Luận án tiến sĩ Địa chất: Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc địa chất trũng Sông Hồng theo tài liệu địa vật lý để phục vụ điều tra tài nguyên than

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

LẠI MẠNH GIÀU NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT TRŨNG SÔNG HỒNG THEO TÀI LIỆU ĐỊA VẬT LÝ

PHỤC VỤ ĐIỀU TRA TÀI NGUYÊN THAN

LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT

Hà Nội - 2017

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

LẠI MẠNH GIÀU

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT

TRŨNG SÔNG HỒNG THEO TÀI LIỆU ĐỊA VẬT LÝ

PHỤC VỤ ĐIỀU TRA TÀI NGUYÊN THAN

Ngành: Kỹ thuật địa vật lý

Mã số: 62.52.05.02

LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

1. GS. VS. TSKH Phạm Khoản

2. PGS. TS. NGƯT Nguyễn Trọng Nga

Hà Nội - 2017

iii

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết

quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ

công trình nào khác.

Hà Nội, ngày tháng năm 2017

Lại Mạnh Giàu

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢN VẼ CỦA LUẬN ÁN .............................................................. VII DANH MỤC BẢNG BIỂU CỦA LUẬN ÁN ....................................................... IX MỞ ĐẦU ................................................................................................................... 1 CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT TRŨNG SÔNG HỒNG .... 7 THEO TÀI LIỆU ĐỊA CHẤT, ĐỊA VẬT LÝ ........................................................ 7 1.1. KHÁI QUÁT LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT, ĐỊA VẬT LÝ

TRŨNG SÔNG HỒNG ................................................................................. 7

1.1.1. Giai đoạn trước năm 1954 ........................................................................ 7

1.1.2. Giai đoạn sau năm 1954 ........................................................................... 8

1.2. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT ................................................................................ 13

1.2.1. Địa tầng .................................................................................................. 13

1.2.2. Kiến tạo .................................................................................................. 24

1.2.3. Khoáng sản ............................................................................................. 30

1.3. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA VẬT LÝ ............................................................................ 34

1.3.1. Đặc điểm địa điện, tellur và từ tellur ...................................................... 34

1.3.2. Đặc điểm trường trọng lực ..................................................................... 35

1.3.3. Đặc điểm trường sóng địa chấn và vận tốc truyền sóng ........................ 38

1.3.4. Đặc điểm một số trường địa vật lý theo tài liệu địa vật lý lỗ khoan ...... 41

1.3.5. Đặc điểm tham số vật lý một số đá và than ............................................ 42

1.4. ĐẶC ĐIỂM PHÂN BỐ TÀI NGUYÊN THAN THEO TÀI LIỆU ĐỊA

CHẤT ........................................................................................................... 45

1.4.1. Vùng tài nguyên 1 Khoái Châu - Tiền Hải ............................................. 45

1.4.2. Vùng tài nguyên 2 Quỳnh Phụ - Thái Thuỵ ........................................... 45

1.4.3. Vùng tài nguyên 3 Xuân Trường - Vũ Tiên ........................................... 45

1.5. MỘT SỐ TỒN TẠI........................................................................................ 46

1.5.1. Về nghiên cứu cấu trúc địa chất ............................................................. 47

1.5.2. Về nghiên cứu điều tra tài nguyên than .................................................. 47

CHƯƠNG 2: HỆ PHƯƠNG PHÁP ĐỊA VẬT LÝ NGHIÊN CỨU CẤU

TRÚC ĐỊA CHẤT TRŨNG SÔNG HỒNG PHỤC VỤ ĐIỀU TRA TÀI NGUYÊN THAN .................................................................. 48 2.1. HỆ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊA VẬT LÝ .................................................... 48

2.1.1. Hệ phương pháp địa vật lý đã sử dụng thăm dò dầu khí ........................ 48

2.1.2. Hệ phương pháp địa vật lý lựa chọn điều tra tài nguyên than ................ 49

2.2. PHƯƠNG PHÁP TRỌNG LỰC ................................................................... 51

2.2.1. Dị thường trọng lực ................................................................................ 51

2.2.2. Phương pháp xử lý trường dị thường trọng lực ...................................... 52

2.3. PHƯƠNG PHÁP TUYẾN ĐỊA CHẤN THẲNG ĐỨNG (VSP) ................. 53

2.3.2. Phương pháp xử lý tài liệu tuyến địa chấn thẳng đứng (VSP) ............... 54

2.4. PHƯƠNG PHÁP ĐỊA VẬT LÝ LỖ KHOAN .............................................. 55

2.4.1. Phương pháp điện trở ............................................................................. 56

2.4.2. Các phương pháp phóng xạ .................................................................... 57

2.4.3. Phương pháp xác định trạng thái kỹ thuật lỗ khoan ............................... 58

2.5. PHƯƠNG PHÁP ĐỊA CHẤN PHẢN XẠ .................................................... 59

2.5.1. Phương pháp kỹ thuật thu nổ địa chấn phản xạ ..................................... 59

2.5.2. Phương pháp xử lý tài liệu địa chấn phản xạ ......................................... 63

2.5.3. Minh giải địa chất tài liệu địa chấn phản xạ ........................................... 64

CHƯƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC, YẾU TỐ CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT

KHỐNG CHẾ TÀI NGUYÊN THAN VÀ KHOANH ĐỊNH CÁC TẬP ĐÁ CHỨA THAN TRŨNG SÔNG HỒNG THEO TÀI LIỆU ĐỊA VẬT LÝ .......................................................................................... 74 3.1. ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT TRŨNG SÔNG HỒNG THEO TÀI

LIỆU ĐỊA VẬT LÝ ..................................................................................... 74

3.1.1. Đặc điểm cấu trúc địa chất trũng Sông Hồng theo tài liệu trọng lực ..... 74

3.1.2. Sơ đồ đẳng sâu đáy trầm tích hệ tầng Tiên Hưng trũng Sông Hồng

theo tài liệu địa chấn phản xạ ................................................................ 99

3.2. ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT PHẦN ĐÔNG NAM DẢI NÂNG

KHOÁI CHÂU - TIỀN HẢI THEO TÀI LIỆU ĐỊA CHẤN PHẢN XẠ,

VSP VÀ ĐỊA VẬT LÝ LỖ KHOAN ........................................................ 102

3.2.1. Xử lý phân tích tài liệu địa chấn phản xạ ............................................. 102

3.2.2. Xác định ranh giới phản xạ .................................................................. 102

3.2.3. Khoanh định các tập địa chấn phản xạ ................................................. 105

3.2.4. Xác định tính liên tục của các ranh giới phản xạ ................................. 105

3.2.5. Xác định đứt gãy kiến tạo, đới dập vỡ ................................................. 106

3.2.6. Khoanh định các tập chứa than ............................................................ 107

3.3. CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT PHẦN ĐÔNG NAM DẢI NÂNG KHOÁI

CHÂU - TIỀN HẢI THEO TÀI LIỆU ĐỊA CHẤN PHẢN XẠ ............... 108

3.3.1. Cấu trúc địa chất phần đông nam dải nâng Khoái Châu - Tiền Hải

theo tài liệu địa chấn phản xạ 2D trên tuyến khảo sát ......................... 108

3.3.2. Cấu trúc địa chất phần đông nam dải nâng Khoái Châu - Tiền Hải

theo tài liệu địa chấn phản xạ 2D trên diện tích khảo sát .................... 112

3.4. KHOANH ĐỊNH CÁC TẬP ĐÁ CHỨA THAN VÀ KHÔNG CHỨA

THAN ......................................................................................................... 114

3.4.1. Khoanh định tập đá chứa than .............................................................. 114

3.4.2. Phân chia tập đá ít chứa than và không chứa than ............................... 115

KẾT LUẬN ............................................................................................................ 118 CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ .................................................................. 121 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 122

vii

DANH MỤC BẢN VẼ CỦA LUẬN ÁN

Hình 1.1. Vị trí vùng nghiên cứu ............................................................................... 8

Hình 1.2. Cột địa tầng tổng hợp khu vực trung tâm trũng Sông Hồng ................... 19

Hình 1.3. Bản đồ địa chất và cấu trúc trũng Sông Hồng ......................................... 29

Hình 1.4. Mặt cắt địa điện tuyến 3. Mô hình nghịch đảo 1D. Mỗi lớp có hai thành phần điện trở suất: thành phần EW (số viết lớn hơn), thành phần NS (số viết nhỏ hơn) ................................................................................ 35

Hình 1.5. Mặt cắt điện trở suất tuyến 3. Nghịch đảo 2D cả hai thành phần EW và NS 35

Hình 1.6. Bản đồ dị thường trọng lực Bughê trũng Sông Hồng theo Epstein N.N . 38

Hình 1.7. Sơ đồ vị trí tuyến địa chấn đã thực hiện trước năm 2012 ........................ 39

Hình 1.8. Một băng địa chấn thực địa thu được tại vùng trũng Sông Hồng ............ 40

Hình 1.9. Biểu đồ tổng hợp tham số mật độ ............................................................ 44

Hình 2.1. Kết quả xử lý tài liệu VSP lỗ khoan LK.90.SH ....................................... 55

Hình 2.2. Kết quả đo địa vật lý lỗ khoan ................................................................. 56

Hình 2.3. Sơ đồ bố trí nguồn nổ trong hố khoan ..................................................... 60

Hình 2.4. Hệ thống quan sát đuổi nhau ................................................................... 60

Hình 2.5. Thí dụ về sử dụng thuộc tính: hiển thị vận tốc lớp theo màu (Theo

Seiscom Limited 1971, 1972) .................................................................. 65

Hình 2.6. Một số thuộc tính địa chấn....................................................................... 66

Hình 2.7. Các thuộc tính về biên độ ........................................................................ 69

Hình 2.8. Mô hình xây dựng băng địa chấn tổng hợp ............................................. 72

Hình 2.9. Ví dụ băng địa chấn tổng hợp của lỗ khoan LK.90-SH .......................... 73

Hình 3.1. Mặt cắt trọng lực - địa chất tuyến 1 ......................................................... 77

Hình 3.2. Mặt cắt trọng lực - địa chất tuyến 8 ......................................................... 80

Hình 3.3. Sơ đồ hệ thống đứt gãy và dư Trend trường trọng lực ............................ 82

Hình 3.4. Sơ đồ dị thường trọng lực nâng lên 1000m và hệ thống đứt gãy ............ 83

Hình 3.5. Sơ đồ dị thường trọng lực nâng lên 3000m và hệ thống đứt gãy ............ 84

Hình 3.6. Sơ đồ dị thường trọng lực nâng lên 5000m và hệ thống đứt gãy ............ 85

Hình 3.7. Sơ đồ dị thường trọng lực nâng lên 7000m và hệ thống đứt gãy ............ 86

Hình 3.8. Sơ đồ dị thường trọng lực nâng lên 10.000m và hệ thống đứt gãy ......... 87

Hình 3.9. Sơ đồ đạo hàm đứng trường trọng lực ..................................................... 88

viii

Hình 3.10. Sơ đồ cấu trúc địa chất trũng Sông Hồng theo tài liệu địa vật lý............ 95

Hình 3.11. Sơ đồ đẳng sâu đáy trầm tích hệ tầng Tiên Hưng trũng Sông Hồng

theo tài liệu địa chấn .............................................................................. 101

Hình 3.12. Hình A, C là mặt cắt địa chấn 2D, hình B (chèn giữa) là kết quả đo VSP.

Các đường màu ký hiệu H1 đến H5 là các ranh giới phản xạ đã được định danh ............................................................................................... 104

Hình 3.13. (a) Mặt cắt địa chấn bình thường với dấu hiệu đới dập vỡ và đứt gãy không rõ ràng. (b) Mặt cắt địa chấn thuộc tính Envelope dấu hiệu đới dập vỡ và đứt gãy rõ ràng hơn so với tài liệu bình thường .................... 107

Hình 3.14 (a) Mặt cắt địa chấn bình thường với biên độ sóng không đồng đều. (b) Mặt cắt địa chấn thuộc tính pha tức thời thể hiện phân lớp liên tục hơn so với mặt cắt địa chân bình thường ...................................................... 105

Hình 3.15. (a) Mặt cắt địa chấn bình thường. (b) Mặt cắt địa chấn trở kháng âm

tương đối thể hiện tốt hơn tính liên tục của ranh giới. .......................... 106

Hình 3.16. (a) Mặt cắt địa chấn bình thường với biên độ sóng tương đối mạnh

nhưng không liên tục ở tập không chứa than. (b) Mặt cắt địa chấn thuộc tính năng lượng trung bình làm nổi bật các tập không chứa than với biên độ thấp, hình ảnh mờ nhạt, các tập có chứa than biên độ cao hơn hẳn và tương đối liên tục. ............................................................................. 107

Hình 3.17. Sơ đồ bố trí các tuyến địa chấn phản xạ 2D thuộc phần Đông nam dải

nâng Khoái Châu - Tiền Hải .................................................................. 109

Hình 3.18: Kết quả đo Carota tại lỗ khoan LK07.SH và lỗ khoan LK98.SH trên

tuyến T16, vùng Kiến Xương, tỉnh Thái Bình ....................................... 111

Hình 3.19. Kết quả xử lý minh giải tuyến T.12, vùng Kiến Xương, tỉnh Thái Bình .... 110

Hình 3.20. Sơ đồ cấu trúc địa chất phần Đông Nam đới nâng Khoái Châu-Tiền

Hải theo tài liệu địa chấn phản xạ .......................................................... 113

Hình 3.21. Kết quả xử lý minh giải tuyến T.16, vùng Tiền Hải, tỉnh Thái Bình .... 116

Hình 3.22. Kết quả xử lý minh giải tuyến TT-2-2, tuyến cắt qua các huyện Tiền

Hải, Kiến Xương và Đông Hưng, tỉnh Thái Bình ................................. 117

DANH MỤC BẢNG BIỂU CỦA LUẬN ÁN

Bảng 1.1 Đặc trưng vật lý của than và một số loại đá ở trũng Sông Hồng ............... 42

Bảng 2.1. Bảng tham số thu nổ địa chấn phản xạ 2D ............................................... 62

Bảng 3.1. Bảng thống kê đứt gãy địa chất theo tài liệu trọng lực ............................. 91

Bảng 3.2. Chiều sâu các vỉa than theo tài liệu địa vật lý tại lỗ khoan LK.90.SH ... 108

MỞ ĐẦU

Theo Quyết định số 1268/QĐ-MĐC ngày 28 tháng 10 năm 2013 của Hiệu

trưởng Trường Đại học Mỏ - Địa chất, NCS Lại Mạnh Giàu được giao đề tài luận án

“Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc địa chất trũng Sông Hồng theo tài liệu địa vật lý phục

vụ điều tra tài nguyên than”. Ngành: Kỹ thuật địa vật lý; mã số: 62520502. Tiểu ban

hướng dẫn: GS. TSKH Phạm Khoản - Hội khoa học kỹ thuật Địa vật lý - HDC; PGS.

TS Nguyễn Trọng Nga - Trường Đại học Mỏ - Địa chất - HDP.

1. Tính cấp thiết của đề tài

Thực hiện nghị quyết số 18 - NQ/TW ngày 25 tháng 10 năm 2007 của Bộ Chính

trị về “Định hướng chiến lược phát triển năng lượng quốc gia Việt Nam đến năm 2020

tầm nhìn đến năm 2050”, ngày 27 tháng 12 năm 2007 Thủ tướng Chính phủ ra quyết

định số 1855/QĐ- TTg về việc phê duyệt “Chiến lược phát triển năng lượng quốc gia

Việt Nam đến năm 2020 tầm nhìn đến năm 2050”, trong đó nêu rõ “tranh thủ các

nguồn vốn để thăm dò đánh giá trữ lượng và nghiên cứu khả năng khai thác vùng than

đồng bằng sông Hồng”. Theo đó, tại quyết định số 89/2008/QĐ- TTg ngày 07 tháng 7

năm 2008 về việc phê duyệt “Chiến lược của ngành Than Việt Nam đến năm 2015,

định hướng đến năm 2025” Thủ tướng Chính phủ đã chỉ đạo cụ thể “Đẩy mạnh các

hoạt động điều tra, thăm dò, đánh giá trữ lượng than nhằm chuẩn bị cơ sở tài nguyên

vững chắc cho sự phát triển ổn định, lâu dài của ngành” và “Phấn đấu đến năm 2010...

thăm dò tỷ mỉ một phần tài nguyên của bể than đồng bằng sông Hồng; đến năm 2015

thăm dò đánh giá xong phần tài nguyên bể than đồng bằng sông Hồng”.

Nhu cầu than ở Việt Nam từ nay đến năm 2025 tăng liên tục từ 93,8 ÷ 122,4 triệu

tấn đến 337,7 ÷ 429,5 triệu tấn trong khi tổng sản lượng khai thác của các mỏ vùng Đông

Bắc chỉ đạt 70 ÷ 75 triệu tấn vào năm 2020, trên 80 triệu tấn vào năm 2025.

Để khắc phục sự thiếu hụt này, năm 2010 Chính phủ và Bộ Tài nguyên Môi

trường đã chỉ đạo Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam lập đề án “Điều tra, đánh

giá tổng thể tài nguyên than phần đất liền bể Sông Hồng”.

Bể Sông Hồng hay vùng trũng Sông Hồng bao phủ diện tích 6 tỉnh phần đất liền

Nam Định, Hà Nam, Thái Bình, Hưng Yên, Hải Dương, Hải Phòng. Dưới chúng là bể

than nâu có triển vọng lớn nên việc điều tra tài nguyên than ở đây là cần thiết.

Ở trũng Sông Hồng than nằm sâu dưới lớp phủ dầy, vùng lại có cấu trúc địa

chất phức tạp nên để nâng cao chất lượng, hiệu quả, độ tin cậy việc điều tra đánh giá

tài nguyên than, ngoài các phương pháp địa chất cần thiết phải áp dụng hệ phương

pháp địa vật lý hợp lý nghiên cứu đặc điểm cấu trúc địa chất, yếu tố cấu trúc khống

chế tài nguyên than và dự báo các tập chứa than ở dưới sâu.

2. Mục tiêu của luận án

Mục tiêu của luận án là chính xác hóa đặc điểm cấu trúc địa chất trũng Sông

Hồng trên cơ sở xử lý, phân tích, luận giải địa chất tài liệu trọng lực, địa chấn phản xạ,

VSP, địa vật lý lỗ khoan, mẫu lõi khoan, từ đó phân chia đới cấu trúc địa chất khu vực

và địa phương, có cấu trúc khống chế tài nguyên than và tập chứa than; khoanh định

diện tích triển vọng cho thăm dò than trong giai đoạn tiếp theo.

3. Nội dung nghiên cứu của luận án

- Lựa chọn hệ phương pháp nghiên cứu địa vật lý hợp lý với kỹ thuật đo và

xử lý hiện đại phục vụ hiệu quả mục tiêu của luận án.

- Điều tra tổng thể đặc điểm cấu trúc địa chất và cấu trúc chứa than trũng Sông

Hồng đến đáy tầng chứa than trên cơ sở tổng hợp thu thập, xử lý, phân tích và minh

giải địa chất các tài liệu trọng lực, địa chấn phản xạ, VSP, địa vật lý lỗ khoan đã có

để nghiên cứu đặc điểm cấu trúc địa chất khu vực phục vụ điều tra tài nguyên than

trũng Sông Hồng.

- Thành lập sơ đồ đẳng sâu đáy hệ tầng Tiên Hưng trũng Sông Hồng theo tài liệu

trọng lực, địa chấn phản xạ 2D tỷ lệ 1:100.000 và hai mặt cắt địa chấn - địa chất.

- Trên cơ sở thu thập, xử ly, minh giải tài liệu địa chất phản xạ 2D, VSP và địa

vật lý lỗ khoan mới trên diện tích 782 km2 có triển vọng nhất thuộc tỉnh Thái Bình và

Hưng Yên và được giới hạn bởi đứt gãy Thái Bình, Vĩnh Ninh phục vụ đánh giá tiềm

năng tài nguyên than phần đông nam dải nâng Khoái Châu - Tiền Hải.

- Thành lập sơ đồ cấu trúc địa chất, gồm các yếu tố cấu trúc địa chất địa

phương, khoanh định các tập chứa than và không chứa than, mặt cắt địa chấn - địa

chất tỷ lệ 1: 10.000 theo tài liệu địa chấn phản xạ và địa vật lý lỗ khoan phần Đông

nam dải nâng Khoái Châu - Tiền Hải để chuyển cho thăm dò thử nghiệm.

4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu của luận án là các cấu trúc địa chất đới sụt trung tâm

vùng trũng Sông Hồng theo các tài liệu dị thường trọng lực, trường sóng địa chấn

phản xạ và địa vật lý lỗ khoan (địa chấn, điện, phóng xạ) và mối quan hệ giữa chúng

với đặc điểm cấu trúc địa chất có chứa than.

- Phạm vi nghiên cứu bao trùm trũng Sông Hồng được khống chế bởi hai đứt

gẫy phương Tây Bắc - Đông Nam là đứt gãy Sông Chảy và Sông Thái Bình và có

diện tích khoảng 2.765 km2 thuộc các tỉnh Hưng Yên, Nam Định, Hà Nam, Hải

Dương, Thái Bình và Hải Phòng (hình 1.1).

5. Cơ sở tài liệu của luận án

Luận án được thực hiện trên cơ sở tổng hợp các tài liệu địa chất, địa vật lý đã

có ở trũng Sông Hồng của Tổng cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam, Tập đoàn

Dầu khí quốc gia Việt Nam và các tài liệu do NCS trực tiếp tham gia thu thập, xử lý

phân tích và minh giải:

- Tài liệu trọng lực, địa chấn phản xạ và địa vật lý lỗ khoan đo vẽ từ những

năm 1960 đến nay ở tỷ lệ 1/50.000 đến 1/200.000.

- Tài liệu đo địa chấn phản xạ của Liên đoàn Vật lý Địa chất - Tổng cục Địa

chất và Khoáng sản Việt Nam với tổng số tuyến 200km, địa vật lý lỗ khoan (đo điện,

gamma tự nhiên, gamma mật độ ...) với tổng khối lượng 16.000m.

- Tài liệu địa chất và khoáng sản ở trũng Sông Hồng của Trung tâm Lưu trữ

Địa chất, Tổng cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam.

6. Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp địa chất: Thu thập, tổng hợp tài liệu địa chất làm cơ sở minh

giải tài liệu địa vật lý.

- Phương pháp mô hình tham số vật lý - địa chất nghiên cứu đặc điểm tham

số vật lý trầm tích và than, đặc điểm địa chất và trường địa vật lý để làm tiền đề cho

xử lý, phân tích và luận giải địa chất tài liệu địa vật lý phục vụ điều tra tài nguyên

than trũng Sông Hồng.

- Phương pháp địa vật lý: Lựa chọn hệ phương pháp địa vật lý trọng lực, địa

chấn phản xạ, VSP, địa vật lý lỗ khoan hợp lý để nghiên cứu đặc điểm cấu trúc địa

chất phục vụ điều tra tài nguyên than.

- Phương pháp toán lý gồm: lựa chọn và sử dụng các chương trình phân tích,

xử lý, luận giải địa chất tài liệu địa vật lý là những phương pháp hiện đại đang được

áp dụng trong điều tra cơ bản địa chất về khoáng sản của Tổng cục Địa chất và

Khoáng sản Việt Nam.

7. Các luận điểm bảo vệ

Luận điểm 1. Hệ phương pháp nghiên cứu địa vật lý được lựa chọn là hợp lý

và hiệu quả trong nghiên cứu đặc điểm cấu trúc địa chất phục vụ điều tra tài nguyên

than trũng Sông Hồng:

Phương pháp trọng lực nghiên cứu đứt gãy và cấu trúc địa chất khu vực trũng

Sông Hồng. Phương pháp địa chấn phản xạ, VSP, địa vật lý lỗ khoan và lỗ khoan nghiên

cứu đứt gãy, cấu trúc địa chất địa phương theo thuộc tính địa chấn, đặc điểm ranh giới

phản xạ và khoanh định tầng chứa than dải nâng Khoái Châu - Tiền Hải.

Luận điểm 2. Chính xác hóa vị trí đứt gãy, phân chia đới và dải cấu trúc địa

chất khu vực trũng Sông Hồng theo dấu hiệu trường dị thường trọng lực:

Đã khoanh định được 7 đứt gãy chính: đứt gãy Hưng Yên, Sông Chảy, Thái Bình,

Vĩnh Ninh, Sông Lô, Sông Thái Bình, Kiến Thụy, phân chia 3 đới cấu trúc đới là cấu

trúc nâng Đông Bắc, đới sụt Trung tâm, đới nâng Tây Nam và trong đới sụt trung tâm

chia thành 3 dải cấu trúc Khoái Châu - Tiền Hải, Quỳnh Phụ - Thái Thụy, Xuân Thủy -

Hưng Hà nằm giữa đứt gãy Sông Chảy, Sông Thái Bình khống chế tài nguyên than.

Luận điểm 3. Định vị, chính xác hóa các đứt gãy, cấu trúc địa chất địa phương

trong dải nâng Khoái Châu - Tiền Hải:

Các yêu tố cấu trúc vừa nêu được khoanh định theo thuộc tính biên độ tức thời,

đặc điểm VSP, địa chấn phản xạ, địa vật lý lỗ khoan, lỗ khoan và tập đá chứa than

theo tần số trung bình đến cao, biên độ lớn, độ liên tục cao và phản xạ song song của

trường sóng. Hai đứt gãy Vĩnh Ninh, Thái Bình và các cấu trúc địa chất nếp lồi Tiền

Hải, nếp lõm Kiến Xương - Tiền Hải, sụt Phượng Ngãi, nếp lồi Kiến Xương đều có

chứa tài nguyên than.

8. Những điểm mới có ý nghĩa khoa học

- Đã lựa chọn được hệ phương pháp địa vật lý hợp lý có hiệu quả trong nghiên

cứu đặc điểm cấu trúc địa chất phục vụ điều tra tài nguyên than gồm: trọng lực, địa chấn

phản xạ, VSP, địa vật lý lỗ khoan cho trũng Sông Hồng; địa chấn phản xạ, VSP, địa vật

lý lỗ khoan cho nghiên cứu chi tiết tập chứa than ở dải nâng Khoái Châu - Tiền Hải.

- Nghiên cứu, áp dụng có hiệu quả các phương pháp thu thập, xử lý và minh

giải tài liệu địa chấn phản xạ 2D phục vụ nghiên cứu chi tiết đối tượng than.

- Lần đầu tiên khoanh định chi tiết các yếu tố cấu trúc địa chất khống chế tài

nguyên than; xác định, phân chia và liên kết các tập chứa than dải nâng Khoái Châu

- Tiền Hải theo tài liệu địa chấn, địa vật lý lỗ khoan và khoan.

9. Ý nghĩa thực tiễn của luận án

- Chính xác hóa cấu trúc địa chất trũng Sông Hồng và giải nâng Khoái Châu -

Tiền Hải.

- Dải nâng Khoái Châu - Tiền Hải được xác định là dải triển vọng nhất về than

trong trũng Sông Hồng và có khả năng thăm dò khai thác ngay.

- Theo hướng ra phía biển đã xác định được 2 tập chứa than mới có giá trị công

nghiệp và làm tăng trữ lượng than trũng Sông Hồng.

- Hệ phương pháp địa vật lý nghiên cứu đặc điểm cấu trúc địa chất phục vụ điều

tra tài nguyên than ở dải nâng Khoái Châu - Tiền Hải có hiệu quả, gồm: địa chấn phản

xạ, VSP, địa vật lý lỗ khoan. Hệ phương pháp nghiên cứu, phương pháp xử lý, phân tích,

luận giải địa chất có thể áp dụng cho vùng với bối cảnh địa chất địa vật lý tương tự.

- Đã khoanh định được các cấu trúc khống chế tài nguyên than và các tập chứa

than trong hệ tầng Tiên Hưng thuộc đới sụt trung tâm trũng Sông Hồng.

10. Bố cục của luận án

Luận án được trình bày trong 110 trang khổ A4 không kể mở đầu kết luận,

gồm 3 chương:

Chương 1: Đặc điểm cấu trúc địa chất trũng Sông Hồng theo tài liệu địa chất,

địa vật lý.

Chương 2: Hệ phương pháp địa vật lý nghiên cứu cấu trúc địa chất trũng Sông

Hồng phục vụ điều tra tài nguyên than.

Chương 3: Đặc điểm cấu trúc, yếu tố cấu trúc địa chất khống chế tài nguyên

than và phân chia các tập đá chứa than trũng Sông Hồng theo tài liệu địa vật lý.

11. Nơi thực hiện luận án và lời cảm ơn

Luận án được thực hiện và hoàn thành tại bộ môn Địa vật lý, khoa Dầu khí, trường

Đại học Mỏ - Địa chất, Bộ Giáo dục và Đào tạo và Liên đoàn Vật lý Địa chất - Tổng cục

Địa chất và Khoáng sản Việt Nam - Bộ Tài nguyên và Môi trường dưới sự hướng dẫn

khoa học của GS.VS. TSKH Phạm Khoản và PGS.TS.NGƯT Nguyễn Trọng Nga.

NCS xin được bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến GS.VS.TSKH Phạm Khoản và

PGS.TS Nguyễn Trọng Nga đã tận tình giúp đỡ để NCS hoàn thành luận án của mình,

ngoài ra NCS còn nhận được sự quan tâm giúp đỡ của Bộ môn Địa vật lý, Trường

Đại học Mỏ - Địa chất, Tổng cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam, Liên đoàn Vật

lý Địa chất, Liên đoàn Intergeo, Viện Dầu khí Việt Nam - Tập đoàn Dầu khí Quốc

gia Việt Nam, các nhà khoa học, PGS. TS Phan Thiên Hương, GS.TS Tôn Thích Ái,

PGS.TS Trần Ngọc Toản, KS Lê Thanh Hải, TS Nguyễn Thế Hùng, ThS Nguyễn

Duy Bình, ThS Nguyễn Vân Sang, ThS Kiều Huỳnh Phương, ThS Nguyễn Thị Thu

Hằng, CN Phạm Trung Kiên, ThS. Nguyễn Văn Bình.

CHƯƠNG 1 ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT TRŨNG SÔNG HỒNG

THEO TÀI LIỆU ĐỊA CHẤT, ĐỊA VẬT LÝ

1.1. KHÁI QUÁT LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT, ĐỊA VẬT LÝ TRŨNG

SÔNG HỒNG

Lịch sử nghiên cứu địa chất trũng Sông Hồng được chia làm hai giai đoạn.

1.1.1. Giai đoạn trước năm 1954

Giai đoạn này nghiên cứu địa chất ở Việt Nam nói riêng và Đông Dương nói

chung gắn liền với hoạt động của các nhà địa chất Pháp.

Fromaget J; Jacob Ch; Dussanlt L. trong công trình tổng hợp địa chất của

mình đã nhận xét: ở các hố lõm địa phương vùng châu thổ Sông Hồng Bắc Kỳ

Việt Nam có thể có trầm tích lục địa và lục nguyên biển, chứa tàn tích thực vật

hoặc những lớp than nâu mỏng, tuổi tương ứng Neogen (?). Năm 1889 các nhà địa

chất Pháp đã tìm thấy vỉa than đầu tiên ở thị xã Yên Bái, rồi dần phát hiện nhiều

điểm than dọc Sông Hồng từ Lào Cai đến Phú Thọ.

Colani M (1917- 1920) khi nghiên cứu về thực vật đã xác định các phức hệ hoá

đá thực vật tìm thấy ở phía nam Việt Trì đến Phú Thọ có tuổi Miocen- Pliocen.

Năm 1922, tại Hội nghị địa chất Quốc tế lần thứ 17 trong báo cáo về địa chất

Đông Dương Fromaget J đã viết: trầm tích kỷ Thứ ba ở Bắc Việt Nam là những thành

phần hồ, sông và các phần lún chìm kiểu tam giác châu, có thể có tích tụ kiểu xen lẫn,

chu kỳ đầu tiên là sự thành tạo các trầm tích trẻ ở châu thổ Sông Hồng.

Khi phát hiện được các trầm tích Neogen ở Bạch Long Vĩ Saurin E (1942) cho

rằng: đây là phần tiếp tục của dải Neogen Yên Bái- Việt Trì chìm xuống qua miền

võng châu thổ Sông Hồng.

Tóm lại: Công tác nghiên cứu địa chất trước năm 1954 về vùng trũng Sông

Hồng còn rất ít ỏi, song những kết luận khi phân chia địa tầng xếp tuổi đất đá và các

phát hiện về các điểm lộ than nâu biến chất thấp trong Neogen cũng phần nào phản

ánh đặc điểm địa tầng vùng châu thổ Sông Hồng làm cơ sở cho các nghiên cứu sau

này, đặc biệt về tìm kiếm thăm dò than.

Hình 1.1.Vị trí vùng nghiên cứu

1.1.2. Giai đoạn sau năm 1954

Để phục vụ công cuộc xây dựng đất nước, ngành Địa chất Việt Nam được chú

ý đầu tư phát triển, công tác điều tra, thăm dò địa chất ở nhiều tỉ lệ được triển khai

nhằm đánh giá lại và phát hiện thêm các loại khoáng sản như: apatit, than, chì - kẽm,

thiếc…. Đồng bằng Sông Hồng cũng là đối tượng được quan tâm đầu tư sớm để

nghiên cứu tìm kiếm khoáng sản nhiên liệu.

Kitovani S.K (1959 - 1965) trong công trình “Địa chất và triển vọng dầu khí ở

Việt Nam” đã hệ thống lại toàn bộ các hệ tầng của vùng trũng Hà Nội và nhấn mạnh

đến khả năng chứa khoáng sản cháy ở vùng này.

Dovjicop A.E và nnk (1965) trong báo cáo lập bản đồ địa chất miền Bắc

Việt Nam 1/500.000 trên cơ sở cấu trúc riêng biệt của châu thổ Sông Hồng đã tách

riêng thành một cấu trúc gọi là đới Hà Nội. Đới Hà Nội chứa các trầm tích Neogen

- Đệ tứ, có chiều dày từ 1.000 - 1.500 m, gồm vật liệu lục nguyên chứa dầu mỏ và

than biến chất thấp.

Về phát hiện các tầng than

Năm 1961 Đoàn địa chất 36 khoan lỗ khoan số 1 ở xã Phùng Hưng- Khoái Châu

sâu 1.200 m đã phát hiện trong trầm tích Miocen có chứa 12 vỉa than nâu biến chất thấp

đạt giá trị công nghiệp. Từ đó đến nay, nhiều công trình nghiên cứu về đặc điểm địa chất

và khả năng chứa khoáng sản của miền võng Hà Nội tiếp tục được triển khai.

Về nghiên cứu cấu trúc

Năm 1965- 1969 Macsiutova V.N, Vedrisev V.A, Hồ Đắc Hoài, Tăng Mười,

Phan Thế Cầu (1965- 1969) bằng các phương pháp địa vật lý (điện, trọng lực, địa chấn)

đã vẽ được bản đồ cấu trúc địa chất các trầm tích Kainozoi ở miền võng Hà Nội đến

chiều sâu 3.000 m tỷ lệ 1: 200.000 với các đới cấu tạo được chia như sau:

+ Đới đông bắc gồm: Thuận Thành, Gia Lương, Thanh Miện, Hải Phòng.

+ Đới tây nam gồm: Nam Định, Phủ Lý, Sơn Tây.

+ Đới trung tâm gồm: Hà Nội, Khoái Châu, Tiền Hải, Đông Quan.

Từ năm 1969 đến năm 1978 Phan Thế Cầu, Vedrisev V.A, Toletov S.K (1969) và

đoàn địa vật lý 36D dùng tổ hợp các phương pháp thăm dò điện gồm: VES, thiết lập trường

Telua, từ Telua, điện trường nhân tạo (ĐNT) đã xác định bề dày đất phủ Kainozoi miền

võng Hà Nội dày tới 4.500 m.

Công tác khoan cấu tạo được bắt đầu từ năm 1962 chủ yếu tập trung ở vùng

trũng Hà Nội với chiều sâu các lỗ khoan từ 150- 1.200 m và khoan sâu bắt đầu từ

năm 1970 với lỗ khoan sâu nhất đạt 3.303 m (LK.100- Tiên Hưng) trong đó có những

lỗ khoan đã phát hiện được khí và than (LK.61- Tiền Hải C).

