ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
PHẠM NGUYỄN HÀ VŨ
TIẾN HÓA TRẦM TÍCH KAINOZOI KHU VỰC
BỒN TRŨNG CỬU LONG TRONG MỐI QUAN HỆ VỚI
HOẠT ĐỘNG ĐỊA ĐỘNG LỰC
Chuyên ngành: Địa chất
Mã số: 62440201
TÓM TẮT DỰ THẢO LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT
HÀ NỘI – 2015
1
Công trình được hoàn thành tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội
Người hướng dẫn khoa học: GS. TS Trần Nghi PGS.TS. Chu Văn Ngợi
Phản biện:
--------------------------------------------------------------------
Phản biện:
--------------------------------------------------------------------
Phản biện:
--------------------------------------------------------------------
Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp ĐHQG họp tại ……………………………………………………………………. Vào hồi ……. giờ…….ngày…..tháng……năm 20.....
Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Quốc gia Việt Nam - Trung tâm Thông tin – Thư viện, Đại học Quốc gia Hà Nội
2
MỞ ĐẦU
Tính cấp thiết của luận án
Trong thời gian vừa qua, trên cơ sở khối lượng tài liệu mới và tiến bộ của khoa học công nghệ, vấn đề nghiên cứu mối quan hệ giữa tiến hóa trầm tích trong mối quan hệ với hoạt động địa lực theo quan điểm địa tầng phân tập mới có điều kiệu thuận lợi để quan tâm và đẩy mạnh nghiên cứu trong các công trình của Trần Nghi (2005, 2010, 2013), Mai Thanh Tân (2005)... Các kết quả nghiên cứu đã định hình được phương pháp luận, phương pháp nghiên cứu và bước đầu chỉ ra được đặc điểm cổ địa lý, tướng đá phát triển theo thời gian địa chất của các bồn trầm tích Kainozoi. Vì vậy, nghiên cứu sinh lựa chọn đề tài: “Tiến hoá trầm tích Kainozoi khu vực bồn trũng Cửu Long trong mối quan hệ với hoạt động địa động lực” nhằm áp dụng và hoàn thiện quy trình nghiên cứu bồn trầm tích làm sáng tỏ hơn nữa mô hình phát triển trầm tích, cổ địa lý của khu vực bồn trũng Cửu Long trong mối quan hệ với hoạt động địa động lực phục vụ nghiên cứu lịch sử phát triển địa chất và công tác tìm kiếm thăm dò khoáng sản biển trên thềm lục địa Việt Nam.
Mục tiêu Nghiên cứu tiến hóa trầm tích Kainozoi bồn trũng Cửu Long trong mối quan hệ với hoạt động địa động lực góp phần làm sáng tỏ lịch sử phát triển trầm tích, tướng đá cổ địa lý của khu vực.
Nhiệm vụ - Nghiên cứu đặc điểm tướng trầm tích Kainozoi bồn trũng Cửu Long.
1
- Nghiên cứu mối quan hệ giữa tiến hóa trầm tích với hoạt động địa động lực Kainozoi khu vực bồn trũng Cửu Long. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Các thành trầm tích Kainozoi khu vực bồn trũng Cửu Long Cơ sở tài liệu Cơ sở tài liệu Nghiên cứu sinh đã lựa chọn sử dụng các số liệu và tài liệu địa chấn, địa vật lý giếng khoan, thạch học, cổ sinh được phép tiếp cận trong khuôn khổ các đề tài “Nghiên cứu tướng đá - cổ địa lý và chuẩn hóa địa tầng Kainozoi ở mỏ Rồng và Bạch Hổ” giữa trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội và Vietsovpetro; đề tài KC-09-23 “Thành lập bản đồ địa chất biển Đông tỉ lệ 1: 1.000.000” do GS. Trần Nghi chủ nhiệm; đề tài KC-09-09. “Nghiên cứu đặc điểm địa chất - địa chất công trình thềm lục địa Đông Nam Việt Nam phục vụ cho việc xây dựng công trình và định hướng phát triển kinh tế biển“ do GS. Mai Thanh Tân chủ nhiệm; đề tài KC-09-20/06-10 “Nghiên cứu địa tầng phân tập (Sequence Stratigraphy) các bể trầm tích sông Hồng, Cửu Long, Nam Côn Sơn nhằm đánh giá tiềm năng khoáng sản“ do GS. Trần Nghi chủ nhiệm; đề tài KC09.13/11-15 “Nghiên cứu lịch sử tiến hóa châu thổ ngầm sông Mekong trong Holocen phục vụ phát triển bền vững“ do TS. Đinh Xuân Thành chủ nhiệm để thực hiện luận án. -
Tài liệu phân tích thạch học, cổ sinh và địa vật lý giếng khoan tại 22 giếng khoan.
