâm võng An Châu.

Các đá cát kết của hệ tầng Hà Cối phân bố ở các khu vực Quảng Hà (Quảng Ninh), phía đông huyện Lộc Bình và Đình Lập (Lạng Sơn) có mức độ biến đổi thứ sinh thấp, phần lớn trong giai đoạn thành đá muộn và hậu sinh sớm, chọn lọc tốt, nền gắn kết phổ biến kiểu lấp đầy có tiềm năng chứa thuộc loại tốt. Các tập cát kết thuộc hệ tầng có tổng chiều dày khá lớn, khoảng trên 400m là những tầng chứa tiềm năng. Đồng thời kết quả khảo sát ban đầu theo các lộ trình địa chất cho thấy ở các khu vực này xuất hiện các nếp lồi có thể tạo các bẫy cấu tạo khá tốt.

4. Các kết quả nghiên cứu và nhận định nêu trên chủ yếu trên cơ sở khảo sát bằng các lộ trình và khoan máy nông (độ sâu <100m). Do đó, để có những nhận định chính xác và toàn diện hơn về tiềm năng dầu khí miền võng An Châu cần thi công thêm các lỗ khoan sâu và triển khai đo địa chấn trong thời gian tới