Kết quả khảo sát địa chất, địa vật lý, khoan trong giai đoạn này đã góp phần

làm rõ hơn bức tranh cấu trúc dưới lớp phủ Đệ tứ ở miền trũng Hà Nội, phát hiện

được các hệ thống đứt gãy sông Chảy, sông Lô, Vĩnh Ninh... Và các dải nâng, các

vùng sụt có bề dày trầm tích Đệ tam lớn hơn 3.000 m có triển vọng về khí và than

nâu... Góp phần định hướng cho các nghiên cứu tiếp theo.

Về nghiên cứu địa tầng

Glovenok V.K, Lê Văn Chân (1965- 1969) đã nghiên cứu tỉ mỉ đặc điểm thạch

học, tướng đá ở 14 lỗ khoan sâu và đã phân chia trầm tích Kainozoi thành 6 đơn vị

địa tầng theo thang địa phương là:

- Hệ Neogen- Thống Miocen (N1): hệ tầng Phan Lương (tương ứng Miocen

hạ- tích tụ lục địa); hệ tầng Phù Cừ (tương ứng Miocen trung- tích tụ biển nông); hệ

tầng Tiên Hưng (tương ứng Miocen thượng- tích tụ lục địa chứa than).

- Hệ Neogen- Thống Pliocen (N2): hệ tầng Vĩnh Bảo (tương ứng Pliocen- tích

tụ biển nông).

- Hệ Đệ tứ (Q): hệ tầng Hải Dương (tương ứng Pleitocen- tích tụ lục địa); hệ

tầng Kiến Xương (tương ứng Holocen- tích tụ biển nông).

Vũ Nhi, Phan Huy Quynh, Trịnh Dánh (1975) trên cơ sở nghiên cứu hoá đá

thực vật cho rằng hệ tầng Phan Lương có tuổi tương ứng với hệ tầng Tiên Hưng

(Miocen muộn).

Nguyễn Ngọc Cừ khi nghiên cứu lỗ khoan số 100 ở Tiên Hưng (sâu 3.303 m)

đã phát hiện phân vị địa tầng chuyển tiếp dưới hệ tầng Phù Cừ, tích tụ lục nguyên và

đặt tên là hệ tầng Phong Châu tương ứng Miocen hạ (N1).

Trên cơ sở nghiên cứu LK.104 (xã Đình Cao- Phù Cừ- Hưng Yên) tại chiều

sâu 3.500- 4.000 m gặp tầng sét kết màu đỏ bị ép nén mạnh (dày 100 m) nằm trên

mặt tầng cuội rắn chắc sáng màu (dày hơn 400 m) nằm không chỉnh hợp trên mặt bào

mòn của đá phun trào ryolit (T2l), Lê Văn Cự xếp tầng này vào điệp Đình Cao tuổi

Paleocen và sau đó khi nghiên cứu bào tử phấn hoa Nguyễn Địch Dỹ (1982) đã xếp

trầm tích này vào Oligocen và Eocen.

Đề án “Điều tra, đánh giá tổng thể tài nguyên than phần đất liền bể Sông Hồng”

chỉ có 20 mẫu đồng vị, trong đó 10 mẫu để xác định tuổi tuyệt đối cho than và 10

mẫu cho các đối tượng khác [36].

Về tìm kiếm, thăm dò than

Năm 1977, Tổng cục Địa chất đã giao nhiệm vụ cho Liên đoàn Địa chất 9 và

Đoàn 904 tiến hành tìm kiếm thăm dò than nâu khu Khoái Châu.

- Ngô Tất Chính [25] trong báo cáo “Kết quả thăm dò sơ bộ than khu Bình

Minh- Châu Giang- Hải Hưng” đã tính trữ lượng than ở đây đến cấp C1 với mạng

lưới công trình khoan 1.000x500 m. Tiếp sau đó năm 1987 trong báo cáo “Kết quả

tìm kiếm tỷ mỉ than khu Khoái Châu - Châu Giang - Hải Hưng”, ông đã tính trữ lượng

cấp C2 (với mạng lưới công trình khoan 2.000x2.000 m), riêng từ tuyến III đến tuyến

IV (mạng lưới 1.000x1.000 m) tính trữ lượng tính cấp C1 và trữ lượng toàn khu Khoái

Châu đến mức -1.100 m là: 1.651.951,3 ngàn tấn.

- Vũ Xuân Doanh [5], trong báo cáo thông tin triển vọng than miền võng Hà

Hội và “Báo cáo triển vọng chất lượng và trữ lượng than miền võng Hà Nội” cho rằng

miền võng Hà Nội: có diện tích chứa than đến 2.500 km2, với bề dày trầm tích trung

bình 2.100 m và chứa từ 30- 100 vỉa than; than được thành tạo và bảo tồn trong trầm

tích Miocen thượng, điệp Tiên Hưng.

- Vũ Xuân Doanh [5], tiếp đó trong báo cáo “Độ chứa than miền võng Hà Nội”

sau khi nghiên cứu chi tiết về trầm tích điệp Tiên Hưng đã phân chia thành 3 phụ

điệp chứa than và đánh giá về triển vọng than. Ông dự báo trong trầm tích điệp Tiên

Hưng chứa khoảng 210 tỷ tấn than biến chất thấp.

- Năm 1998, Tập đoàn Công nghiệp Than- Khoáng sản Việt Nam (TKV) đã

hợp tác với Tổ chức phát triển Công nghệ và Năng lượng mới Nhật Bản (NEDO) tiến

hành thăm dò tại khu vực đồng bằng Sông Hồng (1998- 2003) trên diện tích khoảng

932 km2. Công việc tiến hành chủ yếu là: lấy mẫu lõi lỗ khoan, quan trắc lỗ khoan

bằng phương pháp ĐVL (địa chấn phản xạ và địa chấn VSP); khoan 19 lỗ khoan chủ

yếu ở khu Bình Minh- Khoái Châu (11 lỗ). Theo kết quả khoan, tập thể tác giả đã xác

nhận trong các trầm tích Neogen vùng đồng bằng Sông Hồng, các vỉa than tồn tại từ

Khoái Châu kéo dài ra thềm lục địa Neogen vịnh Bắc Bộ và tầng Neogen từ bắc Khoái

Châu qua Hà Nội đến Đan Phượng không có than.

- Từ năm 1994 - 1997, Công ty Anzoil đã tiến hành: 3 đợt thu nổ địa chấn 2D với

2.214 km tuyến; xử lý lại 3.400 km tuyến địa chấn 2D được thu nổ ở giai đoạn trước

(1976- 1983) bằng việc xử lý công nghệ mới như dịch chuyển địa chấn và hiệu chỉnh

động nên kết quả thu được tốt hơn nhiều so với tài liệu cũ; minh giải toàn bộ tài liệu địa

chấn (kể cả thu nổ mới và xử lý lại), phân tích lại các lỗ khoan cũ (tài liệu ĐVL lỗ khoan

và mẫu). Kết quả đã chính xác hoá được cấu trúc miền võng Hà Nội đồng thời phân chia

được 3 đới triển vọng gắn liền với bẫy dầu khí cần tìm kiếm, thăm dò là: đới cấu tạo vòm

kèm đứt gãy xoay kéo Oligocen phân bố chủ yếu ở trũng Đông Quan; đới các cấu tạo

chôn vùi phân bố ở rìa đông bắc miền võng Hà Nội; đới cấu tạo nghịch đảo Miocen phân

bố ở trung tâm và đông nam miền võng Hà Nội (dải nâng Khoái Châu- Tiền Hải- Kiến

Xương trước đây) và đã tiến hành khoan ở đây 8 lỗ khoan.

- Tiếp đó Công ty dầu khí Maurel & Prom (Pháp) thay thế Anzoil tiếp tục nghiên

cứu tìm dầu khí ở miền võng Hà Nội và khoan 2 lỗ khoan ở Phù Cừ (sâu 2.000 m). Kết

quả ngoài việc phát hiện chính là dầu và khí còn chỉ ra rằng trầm tích Neogen đồng

bằng Sông Hồng chứa nhiều vỉa than có giá trị công nghiệp rất đáng được quan tâm

đầu tư đánh giá. Trên đất liền phần hoàn trả của Công ty trên, Công ty Đầu tư và Phát

triển dầu khí (PIDC) thực hiện tiếp thăm dò và đã khoan 3 lỗ khoan.

- Sau đó Công ty Dầu khí Sông Hồng (Tập đoàn PVN) cùng Arrow Energy thực

hiện hợp đồng thăm dò khai thác khí than lô MVHN- 01KT vùng Thái Bình đã thi công

giai đoạn I với 8 lỗ khoan với chiều sâu từ 405- 950 m. Các lỗ khoan đều gặp vỉa than ở

độ sâu -300 m trở xuống và gặp 4 vỉa than chất lượng tốt với bề dày từ 2 - 8m.

- Hiện nay, Tổng cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam đang thực hiện đề án

"Điều tra, đánh giá tổng thể tài nguyên than phần đất liền, bể Sông Hồng" với mục

tiêu điều tra, đánh giá tổng thể tài nguyên than bể than Sông Hồng và vùng phụ cận

đến đáy tầng chứa than làm cơ sở để lựa chọn các diện tích thăm dò tiếp theo. Dự báo

tổng tài nguyên cấp 333, 334a, 334b đạt 200 tỷ tấn, trong đó cấp 333 đạt 10 tỷ tấn.

Như vậy, các công trình điều tra địa chất- khoáng sản hiện cho thấy:

- Đã xác định được các cấu trúc lớn của móng trước Kainozoi, bước đầu đã

phân chia các hệ tầng trầm tích Kainozoi; khẳng định sự tồn tại của các vỉa than có

tài nguyên lớn, phân bố trong trầm tích Neogen ở độ sâu đến 4.000m.

- Ngoại trừ ở khu vực Khoái Châu, tỉnh Hưng Yên (diện tích 85 km2 đã được

đầu tư tương đối để làm rõ đặc điểm địa chất vùng mỏ than, chất lượng than và mức

độ đánh giá cũng chỉ ở mức tài nguyên), thì trên diện tích rộng lớn thuộc bể than

trũng Sông Hồng các số liệu về than mới ở bước phát hiện các tầng chứa than, tập

chứa than, chưa khoanh nối được bất cứ một vỉa than cụ thể nào. Những điều nêu trên

khẳng định rằng cho đến thời điểm hiện nay trên diện tích trũng Sông Hồng, nơi được

dự báo có chứa một tiềm năng lớn về than chưa có một công trình nghiên cứu địa

chất nào được triển khai với mục đích điều tra đánh giá tổng thể tài nguyên than với

hệ các phương pháp kỹ thuật được thiết kế khoa học và hợp lý.

1.2. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT

Phần này được tổng hợp qua tham khảo các tài liệu sau [3, 5, 17, 18, 20, 23,

24, 26, 29, 36].

1.2.1. Địa tầng

Diện tích điều tra thuộc phần phía tây bắc bể Sông Hồng, trên bề mặt chỉ lộ

các trầm tích Đệ tứ. Dưới lớp Đệ tứ là trầm tích Paleogen, Neogen có bề dày không

ổn định dao động từ vài chục mét đến vài trăm mét, có nơi đến hơn ba ngàn mét.

Các trầm tích Neogen là đối tượng chứa than nâu chủ yếu trong diện tích khu

vực nghiên cứu. Bởi vậy trong nội dung nghiên cứu sẽ đặc biệt chú trọng đến việc

phân chia chi tiết các thành tạo Neogen chứa than.

Trầm tích Kainozoi nằm không chỉnh hợp lên các thành tạo cổ hơn. Các thành

tạo trầm tích cổ chỉ lộ ra ở ven rìa võng Hà Nội: rìa tây, tây nam lộ đá biến chất trước

Cambri đới Sông Hồng, ít đá Carbonat tuổi Trias đới Ninh Bình; Rìa bắc, đông bắc lộ

đá tuổi Silur hệ tầng Tấn Mài trầm tích lục nguyên carbonat tuổi Devon, trầm tích lục

nguyên Mesozoi hệ tầng Hòn Gai, hệ tầng Hà Cối thuộc đới An Châu và Duyên Hải.

Việc phân chia địa tầng trầm tích Kainozoi ở đồng bằng Sông Hồng vẫn còn

có nhiều ý kiến khác nhau. Trong luận án, NCS dựa vào cách phân chia địa tầng của

Vũ Xuân Doanh [5] với góc độ nghiêng về địa tầng chứa than.

GIỚI KAINOZOI (KZ)

Hệ Paleogen (E)

Trong vùng nghiên cứu trầm tích Paleogen phát hiện được ở một số lỗ khoan:

lỗ khoan 104 tại xã Đình Cao- Phù Cừ- Hưng Yên, chiều sâu 2.544 - 3.860m nằm

không chỉnh hợp lên đá phun trào ryolit; lỗ khoan 81 tại thị trấn Thái Thụy- Thái Bình

cũng phát hiện được các trầm tích Paleogen nằm không chỉnh hợp lên đá vôi Devon

trung bậc Efenni- Giveti.

Dựa vào các mẫu bào tử Phấn hoa và thành phần thạch học tướng đá Phan Huy

Quynh đã xếp các trầm tích này vào Eocen- Oligocen thuộc hệ Paleogen. Các trầm tích

Paleogen phân bố hạn chế trong địa hào sâu và phủ bất chỉnh hợp lên trên đá cổ hơn.

Thống Eocen

Hệ tầng Phù Tiên (E2pt)

Khối lượng hệ tầng tương ứng với khối lượng trầm tích điệp Xuân Hòa, do

Phạm Hồng Quế [10] trong khi mô tả mặt cắt lỗ khoan 104 (Phù Tiên- Hưng Yên) ở

độ sâu từ 3.544 m- 3.860 m. Sau đó Đỗ Bạt, Phan Huy Quynh (1982) trong công trình

của mình đổi là điệp Phù Tiên và hệ tầng Phù Tiên (Lê Văn Cự, 1982).

Các trầm tích của hệ tầng gồm: cuội kết, sạn kết màu trắng đục ám khói, phớt

nâu gắn kết tốt, xi măng là sét silic và thuộc loại xi măng lấp đầy lỗ hổng; lớp mỏng

cát kết đa khoáng, hạt thô, hạt nhỏ màu xám sáng hoặc phớt hồng, phân lớp xiên định

hướng khá rõ, độ mài tròn và chọn lọc kém. Ngoài ra còn gặp lớp mỏng hoặc thấu

kính sét màu loang lổ chứa oxit sắt và sét vôi. Lớp cuội kết có bề dày từ vài mét đến

hàng trăm mét, cuội có thành phần là thạch anh ít silic và chọn lọc kém. Trong trầm

tích của hệ tầng chứa di tích thực vật, tuổi hoá thạch được xác định là Eocen (Nguyễn

Địch Dỹ, 1981; Phạm Văn Quang, 1998).

Các trầm tích của hệ tầng được thành tạo trong môi trường sườn tích- sông hồ.

Đó là các trầm tích lấp đầy các địa hào sụt lún nhanh, có diện phân bố hẹp.

Các trầm tích của hệ tầng nằm chỉnh hợp bên dưới với các trầm tích hệ tầng

Đình Cao và bất chỉnh hợp trên đá phun trào ryolit và đá vôi Devon trung.

Bề dày của hệ tầng từ 500- 600 m.

Thống Oligocen (E3)

Hệ tầng Đình Cao (E3 đc)

Tên hệ tầng được lấy tên xã Đình Cao, huyện Phù Tiên, tỉnh Hưng Yên nơi thi

công lỗ khoan 104. Mặt cắt chuẩn của hệ tầng được xác lập theo LK 104 ở độ sâu từ

3.544 - 3.860 m. Các thành tạo của hệ tầng phân bố chủ yếu ở huyện Thái Thụy, Tiền

Hải, tỉnh Thái Bình.

Các thành tạo trầm tích của tầng gồm: chủ yếu là cát kết màu xám trắng, xám sẫm

đôi chỗ phớt tím có chứa glauconit xen các lớp cuội kết dạng puding; sạn kết có độ lựa

chọn trung bình đến tốt với xi măng là carbonat, sét và oxit sắt; sét, bột kết màu xám xanh,

xám đen kẹp các lớp mỏng sét vôi, đôi chỗ có các thấu kính than chứa hóa thạch động

vật. Các lớp có bề dày từ vài chục centimet đến hàng chục mét, phân lớp nằm ngang.

Trong các thành tạo của hệ tầng đã thấy vết lá thực vật, bào tử Phấn hoa và

động vật nước ngọt. Nhờ đó, tuổi của hệ tầng được xác định là Oligocen.

Các trầm tích của hệ tầng thành tạo trong môi trường đầm hồ- aluvi có dòng

chảy nhỏ và nằm không chỉnh hợp trên hệ tầng Phù Tiên.

Tổng bề dày của hệ tầng từ 1.500 - 1.800 m.

Hệ Neogen (N)

Tính đến thời điểm hiện nay các công trình khoan sâu đã xác định khá rõ đặc

điểm trầm tích Neogen ở miền võng đồng bằng Sông Hồng nói chung và diện tích

vùng nghiên cứu nói riêng, đó là trầm tích lục nguyên gồm cát kết, bột kết, sét kết và

vỉa than nâu. Đá gắn kết yếu, mềm bở chứa hoá đá thực vật bảo tồn tốt, ít hoá đá động

vật. Các thành tạo Neogen gồm trầm tích lục địa và biển kéo dài từ 12- 13 triệu năm.

Trong diện tích nghiên cứu dựa vào đặc điểm thạch học và tập hợp hoá thạch

trầm tích Neogen gồm 2 thống Miocen (N1) và Pliocen (N2) phân bố: ở khu vực tây

và tây nam là trầm tích thuộc thống Miocen phần dưới; ở đông và đông bắc là trầm

tích Miocen phần cao; phía đông và đông nam ra đến vịnh Bắc Bộ chủ yếu là trầm

tích Pliocen.

Thống Miocen (N1)

1)

Phụ thống Miocen dưới (N1

1pch)

Hệ tầng Phong Châu (N1

Tên hệ tầng được lấy tên xã Phong Châu, huyện Đông Hưng, tỉnh Thái Bình

nơi bố trí lỗ khoan 100. Mặt cắt của hệ tầng được Paluxtovich B.M xác lập, mô tả

trên cơ sở các trầm tích ở độ sâu từ 1.820- 3.000 m trong lỗ khoan 100.

Trong diện tích nghiên cứu trầm tích hệ tầng phân bố kéo dài từ lỗ khoan 100

theo hướng đông, đông nam ra vịnh Bắc Bộ và chúng được thành tạo trong điều kiện

biển nông. Ở phía tây, tây nam vùng các trầm tích của hệ tầng lại thành tạo trong điều

kiện lục địa với diện phân bố rất hạn chế (khu vực huyện Lý Nhân, tỉnh Hà Nam; Hải

Hậu, tỉnh Nam Định).

Trầm tích biển nông gồm: cát kết độ hạt trung bình đến nhỏ, màu xám tro, lục

nhạt cấu tạo lớp tương đối dày từ vài chục đến hàng trăm mét phân lớp nằm ngang

hay sóng ngang liên tục. Độ chọn lọc, mài tròn tốt. Độ gắn kết trung bình đến chắc,

xen với các lớp cát kết dày là lớp bột kết mịn bề dày từ vài mét đến hàng chục mét.

Một số mẫu vi cổ sinh đã gặp di tích trùng lỗ: Globigerina, ostrocacia.

Trầm tích lục địa gồm: bột kết, sét kết, cát kết hạt từ nhỏ đến thô, các lớp mỏng

cuội, sạn kết có màu xám sáng, xám tro nhạt, xám sẫm và ngậm nhiều oxit sắt màu

nâu, độ chọn lọc, bào mòn và gắn kết kém. Đá cáo cấu tạo phân lớp ngang hoặc xiên

chéo không rõ ở bột kết, sét kết còn ở cát kết có phân lớp xiên chéo định hướng và

không định hướng. Các trầm tích trên thành tạo trong với sản phẩm là vật liệu của bồi

tích và lũ tích sông và các dòng chảy tạm thời.

Trên mặt phân lớp bột kết, sét kết bảo tồn phong phú di tích thực vật dưới dạng

mảnh vụn bao gồm loại hai lá mầm, một số mảnh vỏ động vật nước ngọt viviparus,

unio điển hình cho Miocen sớm.

Các thành tạo của hệ tầng nằm chỉnh hợp dưới thành tạo hệ tầng Phù Cừ và

nằm bất chỉnh hợp trên mặt bào mòn của tầng sét Oligocen (hệ tầng Đình Cao (E3đc)).

Bề dày hệ tầng Phong Châu từ 400- 1.400 m.

2)

Phụ thống Miocen giữa (N1

2pc)

Hệ tầng Phù Cừ (N1

Các thành tạo trầm tích hệ tầng Phù Cừ được Golovenok V.K và Lê Văn

Chân xác lập và mô tả lần đầu tại lỗ khoan số 2 ở độ sâu 960- 1.180 m trên cấu tạo

Phù Cừ miền võng Hà Nội. Tuy nhiên ở lỗ khoan trên không bắt gặp được phần đáy

của hệ tầng và chỉ khi nghiên cứu các lỗ khoan (LK) 100, LK.101, LK.102, LK.204

thì mặt cắt của hệ tầng mới được mô tả đầy đủ (Phan Huy Quynh, Đỗ Bạt, 1983 và

Lê Văn Cự, 1985).

Trong diện tích nghiên cứu các trầm tích của hệ tầng gặp hầu hết trong các lỗ

khoan dầu khí ở độ sâu dưới 1.500 m với đầy đủ ranh giới trên và dưới. Trên bản đồ

địa chất trước Đệ tứ các trầm tích của hệ tầng phân bố hạn chế ở phía tây bắc vùng,

khu vực thành phố Hưng Yên, tạo thành một dải hẹp nằm kẹp giữa đứt gãy sông Chảy

và đứt gãy Thái Bình.

Trầm tích của hệ tầng có nguồn gốc lục nguyên biển nông là chủ yếu, đôi nơi

có tích tụ lục địa ven biển và thành phần chủ yếu gồm: cát kết hạt trung đến nhỏ

chiếm hơn 80% xen kẹp bột kết. Đá có màu xám tro phớt lục đến lục nhạt, bột kết có

màu sẫm hơn. Lớp trầm tích khá dày với cấu tạo phân lớp ngang là chủ yếu, có khi

thấy phân lớp sóng phủ của đới sóng vỗ vịnh biển. Vật liệu trầm tích có độ chọn lọc

và bào tròn khá tốt, gắn kết trung bình, nơi nào có xi măng carbonat đá gắn kết chắc

hơn. Xi măng dạng lấp đầy lỗ hổng. Khoáng vật tạo đá chủ yếu là thạch anh, ít khoáng

vật màu và khoáng vật phụ canxit, sét, carbonat, granat.

Di tích cổ sinh thu được hầu hết thuộc loại nước mặn, nước lợ, một số bào tử

Phấn hoa thuộc loại dương xỉ nước lợ, đặc trưng cho Miocen giữa và cuối Miocen sớm.

Các thành tạo của hệ tầng thành tạo trong môi trường đồng bằng châu thổ xen

các pha biển, châu thổ ngập nước- tiền châu thổ và chúng chuyển tiếp từ từ lên trên

các thành tạo hệ tầng Tiên Hưng và nằm chỉnh hợp trên các thành tạo hệ tầng Phong

Châu. Bề dày của hệ tầng từ 1.500- 2.000 m.

3)

Phụ thống Miocen trên (N1

3th)

Hệ tầng Tiên Hưng (N1

Hệ tầng Tiên Hưng được Golovenok V.K và Lê Văn Chân xác lập và mô tả theo

mặt cắt chuẩn được mở ra từ độ sâu 250- 1.010 m ở LK.4 đặt tại thị trấn Tiên Hưng,

xã Thăng Long, huyện Đông Hưng, tỉnh Thái Bình. Các trầm tích của hệ tầng có mặt

hầu hết trong các lỗ khoan và mang dấu hiệu địa chất đặc trưng nhất cho trầm tích Đệ

tam ở miền võng Hà Nội nói chung và khu vực nghiên cứu nói riêng.

Các trầm tích của hệ tầng Tiên Hưng phân bố từ nam Việt Trì tới vịnh Bắc Bộ

bao gồm diện tích khống chế bởi đứt gãy Thái Bình và đứt gãy Vĩnh Ninh và chúng

được nâng lên do quá trình nghịch đảo kiến tạo vào Miocen giữa- muộn. Hệ tầng Tiên

Hưng chứa nhiều vỉa than nâu có giá trị công nghiệp là đối tượng nghiên cứu điều tra

đánh giá tài nguyên than của đồng bằng Sông Hồng.

Trầm tích của hệ tầng gồm: cuội kết, cát kết, bột kết, sét kết và vỉa than có tính chu

kỳ chúng được thành tạo trong các sông, đầm, hồ lục địa dưới dạng lũ tích, bồi tích tại chỗ.

Phân biệt với các địa tầng trên với nó bằng các trầm tích lục địa và chuyển tiếp chứa than.

Dựa vào đặc điểm thạch học, tướng đá và tập hoá thạch, hệ tầng Tiên Hưng

được chia làm 3 tập đặc trưng cho các giai đoạn thành tạo than sau:

Hệ tầng Tiên Hưng tập 1 (N1

3th1)

Nằm dưới cùng của hệ tầng chứa than. Trên bản đồ địa chất trước Đệ tứ tỉ lệ

1:200.000 các trầm tích của tập phân bố ở phía tây bắc nằm kẹp giữa đứt gãy Vĩnh

Ninh và Thái Bình và phía tây thị trấn Châu Giang huyện Khoái Châu, tỉnh Hưng

Yên. Trên bản đồ đẳng chiều sâu đáy của tập 1, các trầm tích tập 1 hệ tầng Tiên Hưng

phân bố ở độ sâu từ -400- 4.000 m, nông nhất ở khu vực huyện Khoái Châu và sâu

nhất ở khu vực huyện Quỳnh Phụ, huyện Thái Thuỵ, tỉnh Thái Bình.

Tập 1 được xác định chắc chắn theo nhiều lỗ khoan tìm kiếm thăm dò than và dầu

khí, trong đó xác định có chứa hơn 20 vỉa than với 5 vỉa có giá trị công nghiệp.

Thành phần thạch học của tập 1 chủ yếu là các vật liệu vụn cơ học, sét than

vật liệu tạo than của bồi tích hồ, sông, cửa sông, tam giác sông với vịnh biển và gồm:

cát kết hạt trung đến nhỏ, bột kết, sét kết và than biến chất thấp. Đá có màu xám tối,

xám đen đến xám nhạt cấu tạo lớp rõ, phân lớp đa dạng ngang liên tục hoặc gián đoạn

ở cát kết, bột kết tích tụ hồ, sét kết, than ở tích tụ đầm lầy. Tính phân lớp thể hiện phổ

biến là do chuyển thành phần độ hạt giữa thô sang mịn và ngược lại. Vật liệu trầm

tích có độ chọn lọc mài tròn kém, gắn kết trung bình với xi măng chủ yếu ở dạng lấp

đầy, ít dạng cơ sở. Kết hạch phong phú gồm: pyrit dạng mắt, siderit dạng đơn lẻ. Tỷ

lệ đá vụn so với đá sét và than từ 0.4- 0.9 (tb: > 0.6). Vật chất hữu cơ tồn tại dạng

phân tán có hàm lượng biến đổi từ 0.4- 0.7% (tb: < 0.5%). Hàm lượng Brom, Clo,

Natri, Magie trong nước vỉa từ 0.5- 21mg/l.

Hình 1.2. Cột địa tầng tổng hợp khu vực trung tâm trũng Sông Hồng

Trầm tích tập 1 hệ tầng Tiên Hưng thành tạo trong môi trường đồng bằng hoá

đầm lầy, đôi nơi là môi trường vũng vịnh nước ngọt. Đầm lầy phát triển ở phần ven

biển nước nông và bị ngập mặn.

Theo Phan Văn Quynh và Đỗ Bạt (1985) lớp cát kết rắn chắc màu xám chứa

các vết in lá thực vật gặp nhiều trong các lỗ khoan ở miền võng Hà Nội được coi là

dấu hiệu chuyển sang giai đoạn trầm tích lục địa sau hệ tầng Phù Cừ và đáy của lớp

cát này là ranh giới dưới của tập 1 hệ tầng Tiên Hưng.

Bề dày tập 250- 650m.

Hệ tầng Tiên Hưng tập 2 (N1

3th2)

Trong khu vực nghiên cứu, các trầm tích của tập 2 gặp nhiều trong mặt cắt lỗ

khoan tìm kiếm, thăm dò dầu khí ở khu vực huyện Phù Cừ, tỉnh Hưng Yên, khu vực

Tiên Hưng, huyện Đông Hưng, tỉnh Thái Bình ra đến vịnh Bắc Bộ. Theo bản đồ đẳng

chiều sâu đáy của tập 2 thì các trầm tích của tập 2 phân bố ở Khoái Châu, Thái Thuỵ,

Tiền Hải, Kiến Xương…Với độ sâu từ -200 m (khu vực Khoái Châu) đến -3.400 m

(ở đông nam khu vực Thái Thuỵ).

Trầm tích của tập 2 là các trầm tích lục địa chứa than rất ít có yếu tố chuyển

tiếp, không liên quan đến trầm tích biển với thành phần vật liệu tương đối phức tạp

xen kẽ nhau tạo nhịp khá rõ ràng và gồm: cát kết hạt thô đến mịn, bột kết, sét kết và

các vỉa than phân bố đồng đều trong cột địa tầng. Đá có màu xám sáng, xám tối, xám

đen phân lớp đa dạng, xiên thoải, song song định hướng, xiên chéo, phân lớp ngang,

sóng ngang liên tục hoặc gián đoạn. Độ chọn lọc trung bình đến kém, độ mài tròn

kém, gắn kết yếu. Xi măng chủ yếu là dạng lấp đầy ít gặp xi măng cơ sở. Thành phần

xi măng chủ yếu là: kaolinit, hydromica, hydroxit sắt ít vật chất hữu cơ. Kết hạch

siderit và pyrit có kích thước từ 5- 10 mm.

Trầm tích chứa than tập 2 hệ tầng Tiên Hưng được thành tạo trong điều kiện

lục địa thuộc dạng đồng bằng hoá đầm lầy, môi trường khử mạnh.

Tập 2 hệ tầng Tiên Hưng chứa nhiều vỉa than (15- 20 vỉa) và phân bố khá

đồng đều trong tập với hệ số chứa than khá cao từ 1- 10%. Trong các lớp cát kết hạt

thô của của tập 2 ở chiều sâu 1.000m ÷ hơn 2.000m có chứa dầu mỏ và khí

cacbuahydro nặng (Kiến Xương, Tiền Hải, tỉnh Thái Bình).

Bề dày tập từ 590- 1.870 m.

Hệ tầng Tiên Hưng tập 3 (N1

3th3)

Trong diện tích nghiên cứu các thành tạo trầm tích của tập phân bố trong khu

vực khống chế bởi đứt gãy sông Lô và đứt gãy Vĩnh Ninh kéo dài theo hướng nam ra

vịnh Bắc Bộ.

Mặt cắt của tập được xác định qua các lỗ khoan dầu khí. Ranh giới trên của tập

ở khoảng -200 đến -400 m và ranh giới dưới ở độ sâu -800 đến -1000 m.

Tập 3 hệ tầng Tiên Hưng gồm hai phần rõ rệt.

Phần dưới: các tích tụ bồi tích hồ, sông đầm lầy và đầm lầy tạo than gồm các

vật liệu cát kết từ thô đến mịn, bột kết, sét kết và than.

Phần trên: trầm tích hạt thô của lũ tích sông và dòng chảy tạm thời gồm cuội

kết, cát kết thô chứa cuội dạng lũ tích và thấu kính than.

Các đá của tập có màu loang lổ, trắng đục, trắng xám, xám sẫm, xám đen.

Thành phần đa khoáng, độ chọn lọc bào tròn kém. Đá có cấu tạo rõ ràng, phân lớp đa

dạng từ rõ đến không rõ. Độ gắn kết yếu đến bở rời. Xi măng gắn kết chủ yếu sét lẫn

vật chất hữu cơ thuộc kiểu lấp đầy và tiếp xúc, chiếm 30- 50% (trong cuội kết, sạn

kết) và 25- 30% (trong cát kết, sét kết). Các mảnh vụn có kiến trúc hạt với thành phần

chủ yếu là thạch anh, khoáng vật phụ gồm: granat, zircon, turmalin và epidot.

Trầm tích của tập 3 được hình thành trong điều kiện lục địa, chế độ đầm lầy cục

bộ. Vào cuối Miocen muộn bề mặt địa hình cổ trong phạm vi nghiên cứu diễn ra quá

trình đồng bằng hoá đầm lầy, vùng ứ đọng, tù hãm trên lục địa, tiếp đó do hoạt động

của sông, mưa lớn tạo lên dòng chảy mạnh làm thay đổi bề mặt đồng bằng hoá đầm lầy

thành đồng bằng lũ tích, bồi tích của sông và dòng tạm thời. Các trầm tích của tập 3

nằm bất chỉnh hợp dưới các trầm tích biển nông hệ tầng Vĩnh Bảo.

Tập 3 được xác định chắc chắn theo nhiều lỗ khoan tìm kiếm thăm dò than và

dầu khí. Tập 3 hệ tầng Tiên Hưng chứa 5 - 27 vỉa than có chiều dày thay đổi từ 0,1

- 5m, phổ biến ở mức 2- 3m.

Bề dày tập 250- 700 m.

Thống Pliocen

Hệ tầng Vĩnh Bảo (N2vb)

Tên của hệ tầng đặt theo tên huyện Vĩnh Bảo, thành phố Hải Phòng nơi mặt

cắt của hệ tầng mở ra trong LK.3 ở độ sâu 240- 510 m.

Trên bản đồ địa chất trước Đệ tứ thuộc phạm vi nghiên cứu của đề án, các trầm

tích của hệ tầng phân bố ở đông nam vùng thuộc các huyện: Hưng Hà, Quỳnh Phụ,

Vũ Thư, Thái Thuỵ, Kiến Xương và Tiền Hải, tỉnh Thái Bình; Xuân Trường, Giao

Thuỷ tỉnh Nam Định; Vĩnh Bảo thành phố Hải Phòng.

Các thành tạo của hệ tầng chủ yếu là trầm tích vũng vịnh biển nông gồm: cát

kết hạt nhỏ, bột kết mịn, xen những lớp mỏng sét kết màu xám tro, phớt lục có chỗ

xám nhạt. Cấu tạo lớp dày từ vài mét đến hàng chục mét. Phân lớp đơn điệu hầu như

nằm ngang hoặc sóng ngang.

Đá có độ gắn kết yếu bở rời, độ lựa chọn tốt, độ bào tròn trung bình. Xi măng

gắn kết chủ yếu là sét, một ít khoáng vật silic và thạch anh. Trầm tích của hệ tầng chủ

yếu là mảnh vụn, sét chiếm ít (20- 30%).

Trong trầm tích phát hiện phong phú các dạng hoá thạch trùng lỗ, di tích thực

vật dưới dạng bào tử phấn.

Các thành tạo của hệ tầng có sự thay đổi tướng đá: từ LK.3 trở vào đất liền

tính lục địa của trầm tích tăng lên và mang đặc điểm châu thổ chứa than (LK.2 Phù

Cừ). Ngược lại từ LK.3 trở ra biển trầm tích mang tính thềm lục địa rõ: cát bở rời

màu xám đến xám sẫm, hạt nhỏ đến vừa, đôi nơi hạt thô đến rất thô, độ chọn lọc trung

bình đến tốt, xen sét màu xám, xám xanh chứa mica nhiều pyrit và glauconit…

Các thành tạo của hệ tầng nằm phủ bất chỉnh hợp trên các trầm tích hệ tầng

Tiên Hưng và bị trầm tích Đệ tứ phủ bất chỉnh hợp lên trên.

Bề dày hệ tầng 200- 500 m.

Theo một số nhà địa chất thì than phân bố trong các hệ tầng Phù Cừ và Tiên

Hưng. Một số ý kiến khác cho rằng than chỉ có trong hệ tầng Tiên Hưng.