-
1800 km tuyến địa chấn 2D và hàng nghìn km tuyến địa chấn nông phân giải cao.
- Hệ thống các mặt cắt địa chất gồm 44 mặt cắt ngang và 29 mặt cắt dọc được xây dựng từ các bản đồ cấu trúc Móng, nóc
2
Oligocen sớm, nóc Oligocen muộn, nóc Miocen sớm, nóc Miocen giữa, nóc Miocen muộn và đáy biển.
- Bản đồ và hệ thống mặt cắt phục hồi của 44 mặt cắt ngang và 22 mặt cắt dọc theo các giai đoạn Oligocen sớm, Oligocen muộn, Miocen sớm, Miocen giữa, Miocen muộn và Pliocen-Đệ tứ (462 mặt cắt phục hồi).
Ngoài ra, luận án còn sử dụng các tài liệu, số liệu đã được công bố trong các các bài báo và công trình nghiên cứu khoa học tin cậy bằng tiếng Việt và tiếng nước ngoài có liên quan đến luận án.
Các luận điểm bảo vệ
Luận điểm 1: Từ Oligocen đến Pliocen - Đệ tứ số lượng tướng trầm tích phát triển phong phú dần và biến thiên theo chu kỳ bắt đầu từ môi trường lục địa và kết thúc là môi trường châu thổ, biển:
- Oligocen : Tướng cát đa khoáng lòng sông, nón quạt cửa sông
và sét đầm hồ, vũng vịnh.
- Miocen : Tướng cát đa khoáng đến ít khoáng cửa sông, biển
ven bờ, tướng sét biển nông, tướng bùn vôi vũng vịnh.
- Pliocen - Đệ tứ: Tướng cát sạn lòng sông, tướng cát bột aluvi, tướng sét bãi bồi, tướng sét đầm lầy ven biển, tướng cát cồn chắn cửa sống, tướng sét vũng vịnh, tướng bột - sét biển nông với đặc trưng cá kết từ ít khoáng đến đơn khoáng. Luận điểm 2: Thành tạo trầm tích Kanozoi bồn trũng Cửu Long được hình thành trong mối quan hệ nhân quả với hoạt động kiến tạo, phát triển theo chiều thẳng đứng (từ dưới lên) :
1. Trầm tích Oligocen được lắng trong ba trung tâm tích tụ trầm tích phát triển mở rộng dần về phía tây nam trong điều kiện môi trường lục địa và vũng vịnh trong bối cảnh vỏ lục
3
địa sụt lún thành các địa hào dạng tuyến, hình thành nên tổ hợp thạch - kiến tạo Oligocen đặc trưng bởi trầm tích tích cát kết đa khoáng có nguồn cung cấp vật liệu từ các khối nâng móng và kế cận.
2. Trầm tích Miocen được tích tụ trong một trung tâm tích tụ trầm tích phát triển dần về phía tây, tây nam rộng ra toàn vùng nghiên cứu trong điều kiện môi trường biển chiếm ưu thế dưới sự ảnh hưởng của hoạt động sụt lún nhiệt, hình thành tổ hợp thạch - kiến tạo Miocen được đặc trưng bởi trầm tích cát kết đa khoáng đến ít khoáng có nguồn gốc lấy từ sông Mekong.