Hệ Đệ tứ (Q)

Thống Pleitocen (Q1)

1lc)

Phụ thống hạ, hệ tầng Lệ Chi (Q1

Các trầm tích của hệ tầng Lệ Chi không lộ ra trên mặt chỉ bắt gặp ở các lỗ

khoan (LK.1, LK.2, LK.3, LK.4, LK.5…) (bản vẽ số 1). Phân bố trong những hố sụt

kiến tạo, chúng phát triển chủ yếu ở vùng Vĩnh Bảo, dọc theo sông Thái Bình, sông

Văn Úc. Thành phần gồm chủ yếu gồm cát hạt trung đến thô, cuội, sạn xen bột sét

màu xám. Các trầm tích của hệ tầng nằm không chỉnh hợp trên trầm tích Neogen. Bề

dày từ 13 - 70m.

2-3hn)

Phụ thống trung - thượng, hệ tầng Hà Nội (Q1

Các trầm tích của hệ tầng Hà Nội không lộ ra trên mặt, chỉ bắt gặp ở những lỗ

khoan sâu (LK.1- HP; LK.2- HP; LK.3- HP…) bản vẽ số 1. Chúng phân bố trong

những hố sụt thường ở độ sâu -70m đến -90m. Thành phần thạch học của hệ tầng

gồm: cuội, sạn, cát lẫn bột sét màu xám sẫm.

Thành phần khoáng vật tạo đá chủ yếu là thạch anh, silic và sét.

Hoá đá hầu hết gặp sinh vật biển ven hồ nước nông thuộc đới hoạt động nước

triều mạnh, điển hình cho tích tụ biển nông Holocen. Bề dày từ 27- 43m.

3vp)

Phụ thống thượng, hệ tầng Vĩnh Phúc (Q1

Trong diện tích nghiên cứu, các trầm tích của hệ tầng Vĩnh Phúc không lộ ra

trên mặt chỉ bắt gặp lỗ khoan LK.34-TB (bản vẽ số 1). Thành phần chủ yếu gồm sét

bột, sét, bột cát màu sắc loang lổ. Hóa thạch hầu hết là sinh vật biển ven hồ nước

nông, điển hình cho tích tụ ven biển Pleistocen. Bề dày 23 - 25m.

Thống Holocen

1-2hh)

Phụ thống hạ - trung, hệ tầng Hải Hưng (Q2

Các trầm tích của hệ tầng phân bố ở phía tây bắc diện tích nghiên cứu. Thành

phần thạch học của hệ tầng gồm: sét, bột lẫn cát màu xám, bột sét màu vàng nhạt.

Hóa thạch hầu hết gặp sinh vật biển - đầm lầy, điển hình cho tích tụ biển - đầm lầy

Holocen ở nước ta. Bề dày 20- 25m.

3tb)

Phụ thống thượng, hệ tầng Thái Bình (Q2

Các trầm tích của hệ tầng phân bố rộng trong diện tích nghiên cứu. Đây là các

thành tạo trẻ nhất, gồm các trầm tích biển, hỗn hợp sông - biển. Thành phần gồm:

bột, sét, cát hạt vừa đến nhỏ, than bùn. Bề dày 1- 5m.

Tóm lại: Về địa tầng, các thành tạo kainozoi thuộc trũng Sông Hồng đã được

phân chia ra các phân vị địa tầng là có cở sở. Tuy nhiên việc phân chia này mới chỉ

tiến hành ở một số nơi nhất định chưa đại diện cho toàn diện tích nghiên cứu, chưa

đưa ra được sự biến đổi về không gian và thời gian trong phạm vi trũng Sông Hồng

nhất là theo hướng từ đất liền ra biển Đông.

1.2.2. Kiến tạo

Vùng nghiên cứu là một phần tây bắc bể Đệ Tam Sông Hồng rộng lớn, được

hình thành từ một địa hào dạng kéo toạc (pull-apart) có hướng tây bắc- đông nam và

bị khống chế hai cánh bằng các đứt gãy trượt bằng trái (hệ thống đứt gãy Sông Hồng

và đứt gãy Sông Lô). Trũng Sông Hồng được phát triển và bao gồm các thành tạo lớp

phủ Kainozoi phát triển trên nền đá móng đã kết cứng trước Kainozoi vốn chịu ảnh

hưởng mạnh mẽ của hoạt động tạo núi Indosini [37, 38, 16, 60]. Khởi đầu hoạt động

của đứt gãy này là do sự va chạm của mảng Ấn Độ và mảng Âu - Á vào thời kỳ Eocen

- Oligocen sớm [38, 50, 56, 57]. Hoạt động trượt bằng trái và kéo toạc chính là yếu

tố động lực chủ yếu tạo bể Sông Hồng [41, 45, 46, 57]. Trong giai đoạn Eocen -

Oligocen, quá trình sụt võng xảy ra mạnh mẽ đồng thời cùng với hoạt động tách giãn

(sync-rifting) phá hủy vỏ lục địa tạo thành cấu trúc địa hào nội lục được đặc trưng

bởi các trầm tích nguồn gốc sông, hồ và đầm lầy. Sau quá trình nghịch đảo kiến tạo

khu vực vào Miocen giữa - muộn [44, 47, 49, 51, 52], bể trầm tích tiếp tục sụt lún

cho đến ngày nay. Tuy nhiên, hoạt động sụt lún sau Miocen muộn chủ yếu xảy ra một

cách từ từ liên quan đến hoạt động hạ thấp dị thường địa nhiệt (thermal subsidence).

Có thể khái quát một số quan điểm kiến tạo khác nhau về quá trình hình thành trũng

Sông Hồng như sau:

Vùng trũng Sông Hồng có vị trí kiến tạo đặc biệt, liên quan đến các hoạt động

kiến tạo lớn diễn ra ở miền Bắc Việt Nam và các cấu trúc- kiến tạo trong nội bộ của vùng

đều chịu ảnh hưởng trực tiếp của các hoạt động địa chất đã xảy ra trong khu vực.

Trần Đức Lương [16], trên quan điểm tĩnh cho rằng lãnh thổ miền Bắc Việt

Nam là phần vỏ quả đất thuộc công trình uốn nếp Mesozoi sớm (Indosini). Miền võng

Hà Nội phân bố ở miền giáp ranh giữa hệ địa máng uốn nếp Cathaysia và hệ địa máng

uốn nếp Việt Nam với ranh giới phân chia là bể Sông Hồng.

Trần Văn Trị (2009), theo quan điểm động dựa trên tuổi hình thành vỏ lục địa

cho rằng miền trũng Hà Nội được phân bố trong địa khu liên hợp (Composite

Terraine) Việt- Trung cố kết vào Paleozoi sớm- giữa.

Bể Sông Hồng được các nhà địa chất Việt Nam nghiên cứu và nhất trí với quan

điểm của Tapponnier (1982) và Rangin (1995) về sự thúc trồi từ mảng Ấn Độ dẫn

đến chuyển động trượt bằng trái trong Đệ Tam của đứt gãy này và đến Miocen muộn

tạo ra bể căng dãn Sông Hồng.

Trần Tất Thắng và nnk (2000) đã phát triển quan điểm của Tapponnier R. kết hợp

với khái niệm về chuyển dịch theo thời gian làm cho khối Đông Dương có xu hướng xoay

thuận chiều kim đồng hồ và bể Sông Hồng được hình thành dạng căng trượt.

Mặc dù có nhiều ý kiến khác nhau về cơ chế và thời gian hinh thành trũng

Sông Hồng nói riêng và toàn bộ bể Sông Hồng nói chung nhưng tất cả các nhà khoa

học đều nhất trí rằng thuyết Địa Máng (thuyết Tĩnh) không còn phù hợp để giải thích

cho cơ chế hình thành và tiến hóa kiến tạo khu vực khống chế sự hình thành bể Sông

Hông. Thay vào đó, thuyết kiến tạo Mảng (thuyết động) với sự va chạm giữa hai

mảng thạch quyển Ấn Độ và Âu-Á là động lực chính hình thành nên đới trượt Sông

Hồng và trũng Sông Hồng liên quan. Trên cơ sở phân tích cấu trúc địa chất từ tài liệu

khảo sát địa chất, tài liệu địa chấn 2D và tài liệu từ, trọng lực có thể thấy vùng nghiên

cứu là một phần tây bắc bể Đệ Tam Sông Hồng, được hình thành từ một địa hào phát

triển theo phương tây bắc- đông nam và bị khống chế hai cánh bằng các đứt căng

thuận (transtensional) gồm hệ thống đứt gãy Sông Hồng và đứt gãy Sông Lô được

thiết lập bởi ba tầng và đới cấu trúc chính sau:

1.2.2.1. Phân tầng cấu trúc Trên cơ sở tổng hợp các tài liệu địa chất - địa vật lý, các bản đồ cấu tạo, đặc

điểm địa tầng, magma và hoạt động kiến tạo, vùng nghiên cứu có thể được chia thành

ba tầng cấu trúc chính: tầng cấu trúc dưới, tầng cấu trúc giữa và tầng cấu trúc trên.

- Tầng cấu trúc dưới: tầng cấu trúc dưới hay còn gọi tầng cấu trúc trước

Kainozoi, bao gồm toàn bộ các thành tạo móng trước Kainozoi, gồm các đá trầm tích,

biến chất và phun trào, tuổi Paleozoi, Carbon - Permi đến Mesozoi.

- Tầng cấu trúc giữa: tầng cấu trúc giữa nằm phủ bất chỉnh hợp lên tầng cấu

trúc dưới. Tầng này gồm các tầng trầm tích tuổi Eocen, Oligocen và Miocen, với bề

dầy trầm tích lên tới 4.000- 6.000 m, bao gồm các trầm tích hạt vụn, trầm tích có chứa

than. Dựa vào đặc điểm thành phần vật chất, môi trường trầm tích, quan hệ địa tầng,

tầng cấu trúc giữa được chia thành hai phụ tầng cấu trúc: phụ tầng cấu trúc dưới và

phụ tầng cấu trúc trên:

+ Phụ tầng cấu trúc dưới: phụ tầng cấu trúc dưới bao gồm các thành tạo từ

Eocen hệ tầng Phù Tiên đến Oligocen hệ tầng Đình Cao, thành phần gồm chủ yếu các

trầm tích vụn thô, tướng lũ tích, bồi tích ở phần dưới và chuyển tiếp lên trên là cát kết,

bột kết và sét kết tướng châu thổ và có thể cả tướng trầm tích ven bờ. Phụ tầng cấu trúc

này được giới hạn bởi hai mặt bất chỉnh hợp khu vực là mặt móng trước Kainozoi và

mặt nóc Oligocen, chúng phân bố chủ yếu ở các địa hào, bán địa hào, một số lỗ khoan

ở vùng rìa đã gặp móng mà không bắt gặp các trầm tích Eocen.

+ Phụ tầng cấu trúc trên: bao gồm các thành tạo Miocen của hệ tầng Phong

Châu, hệ tầng Phù Cừ và hệ tầng Tiên Hưng, chủ yếu là các trầm tích hạt vụn, trầm

tích chứa than. Phụ tầng cấu trúc này nằm phủ bất chỉnh hợp lên phụ tầng cấu trúc

dưới, được giới hạn bởi mặt bất chỉnh hợp nóc Oligocen và bất chỉnh hợp nóc Miocen.

Chúng bị các đứt gẫy phân cắt, dịch chuyển, hình thành các khối cấu trúc khác nhau.

- Tầng cấu trúc trên: phủ bất chỉnh hợp lên tầng cấu trúc dưới, gồm các thành

tạo Pliocen- Đệ tứ. Thành phần chủ yếu là trầm tích hạt vụn cát, bột, sét, có thế nằm

tương đối thoải, độ gắn kết yếu, hình thành chủ yếu trong môi trường biển.

1.2.2.2. Các dải cấu trúc Tham gia vào cấu trúc vùng sụt trung tâm gồm các dải cấu trúc sau:

- Dải sụt Xuân Trường - Vũ Tiên: được giới hạn bởi đứt gãy Sông Chảy ở phía

tây nam và đứt gãy Thái Bình ở phía đông bắc, hình thành trên một khu vực có móng

trước Kainozoi bị phân dị mạnh và hết sức phức tạp về thành phần đá và tuổi địa chất.

Bề dày trầm tích Kainozoi ở đây tương đối mỏng, thay đổi từ vài trăm mét đến nghìn

mét, nhưng cũng có những hố sâu đạt 3.000- 4.000m. Trong đới này bao gồm các đới

nâng sụt khác nhau, nằm gần như xen kẽ và chúng được khống chế bởi các đứt gãy

lớn với phương cấu trúc trùng với phương phát triển của đứt gãy.

- Dải nâng Khoái Châu - Tiền Hải: được giới hạn bởi hai đứt gãy chính là đứt

Thái Bình ở phía tây nam và đứt gãy nghịch Vĩnh Ninh ở phía đông bắc. Bề dày trầm

tích Kainozoi ở đới này rất lớn, chỗ sâu nhất đạt trên 7.000m bao gồm các thành tạo

từ Eocen đến Đệ tứ. Là khu vực bị nén mạnh do pha hoạt động kiến tạo xảy ra ở cuối

Miocen giữa, đầu Miocen muộn và kéo dài cho đến tận cuối Miocen muộn. Do tác

động của pha hoạt động nén ép này nên đã gây ra sự uốn nếp mạnh, để giải toả năng

lượng, hàng loạt đứt gãy nghịch được sinh ra, trong đó tiêu biểu nhất là đứt gãy Vĩnh

Ninh (tái hoạt động và trở thành đứt gãy nghịch), đồng thời hình thành hàng loạt cấu

tạo khối như: Bình Minh - Khoái Châu, Phù Cừ - Tiên Lữ, Kiến Xương - Tiền Hải;

Xuân Thủy - Nam Định.

- Dải sụt Quỳnh Phụ - Thái Thụy: được giới hạn bởi hai đứt gãy chính là đứt

gãy nghịch Vĩnh Ninh ở phía tây nam và đứt gãy Sông Lô ở phía đông bắc. Đây là

đới sụt lún sâu của trũng Sông Hồng và có xu hướng giảm dần về phía đông bắc. Bề

dày trầm tích Kainozoi ở đây đạt trên 5.500m ở chỗ sâu nhất và 3.000m ở phía rìa kề

đứt gãy. Trầm tích Kainozoi ở đây có mặt đầy đủ các thành tạo từ Paleogen đến Đệ

tứ, chúng bị chia cắt thành các khối bởi các hệ thống đứt gãy có phương khác nhau

như tây bắc- đông nam, đông bắc- tây nam và có cả các đứt gãy á vĩ tuyến. Trong khu

vực này đã phát hiện nhiều cấu tạo có triển vọng dầu khí.

1.2.2.3. Cấu trúc uốn nếp

Trong vùng trũng Sông Hồng có nhiều nếp uốn kích thước khác nhau. Dưới

đây là một số uốn nếp chính:

- Nếp lõm Quỳnh Phụ - Thái Thụy: nếp lõm này phân bố trong dải sụt Quỳnh

Phụ- Thái Thụy bao gồm những nếp lõm có kích thước khác nhau, trục có phương

tây bắc - đông nam. Đây là các nếp lõm tương đối cân xứng, kích thước lớn có góc

nếp uốn dao động từ 160- 170o phương mặt trục cắm về phía tây nam.

- Nếp lõm Phủ Cừ: phân bố trong dải nâng Khoái Châu - Tiền Hải. Đây là nếp

lõm cân xứng có góc nếp uốn dao động từ 160 - 170o, trục theo phương tây bắc - đông

nam, mặt trục cắm về phía tây nam.

- Nếp lõm Đông Hưng: phân bố trong dải nâng Khoái Châu - Tiền Hải. Đây là

nếp lõm cân xứng kích thước lớn có góc nếp uốn dao động từ 150 - 170o, trục theo

phương tây bắc - đông nam, mặt trục cắm về phía tây nam.

- Nếp lồi Tiền Hải: phân bố trong dải nâng Khoái Châu - Tiền Hải. Đây là nếp

lồi cân xứng kích thước lớn có góc nếp uốn dao động từ 150 - 160o, trục theo phương

tây bắc - đông nam, mặt trục cắm về phía tây nam.

- Nếp lõm Kiến Xương - Tiền Hải: phân bố trong dải nâng Khoái Châu - Tiền

Hải. Đây là nếp lõm tương đối cân xứng kích thước lớn có góc nếp uốn dao động từ

160 - 170o, trục theo phương tây bắc - đông nam, mặt trục cắm về phía tây nam.

+ Nếp lồi Kiến Xương: phân bố trong dải nâng Khoái Châu - Tiền Hải. Đây là

nếp lồi tương đối cân xứng kích thước lớn có góc nếp uốn dao động từ 150 - 160o,

trục theo phương tây bắc - đông nam, mặt trục cắm về phía tây nam.

+ Nếp lõm Vũ Tiên: phân bố trong dải cấu tạo Xuân trường. Đây là nếp lõm

tương đối cân xứng kích thước lớn có góc nếp uốn dao động từ 150 - 160o, trục theo

phương tây bắc - đông nam, mặt trục cắm về phía tây nam (hình 1.3).

1.2.2.4. Đứt gãy kiến tạo

Các đứt gãy trong vùng nghiên cứu khá phức tạp, sinh ra ở những giai đoạn

khác nhau, dựa vào phương kéo dài của các đứt gãy chia chúng thành hai hệ thống

sau (hình 1.3):

- Hệ thống đứt gãy có phương tây bắc- đông nam: đây là hệ thống đứt gãy

chính khống chế bình đồ cấu trúc vùng trũng Sông Hồng gồm các đứt gãy thuận trượt

bằng ngang Sông Hồng và sông Lô; đứt gãy nghịch Vĩnh Ninh, đứt gãy thuận Thái

Bình, đứt gãy sông Chảy… Các đứt gãy có góc cắm 70- 80o với biên độ dịch chuyển

100- 1.000 m, đới huỷ hoại trên 100 m.

- Hệ thống đứt gãy trên bắt đầu hoạt động sớm, sau đó tái hoạt động cho đến

cuối Miocen muộn thì ngừng hoạt động, chúng ảnh hưởng lớn đến sự hình thành cấu

trúc địa chất Kainozoi và tạo ra những khối nâng, khối sụt làm vùng trũng Sông Hồng

trở thành một địa hào lớn lấp đầy trầm tích Neogen dày chứa than.

- Hệ thống đứt gãy có phương đông bắc - tây nam: là các đứt gãy Đồng Văn -

Kẻ Sặt, Hưng Yên - Hải Dương… các đứt gãy này hoạt động tích cực trong giai đoạn

đồng tạo rift và là những đứt gãy thuận thuộc các pha căng giãn Eocen muộn-

Oligocen sớm và đầu Miocen sớm hoặc đứt gãy nghịch hay trượt bằng thuộc pha nén

ép Oligocen muộn và cuối Miocen sớm. Hệ thống đứt gãy này phân chia các khối

kiến trúc thành những khối nhỏ có dạng bậc thang, tụt dần về phía biển, làm gián

đoạn hoặc dịch chuyển hệ thống đứt gãy phương tây bắc- đông nam. Biên độ dịch

chuyển của các đứt gãy này không lớn: từ vài mét đến vài chục mét. Trong phạm vi

nghiên cứu thuộc hệ thống đứt gãy này điển hình.

Hình 1.3. Bản đồ địa chất và cấu trúc trũng Sông Hồng

Ngoài ra còn gặp các đứt gãy phương á vĩ tuyến chúng có có quy mô không

lớn và chỉ làm tăng thêm sự phức tạp của cấu trúc bể than đồng bằng Sông Hồng.

Về kiến tạo, vùng nghiên cứu nói riêng và bể Sông Hồng nói chung có lịch sử

phát triển địa chất phức tạp với nhiều pha căng giãn, nén ép, nghịch đảo kiến tạo nâng

lên- hạ xuống, bào mòn- cắt xén, uốn võng, kèm theo sự thăng giáng của mực nước

biển. Vì vậy, theo không gian và thời gian, cấu trúc địa chất và môi trường trầm đọng

không đồng nhất từ đất liền ra biển, từ móng trước Đệ tam đến trầm tích hiện đại.

Cấu trúc- kiến tạo vùng trũng Sông Hồng đã được nhiều nhà địa chất trong và

ngoài nước quan tâm nghiên cứu. Việc phân chia cấu trúc - kiến tạo trong vùng ra các

đới cấu trúc với ranh giới là các đứt gãy sâu dựa trên tài liệu khảo sát thực tế, đặc biệt

là các kết quả đo địa chấn, trọng lực và khoan thăm dò là có cơ sở và có sự tin cậy.

Tuy nhiên, với mục đích điều tra, đánh giá tài nguyên than, việc phân chia chi tiết

trong nội bộ các đới, nghiên cứu các cấu trúc uốn nếp… vẫn cần được tiếp tục đầu tư

nghiên cứu.

1.2.3. Khoáng sản

Tính đến thời điểm hiện nay, từ kết quả của các công trình nghiên cứu địa chất,

thăm dò dầu khí cho thấy trong cấu trúc vùng trũng Sông Hồng nói chung và diện

tích nghiên cứu nói riêng có mặt các khoáng sản sau: khí đốt, than nâu, than bùn,

nước khoáng- nước nóng và các loại khoáng sản VLXD như cát, sét… Trong đó khí

đốt, than nâu, nước nóng- nước khoáng là loại hình khoáng sản có quy mô và giá trị

lớn đã và đang được quan tâm đầu tư điều tra đánh giá, thăm dò khai thác sử dụng

trong nền kinh tế quốc dân.

1.2.3.1. Khoáng sản nhiên liệu

Khoáng sản chính có giá trị trong vùng là than nâu và khí đốt, trong đó than

nâu có tiềm năng lớn nhất.

1.2.3.1.1. Than nâu

Than nâu được phát hiện chủ yếu trong khi tìm kiếm, thăm dò dầu khí ở vùng

trũng Hà Nội do Tổng cục Địa chất trước đây và Tập đoàn Dầu khí quốc gia Việt

Nam sau này tiến hành. Nơi đầu tiên gặp than là lỗ khoan LK.1 (năm 1961), thuộc

huyện Khoái Châu, tỉnh Hưng Yên với 12 vỉa than.

Than vùng trũng Sông Hồng tập trung ở 3 khu vực chính, kéo dài phương Tây

bắc-Đông nam (còn gọi là vùng tài nguyên than), theo trình tự từ Tây nam lên Đông

bắc như sau:

- Khu vực Xuân Trường - Vũ Tiên, 446 km2. Tài nguyên dự báo: 4,743 tỷ tấn

(Vũ Xuân Doanh, 1986). Liên quan các thành tạo trầm tích chứa than hệ tầng Tiên

3th1) và tập 2 (N1

3th2).

Hưng tập 1 (N1

Liên đoàn 36 đã khoan 2 lỗ khoan và đã gặp từ 20 đến 58 lớp than.

- Khu vực Khoái Châu-Tiền Hải, diện tích 940 km2 (Khoái Châu; Phủ Cừ-

Tiên Lữ; Hưng Hà - Kiến Xương - Tiền Hải; Xuân Thủy). Tài nguyên dự báo 89,44

tỷ tấn (Vũ Xuân Doanh, 1986). Liên quan các thành tạo trầm tích chứa than hệ tầng

3th1), tập 2 (N1

3th2) và tập 3 (N1

3th3).

Tiên Hưng: tập 1 (N1

Đã có hơn 30 lỗ khoan dầu khí tại đây gặp than và đã gặp từ 11 đến 75 lớp than.

- Khu vực Quỳnh Phụ - Thái Thụy, diện tích 1379 km2 (Ân Thi; Quỳnh Phụ -

Thái Thụy; Vĩnh Bảo). Tài nguyên dự báo 105,3 tỷ tấn (Vũ Xuân Doanh, 1986) [27].

3th1), tập 2

Liên quan các thành tạo trầm tích chứa than hệ tầng Tiên Hưng tập 1 (N1

3th2) và tập 3 (N1

3th3).

(N1

Tại đây có 6 lỗ khoan dầu khí gặp than và đã gặp từ 2 đến 79 lớp than.

Kết quả phân tích hoá than cho thấy, than ở đây có độ tro thấp, chất bốc cao,

nhiệt lượng cao, tỷ lệ lưu huỳnh thấp và nhiệt độ nóng chảy của tro từ trung bình đến

cao. Than có nguồn gốc thực vật là chủ yếu và được xếp vào loại than biến chất thấp

(than nâu). Than có độ bền cao, khó nghiền mịn và khó bị oxi hoá, thuận lợi cho khai

thác và bảo quản. Than có thể sử dụng cho các ngành công nghiệp: xi măng, nhiên

liệu năng lượng, công nghiệp hoá học…

Độ sâu tồn tại than nông nhất là 115,3 m (vùng tài nguyên Khoái Châu) và sâu

nhất 3.504,5 m (khu vực Tiền Hải).

Chất lượng than

Chất lượng than ở miền võng Hà Nội được đánh giá (Trịnh Ích, 1977; Vũ Xuân

Doanh [28]) như sau:

- Đặc điểm vật lý- thạch học: than có độ gắn kết tốt so với đất đá ở vách và

trụ; để ngoài không khí thì dễ mất nước, vỡ vụn; thành phần hữu cơ của than gồm

chủ yếu nhóm vitrinit (85- 90%) từ thực vật bị keo hoá trong điều kiện đầm lầy.

- Tính chất hoá học, công nghệ của than: độ ẩm phân tích dao động rộng và

giảm theo chiều sâu; Độ tro khô (Ad) thuộc loại thấp; chất bốc khối cháy Vk thuộc

loại cao và giảm theo chiều sâu; nhiệt lượng khối cháy (Qk) thuộc loại trung bình và

tăng theo chiều sâu; tỷ trọng (d) trung bình là 1,38 g/cm3; thành phần các nguyên tố

tạo than Ctb là 72,29% tăng dần theo chiều sâu, Htb là 4,42% , Otb là 23,09% thuộc

loại cao, Ntb là 2%; nhiệt độ nóng chảy của than ở hệ tầng Tiên Hưng tập 1 là 1.5490C,

tập 2 là 1.4580C và tập 3 là 1.3960C thuộc loại có nhiệt độ nóng chảy cao sử dụng

làm than năng lượng rất tốt.

- Với đặc tính kỹ thuật và mức độ biến chất của than nêu trên thì khả năng sử

dụng than ở bể than trũng Sông Hồng trong công nghiệp là rất tốt, trong đó sử dụng

làm nguồn năng lượng cho nhà máy nhiệt điện là tốt nhất, ngoài ra than rất thuận lợi

cho công nghệ khí hoá than hay làm phối liệu luyện cốc.

1.2.3.1.2. Khí đốt

Khí đốt nói riêng và dầu khí nói chung đã được Tập đoàn Dầu khí quốc gia

Việt Nam và các Công ty nước ngoài tiến hành tìm kiếm, thăm dò đánh giá trữ lượng

và khai thác gồm:

1.2.3.1.2.1. Mỏ khí đốt Tiền Hải: thuộc địa phận huyện Tiền Hải, tỉnh Thái

Bình. Liên quan với khí đốt là các trầm tích chứa than thuộc hệ tầng Tiên Hưng 3th) với thành phần thạch học chủ yếu là cát kết xen bột kết và các vỉa than. Cấu (N1

tạo chứa khí ở Tiền Hải có dạng vòm với chiều dài khoảng 70 km, rộng 8 km. Khí

được hình thành dưới dạng túi và thấu kính nhỏ phân bố trong tập cát kết ở độ sâu 470- 1.200 m. Trữ lượng khí đốt khoảng 1,3 tỷ m3 và thuộc mỏ loại nhỏ.

1.2.3.1.2.2. Mỏ khí đốt sông Trà Lý: thuộc địa phận huyện Thái Thụy, tỉnh

Thái Bình. Mỏ được Công ty Anzoil phát hiện năm 1996 ở độ sâu 3.354,7 m có 2

vỉa khí trong tầng cát kết hệ tầng Đình Cao tuổi Oligocen phân bố trong cấu tạo

dạng vòm liên quan đến đứt gãy xoay chéo. Trữ lượng riêng ở vòm Bắc của mỏ đạt 3,77 tỷ m3 và thuộc mỏ loại nhỏ.

1.2.3.2. Nước khoáng-nước nóng

Trong diện tích nghiên cứu hiện nay đã ghi nhận mỏ nước khoáng nóng ở tỉnh

Thái Bình và Nam Định.

1.2.3.2.1. Mỏ nước khoáng nóng Duyên Hải

Mỏ này do UNICEP phát hiện (1994- 1995), thuộc xã Duyên Hải, huyện Hưng

Hà, tỉnh Thái Bình. Nước khoáng nóng phân bố trong diện tích với chiều dài khoảng

2.250 m, rộng trung bình 623 m. Nước tồn tại trong tầng cát, cuội, sỏi thạch anh có

độ chọn lọc tốt thuộc hệ tầng Hà Nội (Q12-3 hn), ở độ sâu 64 m.

Trong lỗ khoan gặp nước khoáng nóng ở nhiệt độ 43- 47ºC với lưu lượng

phổ biến 0,33- 0,61 l/s. Nước ở mỏ Duyên Hải là nước khoáng nóng, nhạt, tổng độ

khoáng hoá nhỏ, thuộc loại bicarbonat natri hoặc bicarbonat calci.

Nước khoáng nóng có nguồn gốc liên quan với đứt gãy sâu, có đặc điểm tương

tự với nước khoáng Tiền Hải, Kim Bôi, có khả năng chữa bệnh tốt.

1.2.3.2.2. Nước khoáng nóng Tiền Hải

Diện phân bố của mỏ thuộc xã Tây An và Tây Sơn, huyện Tiền Hải (rìa phía

đông thị trấn Tiền Hải), tỉnh Thái Bình. Nước thuộc hệ tầng Tiên Hưng (N31 th) gồm:

cát kết xen bột, sét kết, các vỉa than nâu dày 815 m (tại LK.61). Nước ở đây là nước có áp, lưu lượng thay đổi mạnh từ 2,1 m3/ngày đêm (LK.67) đến 288 m3/ngày đêm

(LK.54). Nước ở mỏ Tiền Hải thuộc loại nước bicarbonat natri- kali, có nguồn gốc

liên quan với đứt gãy sâu. Hiện nay mỏ này đang được khai thác ở độ sâu 530 m, ứng

với mức địa tầng của tập 3 hệ tầng Tiên Hưng.

1.2.3.2.3. Mỏ nước khoáng brom Giao Hồng

Diện phân bố của mỏ thuộc địa phận xã Giao Hồng và Giao Thuận, huyện

Giao Thuỷ, tỉnh Nam Định. Mỏ do Liên đoàn Địa chất 36 phát hiện năm 1979, tại các

LK.35, LK.34 và LK.1.

Nước phân bố dọc theo đứt gãy sâu có phương tây bắc- đông nam với chiều

dài khoảng 4.500 m, rộng khoảng 2.000 m. Đối tượng địa chất chứa nước là các thành 2-3hn), hệ tầng Vĩnh Bảo (N2vb) với tổng bề tạo cát, cuội, sỏi của hệ tầng Hà Nội (Q1

dày khoảng 400 m. Nước ở đây được xem là loại nước chứa brom.

1.2.3.3. Vật liệu xây dựng

Trong diện tích nghiên cứu chủ yếu là sét gạch ngói và phân bố rải rác ở huyện

Khoái Châu, tỉnh Hưng Yên; các huyện Hưng Hà, Đông Hưng, Kiến Xương, Vũ Thư,

tỉnh Thái Bình; các huyện Xuân Trường, Giao Thuỷ, tỉnh Nam Định.

Phần lớn các mỏ này do nhân dân địa phương phát hiện và khai thác sử dụng

1-2 hh).

làm gạch ngói, phần lớn nằm trong mặt cắt trầm tích sông thuộc hệ tầng Thái Bình

3 tb), chỉ có 1 mỏ thuộc mặt cắt trầm tích biển hệ tầng Hải Hưng (Q2

(Q2

Bề dày của các thân sét gạch ngói nhỏ hơn 1,5 m và đều nằm dưới lớp đất

trồng. Tuy quy mô phân bố của các mỏ khá rộng, nhưng việc khai thác sử dụng chúng

rất hạn chế vì đều nằm trong vùng canh tác lúa.

1.3. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA VẬT LÝ

1.3.1. Đặc điểm địa điện, tellur và từ tellur

Việc nghiên cứu cấu trúc và thành phần vật chất của các thành tạo trầm tích

Kainozoi nói chung và các thành tạo trầm tích chứa than nói riêng ở vùng trũng Hà

Nội bằng các phương pháp điện đã được Liên đoàn Địa chất 36 áp dụng bằng nhiều

phương pháp như: đo sâu điện một chiều đối xứng, đo sâu điện dòng xoay chiều, đo

từ tellua và tellua. Tuy nhiên các tài liệu đã được thực hiện từ những năm 60 của thế

kỷ trước, nên NCS chỉ thu thập được một số tài liệu đo đo sâu điện một chiều đối

xứng, từ tellur và tellur.

Tài liệu đo tellur và từ tellur giai đoạn trước đây (1964  1965) chỉ có giá trị

tham khảo. Kết quả đo telua cho thấy bức tranh biến đổi của trường Emax có đặc

điểm: giá trị Emax càng cao thì tại đó độ dày của các trầm tích Kainozoi mỏng (như

rìa phía bắc - tây bắc Emax đạt tới 200 - 300 đv, móng nâng lên, trầm tích Kainozoi

mỏng); ngược lại bề dày trầm tich Kainozoi càng lớn thì Emax càng giảm (như vùng

Đông Hưng, Tiền Hải giá trị Emax đạt 70 - 100 đv, móng bị nhấn chìm). Giai đoạn

gần đây, năm 2008, Viện địa chất thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam thực

hiện ba tuyến đo từ tellur. Tại mỗi điểm đo số liệu thu thập gồm: hai thành phần điện

và thành phần từ, có chất lượng tốt; Việc đúc kết và xử lý để đưa ra tập hợp đường

cong điện trở suất biểu kiến trên tuyến đo được thực hiện theo phần mềm hiện đại đi

kèm thiết bị đo (máy đo). Tài liệu có chất lượng cao, có giá trị sử dụng. Theo kết quả

đo sâu từ tellur các đứt gãy Hưng Yên, Sông Chảy, Vĩnh Ninh đã phân chia cấu trúc

trũng Sông Hồng thành các đới, khối riêng biệt (hình 1.4, 1.5).

Hình 1.4. Mặt cắt địa điện tuyến 3. Mô hình nghịch đảo 1D. Mỗi lớp có hai thành phần điện trở suất: thành phần EW (số viết lớn hơn), thành phần NS (số viết nhỏ hơn)

Hình 1.5. Mặt cắt điện trở suất tuyến 3. Nghịch đảo 2D cả hai thành phần EW và NS

Kết quả phân tích định lượng cho thấy bề dày của các thành tạo trầm tích chứa

than trong diện tích đo từ telua tồn tại trong khoảng 1000m (phía tây bắc) đến gần

4000m (phía đông nam), kết quả này đã được kiểm chứng qua kết quả khoan và các

dạng công tác nghiên cứu khác đã được tiến hành trong vùng.

Tài liệu địa điện trên diện tích nghiên cứu quá ít song kết quả đo từ tellur trên

3 tuyến cũng phản ánh cấu trúc địa chất chung, nhất là cấu trúc sâu đến mặt Moho

nên rất có ý nghĩa khoa học trong nghiên cứu vỏ trái đất, kết quả nghiên cứu khá phù

hợp với tài liệu trọng lực và địa chấn.

1.3.2. Đặc điểm trường trọng lực

Phần này được tổng hợp qua tham khảo các tài liệu sau [1, 6, 7, 10, 12, 13, 14,

19, 32, 33, 34, 35].

Trường dị thường trọng lực Bughe trong giới hạn vùng nghiên cứu có biên độ

khá lớn với giá trị là 36mGal, dao động từ 0 mGal (tại đầu nguồn sông Ninh Cơ:

20020’&106018’) đến -36 mGal (tại Đông nam Sông Luộc và Đông bắc huyện Quỳnh Phụ: 20038’& 106024’30’’) (hình 1.6).

Phần Đông bắc và Tây nam, đường đẳng trị của trường có đặc điểm là dạng

dải song song kéo dài với gradient ngang lớn, ở phần trung tâm, đường đẳng trị uốn

khúc tạo thành nhiều dị thường địa phương đơn lẻ được khép kín bằng một hoặc hai

đường đẳng trị, nối tiếp nhau với phương trục dị thường theo hướng chủ đạo là Tây

bắc - Đông nam. Dựa vào đặc điểm sự phát triển của đường đẳng trị, hình dáng và

diện phân bố dị thường có thể phân chia khu vực nghiên cứu thành ba cấu trúc trường

khác nhau:

- Cấu trúc trường dị thường ở phần Tây nam, thuộc địa phận Xuân Trường,

Tây nam Vũ Thư, Thanh Phú và Kim Động, trường dị thường có đặc điểm dạng dải

kéo dài, với biên độ dao động từ -10mGal (Bảo Khê - Hưng Yên) đến -20mGal (giới hạn vùng công tác: 20050’&105055’) và từ 0 mGal (Minh Hoa 20032’&106008’) đến

-10mGal ở Bảo Khê đến Xuân Thủy ra biển.

- Cấu trúc trường dị thường Trung tâm, ở trung tâm vùng nghiên cứu phân bố

trên diện tích khá lớn thuộc địa phận Thái Thụy, Quỳnh Phụ, Hưng Hà, Kiến Xương,

Tiền Hải tỉnh Thái Bình và Phù Tiên, Kim Thi tỉnh Hưng Yên, Ninh Giang, Thanh Miện

tỉnh Hải Dương trường dị thường có đặc điểm là uốn khúc hình thành nhiều dị thường

địa phương với kích thước và hình dạng cũng như cường độ giá trị trường khác nhau.

Cấu trúc trường trung tâm phát triển phân dị thành hai dải dị thường. Dải dị thường phía

Đông bắc nằm ở phần Tây nam Thái Thụy, phía Đông bắc Quỳnh Phụ và kéo dài từ Đông nam Ninh Thanh đến cửa Trà Lý ra biển Đông với diện tích khoảng 600km2 có

cường độ dao động từ -30 mGal đến -36 mGal, trong đó ở khu vực Văn Giang Tây bắc

Sông Luộc và ở Thụy Liên Tây bắc sông Trà Lý giá trị cường độ là -32 mGal, khu vực

Quỳnh Phụ Đông nam Sông Luộc giá trị cường độ là -34 mGal  -36mGal. Dải dị

thường phía Tây nam nằm ở Đông nam Khoái Châu, Phủ Cừ, Hưng Hà, Đông Quan, Kiến Xương, Tiền Hải đến cửa Ba Lạt ra Biển Đông với diện tích khoảng 700 km2 có

biên độ dao động từ -20mGal đến -30 mGal, trong đó phát triển nhiều dị thường địa

phương có kích thước hình dạng phức tạp: dị thường Nghĩa Dán (Đông bắc Kim Động)

có cường độ là -28mGal, dị thường Đình Cao (Phủ Cừ) có cường độ là -28mGal, dị

thường Hùng Dũng (Đông nam Sông Luộc) có cường độ là -22mGal, dị thường Đông

Mỹ (Đông bắc sông Trà Lý) có cường độ là -22mGal, dị thường Đồng Tân có cường

độ là -24mGal, dị thường Nam Cao (Kiến Xương) có cường độ là -26mGal và dị thường

Tiền Hải - cửa Ba Lạt có cường độ là -26  -28 mGal.

- Cấu trúc trường ở phần Đông bắc thuộc địa phận Thái Thụy - Vĩnh Bảo-

Hồng Hưng, trường dị thường có đặc điểm dạng dải kéo dài với giá trị dao động từ -

20 mGal đến -26 mGal phân bố trên diện tích không lớn.

Theo kết quả đo trọng lực 1:50.000 (trên diện tích 758 km2 vùng đông nam

Thái Bình và Phú Bình) cho thấy: các tham số trường trọng lực Bughe của hệ tầng

Tiên Hưng được phản ánh thông qua các đặc điểm vật chất trầm tích than thể hiện

bởi các yếu tố:

+ Thành tạo trầm tích của hệ tầng Tiên Hưng bị biến đổi yếu, đá phần lớn có

độ gắn kết trung bình đến yếu, mật độ của đá không cao, có giá trị thay đổi từ 1,7 g/cm3- 2,6 g/cm3. Than biến chất thấp thuộc loại nửa cứng và giòn (than nâu), có mật độ từ 1,2- 1,3 g/cm3. Nằm dưới hệ tầng Tiên Hưng (móng) là đất đá của các thành tạo

trầm tích có độ gắn kết và biến đổi mạnh hơn và có mật độ lớn hơn nhiều so với mật

độ của đất đá hệ tầng chứa than tạo nên sự khác biệt về mật độ có giá trị chênh lệch từ 0,5 g/cm3- 1,2 g/cm3. Điều này thể hiện rất rõ khi móng được nâng lên (các thành

tạo trầm tích phủ trên móng có bề dày mỏng) trường trọng lực Bughe có giá trị dương

tăng dần và ngược lại khi móng bị sụp lún sâu thì trường trọng lực Bughe có giá trị

giảm và âm với giá trị tuyệt đối lớn phản ảnh các thành tạo trầm tích chứa than bị

nhấn chìm sâu (bề dày các thành tạo trầm tích chứa than lớn).

+ Quá trình hoạt động kiến tạo ngoài những kết quả nâng lên, sụp xuống đối với các khối địa chất còn tạo nên sự biển đổi mạnh mẽ đất đá dọc các đứt gãy cùng với sự biển đổi thứ sinh đã tạo nên sự khác biệt về mật độ trong phạm vi phá huỷ của đứt gãy. Chính yếu tố này đã tạo cho trường trọng lực Bughe có gradien đạt giá trị lớn và trường biến đổi có dạng tuyến.

Như vậy, qua đặc điểm biến đổi của trường trọng lực Bughe có thể cho ta hình ảnh cấu trúc địa chất của các khối địa chất (khối nâng- nếp lồi, hoặc khối sụp- nếp lõm), các đứt gãy kiến tạo cũng như phản ánh khái quát bề dày của các thành tạo trầm tích chứa than trong diện tích nghiên cứu [15].

Hình 1.6. Bản đồ dị thường trọng lực Bughê trũng Sông Hồng theo Epstein N.N

1.3.3. Đặc điểm trường sóng địa chấn và vận tốc truyền sóng

Phần này được tổng hợp qua tham khảo các tài liệu sau [2, 11, 14, 27, 28, 30, 352].

1.3.3.1. Đặc điểm trường sóng địa chấn Trũng Sông Hồng đã được khảo sát địa chấn phản xạ từ những năm 60 của thế

kỷ trước và trên (hình 1.7) trình bày các tuyến có đến năm 2012. Đây là nơi có cấu

trúc địa chất phức tạp, kết quả nghiên cứu địa chấn đến nay cho thấy, trường sóng địa

chấn có đặc điểm:

* Vận tốc sóng thay đổi nhanh và lớn;

* Nhiễu phản xạ nhiều lần mạnh;

* Phân dị trở kháng âm học không lớn.

Hình 1.7. Sơ đồ vị trí tuyến địa chấn đã thực hiện trước năm 2012

Những đặc điểm trên đã gây khó khăn cho việc minh giải địa chất tài liệu địa

chấn phản xạ vì vậy khi xử lý tài liệu địa chấn để phục vụ công tác điều tra tài nguyên

than cần có quy trình xử lý hợp lý, phù hợp với đặc điểm phân bố của tài nguyên than.

Theo kết quả thăm dò địa chấn phản xạ trong diện tích nghiên cứu, cho thấy

đặc điểm chung mang tính phổ biến là các mặt cắt địa chấn trên diện tích nghiên cứu

có hai khoảng sóng mang những đặc điểm khác biệt:

- Từ mặt đất đến chiều sâu khoảng 300m đến 400m, các mặt phản xạ tương

đối nằm ngang, biên độ trung bình và tần số khá cao. Nó thể hiện các tập đất đá nằm

chỉnh hợp và không có hoạt động kiến tạo. Đáy của tập này là một mặt phản xạ rất

mạnh, trên mặt cắt địa chấn có thể nhìn thấy rất rõ sự bào mòn, cắt xén. Vận tốc lớp

của tập này thay đổi từ 1500m/s đến 2200m/s.

Hình 1.8. Một băng địa chấn thực địa thu được tại vùng trũng Sông Hồng - Từ chiều sâu khoảng 300m, 400m đến gần 3500m bức tranh sóng địa chấn

phản xạ hoàn toàn khác. Tại đây có thể thấy các mặt bất chỉnh hợp, trường sóng địa

chấn thay đổi với các tập địa chấn có biên độ mạnh yếu khác nhau, xuất hiện những

đới mất sóng do các hoạt động kiến tạo. Vận tốc lớp của tập này thay đổi từ 1800m/s

đến 2900m/s.

Trong khoảng bề dày chừng 3.000 m này khối địa chất đã chứa hàng trăm lớp

đá sét và than hoặc những dấu hiệu dầu mỏ, khí carbuahydro nặng trong những lớp

đá hạt vụn là những màn chắn rất thuận lợi để cho sóng lan truyền định hướng không

bị thấu qua và nhiễu sóng. Vì vậy, có thể cho rằng đó là những dãy sóng phản xạ của

những tập lớp đá sét mịn hoặc tập lớp chứa than.

1.3.3.2. Đặc điểm tham số vận tốc truyền sóng Kết quả tổng hợp tham số vận tốc truyền sóng địa chấn của một số loại đá phổ

biến trong mặt cắt ở trũng Sông Hồng do Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam thực

hiện như sau [4]:

- Cát kết hạt thô, gắn kết yếu có vận tốc truyền sóng (V) trung bình từ 1.000-

1.700 m/s;

- Sạn kết gắn kết yếu V trung bình xấp sỉ 2.000 m/s;

- Cát kết hạt nhỏ gắn kết yếu có V từ 2.000- 2.200 m/s;

- Bột kết, sét kết gắn kết trung bình V từ 3.000- 3.500 m/s;

- Bột kết gắn kết trung bình đến yếu V từ 4.000- 5.000 m/s;

- Sét kết quánh và gắn kết chắc V từ 2.800- 7.000 m/s.

- Than tuy có V chỉ dao động từ 1.400- 1.800 m/s, lượng thấu sóng rất ít, không

đáng kể và có cấu tạo đồng nhất hơn nhiều so với các đá hạt vụn và đá sét, do đó trên

băng sóng ghi được những chùm hoặc tập lớp sóng khá liên tục và mật độ sóng cao

hơn các đá khác.

Từ những dấu hiệu trên cho phép chúng ta rút ra những đặc điểm chính của

trường sóng địa chấn đã thu được trong thành tạo trầm tích và trầm tích chứa than

như sau:

- Trên mắt cắt địa chấn phản xạ trong khoảng chiều sâu từ > 300m đến gần

4.000 m đã thu được một hệ lớp mặt phản xạ định hướng khá liên tục tồn tại ở các độ

sâu khác nhau tương ứng với một hoặc tập hợp lớp vật chất ở chiều sâu ấy, đồng thời

các đồ thị sóng đã phản ánh khá rõ nét cấu tạo và phân lớp khá rõ ràng của các lớp

vật chất đó.

- Các hệ lớp mặt phản xạ mang cùng một dấu hiệu sóng cùng một giá trị tốc

độ sóng đã cho phép ta liên hệ rộng và định ra được những lớp vật chất giống nhau

phân bố ở những diện tích khác nhau.

- Những mặt phản xạ mạnh trên băng hình hầu hết là mặt phản xạ của các lớp

hoặc tập hợp lớp đá sét và than hoặc thưa thớt hơn là những lớp đá cát kết chứa dấu

hiệu dầu mỏ.

1.3.4. Đặc điểm một số trường địa vật lý theo tài liệu địa vật lý lỗ khoan

Tài liệu đo địa vật lý lỗ khoan được tổng hợp qua các tài liệu [21, 39] trong đó

có cả phương pháp trọng lực [6, 7, 10, 12, 19, 32, 33, 34, 35], từ tellua.

Các đường cong carota đo điện trở, thế phân cực tự nhiên, gamma tự nhiên,

gamma-gamma (gamma mật độ) có đặc trưng biến đổi khác biệt khi qua các tập, lớp

than trong hệ tầng chứa than, đó là đặc trưng điện trở cao, thế phân cực tự nhiên giảm

hoặc âm, gamma tự nhiên thấp, đường ghi gamma - gamma có cực đại. Tài liệu đo

carota là tin cậy khi xác định sự tồn tại than dọc thành lỗ khoan.

1.3.5. Đặc điểm tham số vật lý một số đá và than

Đặc điểm tham số vật lý một số đá và than là cơ sở khoa học và thực tiễn để

lựa chọn hệ phương pháp nghiên cứu và luận giải địa chất tài liệu đo địa vật lý.

Đặc trưng tham số vật lý xạ, mật độ, điện trở suất của than và một số loại đá

phổ biến vây quanh than tại trũng Sông Hồng tổng hợp từ tài liệu phân tích và tài liệu

đo địa vật lý hố khoan như sau [42]:

Bảng1.1 Đặc trưng vật lý của than và một số loại đá ở trũng Sông Hồng

Tham số địa vật lý Đá

Điện trở suất TT Gamma tự nhiên

Than Mật độ (g/cm3) (CPS) (m)

1 Cát kết 2,1 ÷ 2,4 3 ÷ 6 50 ÷ 134

2 Bột kết 2,3 ÷ 2,46 2 ÷ 6 120 ÷ 145

3 Sét kết 2,2 ÷ 2,54 2 ÷ 3,6 110 ÷ 196

4 Than 1,2 ÷ 1,4 30 ÷ 65 2 ÷ 10

5 Sét than 1,8 ÷ 2,2 8 ÷ 15 40 ÷ 80

Từ bảng 1.1 ta thấy, tính chất vật lý của than (than nâu, sét than) phụ thuộc

nhiều vào độ chứa than của nó.

Phụ thuộc vào độ chứa than, than nâu có đặc điểm phổ biến:

- Điện trở suất tăng dần theo độ chứa than, tức là điện trở suất của than lớn

hơn sét than và lớn hơn nhiều các đá cát kết, bột kết, sét kết vây quanh.

- Mật độ và tốc độ truyền sóng địa chấn giảm dần theo độ chứa than, tức là mật

độ và tốc độ truyền sóng của than nhỏ hơn của sét than và nhỏ hơn nhiều đá vây quanh.

- Than nâu hầu như không có từ tính.

- Độ phóng xạ giảm dần theo độ chứa than, tức là độ phóng xạ của than nhỏ

hơn của sét than và nhỏ hơn nhiều đá vây quanh.

- Trường điện phân cực tự nhiên âm dần theo độ chứa than, tức là biên độ

phân cực tự nhiên của than lớn hơn sét than và lớn hơn nhiều các đá cát kết, bột kết,

sét kết vây quanh.

Với các thành tạo địa chất chứa than và không chứa than

Tổng hợp tính chất mật độ các thành tạo và phân vị địa chất có trong bồn trũng

Sông Hồng [4, 34] cho thấy có sự phân dị cao về mật độ giữa các thành tạo chứa than

và không chứa than.

Cụ thể, với thành phần chủ yếu là cuội, sạn, cát, bột sét, ... hệ Đệ tứ có mật độ trung bình là 2,00 g/cm3; Thành tạo gồm cát kết hạt nhỏ, bột kết mịn, sét kết... thuộc hệ tầng Vĩnh Bảo có mật độ trung bình bằng 2,43 g/cm3, chênh lệch với hệ Đệ tứ phủ trên là 0,43 g/cm3; Thành tạo đặc trưng gồm cát kết, bột kết, sét kết và than biến chất thấp thuộc hệ tầng Tiên Hưng có mật độ trung bình bằng 2,49 g/cm3, chênh lệch tăng

so với các thành tạo phủ trên thuộc hệ Đệ tứ và hệ tầng Vĩnh Bảo từ 0,06 đến 0,49 g/cm3; Thành tạo gồm cát kết, sạn kết, cuội kết,... thuộc thống Eocen, Oligocen và Miocen dưới, giữa có mật độ trung bình bằng 2,34 g/cm3, chênh lệch giảm so với thành tạo hệ tầng Tiên Hưng phủ trên là 0,15 g/cm3; Thành tạo lục nguyên cacbornat đá vôi,

đá phiến sericit, quarzit, phun trào bazan, ryolit trước Kainozoi thuộc giới Paleozoi trên

và Mesozoi gồm các hệ tầng Hòn Gai, Bắc Sơn. Bản Páp, Dưỡng Động,... có mật độ trung bình bằng 2,59 g/cm3, chênh lệch cao hơn thành tạo trầm tích trẻ phủ trên là 0,25 g/cm3. Thành tạo trầm tích biến chất cổ thuộc hệ tầng Kiến An, Thái Ninh của phức hệ

Sông Hồng có mật độ trung bình là 2,66  2,68 g/cm3, chênh lệch cao hơn so với thành

tạo Kainozoi phủ trên bằng 0,07  0,34 g/cm3. (Hình 1.9).

Hình 1.9. Biểu đồ tổng hợp tham số mật độ

1.4. ĐẶC ĐIỂM PHÂN BỐ TÀI NGUYÊN THAN THEO TÀI LIỆU ĐỊA CHẤT Trên cơ sở tài liệu của Vũ Xuân Doanh [5], Ngô Tất Chính [3] và các tài liệu tổng hợp về cấu trúc địa chất vùng trũng Sông Hồng, có thể phân chia thành các vùng tài nguyên than chính sau: 1.4.1. Vùng tài nguyên 1 Khoái Châu - Tiền Hải

3th2) và tập 3 (N1

3th1), tập 2 (N1

3th3)

Vùng có diện tích 1025,4 km2, gồm các khu vực Khoái Châu; Phủ Cừ-Tiên Lữ; Hưng Hà - Kiến Xương - Tiền Hải; Xuân Thủy. Các thành tạo trầm tích chứa than thuộc hệ tầng Tiên Hưng, gồm tập 1 (N1

Liên đoàn 36 đã khoan hơn 30 lỗ khoan và đã gặp từ 11 đến 75 lớp than. Tài

nguyên dự báo: 91.239 triệu tấn than (theo Vũ Xuân Doanh, 1986) [5]. 1.4.2. Vùng tài nguyên 2 Quỳnh Phụ - Thái Thuỵ

3th2) và tập 3 (N1

3th1), tập 2 (N1

Vùng có diện tích 1379 km2, gồm các diện tích Ân Thi; Quỳnh Phụ - Thái Thuỵ; Vĩnh Bảo. Các thành tạo trầm tích chứa than thuộc hệ tầng Tiên Hưng, gồm 3th3). tập 1 (N1

Liên đoàn 36 đã khoan 6 lỗ khoan (116, 200, 203, 204, 3, 82) và đã gặp từ 2 đến 79 lớp than. Tài nguyên dự báo: 105.287 triệu tấn than (theo Vũ Xuân Doanh, 1986) [53]. 1.4.3. Vùng tài nguyên 3 Xuân Trường - Vũ Tiên

Vùng có diện tích 446 km2, gồm các diện tích Xuân Trường, Vũ Tiên. Các thành

3th1), tập 2 (N1

3th2).

tạo trầm tích chứa than thuộc hệ tầng Tiên Hưng, gồm tập 1 (N1

Liên đoàn 36 đã khoan 2 lỗ khoan (41, 101) và đã gặp từ 20 đến 58 lớp than.

Tài nguyên dự báo: 4.743 triệu tấn than (theo Vũ Xuân Doanh, 1986) [5].

Tổng hợp phân tích các tài liệu địa chất hiện có liên quan đến khoáng sản than [18, 42] cho thấy một số nét chính chi phối đặc điểm phân bố tài nguyên than trũng Sông Hồng như sau:

1.4.3.1. Cấu trúc địa chất chứa than được khống chế bởi các hệ thống đứt gãy - Hệ thống đứt gãy phương tây bắc - đông nam: hệ thống này gồm đứt gãy sông Lô, đứt gãy sông Chảy và là hai đứt gẫy thuận, có góc dốc 75º- 80º; đứt gãy Vĩnh Ninh, đứt gãy Thái Bình nằm ở trung tâm vùng nghiên cứu là hai đứt gãy nghịch, có góc dốc 75º- 80º.

- Hệ thống đứt gãy phương đông bắc - tây nam: gồm 3 đứt gẫy rất sâu, sâu và nông cắt và làm dịch chuyển hệ thống đứt gãy phương tây bắc- đông nam, và cùng với hệ thống đứt gãy này chia cắt cấu trúc chứa than trũng Sông Hồng thành các khối dạng bậc thang có xu hướng sâu dần ra biển.

Trong các khối cấu trúc đó, các thành tạo chứa than bị biến dạng, hình thành các nếp lồi, nếp lõm thường có vòm rộng cánh thoải, góc dốc từ 5º- 10º và trục nếp uốn kéo dài theo phương tây bắc - đông nam.

1.4.3.2. Thành tạo địa chất chủ yếu chứa than là hệ tầng Tiên Hưng Qua nghiên cứu tổng hợp các công trình [3, 5, 17, 20, 26, 28, 29] đã xác định được thành tạo địa chất chính chứa than là hệ tầng Tiên Hưng. Đồng thời, bước đầu xác định được diện phân bố, hình thái, độ sâu phân bố than và chất lượng than cũng như hợp phần đi kèm than. Tuy vậy, toàn diện tích trũng Sông Hồng, mới chỉ riêng khu vực Khoái Châu (khoảng 85km2) đã khoanh nối được các vỉa than.

- Than có mặt chủ yếu trong các thành tạo hệ tầng Tiên Hưng, phân bố trên

diện tích khoảng 3.000 km2 và mặt cắt gồm 3 tập:

+ Tập 1: phân bố trên toàn bộ diện tích của bể than đồng bằng Sông Hồng, bề dày từ 249- 639 m (tb: 443 m), trong tập có khoảng 20 lớp than, các lớp độ chứa than từ 5- 12%.

+ Tập 2: phân bố trên toàn bộ diện tích của bể than đồng bằng Sông Hồng, bề dày thay đổi từ 593- 1.879 m (tb: 1.086m), trong tập có từ 20 đến 50 lớp than, độ chứa than từ 5- 10%.

+ Tập 3: tập này chỉ phân bố từ nam Đông Hưng tới vịnh Bắc Bộ, bề dày từ

240- 690 m (tb: 440 m), trong tập có từ 3 đến 27 lớp than, độ chứa than từ 6- 10%.

- Kết quả thu được từ các mẫu lõi lấy tại các lỗ khoan của Liên đoàn Địa chất

36 và Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam cho thấy:

+ Các lớp than có bề dày từ 1- 4m: chiếm khoảng 80%; + Các lớp than có bề dày 5- 5m: chiếm 7 - 10%; + Các lớp than có bề dày < 0,1m: chiếm 1 - 2%. Các lớp than có góc dốc thoải từ 50- 100. Tóm lại, trên diện tích 2.765 km2 điều tra tài nguyên than các công trình khoan sâu trong vùng trũng Sông Hồng tuy có tới 100 lỗ khoan gặp than nhưng chủ yếu là các lỗ khoan thăm dò dầu khí, tỷ lệ lấy mẫu chỉ khoảng 5- 7% trong tổng số mét khoan, còn phần lớn là khoan phá mẫu, nên tài liệu chi tiết về các đặc điểm, dấu hiệu địa chất, mô tả trực tiếp ở các tầng vật chất, hoặc lấy các loại mẫu để phân tích đánh giá và đặc biệt là phục vụ luận giải, liên kết khoáng sản than còn rất hạn chế. 1.5. MỘT SỐ TỒN TẠI

Ngoài những thành tựu đã đạt được về địa tầng, kiến tạo (cấu trúc địa chất, phân vùng cấu trúc địa chất, đứt gãy), khoáng sản cũng như phân chia các vùng tài nguyên than trũng Sông Hồng theo tài liệu địa chất, nhưng cho đến nay vẫn còn một

số tồn tại cần nghiên cứu để giải quyết nhiệm vụ điều tra tài nguyên than khu vực này theo tài liệu địa vật lý: 1.5.1. Về nghiên cứu cấu trúc địa chất

- Cấu trúc địa chất vùng trũng Sông Hồng đã được nhiều tác giả nghiên cứu, xây dựng qua các thời kỳ và với mục tiêu, nhiệm vụ cho dầu khí. Tuy nhiên việc thu thập và tổng hợp đầy đủ tài liệu địa chất, địa vật lý phục vụ nghiên cứu tài nguyên than trong toàn bộ diện tích trũng Sông Hồng là chưa có.

- Chưa xây dựng bản đồ cấu trúc địa chất tỷ lệ 1:200.000 trong vùng nghiên cứu và khoanh định các yếu tố cấu trúc khống chế tài nguyên than trên cơ sở thu thập đầy đủ tài liệu đo địa chấn phản xạ, trọng lực, đo địa vật lý lỗ khoan đã có để xử lý và minh giải chúng.

- Tài liệu trọng lực tỷ lệ 1:10.000 đến 1:500.000 trong toàn bộ diện tích vùng trũng Sông Hồng chưa có tác giả nào thu thập được đầy đủ để phục vụ xây dựng cấu trúc địa chất, phục vụ điều tra tài nguyên than. Việc kết hợp tài liệu địa chấn, tài liệu khoan và đo karota trong xử lý minh giải tài liệu trọng lực để nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc địa chất trũng Sông Hồng phục vụ điều tra tài nguyên than cũng chưa được thực hiện. 1.5.2. Về nghiên cứu điều tra tài nguyên than

- Hầu hết các lỗ khoan dầu khí đều không lấy mẫu lõi khoan hoặc chỉ lấy trong từng đoạn với tỷ lệ mẫu lõi khoan thấp. Do vậy, số lượng vỉa than xác định được cũng như chiều dày, vị trí độ sâu của chúng trong mặt cắt địa tầng chắc nhắn còn thiếu nhiều. Hơn nữa, hầu hết các vỉa than chỉ xác định độ sâu phân bố, bề dày qua xử lí tài liệu địa vật lý lỗ khoan.

- Chưa xây dựng được các mặt cắt địa vật lý địa chất theo tài liệu địa chấn phản xạ, trọng lực, địa vật lý lỗ khoan nhằm xác định đặc điểm cấu trúc địa chất theo không gian và cấu trúc chứa tài nguyên than (tập, lớp).

- Trũng Sông Hồng là nơi có một tiềm năng tài nguyên than lớn nhưng trên diện tích rộng lớn này các số liệu về than mới ở bước phát hiện các tầng chứa than, tập chứa than, chưa khoanh nối được bất cứ một vỉa than cụ thể nào.

- Chưa tiến hành liên kết các tầng, tập chứa than trong cùng một đới cấu trúc

và giữa các đới cấu trúc khác nhau trong toàn diện tích.

CHƯƠNG 2 HỆ PHƯƠNG PHÁP ĐỊA VẬT LÝ NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT

TRŨNG SÔNG HỒNG PHỤC VỤ ĐIỀU TRA TÀI NGUYÊN THAN

2.1. HỆ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊA VẬT LÝ 2.1.1. Hệ phương pháp địa vật lý đã sử dụng thăm dò dầu khí

Trong giai đoạn từ 1960-1980 hệ các phương pháp địa vật lý đã sử dụng ở

trũng Sông Hồng là để phục vụ mục đích tìm kiếm dầu khí. Hệ phương pháp này gồm

các phương pháp (theo trình tự thực hiện) như sau:

- Phương pháp trọng lực;

- Các phương pháp đo sâu điện, điện từ, tellur và từ tellur;

- Phương pháp địa chấn phản xạ và khúc xạ;

- Phương pháp địa chấn dọc lỗ khoan (VSP);

- Phương pháp địa vật lý lỗ khoan.

Trong đó, ba phương pháp đầu có nhiệm vụ nghiên cứu cấu trúc (hình thái cấu

trúc, hệ thống đứt gãy, các đơn vị cấu trúc bậc nhỏ hơn, …); xác định chiều sâu, hình

dạng móng trước kainozoi-KZ; chiều dày trầm tích KZ trên móng và phân chia các

tầng cấu trúc trong phạm vi bể Sông Hồng. Phương pháp địa chấn (gồm địa chấn

phản xạ, khúc xạ và VSP) và địa vật lý lỗ khoan có nhiệm vụ phân chia địa tầng trong

mặt cắt, làm rõ các cấu trúc địa phương (các cấu trúc nếp lồi-nếp lõm, các đứt gãy

nhỏ, v.v.).

Tài liệu thu được từ hệ các phương pháp này, ở mức độ khác nhau có thể sử

dụng cho điều tra tài nguyên than. Cụ thể tài liệu trọng lực đã xác định được hình thái

cấu trúc cơ bản và các đứt gãy lớn chi phối cấu trúc bể Sông Hồng nhưng chưa được

thu thập đầy đủ, xử lý phân tích bằng các phần mềm mới, hiện đại nhằm xác định các

cấu trúc bậc cao, phân chia các phụ đới cấu trúc, dải cấu trúc và các cấu trúc nhỏ cũng

như xác định các đứt gãy nội tầng. Tài liệu địa chấn và địa vật lý lỗ khoan có tính

định lượng cao nhưng chưa được xử lý, liên kết với tài liệu trọng lực nhằm phục vụ

nghiên cứu tài nguyên than trên toàn diện tích bể Sông Hồng.

2.1.2. Hệ phương pháp địa vật lý lựa chọn điều tra tài nguyên than

Phụ thuộc vào nguồn gốc sinh thành (nền, địa máng, trung gian) việc nghiên

cứu cấu trúc địa chất chứa than, các tập đá chứa than và vỉa than trên thế giới thường

dùng hệ các phương pháp gồm: địa chấn (phản xạ, khúc xạ); thăm dò điện khi độ sâu

và chiều dày tầng chứa than không lớn, gồm các biến thể: mặt cắt đối xứng, mặt cắt

lưỡng cực, đo sâu điện thẳng đứng, điện trường thiên nhiên, nạp điện; thăm dò trọng

lực và đo từ chủ yếu để nghiên cứu hình thái móng của bể than [12].

Trong giai đoạn thăm dò thường dùng nhiều phương pháp địa vật lý lỗ khoan

như: gamma tự nhiên, gamma-gamma, điện trở suất, thế phân cực tự nhiên.

3th) với bề dày và chiều sâu phân

Trong điều kiện bể than trũng Sông Hồng, than nằm sâu dưới lớp phủ đã được

xác định chủ yếu nằm trong hệ tầng Tiên Hưng (N1

bố lớn (300÷2500m) và được khống chế bởi các hệ thống đứt gãy phương khác nhau,

chia bể than Sông Hồng thành các khối cấu trúc nhỏ, dạng bậc thang, có mức độ nâng

hạ thay đổi theo xu hướng sâu dần về hướng Đông Nam thì việc điều tra tài nguyên

than không thể tách rời việc nghiên cứu, xác định các đơn vị cấu trúc, liên kết các tầng

chứa than giữa các đơn vị cấu trúc đó. Vì vậy, nhiệm vụ chính của công tác địa vật lý

là kết hợp với tài liệu khoan, địa chất giải quyết các nhiệm vụ sau:

- Phân chia cấu trúc địa chất vùng nghiên cứu;

- Khoanh định cấu trúc địa chất chứa than;

- Xác định các tầng trầm tích chứa than;

- Liên kết các tầng trầm tích chứa than.

Một trong những nhiệm vụ của luận án là nghiên cứu lựa chọn hệ phương pháp

địa vật lý hợp lý trong điều tra than trũng Sông Hồng nhằm tăng cả tính định lượng và

chất lượng trong suốt quá trình kể từ đo đạc, phân tích xử lý đến minh giải địa chất.

Để hoàn thành các nhiệm vụ với mục tiêu nêu trên cần: thu thập và tổng hợp,

phân tích tài liệu địa chất, địa vật lý đã có; nghiên cứu cơ sở lý thuyết và khả năng áp

dụng của từng phương pháp. Đánh giá hiệu quả của hệ phương pháp địa vật lý hợp lý

áp dụng thực tế trong nghiên cứu bể than đồng bằng Sông Hồng.

Việc lựa chọn các phương pháp địa vật lý phải tuân theo nguyên tắc đảm bảo

hiệu quả thông tin địa chất của hệ phương pháp đồng thời tính tới chi phí kinh tế cho

thực hiện hệ phương pháp này trong điều tra cơ bản địa chất, thăm dò và khai thác

khoáng sản [12].

Căn cứ vào đặc điểm cấu trúc địa chất trũng Sông Hồng tài liệu địa chất, địa

vật lý hiện có, NCS đã lựa chọn hệ các phương pháp địa vật lý nghiên cứu cấu trúc

phục vụ điều tra tài nguyên than sau:

- Phương pháp trọng lực. Là phương pháp chủ đạo trong nghiên cứu cấu trúc

địa chất khu vực: xác định các hệ thống đứt gãy sâu; phân chia các đơn vị cấu trúc có

bậc khác nhau như (đới cấu trúc, dải cấu trúc và các nếp lồi lõm); liên kết với tài liệu

địa chấn, địa vật lý lỗ khoan, khoan xác định chiều sâu, bề dày các tầng trầm tích

chứa than (hệ tầng Tiên Hưng và/hoặc các tập của nó).

- Phương pháp địa chấn phản xạ. Là phương pháp chủ đạo trong nghiên cứu

cấu trúc địa phương. Nó cho phép xác định hình thái, chiều sâu thế nằm các ranh giới

phản xạ tương ứng các tầng chứa than, các tập vỉa than và/hoặc các vỉa than, đặc biệt

là việc liên kết chúng khi cắt qua các cấu trúc địa chất. Mặt cắt địa chấn-địa chất cũng

là tài liệu tựa để xác định phân bố không gian của các tầng chứa than theo tài liệu

trọng lực.

- Phương pháp tuyến địa chấn thẳng đứng (VSP). Là phương pháp xác định

vận tốc truyền sóng địa chấn, định danh các tầng phản xạ, nó hỗ trợ cho cho quá trình

xử lý và minh giải tài liệu địa chấn phản xạ.

- Phương pháp địa vật lý lỗ khoan. Là phương pháp chủ đạo trong phân chia

địa tầng, xác định các tập chứa than, các vỉa than; định danh các tập thạch học, v.v.

và là phương pháp hỗ trợ cho tài liệu khoan trong xác định chính xác vị trí địa tầng,

vị trí vỉa than cũng như chiều dày của chúng. Kết quả đo địa vật lý lỗ khoan còn là

tài liệu tựa cho phương pháp địa chấn phản xạ trong liên kết địa tầng, liên kết các tập

chứa than và các vỉa than trong không gian.

Đặc điểm chi tiết về trình tự triển khai, xử lý phân tích tài liệu, minh giải địa chất

và vai trò của từng phương pháp trong hệ các phương pháp được trình bày dưới đây.

2.2. PHƯƠNG PHÁP TRỌNG LỰC

Phần này được tổng hợp qua tham khảo các tài liệu sau [1, 6, 7, 10, 12, 14, 19,

32, 33, 34, 35, 41].

2.2.1. Dị thường trọng lực

Phương pháp trọng lực là phương pháp quan sát trường dị thường trọng lực trên

mặt đất để nghiên cứu cấu trúc địa chất. Dị thường trọng lực là gia số giữa trường trọng

lực quan sát (gqs) và trường trọng lực bình thường (o) với các hiệu chỉnh độ cao (δgh),

lớp giữa (δglg) và địa hình (δgđh) gọi là dị thường trọng lực Bughe.

(2.1) Δgb = gqs - o + δghc

(2.2) δghc = δgh + δglg + δgđh = (0,3086 - 0,0419.)H + δgđh

Là tổng các giá trị hiệu chỉnh độ cao, lớp giữa và địa hình

Trong đó:

gqs: Giá trị trọng lực quan sát, đã được liên kết theo hệ thống trọng lực Quốc

gia (Hà Nội - Láng 1975).

o: Giá trị trọng lực bình thường o - HelMert (1901 - 1909).

o = 978016 (1+ 0,005302 Sin2 φ - 0,000007 Sin2 2φ) (2.3)

φ: là vĩ độ điểm trọng lực.

δghc: giá trị hiệu chỉnh độ cao.

δglg: giá trị hiệu chỉnh lớp giữa.

: Mật độ lớp giữa tính bằng mật độ trung bình của thế giới thừa nhận (:=2,67

g/cm3).

H: Độ cao điểm đo trọng lực so với mặt Geoid (lấy theo mốc độ cao Hòn Dấu

- Hải Phòng).

δgđh: Giá trị hiệu chỉnh ảnh hưởng địa hình tính theo phương pháp Prisưvanco.

Phương pháp trọng lực phục vụ thăm dò dầu khí ở vùng trũng Hà Nội đã được

Tập đoàn Dầu khí Việt Nam triển khai với nhiều tỷ lệ từ nhỏ [18] đến trung bình

(1:200.000  1: 50.000) và lớn hơn (1: 25.000) trên những diện tích khác nhau.