3. Trầm tích Pliocen - Đệ tứ được tích tụ dưới ảnh hưởng chủ đạo của châu thổ sông Mekong mở rộng ra toàn thềm đặc trưng bởi trầm tích cát ít khoáng và đơn khoáng thạch anh lấp của tổ hợp thạch - kiến tạo Pliocen-Đệ tứ.
Các điểm mới của luận án - Làm sáng tỏ được được mối quan hệ nhân quả giữa trầm tích Kainozoivới hoạt động địa động lực của bồn trũng Cửu Long. - Khôi phục được đặc điểm cổ địa hình trong các giai đoạn Oligocen, Miocen và Pliocen - Đệ tứ của bồn trũng Cửu Long phát triển từ môi trường lục địa, cửa sông sang vũng vịnh, biển nông.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn - Kết quả nghiên cứu của luận án có ý nghĩa khoa học và thực tiễn trong nghiên cứu các bồn trầm tích Kainozoi của Việt Nam và tìm kiếm khoáng sản trên thềm lục địa Việt Nam . Bố cục luận án gồm 5 chương Chương 1: Tổng quan lịch sử nghiên cứu bồn trũng Cửu Long
4
Chương 2: Phương pháp luận và các phương pháp nghiên cứu Chương 3: Địa tầng, magma và cấu trúc kiến tạo bồn trũng
Cửu Long
Chương 4: Đặc điểm thành phần vật chất, tướng đá cổ địa lý
trầm tích Kainozoi khu vực bồn trũng Cửu Long
Chương 5: Tiến hóa trầm tích Kainozoi bồn trũng Cửu Long
trong mối quan hệ với hoạt động địa động lực
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU
BỒN TRŨNG CỬU LONG
1.1. Giai đoạn trước 1975
Trước năm 1975, hoạt động điều tra nghiên cứu biển chủ yếu
do nước ngoài thức hiện hợp tác với chính quyền miền Nam. 1.2. Giai đoạn 1975 đến nay
Các công trình nghiên cứu trong khu vực nghiên cứu đã làm sáng tỏ cấu trúc địa chất, địa tầng, trầm tích, kiến tạo, cổ sinh, địa hóa của khu vực. Tuy nhiên, về nghiên cứu tướng đá cổ địa lý và trầm tích luận khu vực bồn trũng Cửu Long chưa có công trình nào nghiên cứu một cách đầy đủ quá trình phát triển trầm tích với đặc điểm địa động lực để làm rõ hơn lịch sử tiến hóa của bồn trũng trong Kainozoi.
CHƯƠNG 2
PHƯƠNG PHÁP LUẬN
VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Phương pháp luận
Để nghiên cứu lịch sử tiến hóa trầm tích Kainozoi khu vực bồn trũng Cửu Long cần phải nhận thức rõ về mối quan hệ nhân quả giữa sự thay đổi mực nước cơ sở với các thành tạo trầm tích. Mực cơ sở
5
thay đổi làm cho môi trường lắng đọng trầm tích thay đổi kết hợp với ảnh hưởng của nguồn cung cấp trầm tích dẫn đến làm cho các thành tạo trầm tích (thành phần, cấu tạo) thay đổi. 2.2. Nguyên lý của địa tầng phân tập 2.2.1. Khái niệm về địa tầng phân tập
Trên cơ sở tiếp cận địa tầng phân tập từ quan điểm phân tích tướng, Trần Nghi (2013) định nghĩa “địa tầng phân tập là sự sắp xếp có quy luật của các tướng và nhóm tướng trầm tích trong khung địa tầng theo không gian và thời gian trong mối quan hệ với sự thay đổi mực nước biển chân tĩnh và chuyển động kiến tạo”.