Trường dị thường trọng lực Bughe đo được là trường tổng cộng, phản ánh

nhiều yếu tố địa chất có mật độ và diện phân bố khác nhau. Vì vậy, trong trường trọng

lực quan sát, các cấu trúc địa chất được biểu hiện dưới dạng các dị thường chồng chập

rất phức tạp. Khi giải quyết các nhiệm vụ địa chất cụ thể, từ trường tổng đó phải tách

ra được các thành phần trường riêng biệt có liên hệ trực tiếp đến đối tượng cần nghiên

cứu. Thông qua các phương pháp xử lý tài liệu trọng lực đơn giản, đơn giản nhất là

Δδgb = Δδgkv + Δδgđp, gồm hai thành phần trường dị thường khu vực và địa phương.

2.2.2. Phương pháp xử lý trường dị thường trọng lực

Để tách trường dị thường trọng lực thành các trường thành phần, mỗi trường

thành phần đó là do các nguồn có bản chất địa chất khác nhau, nằm ở độ sâu khác

nhau… gây ra, người ta sử dụng các phép biến đổi trường. Biến đổi trường trọng lực

là một bước xử lý tài liệu rất quan trọng trong chu trình xử lý, phân tích và minh giải

địa chất tài liệu trọng lực [1].

Dị thường khu vực phân bố trên diện tích rộng, có gradient nhỏ, thường gọi là

dị thường khu vực, còn dị thường có kích thước nhỏ, gradient lớn được gọi là dị

thường địa phương. Khái niệm dị thường khu vực và địa phương chỉ là tương đối và

do tỷ lệ đo vẽ quyết định. Rất có thể, ở tỷ lệ đo vẽ này, một dị thường được coi là khu

vực, nhưng ở tỷ lệ đo vẽ khác, lại là dị thường địa phương.

Tất cả các phép biến đổi trường trọng lực cũng như phương pháp lọc nhiễu

trong lý thuyết thông tin về mặt toán học được biểu diễn dưới dạng tích phân chập

cho bài toán hai chiều và ba chiều.

2.2.2.1. Các phương pháp biến đổi trường dị thường trọng lực Trên cơ sở toàn bộ tài liệu thu thập được [7, 8, 10, 31, 32, 33] NCS đã tiến

hành các phép biến đổi trường trọng lực Bughe. Các trường biến đổi phân dị khá tốt,

phản ánh khá rõ hình ảnh về các đơn vị cấu trúc địa chất của trũng Sông Hồng cũng

như các khối địa chất (khối nâng- nếp lồi, hoặc khối sụt- nếp lõm), sự tồn tại của các

đứt gãy kiến tạo.

Các phương pháp biến đổi trường được sử dụng để phân tích định tính và định

lượng tài liệu trọng lực theo diện và theo tuyến, phục vụ minh giải địa chất tài liệu

trọng lực. Minh giải địa chất tài liệu trọng lực bao gồm xác định các hệ thống đứt

gãy, các đơn vị cấu trúc địa chất và phân vùng cấu trúc địa chất. Với các hệ thống đứt

gãy nếu điều kiện cho phép có thể phân tích định lượng hoặc dùng phương pháp lựa

chọn để xác định các yếu tố thế nằm của chúng.

Trong luận án này NCS sử dụng các phương pháp biến đổi trường sau [19]:

- Phương pháp tiếp tục giải tích trường dị thường trọng lực: Nâng trường lên cao

ở các mức khác nhau, phát hiện cấu trúc khu vực được sử dụng rộng rãi để phân chia các

dị thường trọng lực và được dùng để xác định các thông số của các đối tượng địa chất

khác nhau.

- Phương pháp tính đạo hàm bậc cao của thế trọng lực (đạo hàm ngang và đạo

hàm đứng). Các đạo hàm bậc cao cho phép phân chia các cấu trúc địa phương, xác

định các thông số cũng như hình dạng vật thể địa chất, vật thể địa phương hoặc vị trí

hướng cắm của đứt gãy.

- Phương pháp phân tích Trend. Trường trọng lực phản ánh các đối tượng địa

chất gần đúng được cho rằng là các mặt cong có các bậc khác nhau. Phân tích trend

được dùng để tách các trường trọng lực khu vực nhằm nghiên cứu các cấu trúc lớn có

tính khu vực, các đứt gãy sâu khống chế cấu trúc.

2.2.2.2. Phương pháp phân tích dị thường trọng lực Ngoài một số phương pháp biến đổi trường, để nghiên cứu cấu trúc trũng Sông

Hồng phục vụ điều tra tài nguyên than, NCS còn sử dụng hai phương pháp phân tích

tài liệu trường trọng lực: phương pháp lựa chọn và phương pháp phân tích tương

quan-hồi quy [19].

Phương pháp lựa chọn [8] tính trường dị thường qua mô hình với tham số đã

biết sử dụng để xác định các yếu tố hình học của đứt gãy, chiều sâu của các lớp trong

lát cắt và phân vùng cấu trúc địa phương.

Phương pháp phân tích tương quan-hồi quy dùng để nghiên cứu, xác định

chiều sâu mặt móng trước kainozoi và chiều sâu của đáy các thành tạo trầm tích chứa

than, cụ thể là chiều sâu của đáy hệ tầng Tiên Hưng.

2.3. PHƯƠNG PHÁP TUYẾN ĐỊA CHẤN THẲNG ĐỨNG (VSP) Phần này được tổng hợp qua tham khảo các tài liệu sau [24, 31].

2.3.1. Phương pháp tuyến địa chấn thẳng đứng (VSP)

Phương pháp tuyến địa chấn thẳng đứng (VSP) là phương pháp địa chấn tiến

hành theo tuyến thẳng đứng trong lỗ khoan nghiên cứu bức tranh sóng dọc thành hố

khoan để xác định vận tốc truyền sóng trong các lớp địa chất, ghi trực tiếp sóng phản

xạ và khúc xạ để làm sáng tỏ bức tranh sóng bằng các thiết bị ép chặt máy thu vào

thành lỗ khoan và sử dụng các bộ điều chỉnh biên độ để ghi các sóng yếu xuất hiện ở

phần sau băng ghi.

Nguồn nổ đặt trên mặt gần miệng lỗ khoan và tiến hành thu các dao động do

nguồn phát ra (chủ yếu là sóng dọc) truyền vào trong đất đá đến các máy thu đặt dọc

thành hố khoan.

2.3.2. Phương pháp xử lý tài liệu tuyến địa chấn thẳng đứng (VSP)

Xử lý tài liệu VSP sẽ xây dựng được đồ thị chuyển đổi thời gian chiều sâu gọi

là biểu đồ thời khoảng VSP (BĐTK) và kết quả sau khi xử lý sẽ được 1 đường ghi

địa chấn (trace), mỗi mặt phản xạ trên đường ghi đó được đối sánh với các ranh giới

địa chất theo tài liệu đo địa vật lý lỗ khoan (hình 2.1).

Việc phân tích tài liệu tuyến địa chấn thẳng đứng và xác định vận tốc lớp được

thực hiện theo tài liệu [25, 52]:

Trên BĐTK tuyến địa chấn thẳng đứng (hình 2.1) tại các điểm gãy ứng với

chiều sâu tương ứng là các ranh giới phản xạ R1, R2, ...R7 ở các chiều sâu lớp h1, h2,

…h7 và khoảng thời gian Δt1, Δt2, …Δt7. Từ đó xác định được vận tốc truyền sóng địa

chấn của từng lớp (vận tốc sóng dọc)

(2.4) Vi =Δhi/Δti

Vận tốc truyền sóng trung bình đến mặt ranh giới thứ i là

(2.5) Vitb =hi/ti

Còn ti là thời gian sóng truyền đến mặt ranh giới thứ Ri trên BĐTK VSP.

Hình 2.1. Kết quả xử lý tài liệu VSP lỗ khoan LK.90.SH

2.4. PHƯƠNG PHÁP ĐỊA VẬT LÝ LỖ KHOAN

Phương pháp địa vật lý lỗ khoan là tổ hợp các phương pháp địa vật lý đo dọc

thành lỗ khoan để xác định ranh giới địa tầng, thành phần và các tính chất của đá

xung quanh lỗ khoan [22, 31, 36].

Các phương pháp địa vật lý lỗ khoan sau đây được sử dụng trong điều tra tài

nguyên than trũng Sông Hồng: phương pháp điện trở, phương pháp phóng xạ, phương

pháp đo đường kính và độ lệch-phương vị trục lỗ khoan.

Hình 2.2. Kết quả đo địa vật lý lỗ khoan

2.4.1. Phương pháp điện trở

Phương pháp ĐVLGK điện trở trong lỗ khoan nghiên cứu sự thay đổi điện trở

suất biểu kiến trong môi trường đất đá dọc thành lỗ khoan. Trong phương pháp điện

trở, người ta có thể dùng các hệ điện cực khác nhau: hệ điện cực thế 2 điện cực, trong

đó một điện cực cắm trên mặt đất, điện cực thứ hai dịch chuyển trong lỗ khoan; hoặc

hệ Gradien gồm 4 điện cực, trong đó có 2 hoặc 3 điện cực được đưa vào lỗ khoan.

Nói chung, điện trở suất biểu kiến được xác định theo công thức:

(2.6)

Trong đó: U (mV) là hiệu thế giữa các điện cực thu MN, I(mA) là cường độ

dòng diện trong mạch phát AB, K là hệ số hệ cực, tính theo công thức:

(2.7)

Hiện nay, các thiết bị đo điện trong lỗ khoan được nhập khẩu (bộ máy MGX-4

do Mỹ sản xuất, bộ máy MICROLOGGING do Anh sản xuất) đã được nhà sản xuất cố

định các hệ điện cực trong các ống đo (zonde, probe), chương trình điều khiển đi kèm

sẽ tự động tính ra các tham số cần thiết như điện trở, điện trở suất, cường độ dòng.

2.4.2. Các phương pháp phóng xạ

Các phương pháp phóng xạ lỗ khoan nghiên cứu trường phóng xạ tự nhiên

hoặc nhân tạo xuất hiện trong lỗ khoan để xác định ranh giới địa tầng tính chất các

loại đất đá có tính phóng xạ tự nhiên hoặc mật độ khác nhau.

Ưu điểm của phương pháp đo phóng xạ là có khả năng nghiên cứu ở cả những

phần lỗ khoan có ống chống, có trám xi măng mà phương pháp điện không nghiên

cứu được. Trường phóng xạ lại không phụ thuộc vào sự thay đổi nhiệt độ, áp suất...

Nhược điểm của phương pháp phóng xạ là kết quả đo chịu ảnh hưởng nhiều của sự

thay đổi đường kính lỗ khoan.

2.4.2.1. Phương pháp gamma tự nhiên Phương pháp gamma tự nhiên nghiên cứu trường phóng xạ gamma tự nhiên

do đất đá xung quanh thành lỗ khoan gây ra. Kết quả đo ghi là đường cong phản

ánh sự thay đổi cường độ bức xạ gamma theo chiều sâu lỗ khoan. Cường độ bức

xạ gamma phụ thuộc vào hàm lượng của các nguyên tố phóng xạ uran, thori, kali

trong đất đá, tức là phụ thuộc vào thành phần thạch học của chúng. Do vậy, đường

ghi gamma tự nhiên thường phân chia rõ các loại đá magma axit, mafic, đá

carbonat trong các loại đá khác. Trong đá trầm tích các loại sét, đá phiến sét thường

có cường độ phóng xạ cao. Cát, cát kết, dolomit có cường độ phóng xạ thấp. Các

đá biến chất có cường độ phóng xạ trung bình giữa đá magma và trầm tích. Phương

pháp gamma tự nhiên được sử dụng để phân chia lát cắt lỗ khoan, xác định hàm

lượng sét, thành phần thạch học của đất đá.

2.4.2.2. Phương pháp gamma mật độ Phương pháp gamma mật độ dựa trên hiệu ứng Compton của bức xạ gamma

với vật chất. Bức xạ gamma do hiệu ứng compton tạo ra có cường độ phụ thuộc vào

mật độ của đất đá, khi khoảng cách từ nguồn đến ống đếm >0,4m thì đất đá có mật

độ càng lớn sự hấp thụ tia gamma càng mạnh và cường độ bức xạ tán xạ yếu, ngược

lại các loại đất đá xốp có mật độ nhỏ thì cường độ bức xạ tán xạ sẽ lớn. Do vậy, đường

ghi gamma-gamma sẽ phản ánh sự thay đổi mật độ đá dọc thành lỗ khoan, từ đó dự

đoán được bản chất thạch học của chúng. Than có mật độ thấp nhất so với các đá

khác trong hầu hết các mặt cắt địa chất nên đường ghi gamma mật độ thường phát

hiện và phân chia tốt nhất các tập chứa than, các vỉa than.

2.4.3. Phương pháp xác định trạng thái kỹ thuật lỗ khoan

Phương pháp xác định trạng thái kỹ thuật lỗ khoan gồm đo đường kính, độ

lệch, góc phương vị của lỗ khoan. Đo đường kính lỗ khoan cung cấp thông tin về

mức độ nứt nẻ, dập vỡ của đất đá, qua đó xác định khả năng tồn tại đới vò nhàu,

phá hủy liên quan đứt gãy kiến tạo. Đo đường kính lỗ khoan còn giúp phát hiện

khả năng mất mẫu lõi khoan, qua đó giải thích, hiệu chỉnh sự chênh lệch giữa cột

địa tầng khoan và cột địa tầng theo tài liệu địa vật lý lỗ khoan. Việc đo đường kính

lỗ khoan còn cần thiết để phân tích các đường ghi điện trở, gamma tự nhiên,

gamma-gamma. Đo độ lệch và phương vị lỗ khoan hỗ trợ xác định chiều dày thực

của địa tầng, các tập chứa than và các vỉa than, giúp liên kết địa tầng và đánh giá

tài nguyên than chính xác hơn.

2.4.3.1. Đo đường kính lỗ khoan

Thường đường kính lỗ khoan phụ thuộc vào thành phần thạch học của đất đá. Các

loại sét, trầm tích thủy hóa... bị dung dịch khoan xói mòn nên đường kính tăng lên, ngược

lại các loại đất đá ngấm lọc, cát… đường kính lỗ khoan có thể bị thu hẹp lại.

2.4.3.2. Xác định độ lệch - phương vị trục lỗ khoan

Vị trí không gian của trục lỗ khoan được xác định bởi hai yếu tố là góc lệch 

và góc phương vị . Góc lệch  là góc hợp bởi trục thẳng đứng Z và trục lỗ khoan. Góc

phương vị  là góc hợp bởi hình chiếu của trục lỗ khoan lên mặt nằm ngang và

phương bắc địa lý. Thiết bị đo góc  và  được đặt chung trong hộp cực và có thể lần

lượt đo một trong hai yếu tố trên nhờ bộ phận chuyển mạch.

2.5. PHƯƠNG PHÁP ĐỊA CHẤN PHẢN XẠ

Phần này được tổng hợp qua tham khảo các tài liệu sau [2, 11, 13, 14, 22, 25,

27, 28, 30, 52].

Phương pháp địa chấn phản xạ là phương pháp thu sóng địa chấn phản xạ từ

các mặt ranh giới trở kháng âm học để xác định hình dạng chiều sâu đến các mặt ranh

giới đó, từ đó nghiên cứu cấu trúc địa chất, tìm kiếm khoáng sản liên quan.

Phương pháp địa chấn phản xạ dùng để xác định chiều sâu ranh giới các mặt

phản xạ liên quan đến các yếu tố cấu trúc dưới sâu như hình thái đáy và nóc các tầng

chứa than, nếu điều kiện thuận lợi, theo dõi cả hình thái của các tập vỉa và vỉa than;

các đứt gãy phân chia các đơn vị cấu trúc trong bể than. Độ sâu nghiên cứu của

phương pháp địa chấn phản xạ lớn và độ phân giải của nó cao hơn nhiều các phương

pháp địa vật lý khác.

Ranh giới địa chất xác định bởi tài liệu địa chấn phản xạ là các ranh giới trở

kháng âm học là tích số của mật độ đất đá và tốc độ truyền sóng địa chấn khác nhau.

Quy trình thăm dò địa chấn thường gồm 3 bước: thu nổ tài liệu địa chấn, xử lý

tài liệu địa chấn và minh giải địa chất.

2.5.1. Phương pháp kỹ thuật thu nổ địa chấn phản xạ

2.5.1.1. Nguồn phát sóng địa chấn Nguồn nổ trên đất liền là thuốc nổ (từ 100g đến vài kilogam) đặt trong hố

khoan có độ sâu từ 1,5-30m [11] tùy theo từng vùng (hình 2.3), Có thể ghép nhóm

nguồn nổ đặt trong các hố khoan cùng độ sâu, cách nhau theo chiều ngang vài mét và

tiến hành gây nổ đồng thời.

Hình 2.3. Sơ đồ bố trí nguồn nổ trong hố khoan

Ghép nhóm nguồn nổ nhằm làm tăng cường độ phát sóng và làm yếu nhiễu mặt.

2.5.1.2. Hệ thống quan sát sóng phản xạ Máy thu địa chấn trên đất liền là máy thu cảm ứng (geophone). Máy thu có

nhiệm vụ thu nhận các rung động của đất đá và chuyển thành tín hiệu điện.

Phản ứng của geophone phụ thuộc vào tần số, có thể lên đến 300 Hz và cộng

hưởng tần số khoảng 20 Hz, giảm nhanh về phía tần số thấp. Dải 20-300 Hz hầu như

chứa hầu hết tần số của môi trường địa chấn cần nghiên cứu.

Hình 2.4. Hệ thống quan sát đuổi nhau

Hệ thống quan sát là sự bố trí tương đối vị trí các điểm nổ và chặng đặt máy thu

(đoạn tuyến trên đó đặt máy thu để ghi các dao động từ nguồn phát sóng). Để nghiên

cứu cấu trúc địa chất thường tiến hành quan sát sóng theo các tuyến. Khi theo dõi sóng

dọc tuyến x người ta bố trí hệ thống quan sát đuổi nhau tại các điểm nổ tại O1, O2 ...,

On và thu sóng tại các đoạn tuyến L1, L2, ..., Ln tương ứng (hình 2.4).

Kết quả ghi sóng dọc tuyến theo hệ thống thống quan sát trên cho phép theo

dõi liên tục mặt ranh giới dọc tuyến quan sát (R1÷R4).

2.5.1.3. Các tham số của hệ thống quan sát sóng phản xạ. Hệ thống quan sát được đặc trưng bởi 2 tham số chủ yếu là: khoảng quan sát

và bội.

Khoảng quan sát là đoạn tuyến đặt máy để quan sát sóng từ một điểm nổ. Nó

được đặc trưng bởi Xmax (điểm đặt máy xa nhất), Xmin (điểm đặt máy gần nhất hay

cửa sổ) và chiều dài chặng máy.

Thường Xmax được chọn để độ lệch pha dư Δ giữa biểu đồ thời khoảng của

sóng có ích và biểu đồ thời khoảng của nhiễu tại vùng Xmax bằng một lần rưỡi chu

kì T. Nghĩa là, theo điều kiện: Δ  1,5T.

Xmin là khoảng cách từ điểm nổ đến đầu khoảng quan sát. Xmin được chọn

trên cơ sở thỏa mãn các yêu cầu sau:

- Tránh được phông nhiễu do nguồn gây ra (nhiễu sóng mặt, sóng âm) và vùng

sóng nhiễu có tốc độ biểu kiến lớn.

- Quan sát sóng ở những khoảng cách, trên đó biểu đồ thời khoảng của sóng

có ích khác biệt rõ rệt với biểu đồ thời khoảng của nhiễu.

Chiều dài chặng máy thường được chọn bằng khoảng quan sát và được tính

theo công thức:

L = Δx(S-1) (2.8)

Trong đó:

Δx: là khoảng cách giữa các điểm quan sát (tâm các nhóm máy);

S: là số mạch của trạm địa chấn.

Khoảng cách giữa tâm các nhóm máy được chọn theo hai điều kiện:

- Đảm bảo liên kết các dao động trên mặt cắt thời gian một cách tin cậy;

- Năng suất thi công thực địa cao nhất có thể.

Ở những khu vực có điều kiện địa chấn - địa chất thuận lợi, khi ranh giới phản

xạ nằm thoải ( 10º) và khi ở xa điểm nổ ngoài nhiễu phản xạ nhiều lần không tồn

tại các sóng nhiễu khác, thì Δx được chọn bằng 5m. Khi ranh giới phản xạ nghiêng

từ 10  20º và phông nhiễu phản xạ nhiều lần tương đối mạnh, thì Δx được chọn

bằng 3m.

Bội quan sát là tham số quan trọng của hệ thống quan sát. Nó là số lần quan sát lặp

lại ranh giới phản xạ sóng và là số lượng mạch trong băng điểm sâu chung. Khả năng giảm

nhiễu của hệ thống quan sát phụ thuộc trước hết vào mức độ chọn đúng đắn bội.

Trong thực tế hiện nay bội thường được chọn bằng 36, 48, 60 hoặc cao hơn.

Trong điều kiện khoa học công nghệ phát triển như ngày nay bội có thể lớn hơn nhiều.

Bảng 2.1 dưới đây là ví dụ về tham số thu nổ địa chấn phản xạ tại vùng trũng Sông

Hồng do Liên đoàn Vật lý Địa chất thực hiện từ năm 2013 với chiều dài trải cáp trên

5000m và bội bình thường là 60.

Bảng 2.1. Bảng tham số thu nổ địa chấn phản xạ 2D

Tham số hình học

- Số kênh (nhóm máy thu) 360;

- Khoảng cách máy thu 3m;

- Số máy thu trong nhóm 9;

- Khoảng cách nhóm máy thu 15m;

45m; - Khoảng cách nguồn

60; - Bội trung bình

- Điểm gây sóng giữa cable thu

Tham số nguồn gây sóng

thuốc nổ; - Loại nguồn

lỗ khoan sâu 2m; - Chiều sâu nổ

- Trọng lượng thuốc 1Kg thuốc nổ dẻo, kích nổ kip điện

tức thời. 4096ms; Tham số ghi: - Thời gian ghi

0.5ms; - Bước mẫu hóa

SEGD. - Định dạng file

Ngoài các tham số trên hệ thống quan sát còn được đặc trưng bởi khoảng nổ.

Nó là khoảng cách giữa hai điểm nổ sát nhau. Khoảng nổ được chọn phù hợp với

chiều dài chặng máy và bội.

2.5.2. Phương pháp xử lý tài liệu địa chấn phản xạ

2.5.2.1. Chu trình xử lý tài liệu địa chấn phản xạ Xử lý tài liệu địa chấn là quá trình chuyển đổi thông tin địa chấn đã được ghi

vào băng từ thực địa thành mặt cắt địa chấn (sẵn sàng để phân tích, minh giải địa

chất) nhằm làm rõ các yếu tố địa chất như ranh giới phản xạ, đứt gãy. Nhiệm vụ chủ

yếu của quá trình xử lý là hạn chế tối đa phông nhiễu để số liệu sau khi xử lý - lát cắt

địa chấn phù hợp nhất với cấu trúc dưới sâu. Chu trình xử lý được thực hiện gồm các

bước chính như sau:

- Kiểm tra các băng ghi thực địa (Field Tapes); sắp xếp lại (Sort) dữ liệu trên

băng từ về đúng đường ghi ở ngoài thực tế.

- Kiểm tra nhóm các điểm giữa chung (CMP Gather) và chất lượng đường ghi

QC lot (Quality Control Pot).

- Loại bỏ sóng phản xạ đến đầu tiên (Mute First Breaks).

- Hiệu chỉnh phân kỳ cầu, còn gọi là hiệu chỉnh mở rộng hình học (Spherical

Spreading Corrections).

- Hiệu chỉnh pha (Dephase).

- Hiệu chỉnh tĩnh hay hiệu chỉnh mặt datum (Datum corrections).

- Hiệu chỉnh sóng lặp phản xạ nhiều lần (Dereverberation).

- Lọc (Filter).

- Lọc ngược (Deconvolution), và xác định vận tốc truyền sóng (Velocity

Analysis) [8].

- Hiệu chỉnh động: hiệu chỉnh thời gian đưa máy thu tại điểm x về vị trí nguồn

nổ (Zero Offset hay Nomal Moveout Corrections).

- Cộng điểm giữa chung (Stack).

- Ghép nhóm các đường ghi kế cận nhau để tăng biên độ phản xạ (Array

simulation).

- Hiệu chỉnh biên độ (Amplitude Adjustments).

- Dịch chuyển địa chấn (Migration).

- Hiển thị (Display).

2.5.2.2. Chuẩn bị tài liệu trước khi xử lý Quá trình này bao gồm một số bước sau:

- Sắp xếp các băng ghi thực địa

Là quá trình đọc và sắp xếp tín hiệu địa chấn ghi được tại thời gian khác nhau

của một kênh riêng rẽ về đúng kênh (mạch đó), như số tuyến, số điểm nổ, số mạch.

- Loại bỏ sóng đến máy thu đầu tiên

Loại bỏ sóng đầu là sóng truyền trực tiếp từ nguồn nổ tới máy thu mà không

phải sóng phản xạ;

- Sắp xếp điểm giữa chung (CMP)

Dựa trên thông tin hình học thực địa, các mạch có cùng một điểm giữa chung

được nhóm lại với nhau thành một nhóm CMP (Common Mid Point).

2.5.2.3. Hệ chương trình phần mềm trong xử lý tài liệu địa chấn phản xạ Trong xử lý tài liệu địa chấn phản xạ NCS sử dụng phần mềm Vista 2D/3D

Seismic Data Processing, hãng Slumberger, Cộng hòa Pháp.

2.5.3. Minh giải địa chất tài liệu địa chấn phản xạ

Minh giải địa chất tài liệu địa chấn phản xạ là quá trình chuyển các mặt cắt

địa chấn thu được sau xử lý, phân tích thành mặt cắt địa chất - địa chấn. Quá trình

này cần tổng hợp các thông tin địa chất và tài liệu các phương pháp địa vật lý khác.

Trong đó bốn nội dung quan trọng là: xây dựng băng địa chấn tổng hợp; khoanh định

ranh giới phản xạ và tập than, xác định đứt gãy kiến tạo và đới dập vỡ cũng như tính

liện tục của ranh giới phản xạ.

2.5.3.1. Các thuộc tính địa chấn

Các đặc điểm của trường sóng có thể được nghiên cứu và phản ánh qua các

“thuộc tính địa chấn” (seismic attributes). Thuộc tính địa chấn bao gồm các đặc điểm

động hình học (thời gian, tốc độ...) và đặc điểm động lực (pha, biên độ, tần số, độ suy

giảm năng lượng...). Các thuộc tính có thể được xác định theo đơn mạch hoặc liên

kết giữa các mạch.

Thuộc tính địa chấn cơ bản được phân thành 2 loại:

Thuộc tính hình học: Các thuộc tính hình học là hướng dốc, góc phương vị và

sự không liên tục của mặt phản xạ.

Thuộc tính vật lý: Thuộc tính vật lý liên quan trực tiếp đến sự lan truyền sóng,

yếu tố thạch học và các thông số khác. Thuộc tính vật lý có thể được tính toán trước

cộng hoặc sau cộng (hình 2.5).

Hình 2.5. Thí dụ về sử dụng thuộc tính: hiển thị vận tốc lớp theo màu (Theo Seiscom Limited 1971, 1972)

Từ mặt cắt địa chấn gốc khi tính toán thuộc tính có thể xây dựng các mặt cắt

địa chấn về thuộc tính. Mỗi loại thuộc tính sẽ có hình ảnh và các đặc trưng rất khác

nhau, tùy theo mục đích nghiên cứu, đối tượng địa chất mà lựa chọn thuộc tính phù

hợp để phân tích. Hình 2.6 dưới là ví dụ về một số mặt cắt thuộc tính địa chấn được

tính toán từ một mặt cắt địa chấn ban đầu.

- Thuộc tính hình học

Thuộc tính hình học bao gồm đường dốc, góc phương vị hay tính không liên

tục. Các thuộc tính này được xác định trên quan hệ của các phân lớp ngang trong tài

liệu địa chấn, và được miêu tả như sau:

+ Thuộc tính đường dốc hay biên độ của phản xạ tương ứng với góc dốc của

các điểm địa chấn. Đường dốc hữu dụng trong công tác chỉ rõ hơn các đứt gãy.

+ Biên độ của phản xạ địa chấn trên thuộc tính góc phương vị tương ứng với

góc phương vị của hướng dốc lớn nhất trong đặc tính địa chấn.

Lưu ý: góc phương vị là một giá trị thật trong thước đo theo độ. Góc phương

vị có thể được tính toán với sự liên hệ hướng Bắc hay hướng của tuyến đo. Đường

dốc được biểu thị chuẩn theo giá trị độ sâu. Nếu tài liệu đầu vào là thời gian hay hiệu

chỉnh động theo thời gian, đường dốc được biểu thị theo các giá trị liên hệ (đường

dốc theo thời gian - time dip).

Hình 2.6. Một số thuộc tính địa chấn

+ Tính không liên tục: là một thuộc tính hình học, và được tính bằng mối quan

hệ của các phân lớp ngang trong tài liệu. Thuộc tính được đưa ra để nhằm nhấn mạnh

tính không liên tục của các điểm như đứt gãy. Giá trị biên độ cao trên thuộc tính này

tương ứng với sự không liên tục trên tài liệu, trong khi đó những giá trị biên độ thấp

thể hiện tính liên tục của đối tượng. Sự không liên tục thay đổi giá trị từ 0 đến 1, trong

đó 0 là liên tục và một là sự không liên tục. Thuộc tính này có thể được sử dụng để

tìm hiểu:

+) Xác định các tầng

+) Tìm kiếm đứt gãy

+) Các vùng phân lớp song song.

+) Các vùng phân lớp lộn xộn.

+) Vùng không có phản xạ

+) Sự hội tụ và phân kỳ của các mô hình phân lớp.

+) Sự bất chỉnh hợp

- Thuộc tính vật lý

+ Các thuộc tính về biên độ

Trong các tham số thuộc tính địa chấn, biên độ là loại thuộc tính được quan

tâm nhiều hiện nay. Có nhiều loại tham số thuộc tính biên độ, chúng ta xét một số

thuộc tính biên độ thường dùng gồm:

+) Biên độ bình phương trung bình: bằng căn giá trị trung bình của tổng các

bình phương biên độ trong cửa sổ tính:

RMS = (2.9)

Trong đó N là số lượng mẫu thử trong cửa sổ tính, ai là giá trị biên độ thứ i.

Đặc trưng thuộc tính biên độ này thường được sử dụng để minh giải tích tụ dầu khí

liên quan đến các lòng sông cổ, phân biệt các thế nằm khác nhau của các trầm tích

như song song, hỗn độn và gò đống.

+) Biên độ tức thời: là thuộc tính tính tổng năng lượng tức thời của tín hiệu

(tín hiệu phức), độc lập cho từng pha.

Env = sqrt (f2 + g2) (2.10)

Trong đó: f và g là những thành phần “thực” và “ảo” của các mạch địa chấn

(trace). Nếu f là phần thực (chỉ là các tín hiệu từ mạch địa chấn ban đầu), g sẽ là tín

hiệu có được qua biến đổi Hilbert của các mạch địa chấn.

+) Biên độ tuyệt đối trung bình: Là tỷ số của tổng giá trị biên độ tuyệt đối với

số các giá trị biên độ trong cửa sổ tính:

(2.11)

+) Biên độ đỉnh cực đại: Với mỗi mạch địa chấn, trong cửa sổ tính toán cần

xác định một điểm có giá trị biên độ cực trị tương đối và 2 điểm có biên độ nhỏ hơn

cạnh nó. Từ đó xây dựng đường cong hypecbol và đỉnh hypecbol cho phép xác định

giá trị cực đại để biểu diễn trên bản đồ. Đặc trưng biên độ này thường dùng để phát

hiện sự thay đổi thành phần thạch học, hoặc cát kết chứa dầu.

+) Biên độ đỉnh trung bình: giá trị trung bình của biên độ các đỉnh cực đại

trong cửa sổ tính toán.

+) Biên độ cực đại tuyệt đối: tính giá trị cực đại cho cả đỉnh lồi (dương) và

lõm (âm) trong cứa sổ tinh toán.

+) Biên độ tổng giá trị tuyệt: là tổng các giá trị tuyệt đối của biên độ trong cửa

sổ tính toán:

(2.12)

+) Biên độ tổng: bằng tổng các giá trị biên độ trong cửa sổ tính toán:

(2.13)

+) Năng lượng trung: là giá trị trung bình của tổng bình phương biên độ trong

cửa sổ tính toán:

(2.14)

+) Năng lượng tổng: là tổng bình phương biên độ trong cửa sổ tính toán:

(2.15)

+) Biên độ trung bình: là tỉ số giữa tổng các giá trị biên độ và số lượng k các

giá trị 0 trong cửa sổ tính toán:

(2.16) a = ai/k

+) Cường độ phản xạ: là hàm logarit tỷ số giữa biên độ Ai tính toán dọc theo

toàn mạch với giá trị biên độ chuẩn A0. Giá trị nhận được không phụ thuộc vào dấu

cực của phản xạ và được đo với đơn vị deciben (db):

(2.17)

+) Tỷ số biên độ dương/ âm: là tỷ số giữa số lượng biên độ dương và số lượng

biên độ âm trong cửa sổ tính toán.

Sự thay đổi của tỷ số này thường liên quan đến sự thay đổi địa tầng. Với những

cửa sổ tính toán cho các đối tượng địa phương tham số này phản ánh sự thay đổi chiều

dày của đối tượng

Với cách tính toán thuộc tính như trên từ 1 lát cắt địa chấn ban đầu ta được 1

loạt các lát cắt về thuộc tính khác nhau (hình 2.7), căn cứ vào đặc điểm (hình dạng,

màu sắc) mà có thể nhận định được đối tượng cần nghiên cứu.

Hình 2.7. Các thuộc tính về biên độ

- Một số thuộc tính vật lý khác

+ Pha tức thời:

Thuộc tính pha tức thời được tính bởi:

(2.18) Փ(t)= arctan |H(t)/T(t)|

Mạch địa chấn (trace) T(t) và biến đổi Hilbert của nó H(t) có mối liên hệ với

đường bao bọc E(t) và pha Փ(t) như dưới đây:

(2.19) T(t)= E(t)cos(Փ(t))

(2.20) H(t)= E(t)sin(Փ(t))

Pha tức thời được đo bằng giá trị độ (-π, π). Thuộc tính độc lập với biên độ và

chỉ ra tính liên tục và không liên tục của đối tượng. Thuộc tính chỉ ra các phân lớp một

cách chính xác. Pha xuyên suốt hệ tầng theo lý thuyết không có sự thay đổi, sự thay

đổi chỉ có thể bắt nguồn nếu xuất hiện vấn đề xác định, hay theo phân lớp ngang có sự

thay đổi phương hướng do các hố sụt hoặc các hiện tượng địa chất khác.

+ Thuộc tính pha tức thời rất hữu ích trong:

+) Xác định tính liên tục của phân lớp nằm ngang.

+) Liên kết thành phần pha của sự lan truyền sóng

+) Có thể sử dụng để tính vận tốc pha.

+) Đưa ra được sự không liên tục, nhưng chưa phải là lựa chọn tốt nhất. Thuộc

tính được sử dụng tốt hơn trong việc đưa ra tính liên tục của các ranh giới các tập.

+ Mô tả chi tiết cấu trúc của các phân lớp.

+ Được sử dụng trong tính toán tần số tức thời và gia tốc tức thời.

- Tần số tức thời:

Tần số tức thời được tính theo đạo hàm thời gian của pha, đánh giá sự biến đổi

của pha.

(2.21) F(t)= d(Փ(t))/dt

Tần số tức thời biểu diễn biên độ trung bình của sóng cầu thứ cấp.

+ Tần số tức thời có thể chỉ ra được chiều dày của lớp, cũng như các thông số

thạch học.

+ Tương ứng với tần số trung bình của phổ biên độ của sóng cầu địa chấn thứ

cấp (Seismic wavelet).

+ Sự tương quan của các đăc tính sóng địa chấn (Seismic character)

+ Đánh giá chỉ số Hydrocacbon thông qua dị thường tần số thấp.

+ Dùng để phát hiện các đới dập vỡ, chúng xuất hiện ở những vùng tần số thấp hơn.

+ Chỉ ra được chiều dày các lớp.

+ Đưa ra tỷ số cát/sét.

2.5.3.2. Xây dựng băng địa chấn tổng hợp Băng địa chấn tổng hợp thực chất là băng địa chấn lý thuyết hình thành trên

cơ sở bài toán thuận với các số liệu: vận tốc truyền sóng, mật độ đất đá,… theo các

tài liệu như VSP và địa vật lý lỗ khoan.

Mục đích của việc xây dựng băng địa chấn tổng hợp là so sánh các mạch địa

chấn trên băng địa chấn tổng hợp (băng địa chấn lý thuyết) với các mạch địa chấn có

được từ kết quả thu nổ địa chấn đã xử lý (băng địa chấn thực tế) cho phép xác định

được ranh giới phản xạ của sóng địa chấn từ đó giúp cho người minh giải lựa chọn

pha để liên kết ranh giới địa chấn.

Khi xây dựng băng địa chấn tổng hợp ta coi môi trường địa chất phía dưới là

tập hợp các lớp dày. Khi sóng địa chấn lan truyền trong môi trường phân lớp đó sẽ bị

phản xạ ở mỗi bề mặt và tại máy thu sẽ thu được sóng phản xạ với một biên độ và

pha nhất định, sóng phản xạ này là tổng hợp của tất cả các sóng phản xạ tại mỗi mặt

ranh giới. Thời gian truyền từ nguồn nổ tới máy thu phụ thuộc vào tốc độ lan truyền

của sóng trong môi trường đất đá. Biên độ của sóng ghi được phụ thuộc vào tốc độ

và mật độ của môi trường.

Cơ sở thuật toán

Giả sử môi trường địa chất gồm N lớp, tương ứng với mỗi lớp này có một giá

trị trở kháng âm học nhất định và có mối quan hệ chặt chẽ với môi trường địa chất vì

mật độ và tốc độ đất đá phụ thuộc vào một loạt các thông số như thành phần thạch

học, nhiệt độ, áp suất vỉa, chất lỏng chứa trong vỉa, độ rỗng... Dưới đây là phương

trình thể hiện mối quan hệ giữa trở kháng và các giá trị mật độ, vận tốc (1).

(1)

Từ giá trị trở kháng âm học ở trên, hệ số phản xạ được tính theo công thức (2):

(2)

(i) mật độ đất đá của lớp thứ i;

Trong đó: I(i) trở kháng âm học lớp thứ I;

V(i) vận tốc tương ứng lớp thứ I;

R(i) hệ số phản xạ của lớp thứ i khi góc đổ thẳng góc.

Khi năng lượng được phát ra từ nguồn địa chấn sẽ đi vào môi trường đất đá

dưới dạng sóng đàn hồi. Tính chất của đất đá cho phép sóng đàn hồi đi qua được gọi

là trở kháng âm học. Sóng phản xạ địa chấn sẽ xuất hiện khi có sự thay đổi trở kháng

âm học và hệ số phản xạ được tính theo phương trình (2). Tuỳ theo mối quan hệ giữa

iVi và i-1 Vi-1 mà hệ số phản xạ có thể dương (+) hoặc âm (-).

Hệ số phản xạ sau khi tính toán được tích chập với xung nguồn tách ra từ tài

liệu địa chấn hoặc tích chập với một xung chuẩn khác như: xung Ricker (tần số 30Hz);

xung Omsby và xung Tapered Sine.

Kết quả của phép tích chập là băng địa chấn tổng hợp cần lập, thể hiện trong

phương trình (3):

(3)

Trong đó: S(i): Băng địa chấn tổng hợp.

R(i): Hệ số phản xạ của lớp thứ i.

W: Xung sóng địa chấn.

*: ký hiệu phép tích chập.

Mô hình hình thành băng địa chấn tổng hợp thể hiện trên (hình 2.8)

Hình 2.8. Mô hình xây dựng băng địa chấn tổng hợp

Với phương pháp như đã mô tả ở trên tiến hành xây dựng băng địa chấn tổng hợp

cho các lỗ khoan có vị trí nằm trên tuyến khảo sát địa chấn phản xạ 2D. Một ví dụ kết quả

được thể hiện ở hình dưới cho tuyến địa chấn đi qua lỗ khoan LK.90-SH (hình 2.9).

Hình 2.9. Ví dụ băng địa chấn tổng hợp của lỗ khoan LK.90-SH

Trên băng địa chấn tổng hợp trên hình 2.9 ta thấy:

Tại các chiều sâu lỗ khoan tương ứng các lớp than, sét than có vận tốc thấp,

vận tốc thấp nên hệ số phản xạ có giá trị âm, do đó pha sóng đến là sóng âm. Các pha

sóng trên băng địa chấn tổng hợp và băng địa chấn 2D tại vị trí lỗ khoan rất tương

đồng nhau. Đây là cơ sở vật lý địa chất để minh giải tài liệu địa chấn phản xạ, xác

định các tập chứa than với các thuộc tính của nó ở vùng trũng Sông Hồng.

CHƯƠNG 3 ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC, YẾU TỐ CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT KHỐNG CHẾ TÀI

NGUYÊN THAN VÀ KHOANH ĐỊNH CÁC TẬP ĐÁ CHỨA THAN TRŨNG

SÔNG HỒNG THEO TÀI LIỆU ĐỊA VẬT LÝ

Trong chương này, NCS trình bày các nội dung sau:

- Đặc điểm cấu trúc địa chất trũng Sông Hồng theo tài liệu địa vật lý;

- Đặc điểm cấu trúc địa chất phần đông nam dải nâng Khoái Châu - Tiền Hải

theo tài liệu địa chấn phản xạ, VSP và địa vật lý lỗ khoan;

- Cấu trúc địa chất phần đông nam dải nâng Khoái Châu - Tiền Hải theo tài

liệu địa chấn phản xạ;

- Khoanh định các tập đá chứa than.

Việc khoanh định các tập chứa than được thực hiện trên một trong các cấu

trúc có triển vọng tài nguyên than nhất - đó là phần đông nam dải nâng Khoái Châu

- Tiền Hải.

3.1. ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT TRŨNG SÔNG HỒNG THEO TÀI LIỆU ĐỊA VẬT LÝ

Trong phần này NCS trình bày những kết quả nghiên cứu chính sau đây: - Cấu trúc địa chất trũng Sông Hồng theo tài liệu trọng lực. - Sơ đồ đẳng sâu đáy hệ tầng Tiên Hưng trũng Sông Hồng theo tài liệu địa

chấn phản xạ. 3.1.1. Đặc điểm cấu trúc địa chất trũng Sông Hồng theo tài liệu trọng lực

Việc xử lý phân tích và luận giải cấu trúc địa chất trũng Sông Hồng được thực hiện bằng phương pháp trọng lực, địa chấn phản xạ, tài liệu khoan, karota được tổng hợp đến năm 2012 và tài liệu địa chấn mới đến 2016 nêu trong các công trình [8], mà NCS là đồng tác giả. Tài liệu đo trọng lực là tài liệu duy nhất được thực hiện với mạng lưới đều và đầy đủ trên toàn diện tích, do vậy kết quả nghiên cứu cấu trúc địa chất trũng Sông Hồng được xây dựng trên cơ sở tài liệu đo trọng lực có sử dụng tài liệu đo địa chấn phản xạ, tài liệu khoan, karota để nâng cao tính định lượng của các yếu tố cấu trúc.

3.1.1.1. Xử lý phân tích tài liệu trọng lực trũng Sông Hồng theo tuyến Trên các tuyến phân tích, NCS sử dụng các phương pháp xử lý và phân tích

sau: nâng trường, đạo hàm đứng và ngang bậc cao, mô hình hóa. Các phương pháp

trên được áp dụng thành một hệ phương pháp, hỗ trợ cho nhau nhằm xác định các đối

tượng địa chất trong mặt cắt của tuyến phân tích (hình 3.1, 3.2).

- Mặt cắt nâng trường xác định hình ảnh sự phân bố trường trọng lực ở các

chiều sâu khác nhau, ghi nhận các đối tượng chính gây nên trường trọng lực (Hình

3.3 đến 3.8).

- Mặt cắt đạo hàm ngang thì vị trí của tâm khối gây dị thường nằm trên đường

đồng mức giá trị bằng 0, vị trí ranh giới mép bậc nằm ở khoảng cực trị của đường

đẳng trị.

- Mặt cắt đạo hàm đứng thì vị trí tâm khối ứng với cực trị đường đẳng trị, vị

trí đứt gãy tương ứng đường đồng mức giá trị bằng 0 (Hình 3.9).

- Lập mặt cắt tổng hợp địa vật lý địa chất.

Mặt cắt tổng hợp trọng lực - địa chất được xây dựng trên cơ sở kết quả các mặt

cắt biến đổi trường và phân tích mô hình: mặt cắt đạo hàm đứng, đạo hàm ngang; mặt

cắt nâng trường; mặt cắt lựa chọn theo mô hình đa giác. Trong đó các đối tượng địa

chất được chia thành nhiều đa giác, mỗi đa giác có giá trị mật độ được coi là đồng

nhất. Đồ thị trường trọng lực của mô hình tinh toán được so sánh với đồ thị trường

quan sát, khi hai đường cong lý thuyết và thực tế trùng nhau, mô hình lúc đó được

coi là nghiệm của bài toán. Sau đây là kết quả xử lý theo tuyến. Trong diện tích nghiên

cứu NCS đã xây dựng 4 mặt cắt trọng lực - địa chất nhưng do cấu trúc có đặc trưng

2 chiều theo phương tây bắc - đông nam nên trong luận án này, NCS chỉ trình bày chi

tiết 2 mặt cắt.

3.1.1.1.1. Mặt cắt trọng lực - địa chất Tuyến 1

Tuyến có chiều dài 72.000m, xuất phát từ địa phận huyện Vụ Bản - Nam Định

đến huyện An Lão - Hải Phòng đi qua 2 vị trí lỗ khoan LK100&LK12, lân cận vuông

góc với 3 lỗ khoan: LK3, LK13, LK11TTII. Đây là những thông tin dữ liệu cơ bản, sử

dụng làm chuẩn cho bài toán lựa chọn xử lý phân tích tổng hơp tài liệu địa vật lý địa

chất. Cường độ trường dị thường có giá trị cao (48mGal) dao động từ +14mGal (km

số 5) đến -34mGal (km số 46), trong giới hạn tuyến nghiên cứu từ km số 20 đến km số

55, cường độ trường có giá trị trung bình (24mGal). Trên đồ thị dị thường phân dị thành

ba đoạn rõ ràng phản ánh ba cấu trúc có độ dày trầm tích hoặc đáy các cấu trúc khác

nhau. Từ km số 20 đến km số 26 đồ thị dị thường giảm nhanh từ -10mGal đến -26mGal

thể hiện cấu trúc sụt; Từ km số 26 đến km số 36 đồ thị dị thường tăng dần (dương

tương đối) từ -26mGal đến -22mGal phản ảnh cấu trúc nâng; Từ km số 36 đến hết

tuyến nghiên cứu đồ thị dị thường giảm từ -28mGal đến -34mGal tạo thành cấu trúc

lõm khá cân đối có chiều rộng khoảng 15km. Bằng các mặt cắt nâng trường, đạo hàm

đứng và ngang bậc cao với những dấu hiệu tương ứng, đã xác định được vị trí các đứt

gãy cắt qua tuyến T1 (hình III.8) gồm: đứt gãy (ĐG) Hưng Yên; ĐG Sông Chảy; ĐG

Thái Bình; ĐG Vĩnh Ninh; ĐG Sông Lô; ĐG sông Thái Bình và ĐG Kiến Thụy. Kết

quả bài toàn lựa chọn là mặt cắt địa vật lý địa chất thể hiện chiều dày và hình thái mặt

đáy các phân vị trầm tích từ ĐG Sông Chảy đến ĐG sông Thái Bình gồm:

- Trầm tích Pliocen và Đệ tứ là lớp mỏng phủ trên mặt với chiều dày từ vài

chục m đến 500m.

- Trầm tích Miocen với chiều dày rất lớn từ vài trăm m đến chín, mười nghìn

m nằm dưới lớp phủ của thành tạo Pliocen hệ tầng Vĩnh Bảo và Đệ tứ. Trong đó chiều

dày trầm tích thay đổi như sau: Từ ĐG Sông Chảy đến ĐG Thái Bình từ 4.500m đếm

6.000m; Từ ĐG Vĩnh Ninh đến ĐG sông Thái Bình từ 6.000 đến 10.000m. Chiều dày

trầm tích hệ tầng Tiên Hưng từ 500m (gần ĐG Sông Chảy) đến hơn 4.500m (gần ĐG

Vĩnh Ninh và ĐG Sông Lô).

- Trầm tích Mesozoi sớm (MZ1) và Paleozoi muộn (PZ2) có trong mặt cắt phát

triển theo độ sâu như sau: Từ ĐG Sông Chảy đến ĐG Thái Bình từ -4.500m đến -

9.500m; Từ ĐG Thái Bình đến ĐG Vĩnh Ninh từ -5.000m đến -9.500m; Từ ĐG Vĩnh

Ninh đến ĐG sông Thái Bình từ -6.500m đến -11.000m.

- Trầm tích biến chất tuổi Silua - Proterozoi (S - PR) có mặt theo độ sâu: Từ

ĐG Sông Chảy đến ĐG Thái Bình là -8.500m đến -9.000m; Từ ĐG Thái Bình đến

ĐG Vĩnh Ninh là -8.000m đến -8.500m và từ ĐG Vĩnh Ninh đến ĐG sông Thái Bình

là -8.000m đến -11.000m.

Hình 3.1. Mặt cắt trọng lực - địa chất tuyến 1

3.1.1.1.2. Mặt cắt trọng lực - địa chất tuyến 8

Tuyến có chiều dài 73 km xuất phát từ địa phận huyện Nghĩa Hưng - Nam Định

đến Kiến An - Hải Phòng (hình 3.2), gần vuông góc với ba lỗ khoan: LK18, LK107 và

LK108; Đây là cơ sở của các thông tin dữ liệu làm chuẩn để giải bài toán lựa chọn khi

xử lý phân tích tổng hợp tài liệu địa vật lý địa chất trên tuyến. Cường độ trường dị thường

có giá trị cao (46 mGal) dao động từ 12 mGal ở cuối tuyến và 10mGal (Km số 5) đến -

34mGal (km số 46); trên tuyến từ km 20 đến km 50 cường độ trường có giá trị trung

bình 24 mGal dao động từ -10mGal (km 20) đến -34 mGal (km 46). Trên đồ thị dị thường

Bughe phân dị thành bốn đoạn rõ rệt phản ánh các cấu trúc địa chất có độ dày trầm tích

Kainozoi khác nhau. Từ km 20 đến km 29 dị thường trọng lực giảm dần từ -10 mGal

đến - 22 mGal biểu thị cấu trúc lõm; Từ km 29 đến km 40 đồ thị gần như nằm ngang so

với cánh trái và giảm nhanh ở cánh phải từ -22 mGal (km 29) đến -28 mGal (km 40)

hình thành cấu trúc nâng tương đối; Từ km 40 đến km 50 đồ thị giảm mạnh từ -28mGal

ở phía hai cánh tại km 40 và km 50 đến -34 mGal ở km 46 tạo thành một cấu trúc lõm

đối xứng cân đối với chiều rộng là 10 km; Từ km 50 đến km 57 đồ thị dị thường tăng

cao từ -28 mGal đến -14 mGal hình thành cấu trúc dạng dải ven rìa. Trên cơ sở dấu hiệu

thể hiện đứt gãy và vị trí đứt gãy của mặt cắt nâng hạ trường, đạo hàm đứng và ngang

bậc cao thế trọng lực đã xác định các đứt gãy gồm: ĐG Hưng Yên; ĐG Sông Chảy; ĐG

Thái Bình; ĐG Vĩnh Ninh; ĐG Sông Lô; ĐG sông Thái Bình và ĐG Kiến Thụy. Kết

quả bài toán lựa chọn là mặt cắt địa vật lý địa chất thể hiện chiều dày và hình thái mặt

đáy các phân vị trầm tích từ ĐG Sông Chảy đến ĐG sông Thái Bình thuộc giới hạn vùng

công tác gồm:

- Trầm tích Pliocen và Đệ tứ là lớp phủ mỏng trên mặt với chiều dày từ vài m

đến 500m.

- Trầm tích Kainozoi có chiều dày lớn từ trên vài trăm m đến 6.500m nằm

dưới lớp phủ của thành tạo Pliocen hệ tầng Vĩnh Bảo và Đệ tứ; Trong đó chiều dày

trầm tích Kainozoi thay đổi như sau: Từ ĐG Sông Chảy đến ĐG Thái Bình là 6.000m;

Từ ĐG Thái Bình đến ĐG Vĩnh Ninh là 5.800m (km 29) đến 3.800m (km 36); Từ

ĐG Vĩnh Ninh đến ĐG Sông Lô là 4.500m (km 40) đến 7.000m (km 50); Từ ĐG

Sông Lô đến ĐG sông Thái Bình là 6.000m (km 52) đến 3.800m (km 57).

- Trầm tích Mesozoi sớm (MZ1) và Paleozoi muộn (PZ2) có trong mặt cắt phát

triển dưới độ sâu như sau: Từ ĐG Sông Chảy đến ĐG Thái Bình là 4.000m xuất phát

từ độ sâu -6.200m đến -10.200m; Từ ĐG Thái Bình đến ĐG Vĩnh Ninh là 4.500m

xuất phát từ -3.800m (km 36) đến -8.300m (km 36); Từ ĐG Vĩnh Ninh đến ĐG Sông

Lô là 5.000m xuất phát từ -5.000m (km 40) và -7.000m (km 50) đến -10.000m (km

40) và -12.000m (km 50).

- Trầm tích biến chất Silua - Proterozoi (S - PR) phân bố trên mặt cắt với độ

sâu như sau: Từ ĐG Sông Chảy đến ĐG Thái Bình là -11.000m; Từ ĐG Thái Bình

đến ĐG Vĩnh Ninh là -8.500m trở xuống; Từ ĐG Vĩnh Ninh đến ĐG Sông Lô là -

12.000m trở xuống và từ ĐG Sông Lô đến ĐG sông Thái Bình là -10.500m (km 50)

và là -8.500m trở xuống (km 57).

Hình 3.2. Mặt cắt trọng lực - địa chất tuyến 8

3.1.1.2. Xử lý phân tích tài liệu trọng lực theo diện Xử lý phân tích tại liệu trọng lực trũng Sông Hồng nhằm xác định các hệ thống đứt gãy, phân loại đứt gãy theo phương kéo dài, chiều sâu phát triển; xác định các đơn vị cấu trúc và phân vùng cấu trúc địa chất. Để giải quyết các nhiệm vụ trên, NCS sử dụng các phương pháp biến đổi trường nhằm tách trường quan sát ra các thành phần trường khu vực phản ánh các đối tượng địa chất nằm sâu, kích thước lớn và trường địa phương liên quan các đối tượng địa chất kích thước nhỏ, nằm nông hơn. Trường phông và trường dư cho phép nghiên cứu sự phát triển theo chiều sâu và diện phân bố của các cấu trúc địa chất quy mô khác nhau. Các phương pháp sau đây được dùng xử lý theo diện [6, 8]:

- Phương pháp phân tích Trend: Trường trend được sử dụng để nghiên cứu phương cấu trúc địa chất, phương phát triển của đứt gãy và các thể địa chất riêng lẻ. Tùy thuộc vào mức độ phức tạp của trường dị thường, có thể phân tích trend theo nhiều bậc khác nhau tương ứng với mức độ sâu cần nghiên cứu. Trên bức tranh trường Trend vùng trũng Sông Hồng cho thấy cấu trúc địa chất phát triển theo phương Tây bắc - Đông nam. Hai bên rìa Tây nam và Đông bắc trường nâng cao từ 10mgal đến 0mgal, phần trung tâm vùng trũng giảm xuống trung bình khoảng -30mgal thể hiện móng sụt xuống (hình 3.1).

- Phương pháp nâng trường dựa trên cơ sở thuật toán tiếp tục giải tích trường lên mức không gian phía trên, cho phép ta loại trừ bớt ảnh hưởng của thành phần trường địa phương, để làm rõ cấu trúc trường khu vực, phục vụ cho việc nghiên cứu các cấu trúc lớn và sâu, mặt đáy ranh giới các móng, đặc biệt là theo dõi sự phát triển của đứt gãy ở các mức sâu: 1000, 3000, 5000, 7000, 10000 mét. Dựa trên kết quả nâng trường ở các mức khác nhau từ 1000 đến 10000m cho thấy: các đứt gãy có phương Tây bắc Đông nam như Hưng Yên, Sông Chảy, Vĩnh Ninh, Sông Thái Bình đều tồn tại và phát triển xuống sâu. Còn trong hệ thống đứt gãy phương Đông bắc Tây Nam chỉ có đứt gãy Hưng Yên - Hải Dương là phát triển xuống sâu.

- Phương pháp đạo hàm ngang và đứng nhằm xác định tâm của khối gây dị

thường và vị trị đứt gãy tương ứng đường đồng mức giá trị bằng 0.

Hình 3.3. Sơ đồ hệ thống đứt gãy và dư Trend trường trọng lực

Hình 3.4. Sơ đồ dị thường trọng lực nâng lên 1000m và hệ thống đứt gãy

Hình 3.5. Sơ đồ dị thường trọng lực nâng lên 3000m và hệ thống đứt gãy

Hình 3.6. Sơ đồ dị thường trọng lực nâng lên 5000m và hệ thống đứt gãy

Hình 3.7. Sơ đồ dị thường trọng lực nâng lên 7000m và hệ thống đứt gãy

Hình 3.8. Sơ đồ dị thường trọng lực nâng lên 10.000m và hệ thống đứt gãy

Hình 3.9. Sơ đồ đạo hàm đứng trường trọng lực

3.1.1.3. Xác định các đứt gãy và phân đới cấu trúc theo tài liệu trọng lực Thông số hình học của đứt gãy được xác định theo các dấu hiệu dị thường

trọng lực theo diện tích nghiên cứu [6, 8]:

3.1.1.3.1. Vị trí đứt gãy

Ranh giới các miền trường có đặc trưng khác nhau

Các dị thường đơn địa phương nối tiếp nhau tạo thành chuỗi kéo dài

Các đường đẳng trị dị thường Bughe dạng dải chạy song song kéo dài

Trên mặt cắt theo tuyến thì đạo hàm đứng bằng 0 (Wzz = 0) và đạo hàm ngang

đạt cực đại (Wxz = max)

Vị trí của từng đứt gãy là kết quả so sánh tổng hợp tại vị trí có nhiều trường

trùng hợp.

- Hướng cắm, góc dốc, biên độ dịch chuyển

Hướng cắm xác định theo tài liệu trọng lực và các trường biến đổi tương ứng,

phù hợp giữa các tài liệu biểu hiện từ nông đến sâu.

Góc dốc, biên độ dịch chuyển được xác định bằng kết quả tính toán định lượng

theo phương pháp mô hình lựa chọn.

- Ký hiệu đứt gãy

Đứt gãy được kí hiệu như sau: FnPhm, trong đó: F- đứt gãy; n- bậc của đứt

gãy (n=1,2,3,4); m- thứ tự của đứt gãy trong vùng công tác (m=1,2,3..); Ph- phương

phát triển của đứt gãy: phương Tây Bắc - Đông Nam kí hiệu là TB, phương Đông

Bắc - Tây Nam kí hiệu là ĐB. Ví dụ: F1TB2 là đứt gãy bậc 1 (F1) và là đứt gãy số 2

thuộc hệ thống cấp 1 phát triển theo phương Tây Bắc - Đông Nam.

- Phân loại đứt gãy

Phân loại đứt gãy theo phương phát triển: Các đứt gãy trong vùng biểu hiện rất

phức tạp, phát triển theo hai hệ thống chủ yếu sau: Hệ thống đứt gãy theo phương Tây

Bắc - Đông Nam, hệ thống đứt gãy theo phương Đông Bắc - Tây Nam.

3.1.1.3.2. Hệ thống đứt gãy

Hệ thống đứt gãy trong luận án được vạch định theo các dấu hiệu của trường

dị thường trọng lực, đôi chỗ nếu có tài liệu địa chấn cũng được bổ sung.

Trong trũng Sông Hồng có hàng loạt các đứt gãy với quy mô, phương phát

triển khác nhau cả về chiều dài cũng như biên độ dịch chuyển. Chúng được phân bậc

như sau:

+ Đứt gãy bậc 1 (F1) là loại đứt gãy phát triển sâu nhất trong vùng, có biên độ

dịch chuyển lớn. Đứt gãy có vai trò phân đới cấu trúc hoặc miền kiến tạo, theo dõi

được liên tục, phát triển xuyên suốt vùng nghiên cứu. Đứt gãy được xác định rõ nét

trên trường dị thường trọng lực Bughe quan sát, trường lọc năng lượng và trường

nâng với độ cao khác nhau.

+ Đứt gãy bậc (F2) là loại đứt gãy sâu, có biên độ dịch chuyển trung bình đến

lớn. Đứt gãy có vai trò khống chế các dải nâng, dải sụt, chiều dài phát triển đôi chỗ

còn hạn chế hoặc bị gián đoạn. Dấu hiệu xác định đứt gãy trên trường dị thường trọng

lực Bughe quan sát, trường biến đổi khu vực, biến đổi địa phương kém rõ nét, nhiều

đoạn bị mờ nhạt, xác định rõ được từng đoạn.

+ Đứt gãy bậc (F3) là loại đứt gãy nội tầng hoặc những đứt gãy kéo theo của

loại đứt gãy sâu (bậc 1 và bậc 2). Những loại đứt gãy này có thể tham gia vào quá

trình hình thành nên bình đồ cấu trúc địa chất vùng nghiên cứu, tạo nên các khối nâng,

khối sụt. Loại đứt gãy này được xác định rõ từng đoạn, không liên tục bằng loại đường

đẳng trị dạng dải nhưng có gradient ngang không lớn.

+ Đứt gãy bậc (F4) có đặc điểm như đứt gãy bậc 3 song có chiều dài phát triển

hạn chế hơn.

Kết quả nghiêm cứu hệ thống đứt gẫy trũng Sông Hồng qua tài liệu nâng và

đạo hàm được trình bày trên (bảng 3.1 và hình 3.10). NCS khoanh định 06 đứt gẫy

chính khống chế các vùng nâng, sụt. Đó là: đứt gãy Hưng Yên, Sông Chảy, Thái

Bình, Vĩnh Ninh, Sông Lô, Sông Thái Bình, Kiến Thụy, trong đó đứt gãy Sông Chảy,

Sông Thái Bình giữ vai trò khống chế tài nguyên than. NCS đã sắp xếp hệ thống đứt

gãy trũng Sông Hồng theo địa danh, thông số cơ bản của đứt gãy (phương phát triển,

độ sâu, hướng cắm, góc dốc, biên độ và trường vật lý thể hiện cũng như vai trò của

nó trong cấu trúc địa chất) (Bảng 3.1).

Bảng 3.1. Bảng thống kê đứt gãy địa chất theo tài liệu trọng lực

Đứt gãy Thông số cơ bản của đứt gãy

Vai trò đứt gãy trong cấu trúc địa chất Số TT Trường vật lý thể hiện Kí hiệu Tên địa danh Cấp bậc Phương phát triển Hướng cắm Góc dốc

Độ sâu (Km) 6 Biên độ (m) 9 2 4 7 8 10 11

1 5 3 A Đứt gãy trong diện tích vùng công tác

1 Hưng Yên 1 TB-ĐN 40 ĐB F1TB3 gb- Dư Trend 80 85

2 Sông Chảy 1 TB-ĐN 45 ĐB 76 970 F1TB1

gb- Dư Trend Nâng hạ - Đạo hàm

3 Thái Bình 2 TB-ĐN 25 ĐB 76 541 F2TB3

gb- Dư Trend Nâng hạ - Đạo hàm

4 2 TB-ĐN 40 TN 76 590 F2TB2 Vĩnh Ninh

ĐG sâu có vai trò khống chế dải cấu trúc Hưng Yên - Xuân Thủy ở phía Đông bắc và dải cấu trúc Duy Tiên - Nam Định ở phía Tây nam ĐG rất sâu, biên độ dịch chuyển lớn, có vai trò lớn trong bình đồ cấu trúc và là ĐG phân chia đới cấu trúc Tây nam và đới cấu trúc Trung tâm ĐG sâu có vai trò là ranh giới phân chia dải cấu trúc nâng tương đối Khoái Châu - Tiền Hải với dải cấu trúc Xuân Thủy - Phù Tiên trong đới cấu trúc Trung tâm ĐG sâu, biên độ dịch chuyển khá lớn có vai trò khống chế và ngăn cách dải cấu trúc lõm Quỳnh Phụ- Thái Thụy với dải gb- Dư Trend Nâng hạ - Đạo hàm

Đứt gãy Thông số cơ bản của đứt gãy

Vai trò đứt gãy trong cấu trúc địa chất Số TT Trường vật lý thể hiện Kí hiệu Tên địa danh Cấp bậc Phương phát triển Hướng cắm Góc dốc

Độ sâu (Km) 6 Biên độ (m) 9 1 2 3 4 5 7 8 10

5 Sông Lô 2 TB-ĐN 40 TN 2.000 F1TB1 65 70 gb- Dư Trend

6 1 TB-ĐN 35 TN 75 925 F1TB2 Sông Thái Bình gb- Dư Trend Nâng hạ - Đạo hàm

7 2 ĐB-TN 25 ĐN 1.500 F2DB1 Hưng Yên - Hải Dương 65 70 gb- Dư Trend 11 cấu trúc nâng tương đối Khoái Châu Tiền Hải thuộc đới cấu trúc Trung tâm ĐG sâu, biểu hiện kém rõ nét trên trường nâng hạ và đạo hàm của thể trọng lực. ĐG có vai trò là ranh giới ngăn các dải cấu trúc dạng dải ở phía Đông bắc và dải cấu trúc lõm Quỳnh Phụ - Thái Thụy ở phía Tây nam ĐG sâu có biên độ dịch chuyển lớn, có vai trò khống chế và phân chia đới cấu trúc, là ranh giới đới cấu trúc Đông bắc và đới cấu trúc Trung tâm ĐG sâu bậc 2 song song dịch về hướng Đông nam gần 3km so với đứt gãy địa chấn F1. Làm dịch chuyển ĐG phương

Đứt gãy Thông số cơ bản của đứt gãy

Vai trò đứt gãy trong cấu trúc địa chất Số TT Trường vật lý thể hiện Kí hiệu Tên địa danh Cấp bậc Phương phát triển Hướng cắm Góc dốc

Độ sâu (Km) 6 Biên độ (m) 9 1 2 3 5 7 8 10 4

8 ĐB-TN 15 ĐN 3 F3DB2 gb- Dư Trend 11 TB. Khống chế cấu trúc theo hướng Đông nam phát triển ra biển ĐG nội tầng khống chế cấu trúc nâng, sụt trong đới cấu trúc Ninh Bình - Kiến An

9 ĐB-TN 10 ĐN 3 F3DB3 gb- Dư Trend ĐG nội tầng, khống chế cấu trúc nâng sụt trong đới Ninh Hải - Thái Thụy 60 65 60 65

3 ĐB-TN ĐN 10 F3DB4 Xuân Thủy 810 gb- Dư Trend 60 65

3 ĐB-TN ĐN 11 F3DB5 810 gb- Dư Trend 60 65 Đồng Văn - Kẻ Sặt ĐG nội tầng, khống chế cấu trúc nâng hạ trong phần đất liền có xu hướng phát triển ra biển Đông ĐG nội tầng, khống chế cấu trúc nâng hạ ở phía Đông nam phát triển kéo dài lên phía Tây bắc

Đứt gãy kế cận phát triển liên đới cấu trúc vùng công tác TB - ĐN 15 TN 3 12 F3TB7 gb- Dư Trend Nam Thanh - Kiến An 60 65

1 TB-ĐN 35 TN 13 F1TB4 Kiến Thụy gb- Dư Trend ĐG sâu có vai trò khống chế đới cấu trúc và là ranh giới dải cấu trúc Hải 80 85

Đứt gãy Thông số cơ bản của đứt gãy

Vai trò đứt gãy trong cấu trúc địa chất Số TT Trường vật lý thể hiện Kí hiệu Tên địa danh Cấp bậc Phương phát triển Hướng cắm Góc dốc

1 2 3 4 5 7 8 Độ sâu (Km) 6 Biên độ (m) 9

10 Nâng hạ - Đạo hàm

11 Dương - Kiến An ở phía Đông bắc và dải cấu trúc Tiên Lãng - Cẩm Bình ở phía Đông nam

TB- ĐN 20 ĐB 3 14 F3TB3 gb- Dư Trend 60 65

Tiên Lữ - Xuân Trường

Nam Định TB-ĐN 30 ĐB 2 15 F2TB4 gb- Dư Trend

Yên Định TB-ĐN 25 ĐB 2 16 F2TB5 gb- Dư Trend 70 75 65 70

Sông Hồng 1 TB-ĐN 60 ĐB 17 F1TB3 gb- Dư Trend 3.500 80 85

ĐG rất sâu, biên độ dịch chuyển rất lớn, có vai trò khống chế vùng cấu trúc kiến tạo của lãnh thổ trong đó có phần cấu trúc của vùng công tác

Hình 3.10. Sơ đồ cấu trúc địa chất trũng Sông Hồng theo tài liệu địa vật lý Đặc điểm cấu trúc địa chất trũng Sông Hồng trên cơ sở xử lý, phân tích và

minh giải địa chất theo các tài liệu địa vật lý đã được nêu tại mục 3.1.1. Phân vùng

cấu trúc và tầng cấu trúc địa chất được thực hiện theo dấu hiệu trường dị thường trọng

lực đã thể hiện ở hình 3.10.

3.1.1.3.2.1. Trũng Sông Hồng được chia thành ba đới cấu trúc (hình 3.10)

- Đới cấu trúc nâng Đông Bắc: Bị giới hạn bởi 02 đứt gãy là sông Thái Bình

và Kiến Thụy. Ở đây đường đẳng trị dị thường trọng lực có đặc điểm là dạng dải kéo

dài phương Tây bắc - Đông nam; Giá trị cường độ trường có xu thế tăng dần từ ranh

giới của đới lên phía Đông Bắc (giá trị -20mGal ở Thái Thụy, Vĩnh Bảo, Hồng Hưng

đến +6mGal ở An Lão và +10mGal ở Hải Dương). Đây là cấu trúc nâng tương đối

với chiều dày trầm tích Kainozoi không lớn, thay đổi từ 250m đến 2.750m. Móng

trước Kainozoi của cấu trúc bao gồm đá phun trào, đá trầm tích lục nguyên xen kẽ

lẫn phun trào bazan, ryolit tuổi Mesozoi, đá vôi carbonat tuổi Paleozoi và đá trầm tích

lục nguyên tuổi Paleozoi. Chiều sâu tới móng trước Kainozoi là -500m  -2.000m

(tuyến 1); -1.500m  -2.000m (tuyến 8). Trong đới cấu trúc Đông bắc (D.I) hình thành

hai phức nếp lồi được đặc trưng bằng các dị thường dương trọng lực quan sát gb

hoặc trường trọng lực biến đổi dư Trend bậc 3 đó là: Phức nếp lồi An Lão (K11) ở

Thanh Cường tại ngã ba sông Thái Bình và sông Văn Úc và phức nếp lồi Tiên Lãng

(K12) ở khu vực ngã ba sông Thái Bình và Sông Luộc.

- Đới cấu trúc sụt Trung tâm: Bị giới hạn bởi 02 đứt gãy Sông Thái Bình và

Sông Chảy. Ở đây đường đẳng trị có đặc điểm là dạng dải uốn lượn gấp khúc tạo

thành nhiều dị thường địa phương có phương trục phát triển cùng phương địa chất

Tây bắc - Đông nam. Giá trị cường độ trường có xu thế giảm gần từ hai phía vào khu

vực trung tâm của đới (Giá trị -25mGal phần ranh giới phía bắc tại diện phân bố đứt

gãy Sông Lô là -10mGal đến -20mGal ở phần ranh giới phía nam kể từ đứt gãy Sông

Chảy đến -32mGal và -36mGal ở khu vực trung tâm của đới. Móng trước Kainozoi

của đới là các thành tạo tuổi Mesozoi với thành phần chủ yếu là: đá trầm tích lục

nguyên. Đây là đới cấu trúc sụt lún lớn, có cấu trúc địa chất và đặc điểm kiến tao, đặc

điểm trường vật lý hết sức phức tạp. Chiều dày trầm tích Kainozoi rất lớn, thay đổi

trong phạm vi rộng, có nơi chiều dày đạt tới 9.000m. Theo đặc điểm của trường trọng

lực có thể phân đới cấu trúc này thành hai phụ đới: Phụ đới cấu trúc Bắc Trung tâm

(DII.1) và phụ đới cấu trúc Nam Trung tâm (DII.2).

+ Phụ đới cấu trúc Bắc Trung tâm (DII.1). Bị giới hạn bởi 02 đứt gãy Sông

Thái Bình và Vĩnh Ninh. Cường độ trường trọng lực có giá trị âm lớn trên diện tích

khu vực điều tra dao động từ -20mGal đến -34 mGal thể hiện là vùng sụt lún sâu với

xu thế tăng dần về phía nam và giảm dần về phía bắc. Phụ đới cấu trúc này được các

nhà địa chất dầu khí gọi là trũng Đông Quan được giới hạn bởi đứt gãy Sông Lô ở phía

Đông bắc và đứt gãy Vĩnh Ninh ở phía Tây nam. Có chiều dày trầm tích Kainozoi lớn

dao động từ 3.000m đến 6.000m. Chiều sâu tới móng trước Kainozoi là -4.000m  -

6.200m (tuyến 1); -3.800m  -6.200m (tuyến 8). Trường dị thường trọng lực biểu thị

phụ đới cấu trúc Bắc Trung tâm (DII.1) thành hai dải cấu trúc: Dải cấu trúc Lạc Đạo -

Vĩnh Bảo (DII.11) và dải cấu trúc Mỹ Văn - Quỳnh Phụ (DII.12).

Dải cấu trúc DII.11 nằm kẹp giữa hai đứt gãy ĐG sông Thái Bình ở Đông bắc và

ĐG Sông Lô ở Tây nam, có đặc trưng là dạng hải kéo dài và là dải cấu trúc nâng so với

dải cấu trúc DII.12, đồng thời là dải cấu trúc sụt thấp so với đới cấu trúc Đông bắc (DI).

Dải cấu trúc DII.12 nằm kẹp giữa ĐG Sông Lô và ĐG Vĩnh Ninh được phản ánh

bằng dải dị thường địa phương cùng phương trục với cấu trúc địa chất là Tây bắc - Đông

nam có giá trị âm lớn nhất dao động từ -30mGal đến -34mGal phân bố trên diện tích lớn

hình elip phương Tây bắc có bán kính trục lớn khoảng 25km và bán trục nhỏ khoảng

10km thuộc vùng nghiên cứu biểu thị dải cấu trúc (DII.12) được hạ thấp nhất của vùng.

Trường dị thường trọng lực Bughe và trường trọng lực biến đổi dư Trend trong

phụ đới cấu trúc (DII.1) biểu thị các dị thường địa phương dương và âm phản ánh các

phức nếp lồi, lõm như sau: Phức nếp lồi Mỹ Văn (K21); Phức nếp lõm Văn Giang -

Thụy Việt (K22); Phức nếp lõm Diêm Điềm (K23) và phức nếp lõm Cửa Lân (K25).

+ Phụ đới cấu trúc Nam Trung tâm (DII.2): Bị giới hạn 02 đứt gãy Sông Chảy

và Vĩnh Ninh. Cường độ trường trọng lực có giá trị âm khá lớn sau phụ đới Bắc trung

tâm dao động từ -20mGal ở phía Tây nam giáp đứt gãy Sông Chảy đến -30mGal ở

giữa trung tâm liền kề đứt gãy Vĩnh Ninh. Trường trọng lực phản ánh đây cũng là

vùng sụt lún sâu với xu thế sâu dần từ phía Nam, lên phía Bắc của phụ đới cấu trúc.

Phụ đới này các nhà địa chất còn gọi là đới nghịch đảo Khoái Châu, Tiền Hải - Kiến

Xương hoặc là đới nghịch đảo Mioxen, trên đó được lấp đầy trầm tích tuổi Eocen đến

Đệ tứ với chiều dày rất lớn, bị nén ép mạnh do pha hoạt động kiến tạo xảy ra thời

điểm cuối Mioxen giữa, đầu Mioxen muộn và kéo dài đến tận cuối Mioxen muộn.

Chiều sâu tới móng trước Kainozoi là -5.800m  -6.000m (tuyến 1); -3.800m  -6.500m

(tuyến 8). Trường dị thường địa vật lý trọng lực biểu thị phụ đới cấu trúc Nam Trung

tâm (DII.2) thành hai dải cấu trúc: Dải cấu trúc Khoái Châu - Tiền Hải (DII.21) và dải

cấu trúc Hưng Hà - Xuân Thủy (DII.22); Dải cấu trúc Khoái Châu - Tiền Hải (DII.21)

nằm kẹp giữa hai đứt gãy, ĐG Vĩnh Ninh ở phía Đông bắc và ĐG Thái Bình ở phía Tây

nam, cường độ trường dị thường trọng lực dao động từ -22mGal đến -28mGal biểu thị

dải dị thường nâng tương đối so với dải dị thường Mỹ Van - Quỳnh Phụ ở phía Đông

bắc và là dải hạ thấp so với dải Hưng Hà - Xuân Thủy nằm ở phía Tây nam. Các dị

thường địa phương có dạng hình elip hoặc gần elip phân bố nối tiếp nhau thành dải

phương Tây bắc - Đông nam với chiều dài khoảng 30km và chiều rộng khoảng 8km.

Trong phụ đới cấu trúc nam Trung tâm (DII.2), trường trọng lực Bughe và trường

trọng lực biến đổi dư Trend biểu thị các dị thường dương, âm thể hiện các phức nếp lồi

và phức nếp lõm sau: Phức nếp lõm Khoái Châu (K26); Phức nếp lõm Hạ Lễ (K27); Phức

nếp lồi Quỳnh Xa (K28); Phức nếp lồi Đông Cường (K29); Phức nếp lõm Tiền Hải (K2.10);

Phức nếp lồi Tiền Hải (K24); Phức nếp lõm Thái Bình (K2.11); Phức nếp lõm Kiến Xương

(K2.12) và Phức nếp lồi Cồn Đen (K2.13).

- Đới cấu trúc nâng Tây nam. Bị khống chế bởi 02 đứt gãy Sông Chảy và Hưng

Yên. Nó thể hiện bằng đường đẳng trị trọng lực dạng dải song song kéo dài hướng Tây

bắc - Đông nam nằm sát đứt gãy Sông Chảy ở phía Tây nam khu vực Phù Tiên, Vũ Thư

và Xuân Thủy. Cường độ trường trọng lực dao động từ -10 mGal đến +2mGal tại khu vực

Nam Định, thể hiện là đới nâng so với đới liền kề là đới trung tâm. Chiều dày trầm tích

Kainozoi của đới không lớn, thay đổi trong giới hạn rộng dao động từ vài trăm mét đến

3000  4000m. Móng trước Kainozoi bị phân dị mạnh và rất phức tạp về thành phần và

tuổi địa chất. Chiều sâu tới móng trước Kainozoi là -1.750m  -3.000m (tuyến 1); -2.000m

 -3.800m (tuyến 8); -1.800m  -2.000m (tuyến 9); -4.000m  -1.000m (tuyến 16).

Trong đới cấu trúc Tây nam (D.III) được xác định chín phức nếp lồi, lõm trên cơ

sở các dị thường dương, âm của trường trọng lực biến đổi dư Trend sau: Phức nếp lồi

Hưng Yên (K31); Phức nếp lồi Duy Tiên (K32); Phức nếp lồi Nam Định (K33); Phức nếp

lõm Nam Ninh (K34); Phức nếp lồi Nam Trực (K35); Phức nếp lõm Nghĩa Hưng (K36);

Phức nếp lồi Cổ Lễ (K37); Phức nếp lồi Giao Thủy (K38) và phức nếp lõm Hải Hậu (K39).

3.1.1.3.2.2. Xuất phát từ mục tiêu, nhiệm vụ điều tra đánh giá tổng thể tài

nguyên than trũng Sông Hồng theo xử lý dị thường trọng lực đã xác nhận ba dải cấu

trúc trong đới sụt trung tâm cần được quan tâm là:

- Dải cấu trúc nâng Khoái Châu Tiền Hải nằm xen kẹp giữa hai đứt gãy Vĩnh

Ninh và Thái Bình, với cường độ dị thường trọng lực có giá trị âm lớn (-24mGal  -

30mGal) - phản ánh là dải nâng tương đối so với dải cấu trúc sụt Mỹ Văn - Quỳnh

Phụ của bể Sông Hồng. Trầm tích Kainozoi có chiều dày rất lớn đạt trên 5.500m

(Khoái Châu), dưới 4.000m (Hưng Hà - Quỳnh Phụ) và tới 7.000 - 7.500m (Kiến

Xưng - Tiền Hải) gồm các thành tạo từ thống Eocen đến Đệ tứ.

- Dải cấu trúc sụt Mỹ Văn - Quỳnh Phụ: nằm xem kẹp giữa 2 đứt gãy Sông Lô

và Vĩnh Ninh, với cường độ dị thường trọng lực có giá trị âm rất lớn (-30mGal  -

34mGal) phản ánh dải cấu trúc sụt lún sâu của trũng Sông Hồng với chiều dày trầm

tích lớn, từ 3.000m (Mỹ Văn) đến 8.000  8.500m (Ninh Thanh, Thái Thuỵ). Trầm

tích Kainozoi có mặt đầy đủ các thành tạo từ Neogen đến Đệ tứ.

- Dải cấu trúc sụt Xuân Thủy - Hưng Hà nằm xem kẹp giữa hai đứt gãy Thái

Bình và Sông Chảy với cường độ dị thường trọng lực có giá trị âm lân cận giá trị 0 (-

10mGal  0mGal) phản ánh móng trước Kainozoi nhô cao so với hai dải trên và chiều

dày trầm tích Kainozoi thay đổi từ 4.000m (Hưng Hà) đến 6000m (Vũ Thư).

Do kinh phí hạn chế việc điều tra tài nguyên than ở trũng Sông Hồng nên ở

giai đoạn hiện nay chỉ tập trung vào dải cấu trúc nâng Khoái Châu - Tiền Hải.

Tóm lại, độ chính xác và mức độ tin cậy của cấu trúc địa chất trũng Sông Hồng

theo tài liệu địa vật lý đã được NCS củng cố và định lượng hơn nhờ liên kết tài liệu

trọng lực với tài liệu địa chấn phản xạ và địa vật lý lỗ khoan.

3.1.2. Sơ đồ đẳng sâu đáy trầm tích hệ tầng Tiên Hưng trũng Sông Hồng theo

tài liệu địa chấn phản xạ

Sơ đồ hình 3.11 đẳng sâu đáy hệ tầng Tiên Hưng được thành lập trên cơ sở liên

kết đẳng độ sâu thu được trên các tuyến địa chấn phản xạ đã có trước năm 2012.

Phân tích tài liệu địa chấn phản xạ 2D cho thấy mặt đáy hệ tầng Tiên Hưng

tương ứng với mặt ranh giới phản xạ H8. Dưới mặt H8 tương ứng là các tập địa chấn

100

phản ánh các thành tạo không chứa than hoặc rất ít than. Như vậy, có thể nói rằng

mặt đáy hệ tầng Tiên Hưng đóng vai trò khống chế tài nguyên than ở khu vực trũng

Sông Hồng theo chiều sâu (hay phương thẳng đứng), trong khi các đứt gãy kiến tạo

là các yếu tố khống chế theo phương nằm ngang. Vì vậy, xác định được hình thái

phát triển và chiều sâu mặt đáy hệ tầng Tiên Hưng có ý nghĩa hết sức quan trọng

trong đánh giá định lượng tài nguyên than trũng Sông Hồng.

Từ kết quả tính toán cho thấy: Phạm vi phân bố than chủ yếu thuộc hệ tầng

Tiên Hưng. Nó bao trùm diện tích khoảng 2.350 km2, thuộc các huyện Bình Giang,

Gia Lộc, Ninh Giang, Thanh Miện của tỉnh Hải Dương; Ân Thi, Phủ Cừ, Tiên Lữ

tỉnh Hưng Yên; Vĩnh Bảo TP. Hải Phòng; Hưng Hà, Quỳnh Phụ, Đông hưng, Thái

Thụy, Kiến Xương, Tiền Hải tỉnh Thái Bình và một phần Xuân Trường, Giao Thủy

tỉnh Nam Định (hình 3.11).

Đáy bể than có dạng hình oval kéo dài phương Tây Bắc - Đông Nam, nghiêng

và thấp dần về hướng Đông Nam, chìm và phát triển mở rộng về phía Biển Đông.

Phần rìa Đông Bắc, Tây bắc và Tây Nam là nơi đáy bể than nhô cao nhất, chiều sâu

đáy bể từ 400 đến 900m, có nơi dưới 350m (Kim Động, Phủ Cừ tỉnh Hưng Yên).

Trong diện tích bể than, phần sâu nhất có dạng oval, nằm ở trung tâm, trục kéo dài

phương Tây Bắc-Đông nam. Ở khu vực này chiều sâu bể than tăng dần vào trung tâm,

chủ yếu từ 1200m đến 2500m (trũng Đông Quan, Thái Thành, Thái Hồng), chỗ sâu

nhất đạt tới 3000m và sâu hơn (trũng Phượng Ngãi, xã Nam Chính, Nam Trung, Nam

Hưng, huyện Tiền Hải).

Hoạt động nghịch đảo kiến tạo vào Miocen làm thay đổi bình đồ cấu trúc bể

than, đặc biệt là phần trung tâm với sự xuất hiện đới nâng Khoái Châu-Tiền Hải kéo dài từ Hùng Dũng (phía Đông Nam Phủ Cừ) qua Đông Hưng, Đông Quang, Đông Mỹ, đến Nam Cao, Tiền Hải, Cồn Đen, …, ngăn cách với phần sụt sâu Đông Bắc (trũng Đông Quan) bởi đứt gãy nghịch Vĩnh Ninh kéo dài từ Đặng Lễ, Ân Thi ra biển

Đông. Do sự xuất hiện đới nâng Khoái Châu-Tiền Hải mà đáy bể than ở khu vực này

được nâng lên, dao động từ 950m đến 1350m.

Từ Nam Cao về phía Đông Nam, đới nâng Khoái Châu-Tiền Hải tiếp tục bị

phân dị cấu tạo, chia tách do ảnh hưởng các hoạt động nghịch đảo kiến tạo vào Miocen

101

muộn, với sự xuất hiện 2 dải nâng tương đối, dạng hẹp hơn, kéo dài cùng phương Tây

Bắc -Đông Nam: dải nâng Tiền Hải ở phía Đông Bắc và dải nâng nghịch đảo Vũ Tiên

ở phía Tây Nam, từ đó hình thành nên phức nếp lõm Kiến Xương-Tiền Hải (hay trũng sâu Phượng Ngãi theo một số văn liệu khác), nằm giữa 2 dải nâng tương đối này.

Ranh giới giữa các đơn vị cấu trúc này được xác định là các đứt gãy Kiến Xương,

Tiền Hải thể hiện rõ trên các trường trọng lực Bughe, trường trọng lực biến đổi cũng

như trên các mặt cắt địa chấn phản xạ.

Hình 3.11. Sơ đồ đẳng sâu đáy trầm tích hệ tầng Tiên Hưng trũng Sông Hồng

theo tài liệu địa chấn

102

3.2. ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT PHẦN ĐÔNG NAM DẢI NÂNG KHOÁI CHÂU - TIỀN HẢI THEO TÀI LIỆU ĐỊA CHẤN PHẢN XẠ, VSP VÀ

ĐỊA VẬT LÝ LỖ KHOAN

NCS đã xử lý phân tích tài liệu địa chấn phản xạ và sử dụng các phương pháp sau:

- Xác định ranh giới và tập địa chấn phản xạ;

- Tính liên tục của ranh giới phản xạ và khoanh định tập chứa than;

- Đứt gãy kiến tạo và đới dập vỡ;

- Khoanh định các tập chứa than.

3.2.1. Xử lý phân tích tài liệu địa chấn phản xạ

Minh giải địa chất tài liệu địa chấn phản xạ để xác định các tập chứa than, NCS

đã nghiên cứu khả năng giải quyết của thuộc tính vật lý và hình học địa chấn. Kết quả

cho thấy các thuộc tính địa chấn như biên độ tức thời, năng lượng trung bình, pha tức

thời, trở kháng âm học tương đối và đặc điểm địa chấn phản xạ rất có hiệu quả trong

giải quyết các nội dung nghiên cứu nêu trên.

NCS đã tiến hành xử lý phân tích và minh giải địa chất tài liệu địa chấn phản

xạ trước năm 2012, từ đó xác định cấu trúc địa chất trũng Sông Hồng qua lập sơ đồ

đẳng sâu đáy trầm tích hệ tầng Tiên Hưng. Theo các nhà địa chất, đáy hệ tầng này có

các thành tạo chứa than chính ở trũng Sông Hồng (hình 3.11).

Sau khi Liên đoàn Vật lý Địa chất tiến hành thu nổ gần 200km tuyến địa chấn

phản xạ tại phần Đông nam dải cấu trúc nâng Khoái Châu - Tiền Hải, NCS đã xử lý

phân tích và minh giải địa chất phục vụ nghiên cứu đặc điểm cấu trúc địa chất và điều

tra tài nguyên than.

3.2.2. Xác định ranh giới phản xạ

Việc xác định các ranh giới phản xạ trong lát cắt địa chấn và liên kết nó với

địa tầng lỗ khoan, cần thiết phải sử dụng băng địa chấn tổng hợp. Nó không những là

cơ sở để thiết lập mô hình hoá địa chấn giúp nâng cao hiệu quả cho công tác xử lý

địa chấn mà còn là cơ sở xác định các tầng phản xạ và minh giải tài liệu địa chấn.

103

Dựa kết quả xử lý tài liệu VSP lỗ khoan LK.90.SH, địa vật lý lỗ khoan, vận

tốc của các tập địa chấn và đặc điểm trường sóng địa chấn trong từng tập NCS đã

định danh được 8 ranh giới phản xạ địa chấn trong từng tập. Cụ thể như sau:

- Các ranh giới phản xạ ở phần nông được ký hiệu từ R1 đến R3. Trong tài liệu

địa chấn phản xạ 2D chúng khó phát hiện và phân dị, nhưng trên tài liệu VSP được

thể hiện rất rõ ràng (hình 2.8).

Ranh giới R1 có chiều sâu khoảng 18,5 mét đây là lớp vận tốc thấp (khoảng

817m/s) được thể hiện rất rõ trên đồ thị thời gian - chiều sâu (Time - Depth), nó cũng

phù hợp với việc lựa chọn chiều sâu đặt nguồn nổ trong thu nổ địa chấn phản xạ 2D

của đề án.

Ranh giới R2 là 1 mặt phản xạ mạnh so với các mặt phản xạ trên nó, tập địa

chấn tập địa chấn từ R1 đến R2 có vận tốc khoảng 1679m/s phân bố tới 63 mét tương

ứng 108ms theo thời gian.

Ranh giới R3 pha phản xạ mạnh, tập địa chấn từ R2 đến R3 có vận tốc khoảng

2215m/s chiều sâu của ranh giới là 173 mét tương ứng 203ms theo thời gian, trên đồ

thị thời gian - chiều sâu (Time - Depth) nó là điểm giao của 2 đới tốc độ cao và tốc

độ thấp hơn phía dưới.

Ranh giới phản xạ được ký hiệu H1và từ H5 đến H9 được thể hiện rõ ràng trên

hình 3.12.

- Ranh giới phản xạ H1: là điểm phân chia lớp vận tốc thấp (1804m/s) phía

trên với lớp vận tốc cao hơn (2210m/s) phía dưới. Nó là mặt phản xạ có biên độ nhỏ

nằm dưới nó là các mặt phản xạ có biên độ lớn, theo băng địa chấn tổng hợp ranh giới

này được xác định bởi pha dương. Chiều sâu của ranh giới là 330 mét tương ứng

377ms theo thời gian.

- Ranh giới phản xạ H5: là mặt phản xạ có biên độ mạnh, Chiều sâu của ranh

giới là 372 mét tương ứng 415ms theo thời gian. Phía dưới của ranh giới này là các

mặt phản xạ có biên độ rất mạnh, theo băng địa chấn tổng hợp ranh giới này được

xác định bởi pha dương.

104

- Ranh giới phản xạ H6: là đáy của tập địa chấn có nóc là H5, tập địa chấn này

gồm rất nhiều mặt phản xạ có biên độ mạnh, phía dưới ranh giới H6 các mặt phản xạ

yếu và mờ nhạt, theo băng địa chấn tổng hợp ranh giới này được xác định bởi pha

dương. Chiều sâu của ranh giới là 567 mét tương ứng 569ms theo thời gian. Vận tốc

của tập địa chấn giữa H5 và H6 khoảng 2387m/s, đây là tập địa chấn chứa rất nhiều

các vỉa than.

- Ranh giới phản xạ H7: là đáy của tập địa chấn có nóc là H6, tập địa chấn này

có các mặt phản xạ yếu và mờ nhạt. Đây là tập địa chấn nghèo than hoặc không chứa

than. Chiều sâu của ranh giới là 658 mét tương ứng 652ms theo thời gian. Vận tốc

của tập địa chấn giữa H6 và H7 khoảng 2439m/s.

- Ranh giới phản xạ H8: Có thể thấy rấy rõ trên đồ thị thời gian chiều sâu

(Time - Depth), đây là điểm giao của 2 tập có tốc độ khác biệt lớn, theo băng địa chấn

tổng hợp ranh giới này được xác định bởi pha dương, chiều sâu của ranh giới là 840

mét tương ứng 793ms theo thời gian. Tập địa chấn nóc là H7 đáy là H8 có vận tốc

khoảng 2591m/s, tập có những mặt phản xạ mạnh có thể liên hệ tới các vỉa than, đây

là tập địa chấn chứa nhiều than.

Hình 3.12 dưới đây biểu diễn kết quả phân tích tài liệu đo VSP và địa chấn

phản xạ 2D. Ta thấy sự tương đồng giữa 2 kết quả đo là rất lớn, trên hình cũng thể

hiện rõ các ranh giới địa chấn đã được xác định.

Hình 3.12. Hình A, C là mặt cắt địa chấn 2D, hình B (chèn giữa) là kết quả đo VSP. Các đường màu ký hiệu H1 đến H5 là các ranh giới phản xạ đã được định danh

105

3.2.3. Khoanh định các tập địa chấn phản xạ

Tập địa chấn là một phần của lát cắt địa chấn, chúng bao gồm các mặt phản xạ

có đặc điểm trường sóng tương tự nhau được tách bởi các tập địa chấn khác bằng các

ranh giới chỉnh hợp hoặc bất chỉnh hợp. Tập địa chấn chính là tập trầm tích được

đồng nhất hoá trên lát cắt địa chấn, nó có đầy đủ các đặc tính chủ yếu của một tập

trầm tích để nhận biết và giải thích từ lát cắt địa chấn.

Nhiệm vụ quan trọng của phân tích các tập địa chấn là khoanh định các mặt

phản xạ có mặt trên mặt cắt. Các mặt phản xạ được xác định bởi các đặc điểm của

trường sóng thu được như tính phân lớp, mức độ liên tục của phản xạ, độ lớn biên độ,

tần số. Góc nghiêng giữa các tướng phản xạ cũng là dấu hiệu quan trọng khi xác định

các ranh giới phản xạ.

Để tăng số lượng thông số được sử dụng trong quá trình phân tích chúng ta có

thể sử dụng phương pháp phân tích các thuộc tính địa chấn để nghiên cứu các yếu tố

cấu trúc bể than (các đứt gãy kiến tạo, đới dập vỡ) cũng như sự phân bố của các tập

than trong vùng nghiên cứu.

3.2.4. Xác định tính liên tục của các ranh giới phản xạ

Một thuộc tính vật lý địa chấn phản xạ là thuộc tính pha tức thời. Thuộc tính

pha tức thời có thể sử dụng để xác định tính liên tục của các ranh giới phản xạ. Tại

một vị trí trên đoạn tuyến, khi các ranh giới phản xạ bị mất tính liên tục theo chiều

sâu thì đó là dấu hiệu của sự tồn tại một đứt gãy trên đoạn mặt cắt đó.

Hình 3.13 (a) Mặt cắt địa chấn bình thường với biên độ sóng không đồng đều. (b) Mặt cắt địa chấn thuộc tính pha tức thời thể hiện phân lớp liên tục hơn so với mặt cắt địa chân bình thường

Ngoài thuộc tính pha tức thời, chúng ta có thể sử dụng cả thuộc tính trở kháng

âm tương đối để xác định tính liên tục của các mặt ranh giới (hình 3.14).

106

Hình 3.14. (a) Mặt cắt địa chấn bình thường. (b) Mặt cắt địa chấn trở kháng âm tương đối thể hiện tốt hơn tính liên tục của ranh giới.

Tóm lại, trong minh giải địa chất tài liệu địa chấn phản xạ ta thấy: với mỗi đối

tượng nghiên cứu đều có một tổ hợp thuộc tính vật lý địa chấn phản xạ. Cụ thể là:

- Xác định ranh giới phản xạ sử dụng VSP, địa vật lý lỗ khoan.

- Khoanh định đứt gãy: sử dụng thuộc tính biên độ tức thời thuộc tính biên

ngoài, các đới mất sóng.

- Xác định tính liên tục của ranh giới phản xạ sử dụng thuộc tính pha tức thời,

trở kháng âm học tương đối, …

- Xác định tập đá chứa than sử dụng thuộc tính năng lượng trung bình, VSP,

địa vật lý lỗ khoan, …

3.2.5. Xác định đứt gãy kiến tạo, đới dập vỡ

Việc xác định các đứt gãy kiến tạo theo đặc điểm lát cắt địa chấn dựa các dấu

hiệu sau:

- Thuộc tính biên ngoài.

- Có các đới mất sóng.

- Có dịch chuyển theo phương thẳng đứng một cách hệ thống của các mặt phản

xạ nằm ở 2 phía của đứt gãy.

Trong phương pháp địa chấn phản xạ 2D tùy theo phương tuyến và cấu trúc

địa chất mà các dấu hiệu đó biểu hiện không được rõ ràng trên mặt cắt địa chấn thông

thường (chưa sử dụng thuộc tính biên độ tức thời). Tuy nhiên khi sử dụng thuộc tính

107

địa chấn biên ngoài (Envelope) vào việc minh giải, ta thấy các đứt gãy, đới dập vỡ có

thể dễ dàng nhận biết và xác định rõ hơn trên mặt cắt trường sóng (hình 3.15).

Hình 3.15. (a) Mặt cắt địa chấn bình thường với dấu hiệu đới dập vỡ và đứt gãy không rõ ràng. (b) Mặt cắt địa chấn thuộc tính Envelope dấu hiệu đới dập vỡ và đứt gãy rõ ràng hơn so với tài liệu bình thường

3.2.6. Khoanh định các tập chứa than

Việc xác định các tập có triển vọng chứa than được thực hiện theo thuộc tính

năng lượng trung bình, VSP, địa vật lý lỗ khoan.

Từ kết quả đo địa vật lý lỗ khoan và VSP tiến hành xây dựng mô hình vận tốc,

xây dựng băng địa chấn tổng hợp để hiệu chỉnh và kiểm tra độ chính xác của tài liệu

địa chấn 2D.

Kết hợp sử dụng thuộc tính năng lượng trung bình (average energy) có thể

thấy rất rõ các tập chứa than có biên độ mạnh. Kết quả này đã được đối sánh với các

tài liệu khoan và địa vật lý lỗ khoan. Hình 3.16 dưới đây thể hiện sự khác biệt khi

tính toán và phân tích thuộc tính địa chấn.

Hình 3.16. (a) Mặt cắt địa chấn bình thường với biên độ sóng tương đối mạnh nhưng không liên tục ở tập không chứa than. (b) Mặt cắt địa chấn thuộc tính năng lượng trung bình làm nổi bật các tập không chứa than với biên độ thấp, hình ảnh mờ nhạt, các tập có chứa than biên độ cao hơn hẳn và tương đối liên tục.

108

Kết quả xử lý tài liệu VSP ở các lỗ khoan (ví dụ, lỗ khoan LK.90.SH) cho thấy,

nơi tồn tại các vỉa than sóng phản xạ có biên độ mạnh và rõ ràng. Bảng dưới đây là

kết quả đối sánh chiều sâu các vỉa than theo tài liệu địa vật lý lỗ khoan và theo tài liệu

VSP để từ đó định danh các tập than đối với tài liệu đo địa chấn phản xạ 2D trên mặt

ở trũng Sông Hồng.

Bảng 3.2. Chiều sâu các vỉa than theo tài liệu địa vật lý tại lỗ khoan LK.90.SH

STT Chiều dày vỉa than (m) Thời gian tương ứng theo tài liệu VSP (ms)

Chiều sâu nóc vỉa than theo tài liệu địa vật lý lỗ khoan (m) 375.6 1 1.50 418

2 383.5 1.92 426

3 506.4 7.93 536

4 526.6 1.77 551

5 552.9 1.54 567

6 660.1 2.17 654

7 698.8 10.12 686

8 809.6 3.4 775

9 867.7 2.4 803

Sau khi đã xác định được các mặt phản xạ địa chấn chính, các tuyến địa chấn

tựa sẽ được minh giải trước tiên. Đây là ranh giới những tuyến chuẩn để làm cơ sở

liên kết cho toàn bộ các tuyến địa chấn còn lại.

3.3. CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT PHẦN ĐÔNG NAM DẢI NÂNG KHOÁI CHÂU - TIỀN HẢI THEO TÀI LIỆU ĐỊA CHẤN PHẢN XẠ

3.3.1. Cấu trúc địa chất phần đông nam dải nâng Khoái Châu - Tiền Hải theo tài liệu địa chấn phản xạ 2D trên tuyến khảo sát

Bằng phương pháp mô hình hóa, xây dựng băng địa chấn tổng hợp, phân tích

thuộc tính, định danh và liên kết ranh giới phản xạ, phân tích tập địa chấn và xác định đứt gãy đã trình bày trên tuyến vừa nêu, NCS tiến hành minh giải địa chất các tuyến khảo

sát địa chấn phần đông nam dải nâng Khoái Châu - Tiền Hải gồm 7 tuyến ngang và 1

tuyến dọc (hình 3.17).

109

Kết quả minh giải tài liệu địa chấn tuyến T12.

Tuyến T.12 đo địa chấn phản xạ 2D dài 9615 m thuộc địa phận huyện Kiến

Xương, tỉnh Thái Bình. Tuyến kéo dài theo phương Đông Bắc - Tây Nam (hình 3.18).

Hình 3.17. Sơ đồ bố trí các tuyến địa chấn phản xạ 2D thuộc phần Đông nam dải nâng Khoái Châu - Tiền Hải

Dựa vào đặc điểm của trường sóng địa chấn kết hợp với các tài liệu địa vật lý lỗ

khoan và tài liệu lỗ khoan, bằng phương pháp và quy trình phân tích minh giải gồm các

bước trên. Kết quả đã phân chia được 9 ranh giới chính và các tập địa chất tương ứng.

Có thể thấy từ khoảng trên dưới 300 mét trở lên được phân chia bởi ranh giới

H1, quá trình trầm tích tương đối bình ổn, chưa chịu ảnh hưởng nhiều của quá trình

hoạt động kiến tạo, lớp trầm tích tương đối nằm ngang. Ranh giới H1 là mặt bào mòn

cắt xén rất mạnh và rõ. Từ ranh giới H1 trở xuống, quá trình hoạt động kiến tạo đã

tạo ra các cấu trúc nếp lỗi lõm.

110

Hình 3.18. Kết quả xử lý minh giải tuyến T.12, vùng Kiến Xương, tỉnh Thái Bình (Đường màu đỏ là đường cong xạ tự nhiên Gamma; Đường màu xanh là đường

cong xạ nhân tạo Gamma - Gamma; Các vỉa than có màu đen đươc xác định rất rõ

trên tài liệu Carota)

Các đứt gãy kiến tạo trên tuyến xuất hiện tại vị trí 1,7 km, 7,3 km và 8,6 km tính từ đầu tuyến. Dựa vào kết quả tổng hợp tài liệu cũ, kết hợp phân tích thuộc tính địa chấn biên độ tức thời có thể thấy đứt gãy Vĩnh Ninh cách đầu tuyến khoảng 8,6 km và có đới dập vỡ rất mạnh, phân bố rộng (khoảng trên 1 km) đây là một đứt gãy nghịch. Tại vị trí 1,7 km cách đầu tuyến là đứt gãy Kiến Xương. Tại vị trí 7,3 km cách đầu tuyến cũng xuất hiện 1 đứt gãy nghịch có quy mô nhỏ hơn, qua hình dạng và đặc điểm trường sóng địa chấn tại đây có thể thấy đứt gãy này không phải là đứt gãy Tiền Hải, NCS tạm đặt tên là đứt gãy F4. Trong vùng nghiên cứu cấu trúc nếp lõm Kiến Xương - Tiền Hải có trục chạy theo hướng Tây Bắc - Đông Nam được khống chế bởi 2 đứt gãy nghịch Tiền Hải và Kiến Xương. Tại tuyến khảo sát này không thấy sự xuất hiện của đứt gãy Tiền Hải, điều này có thể dự đoán nếp lõm Kiến Xương - Tiền Hải dần nâng lên và kết thúc theo hướng Tây Bắc vùng nghiên cứu.

Kết quả minh giải tài liệu địa chấn tuyến T16 (hình 3.19, 3.20).

111

Hình 3.19: Kết quả đo Carota tại lỗ khoan LK07.SH và lỗ khoan LK98.SH trên tuyến T16, vùng Kiến Xương, tỉnh Thái Bình (Đường màu đỏ là đường cong xạ tự nhiên Gamma; Đường màu xanh là đường

cong xạ nhân tạo Gamma - Gamma; Các vỉa than có màu đen đươc xác định rất rõ

trên tài liệu Carota)

Từ kết quả xử lý minh giải tài liệu địa chấn phản xạ 2D đã xác định hệ thống

đứt gãy trong vùng phát triển theo hướng Tây Bắc - Đông Nam. Đặc điểm cấu trúc

cơ bản của đới nâng Khoái Châu - Tiền Hải được khống chế bởi 4 đứt gãy bao gồm:

đứt gãy Vĩnh Ninh, Tiền Hải, Kiến Xương và Thái Bình. Hoạt động kiến tạo của các

đứt gãy này tạo nên cấu trúc đặc trưng của vùng với trũng trung tâm là nếp lõm Kiến

Xương - Tiền Hải và các nếp lồi 2 bên rìa được xác định là nếp lồi Tiền Hải, nếp lồi

Kiến Xương. So sánh với tài liệu địa chấn cũ, vị trí các đứt gãy này có sự thay đổi.

Với các đứt gãy Vĩnh Ninh và Thái Bình sự thay đổi vị trí trên bình đồ là không nhiều,

nhưng các đứt gãy Tiền Hải và Kiến Xương có sự thay đổi khá nhiều. Khoảng cách gần nhất của 2 đứt gãy Kiến Xương và Tiền Hải theo tài liệu cũ là khoảng 3km nhưng với tài liệu mới chỉ là 700m. Điều này rất có ý nghĩa, vì 2 đứt gãy này tạo nên nếp lõm Kiến Xương - Tiền Hải (trũng Phượng Ngãi) do vậy nếp lõm này sẽ được thu

hẹp lại. Đối chiếu với kết quả khoan (lỗ khoan LK-105SH) có thể thấy vị trí các đứt gãy đã được chính xác hóa có độ tin cậy cao. Để khoanh định các đứt gãy ở đới này NCS đã sử dụng thuộc tính biên độ tức thời, biểu hiện mất sóng, ranh giới phản xạ xê

dịch theo phương thẳng đứng.

112

- Đứt gãy Vĩnh Ninh nằm ở phía Đông bắc vùng nghiên cứu, chạy theo phương

Tây Bắc - Đông Nam. Đây là đứt gãy nghịch có góc cắm khoảng 70 đến 75 độ và

nằm nghiêng về phía Tây Nam.

- Đứt gãy Tiền Hải nằm phía Tây Nam so với đứt gãy Vĩnh Ninh và chạy gần

như song song với đứt gãy Vĩnh Ninh. Đây là đứt gãy nghịch địa phương có góc cắm

khoảng 70 độ và nằm nghiêng về phía Tây Nam.

- Đứt gãy Kiến Xương nằm phía Tây Nam so với đứt gãy Tiền Hải và chạy theo phương Tây Bắc - Đông Nam. Đây là đứt gãy nghịch địa phương có góc cắm

khoảng 60 độ và nằm nghiêng về phía Đông Bắc.

- Đứt gãy Thái Bình nằm phía Tây Nam vùng nghiên cứu và chạy theo phương

Tây Bắc - Đông Nam. Đây là đứt gãy thuận có góc cắm khoảng 60 đến 80 độ và nằm nghiêng về phía Tây Nam.

Theo các tài liệu đã nghiên cứu trước đây, các đứt gãy trên nằm trong hệ thống

đứt gãy có phương tây bắc- đông nam là hệ thống đứt gãy chính khống chế bình đồ cấu

trúc vùng ĐBSH gồm các đứt gãy thuận trượt bằng ngang Sông Hồng và sông Lô; đứt

gãy nghịch Vĩnh Ninh, đứt gãy thuận Thái Bình, sông Chảy… Các đứt gãy có góc cắm

70- 80º với biên độ dịch chuyển 100- 1.000 m, đới huỷ hoại trên 100 m.

Hình 3.20 và 3.21 phía dưới, NCS đã trình bày 2 mặt cắt địa chấn địa chất trên tuyến

T16 theo phương Đông Bắc - Tây Nam và TT2-2 theo phương Tây Bắc - Đông Nam.

3.3.2. Cấu trúc địa chất phần đông nam dải nâng Khoái Châu - Tiền Hải theo

tài liệu địa chấn phản xạ 2D trên diện tích khảo sát

Như đã trình bày ở trên, phần Đông nam dải nâng Khoái Châu - Tiền Hải đã

khoanh định được các nếp lồi, lõm sau theo tài địa chấn phản xạ (hình 3.20).

- Nếp lồi Tiền Hải: phân bố trong dải nâng Khoái Châu - Tiền Hải. Đây là nếp

lồi cân xứng kích thước lớn có góc nếp uốn dao động từ 150 - 160º, trục theo phương

tây bắc - đông nam, mặt trục cắm về phía tây nam. Nếp lồi này được khống chế bởi 2 đứt gãy nghịch Vĩnh Ninh phía bắc và Tiền Hải phía nam.

- Nếp lõm Phượng Ngãi: phân bố trong dải nâng Khoái Châu - Tiền Hải. Đây là nếp lõm tương đối cân xứng kích thước lớn có góc nếp uốn dao động từ 160 - 170º, trục theo phương tây bắc - đông nam, mặt trục cắm về phía tây nam. Nếp lõm này được khống chế bởi 2 đứt gãy nghịch Tiền Hải phía bắc và Kiến Xương phía nam.

- Nếp lồi Kiến Xương: phân bố trong dải nâng Khoái Châu - Tiền Hải. Đây là nếp lồi tương đối cân xứng kích thước lớn có góc nếp uốn dao động từ 150 - 160º, trục theo phương tây bắc - đông nam, mặt trục cắm về phía tây nam. Nếp lồi này được

113

khống chế bởi 2 đứt gãy nghịch Kiến Xương phía bắc và đứt gãy nghịch Thái Bình ở

phía nam.

- Nếp lồi Vũ Tiên nằm giữa đứt gãy Thái Bình và Kiến Xương. Trong số 4 nếp cấu trúc nêu trên NCS thiết nghĩ chỉ 3 nếp cấu trúc: nếp cấu

trúc lồi Tiền Hải, nếp cấu trúc lõm Phượng Ngãi và nép cấu trúc lồi Vũ Tiên là cần

quan tâm trong giai đoạn thăm dò tiếp theo.

Hình 3.20. Sơ đồ cấu trúc địa chất phần Đông Nam đới nâng Khoái Châu-Tiền Hải theo tài liệu địa chấn phản xạ

114

3.4. KHOANH ĐỊNH CÁC TẬP ĐÁ CHỨA THAN VÀ KHÔNG CHỨA THAN Các tập đá chứa than và không chứa than (hình 3.19, 3.20, 3.21 và 3.22) được

phân chia dựa trên tài liệu VSP, địa chấn phản xạ 2D, địa vật lý lỗ khoan, lỗ khoan, cũng như tài liệu địa chất có trong vùng.

Có một số điểm rất dễ nhận thấy là, các tập đất đá không chứa than trường

sóng địa chấn thường có biên độ thấp, điều này thể hiện sự tồn tại của các thành tạo

có thành phần thạch học chủ yếu là cát kết hạt vừa đến lớn, khi nhìn trên mặt cắt địa chấn trường sóng là những vùng mờ nhạt hơn hẳn các vùng khác. Do vậy để xác định

các tập chứa than trước hết ta loại bỏ các tập đất đá có dấu hiệu như trên.

Ngược lại các tập đất đá có chứa than trường sóng địa chấn thường có tần số trung bình, biên độ lớn và tính liên tục cao. Điều này thể hiện sự tồn tại của các thành

tạo có thành phần thạch học chủ yếu là cát kết hạt nhỏ và sét kết, bột kết khi nhìn trên

mặt cắt địa chấn là những vùng rất rõ nét.

Với những kết quả tổng hợp và đánh giá như đã nêu trên, ta có thể phân chia

và dự báo các tập đất đá không chứa than, các tập chứa than bằng 9 ranh giới ký hiệu

từ H1 đến H9 theo tài liệu địa chấn phản xạ 2D:

3.4.1. Khoanh định tập đá chứa than

- Tập H1 đến H4: Tập này được đặc trưng bởi trường sóng có biên độ cao, tần

số trung bình đến cao, độ liên tục tốt, gồm các phản xạ song song. Tập này thành

phần trầm tích chủ yếu là cát kết hạt nhỏ, sét kết, bột kết xen kẹp chứa than. Do các

ranh giới H2 và H3 chỉ bắt gặp ở các tuyến ngoài đê biển (tuyến T26) nên được gộp

lại thành tập chứa than từ H1 đến H4. Tập này có chiều dày trung bình khoảng 250m,

phân bố từ chiều sâu khoảng 200m đến 950m.

- Tập H5 đến H6 có trường sóng tương tự từ tập H1 đến H2, thành phần trầm

tích chủ yếu là sét kết, bột kết, cát kết hạt nhỏ có chứa than. Tập này có chiều dày trung bình khoảng 310m, phân bố từ chiều sâu khoảng 300m đến 1200m.

- Tập H7 đến H8: Tập này được đặc trưng bởi trường sóng các phản xạ phân lớp song song, có độ liên tục tốt, biên độ cao, tần số trung bình đến cao, thành phần

trầm tích chủ yếu là sét kết, bột kết có chứa than. So sánh với tài liệu lỗ khoan thu

thập được thì nhận thấy đây là tập chứa than tương đối dày. Tập này có chiều dày trung bình khoảng 280m, phân bố từ chiều sâu khoảng 500m đến 1800m.

115

3.4.2. Phân chia tập đá ít chứa than và không chứa than

- Tập từ mặt địa hình đến H1: Tập này được đặc trưng bởi trường sóng có biên

độ cao, tần số trung bình đến cao, tính liên tục yếu, phản xạ sóng hỗn độn. Thành phần trầm tích là cát hạt vừa đến lớn gắn kết yếu thuộc các hệ tầng đệ Tứ, Hải Dương

và Vĩnh Bảo. Tập này không chứa than. Tập này có chiều dày trung bình khoảng

270m, phân bố từ chiều sâu khoảng 200m đến 350m.

- Tập H4 đến H5 trường sóng có biên độ cao, tần số thấp, độ liên tục trung bình, thành phần trầm tích chủ yếu là cát kết hạt vừa đến lớn không chứa than. Tập này có

chiều dày trung bình khoảng 120m, phân bố từ chiều sâu khoảng 380m đến 1000m.

- Tập H6 đến H7: Tập này được đặc trưng bởi trường sóng có biên độ cao, tần số thấp, độ liên tục trung bình, thành phần trầm tích chủ yếu là sét và cát kết

xem kẹp, rất ít chứa than, đôi khi có thể gặp các đới chứa than dự đoán ở dạng thấu

kính. Tập này có chiều dày trung bình khoảng 250m, phân bố từ chiều sâu khoảng

410m đến 1400m.

- Tập H8 đến H9: Tập này được đặc trưng bởi trường sóng các phản xạ có độ

liên tục kém, ít tính phân lớp, biên độ cao, tần số thấp, thành phần trầm tích chủ yếu

là cát kết, sét kết, ít chứa than. Tập này có chiều dày trung bình khoảng 200m, phân

bố từ chiều sâu khoảng 500m đến 2000m.

- Tập dưới mặt H9 xuống dưới sâu: Tập này được đặc trưng bởi trường sóng

các phản xạ có độ liên tục yếu, ít tính phân lớp, biên độ trung bình, tần số thấp, rất ít

chứa than, đôi khi có thể gặp các đới chứa than dự đoán ở dạng thấu kính. Các hình

III.20, III.21 là mặt cắt địa chấn sau khi minh giải. Tập này nằm ở độ sâu khoảng

800m đến 2000m.

116

Hình 3.21. Kết quả xử lý minh giải tuyến T.16, vùng Tiền Hải, tỉnh Thái Bình

117

Hình 3.22. Kết quả xử lý minh giải tuyến TT-2-2, tuyến cắt qua các huyện Tiền Hải, Kiến Xương và Đông Hưng, tỉnh Thái Bình

(Đường màu đỏ là đường cong xạ tự nhiên Gamma; Đường màu xanh là

đường cong xạ nhân tạo Gamma - Gamma; Các vỉa than có màu đen đươc xác định

rất rõ trên tài liệu Carota)

118

KẾT LUẬN

1. KẾT LUẬN

Đề tài luận án "Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc địa chất trũng Sông Hồng theo

tài liệu địa vật lý phục vụ điều tra tài nguyên than" đã hoàn thành nhiệm vụ nghiên

cứu theo tài liệu trọng lực, địa chấn, VSP và địa vật lý lỗ khoan, từ đó có thể rút ra

các kết luận sau:

1.1. Đã lựa chọn được hệ phương pháp nghiên cứu địa vật lý hợp lý gồm:

- Trọng lực, địa chấn phản xạ, VSP, địa vật lý lỗ khoan, đồng thời đã xử lý, phân

tích, minh giải địa chất các tài liệu thu thập được bằng các phần mềm hiện đại để nghiên

cứu đặc điểm cấu trúc địa chất và điều tra tài nguyên than trũng Sông Hồng;

- Phương pháp trọng lực có ưu thế trong nghiên cứu các yếu tố địa chất khu

vực: đứt gãy sâu, phân chia các đới cấu trúc nâng sụt, tách được dải cấu trúc trong

các đới.

- Phương pháp địa chấn phản xạ độ phân giải cao, nên đã phân tích định lượng

được các nếp lồi, nếp lõm, đứt gãy trong các dải cấu trúc.

- Kết hợp với phương pháp VSP, địa vật lý lỗ khoan đã khoanh định được các

tập chứa than và không chứa than khá chính xác.

1.2. Theo dấu hiệu của dị thường trọng lực đã:

- Chính xác hóa vị trí, hướng cắm các đứt gãy sâu ở trũng Sông Hồng như đứt

gãy Hưng Yên, Sông Chảy, Thái Bình, Vĩnh Ninh, Sông Lô, Sông Thái Bình, Kiến Thụy.

Trong đó, đứt gãy Sông Chảy và Sông Thái Bình giữ vai trò khống chế tài nguyên

than theo tài liệu trọng lực.

- Phân chia 3 đới cấu trúc là đới nâng Tây Nam nằm giữa đứt gãy Hưng Yên và

Sông Chảy, đới sụt Trung tâm nằm giữa đứt gãy Sông Chảy và Sông Thái Bình, đới

nâng Đông bắc nằm giữa đứt gãy Sông Thái Bình và Kiến Thụy.

Trong đó đới sụt Trung tâm là đới khống chế tài nguyên than, đã phân chia làm

3 dải cấu trúc là dải sụt Mỹ Văn - Quỳnh Phụ ở rìa đông bắc kẹp giữa 2 đứt gãy Sông

Thái Bình và Vĩnh Ninh; dải nâng Khoái Châu - Tiền Hải ở trung tâm kẹp giữa 2 đứt

119

gãy Vĩnh Ninh và Thái Bình; dải sụt Xuân Thủy – Hưng Hà ở phần rìa Tây Nam nằm

giữa 2 đứt gãy Thái Bình và Sông Chảy với độ tin cậy cao.

Trong 3 dải cấu trúc trên đều có mặt hệ tầng Tiên Hưng nên đều chứa than, nhưng

dải nâng Khoái Châu - Tiền Hải là dải chứa than được đề án "Điều tra, đánh giá tổng thể

tài nguyên than phần đất liền, bể Sông Hồng" được quan tâm đầu tư đánh giá.

1.3. Tại phần Đông nam dải nâng Khoái Châu - Tiền Hải

- Đã định vị và chính xác hóa đứt gãy:

+ Đứt gãy Vĩnh Ninh nằm ở phía Đông bắc vùng nghiên cứu, chạy theo

phương Tây Bắc - Đông Nam. Đây là đứt gãy nghịch có góc cắm khoảng 70 đến 75

độ và nằm nghiêng về phía Tây Nam.

+ Đứt gãy Tiền Hải nằm phía Tây Nam so với đứt gãy Vĩnh Ninh và chạy gần như song song với đứt gãy Vĩnh Ninh. Đây là đứt gãy nghịch địa phương có góc cắm

khoảng 70 độ và nằm nghiêng về phía Tây Nam.

+ Đứt gãy Kiến Xương nằm phía Tây Nam so với đứt gãy Tiền Hải và chạy

theo phương Tây Bắc - Đông Nam. Đây là đứt gãy nghịch địa phương có góc cắm

khoảng 60 độ và nằm nghiêng về phía Đông Bắc.

+ Đứt gãy Thái Bình nằm phía Tây Nam vùng nghiên cứu và chạy theo phương

Tây Bắc - Đông Nam. Đây là đứt gãy thuận có góc cắm khoảng 60 đến 80 độ và nằm

nghiêng về phía Tây Nam.

- Khoanh định dải cấu trúc địa chất địa phương gồm nếp lồi Tiền Hải, nếp lõm

Phượng Ngãi, nếp lồi Kiến Xương theo thuộc tính biên độ tức thời, tham số VSP, địa

vật lý lỗ khoan.

- Khoanh định được 3 tập đá chứa than (từ tập H1 đến H4, H5 đến H6, H7 đến

H8) và 5 tập không chứa than (từ mặt địa hình đến H1, H4 đến H5, H6 đến H7, H8 đến

H9, H9 xuống dưới sâu) theo tần số trung bình, biên độ lớn, tính liên tục cao.

1.4. Các kết quả nghiên cứu của luận án tại phần Đông nam dải nâng Khoái Châu

- Tiền Hải đã dự báo diện tích triển vọng cho thăm dò than ở trũng Sông Hồng.

1.5. Hệ phương pháp được lựa chọn gồm: trọng lực, địa chấn phản xạ, VSP, địa vật

lý lỗ khoan có cơ sở khoa học và thực tiễn, cần được áp dụng để điều tra tài nguyên than

trong những vùng có bối cảnh địa chất địa vật lý tương tự trũng Sông Hồng.

120

2. KIẾN NGHỊ

2.1. Những kết quả nghiên cứu về sự phân bố tập chứa than và không chứa than

trũng Sông Hồng của NCS có thể kiến nghị đặt một lỗ khoan để kiểm chứng hiệu quả

xác định các tập chứa than tại nếp lõm Phượng Ngãi nơi chưa có một hố khoan nào

(Vị trí trí dự kiến X= 654.196; Y= 2.256.196 hệ tọa độ VN2000 Zone 48 múi 105).

Kết quả kiểm chứng sẽ là một cơ sở khoa học để đề xuất Chính phủ các diện

tích có triển vọng cho thăm dò than trũng Sông Hồng trong thời gian tiếp theo.

2.2. Diện tích nghiên cứu của luận án cũng như của đề án "Điều tra, đánh giá tổng

thể tài nguyên than phần đất liền bể Sông Hồng" chỉ là một phần của bể Sông Hồng.

Với những kết quả thu được của luận án cũng như đề án, cần mở rộng ra các dải khác

thuộc đới sụt trung tâm trũng Sông Hồng và kéo dài ra phần biển bằng hệ phương

pháp địa vật lý và địa chất đã được lựa chọn.

2.3. Điều tra cơ bản địa chất và thăm dò khoáng sản ẩn, trong đó có khoáng sản

than, là một trọng điểm trong chiến lược điều tra tài nguyên khoáng sản Việt Nam, vì

vậy cần tiếp tục đầu tư khoa học, công nghệ cho phân tích, xử lý và minh giải tài liệu

địa vật lý, địa chất.

2.4. Kết quả nghiên cứu của luận án và đề án nêu trên nên sớm chuyển giao cho

thăm dò và khai thác than ở bể Sông Hồng.

121

CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ

1. Lại Mạnh Giàu, Lê Thanh Hải và nnk (2011). Trọng lực chính xác cao và khả năng

áp dụng để phát hiện các thân quặng ẩn sâu ở Việt Nam. Tạp chí địa chất Loạt A

số 324, 3-4/2011. Hà Nội.

2. Lại Mạnh Giàu, Lê Thanh Hải và nnk (2012). Bản đồ các trường dị thường trọng

lực Việt Nam (phần đất liền) tỷ lệ 1:500.000 - Niên đại 2011. Hội nghị khoa học

quốc tế: Vật lý địa cầu và phát triển bền vững. NXB KHTN và CN Hà Nội.

3. Lại Mạnh Giàu, Lê Thanh Hải và nnk (2013). Bản đồ các dị thường trọng lực Việt

Nam (phần đất liền) tỷ lệ 1:500.000 - niên đại 2011. Tạp chí Địa chất, Loạt A, số

333, 1-2/2013, Hà Nội.

4. Lại Mạnh Giàu và nnk (2014). Lựa chọn hệ thống thu nổ địa chấn phản xạ 2D

trong nghiên cứu cấu trúc địa chất và điều tra đánh giá tổng thể tài nguyên than bể

Sông Hồng (phần đất liền). Tạp chí Địa chất, Loạt A, số 341, 3-8/2014, Hà Nội.

5. Lại Mạnh Giàu và nnk (2016). Sử dụng một thuộc tính địa chất minh giải tài liệu

địa chấn phản xạ 2D trong “Điều tra, đánh giá tổng thể tài nguyên than bể than

Sông Hồng”. Tạp chí Địa chất, Loạt A, số 359, 9/2016. Hà Nội.

6. Lai Manh Giau and others (2016). Using some seismic attributes to interpret 2D

reflection seismic data of project “Overall investigation and evaluating of coal

resources in red river basin”. Journal of Geology, series B, No 44-45/2016, p81-

88, Ha Noi.

122

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Tôn Tích Ái (2003), Trọng lực và thăm dò trọng lực, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội.

2. Trịnh Xuân Cương và nnk (2012), Báo cáo công tác xử lý, phân tích tài liệu địa

chấn cũ năm 2012 phục vụ điều tra tài nguyên than trũng Sông Hồng, Đề án:

"Điều tra, đánh giá tổng thể tài nguyên than phần đất liền, bể Sông Hồng", Lưu

trữ Địa chất Liên đoàn Intergeo Hà Nội.

3. Ngô Tất Chính (1985), Báo cáo Kết quả thăm dò sơ bộ than khu Bình Minh -

Châu Giang - Hải Hưng, Lưu trữ Trung tâm Thông tin Lưu trữ Địa chất, Hà Nội.

4. Nguyễn Hữu Chí (1985), Tham số vật lý đá và quặng lãnh thổ Việt Nam, Lưu trữ

Trung tâm Thông tin Lưu trữ Địa chất, Hà Nội.

5. Vũ Xuân Doanh (1986), Báo cáo độ chứa than miền võng Hà Nội (Hưng Yên-

Thái Bình), Lưu trữ Trung tâm Thông tin Lưu trữ Địa chất, Hà Nội.

6. Nguyễn Thiện Giao, Lê Thanh Hải và nnk (1985), Bản đồ dị thường trọng lực

Buge Việt Nam, Lưu trữ Trung tâm Thông tin Lưu trữ Địa chất, Hà Nội.

7. Lại Mạnh Giàu, Chu Quốc Khánh, Lê Thanh Hải và nnk, Kết quả xử lý phân tích

tài liệu trọng lực, từ tellur, địa chấn và carota cũ ở bể Sông Hồng, Lưu trữ Liên

đoàn Vật lý Địa chất, Hà Nội.

8. Lại Mạnh Giàu, Lê Thanh Hải và nnk (2010). Tổ hợp phương pháp phân tích

tổng hợp tài liệu trọng lực, từ trong nghiên cứu cấu trúc địa chất các bể trầm tích

trước Đệ Tam ở Việt Nam (phần đất liền), Hợp tác khoa học giữa Phân viện Viện

Dầu khí Miền Nam và Liên đoàn Vật lý Địa chất, Lưu trữ Liên đoàn Vật lý Địa

chất, Hà Nội.

9. Lại Mạnh Giàu, Lê Thanh Hải và nnk (2011), Trọng lực chính xác cao và khả

năng áp dụng để phát hiện các thân quặng ẩn sâu ở Việt Nam, Tạp chí địa chất sô

324, Hà Nội.

10. Lại Mạnh Giàu, Lê Thanh Hải và nnk (2011), Bản đồ các trường dị thường trọng

lực Việt Nam (phần đất liền) tỷ lệ 1:500.000 - Niên đại 2011, Tuyển tập Báo cáo

Hội nghị khoa học quốc tế Vật lý địa cầu: Hợp tác và phát triển bền vững, NXB

KHTN và CN, Hà Nội.

123

11. Lại Mạnh Giàu và nnk (2012), Áp dụng phương pháp địa chấn phản xạ 2D phục

vụ điều tra tài nguyên than trũng Sông Hồng, Tạp chí địa chất, số 362, Hà Nội.

12. Lại Mạnh Giàu và nnk (2013), Bản đồ dị thường trọng lực Việt Nam (phần đất

liền) tỷ lệ 1: 500.000, niên đại 2011, Tạp chí địa chất loạt A, sô 333/1-2, Hà Nội.

13. Lại Mạnh Giàu và nnk (2015), Một số kết quả địa vật lý trong điều tra, đánh giá

tài nguyên than bể Sông Hồng “Địa chất và Tài nguyên Việt Nam”, NXB Khoa

học tự nhiên và công nghệ Hà Nội, Hà Nội.

14. Lại Mạnh Giàu và nnk (2017), Đặc điểm cấu trúc địa chất cà các yếu tố cấu trúc

khống chế tài nguyên than trũng Sông Hồng theo tài liệu trọng lực và địa chấn

phản xạ, Tạp chí địa chất, số 362, Hà Nội.

15. Nguyễn Hiệp và nnk (1965 - 1967), Công tác trọng lực tỷ lệ 1:50.000 ở vùng

Đông Nam Thái Bình và Phú Bình, Lưu trữ Trung tâm Thông tin Lưu trữ Địa

chất, Hà Nội.

16. Hoàng Văn Long (2015), "Đặc điểm biến dạng kiến tạo bể An Châu: Bằng chứng

cho hoạt động nghịch chờm trong giai đoạn tạo núi Indosini", Tạp chí Dầu khí,

số 8, trang 22-26, Hà Nội.

17. Trần Đức Lương (1971), Cấu trúc địa chất Indosinid miền Bắc Việt Nam và tóm

tắt lịch sử phát triển kiến tạo của chúng, Tuyển tập kiến tạo miền Bắc Việt Nam

và các miền kế cận, NXB KH và KT, Lưu trữ Trung tâm Thông tin Lưu trữ Địa

chất, Hà Nội.

18. Phạm Hồng Quế, Đỗ Bạt, 1981. Địa tầng tổng hợp trầm tích Đệ Tam miền trũng

Hà Nội. Lưu trữ Viện Dầu khí Hà Nội.

19. Nguyễn San (1978), Phối hợp phân tích các tài liệu từ và trọng lực vùng tây nam

Hà Nội, Lưu trữ Trung tâm Thông tin Lưu trữ Địa chất, Hà Nội.

20. Nguyễn Ngọc Thọ (1973), Kết quả nghiên cứu địa chất lỗ khoan 31 Nam Bình,

Kiến Xương, Thái Bình, Lưu trữ Trung tâm Thông tin Lưu trữ Địa chất, Hà Nội.

21. Trần Văn Trị và nnk (2009), Địa chất và Tài nguyên Việt Nam, Nhà xuất Khoa

học tự nhiên và Công nghệ, Hà Nội.

124

22. Lê Văn Trương và nnk (2004), Nghiên cứu minh giải lại tài liệu địa chất - địa vật

lý, xem xét lại các lỗ khoan khu vực Tiên Hưng, Kiến Xương, Đông Quan D,

Báo cáo tổng kết, Lưu trữ PVEP, PAC.

23. Lưu Văn Thức (1973) Kết quả nghiên cứu địa chất cấu tạo Kiến Xương, miền

võng Hà Nội, Lưu trữ Trung tâm Thông tin Lưu trữ Địa chất, Hà Nội.

24. Lưu Văn Thức (1973), Kết quả nghiên cứu địa chất lỗ khoan 34 Hồng Thuận,

Xuân Thủy, Nam Hà, Lưu trữ Trung tâm Thông tin Lưu trữ Địa chất, Hà Nội.

25. Mai Thanh Tân (2004), Phương pháp địa chấn trong thăm dò dầu khí, Giáo trình

tại đại học Mỏ Địa chất - Bộ Giáo Dục Đào Tạo, Hà Nội.

26. Ngô Quang Toàn (1994), Bản đồ địa chất nhóm tờ Hà Nội mở rộng tỷ lệ 1:50.000,

Lưu trữ Trung tâm Thông tin Lưu trữ Địa chất, Hà Nội.

27. Mai Thanh Tâm, Phạm Năng Vũ, Nguyên Huy Ngọc (1997), Địa chấn thăm dò,

Bài giảng cao học Đại học Mỏ địa chất Hà Nội.

28. Vũ Ngọc Tiến (1987), Khai thác các băng ghi địa chấn để liên kết các tập chứa

than vùng Tây Bắc sông Luộc, miền võng Hà Nội, Lưu trữ Địa chất Hà Nội.

29. Vũ Văn Tiến (2002), Báo cáo kết quả thi công dự án khảo sát than đồng bằng

Sông Hồng từ 1998 đến 2002 giữa Tổng Công ty Than Việt Nam và NEDO (Nhật

Bản), Lưu trữ Tập đoàn Công nghiệp Than- Khoáng sản Việt Nam.

30. Phan Tiến Viễn và nnk (2005), Báo cáo xử lý tài liệu địa chấn MVHN. Báo cáo

tổng kết, Lưu trữ VPI.

31. Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam (1976 - 2016), Các báo cáo về trọng lực,

từ, địa chấn phản xạ, điện, phóng xạ, địa vật lý lỗ khoan tỉ lệ từ 1: 50.000 đến 1:

200.000, Lưu trữ VPI, Hà Nội.

32. Tổng kết công tác trọng lực vùng An Châu, tỷ lệ 1:200.000 (1968- 1970). Lưu

trữ Trung tâm Thông tin Lưu trữ Địa chất, Hà Nội.

33. Tổng kết công tác trọng lực tỷ lệ 1:50.000 vùng trũng Hà Nội (1975- 1978), Lưu

trữ Trung tâm Thông tin Lưu trữ Địa chất, Hà Nội.

34. Trọng lực vùng Kiến Xương, Tiền Hải thuộc MVHN, tỷ lệ 1:25.000 và 1:10.000

(1973- 1975), Lưu trữ Trung tâm Thông tin Lưu trữ Địa chất, Hà Nội.

125

35. Báo cáo công tác trọng lực vùng Xuân Thủy, Nam Hà, tỷ lệ 1:25.000, Lưu trữ

Trung tâm Thông tin Lưu trữ Địa chất, Hà Nội.

36. Điều tra, đánh giá tổng thể tài nguyên than phần đất liền bể Sông Hồng”, Đề án

Chính phủ năm 2010.

37. Bergman, S. C., P. H. Leloup, P. Tapponnier, U. Schärer and P. B. O'Sullivan

(1997), "Apatite fission track thermal history of the Ailao Shan-Red River shear

zone, China", European Union of Geoscientists.

38. Cao, S., J. Liu, B. Leiss, F. Neubauer, J. Genser and C. Zhao (2011), "Oligo-Miocene

shearing along the Ailao Shan-Red River shear zone: Constraints from structural

analysis and zircon U/Pb geochronology of magmatic rocks in the Diancang Shan

massif, SE Tibet, China", Gondwana Research 19(4), page 975-993.

39. Carter, A., D. Roques, C. Bristow and P. D. Kinny (2001) "Understanding

Mesozoic accretion in Southeast Asia: Significance of Triassic thermotectonism

(Indosinian orogeny) in Vietnam", Geology 29, page 211-214.

40. Carter, A. and P. D. Clift (2008), "Was the Indosinian orogeny a Triassic

mountain building or thermotectonic reactivation event?", Comptes Rendues de

l’Academie Scientifique, Geoscience 340, page 83-93.

41. Clift, P. D. and Z. Sun (2006), "The sedimentary and tectonic evolution of the

Yinggehai-Song Hong Basin and the southern Hainan margin, South China Sea;

implications for Tibetan uplift and monsoon intensification", Journal of

Geophysical Research 111(B6, 28).

42. Epstein N.N (1961-1963), Bản đồ dị thường trọng lực Bughe trũng Sông Hồng

tỷ lệ 1:200.000, Lưu trữ Trung tâm Thông tin Lưu trữ Địa chất, Hà Nội.

43. Goocbatchov A.N (1962), Kết quả sơ bộ công tác nghiên cứu địa vật lý đối với

miền trũng châu thổ Sông Hồng và phương hướng tiếp tục phát hiện khả năng

dầu lửa và khí, Lưu trữ Trung tâm Thông tin Lưu trữ Địa chất, Hà Nội.

44. Hazebroek, H., D. Tan and P. Swinburn (1994), "Tectonic evolution of the

offshore Sarawak and Sabah basins, Northwest Borneo", AAPG Bulletin 78(7):

page 1144-1145.

126

45. Hoang, L. V., F. Y. Wu, P. D. Clift, A. Wysocka and A. Swierczewska (2009),

"Evaluating the evolution of the Red River system based on in-situ U-Pb dating and

Hf isotope analysis of zircons", Geochemistry Geophysics Geosystems 10 (Q11008).

46. Hoang, L. V., P. D. Clift, A. M. Schwab, M. Huuse, D. A. Nguyen and S. Zhen

(2010), Large-scale erosional response of SE Asia to monsoon evolution

reconstructed from sedimentary records of the Song Hong-Yinggehai and

Qiongdongnan Basins, South China Sea. Monsoon evolution and tectonic-

climate linkage in Asia. P. D. Clift, R. Tada and H. Zheng. London, Geological

Society. 342: page 219-244.

47. Hutchison, C. S. (2004). "Marginal basin evolution; the southern South China

Sea", Marine and Petroleum Geology 21(9), page 1129-1148.

48. Kitovani S.K (1961), Triển vọng về dầu lửa và khí thiên nhiên ở Việt Nam, Lưu

trữ Trung tâm Thông tin Lưu trữ Địa chất, Hà Nội.

49. Lee, T. Y. and L. A. Lawver (1994), "Cenozoic plate reconstruction of the South

China Sea region", Tectonophysics 235, page 149-180.

50. Leloup, P. H., R. Lacassin, P. Tapponnier, U. Schärer, Z. Dalai, L. Xiaohan, Z.

Liangshang, J. Shaocheng and P. T. Trinh (1995), "The Ailao Shan-Red River

shear zone (Yunnan China), Tertiary transform boundary of Indochina",

Tectonophysics 25, page 3-84.

51. Li, C.-F., X. Xu and Expedition 349 Scientific Party (2014), "Ages and magnetic

structures of the South China Sea constrained by deep tow magnetic surveys and

IODP Expedition 349", Geochemistry, Geophysics, Geosystems 15: page 4958-4983.

52. Li, C.-F., J. Li, W. Ding, D. Franke, Y. Yao, H. Shi, X. Pang, Y. Cao, J. Lin, D. K.

Kulhanek, T. Williams, R. Bao, A. Briais, E. A. Brown, Y. Chen, P. D. Clift, F. S.

Colwell, K. A. Dadd, I. n. Hernández-Almeida, X.-L. Huang, S. Hyun, T. Jiang, A.

A. P. Koppers, Q. Li, C. Liu, Q. Liu, Z. Liu, R. H. Nagai, A. Peleo-Alampay, X. Su,

Z. Sun, M. L. G. Tejada, H. S. Trinh, Y.-C. Yeh, C. Zhang, F. Zhang, G.-L. Zhang

and X. Zhao (2015), "Seismic stratigraphy of the central South China Sea basin and

implications for neotectonics", Journal of Geophysical Research.

127

53. Maksiutova và nnk (1965), Thăm dò địa chấn ở vùng trũng Hà Nội năm 1962-

1964, Lưu trữ Trung tâm Thông tin Lưu trữ Địa chất, Hà Nội.

54. Poluxtovik B.M (1972), Kết quả lỗ khoan thông số 1 Tiên Hưng, Thái Bình, Lưu

trữ Trung tâm Thông tin Lưu trữ Địa chất, Hà Nội.

55. Rangin, C., P. Huchon, X. L. Pichon, H. Bellon, C. Lepvrier, D. Roques, N. D.

Hoe and P. V. Quynh (1995), "Cenozoic deformation of central and south

Vietnam", Tectonophysics 251(1-4): 179-196.

56. Schoenbohm, L. M., B. C. Burchfiel, L. Chen and J. Yin (2005). "Exhumation of

the Ailao Shan shear zone recorded by Cenozoic sedimentary rocks, Yunnan

Province, China", Tectonics 24(TC6015): 18.

57. Tapponnier, P., G. Peltzer, G. Le Dain, A. Y., R. Armijo and P. R. Cobbold

(1982), "Propagating extrusion tectonics in Asia: New insights from simple

experiments with plasticine", Geology 10: 611- 616.

58. Vlaxova I.I (1963), Cấu trúc sâu của tam giác châu Sông Hồng, Báo cáo tổng

hợp, Lưu trữ Trung tâm Thông tin Lưu trữ Địa chất, Hà Nội.

59. Zhu, M., S. Graham and T. McHargue (2009), "The Red River Fault zone in the

Yinggehai Basin, South China Sea", Tectonophysics 476(3-4): 397-417.

60. Zuchiewicz, W., Q. C. Nguyen, J. Zasadni and T. Y. Nguyen (2013), "Late

Cenozoic tectonics of the Red River Fault Zone, Vietnam, in the light of

geomorphic studies", Journal of Geodynamics 69: 11- 30.

Luận án tiến sĩ Địa chất: Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc địa chất trũng Sông Hồng theo tài liệu địa vật lý để phục vụ điều tra tài nguyên than

PHỤC VỤ ĐIỀU TRA TÀI NGUYÊN THAN

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT

TRŨNG SÔNG HỒNG THEO TÀI LIỆU ĐỊA VẬT LÝ

PHỤC VỤ ĐIỀU TRA TÀI NGUYÊN THAN

LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT

1)

1pch)

2)

2pc)

3)

3th)

3th1)

3th2)

3th3)

1lc)

2-3hn)

3vp)

1-2hh)

3tb)

Có thể bạn quan tâm

Tài liêu mới

AI tóm tắt

Giới thiệu tài liệu

Đối tượng sử dụng

Từ khoá chính

Nội dung tóm tắt

Giới thiệu

Về chúng tôi

Việc làm

Quảng cáo

Liên hệ

Chính sách

Thoả thuận sử dụng

Chính sách bảo mật

Chính sách hoàn tiền

DMCA

Hỗ trợ

Hướng dẫn sử dụng

Đăng ký tài khoản VIP

093 303 0098

support@tailieu.vn

Phương thức thanh toán

Theo dõi chúng tôi

Facebook

Youtube

TikTok