Ranh giới tập là bất chỉnh hợp (trong phần lục địa) và các chỉnh hợp tương quan của chúng liên quan đến giai đoạn biển thoái trong mô hình địa tầng phân tập. Bề mặt ngập lụt cực đại tương ứng với thời gian ngập lụt cực đại (Van Wagoner, 1988), thể hiện thời gian đường bờ tiến về phía lục địa nhiều nhất. Bề mặt biển tiến được thể hiện bằng bề mặt mài mòn bởi hoạt động của sóng trong quá trình biển tiến. Các bề mặt ranh giới cơ bản phân chia một phức tập đầy đủ thành ba miền hệ thống: miền hệ thống trầm tích biển thấp (lowstand systems tract), miền hệ thống trầm tích biển tiến (transgressive systems tract), và miền hệ thống trầm tích biển cao (highstand systems tract). 2.2.2. Mối quan hệ giữa tướng trầm tích và địa tầng phân tập
Một phức tập trầm tích được tích tụ trong một chu kỳ thay đổi mực nước biển tương đối có thể được phân chia thành các miền hệ thống. Mỗi miền hệ thống là một thành tạo liên tục với sự phân bố trầm tích theo hướng từ lục địa ra biển sẽ chuyển từ các tướng lục địa, sang các tướng môi trường ven bờ rồi đến các tướng môi trường biển.
6
2.3. Các phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu sinh đã sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau: phương pháp địa chấn địa tầng, phương pháp phân tích tài liệu địa vật lý giếng khoan, phương pháp phân tích thạch học, phương pháp xây dựng mặt cắt phục hồi và phục hồi bồn trầm tích, phương pháp xây dựng bản đồ cổ địa hình và phương pháp xây dựng bản đồ tướng đá - cổ địa lý.
CHƯƠNG 3
ĐỊA TẦNG, MAGMA VÀ CẤU TRÚC KIẾN TẠO
BỒN TRŨNG CỬU LONG
3.1. Địa tầng
1 tc); hệ tầng Trà Tân (E3
1 bh); hệ tầng Côn Sơn (N1
Địa tầng trầm tích Kainozoi của bồn trũng Cửu Long trong các tài liệu nghiên cứu về địa tầng được xếp vào các hệ tầng: hệ tầng Cà 2 tt); hệ tầng Cối (E2 cc); hệ tầng Trà Cú (E3 3 2 cs); hệ tầng Đồng Nai (N1 Bạch Hổ (N1 đn); hệ tầng Biển Đông (N2-Q bđ). 3.2. Các thành tạo magma 3.2.1. Các thành tạo magma trước Kainozoi 3.2.2. Các thành tạo magma phun trào Kainozoi 3.3. Cấu trúc - kiến tạo bồn trũng Cửu Long 3.3.1. Phân tầng cấu trúc
Cấu trúc theo chiều thẳng đứng của bồn trũng Cửu Long được
chia thành: tầng cấu trúc dưới và tầng cấu trúc trên. 3.3.2. Phân vùng cấu trúc
Bên trong bể Cửu Long có 9 đơn vị cấu trúc thuộc bồn trũng
gồm 3 trũng, 4 đới nâng và 2 đơn nghiêng.
û
7
3.3.3. Các hệ thống đứt gãy
Các hệ thống đứt gãy tạo bồn trũng Cửu Long chủ yếu là các đứt gãy thuận đồng trầm tích: hệ thống đông bắc - tây nam (ĐB-TN), hệ thống đông nam - tây bắc (ĐN-TB), hệ thống á kinh tuyến và hệ thống á vĩ tuyến dựa trên phương của các đứt gãy. 3.3.4. Lịch sử phát triển kiến tạo khu vực Đông Nam Á
Lịch sử phát triển kiến tạo Kainozoi khu vực Biển Đông có thể được chia thành ba giai đoạn tương ứng với chu kỳ phát triển của các bồn rift chứa dầu khí: giai đoạn trước Eocen giữa (trước rift), giai đoạn tạo Eocen giữa - Miocen sớm (tạo rift) và giai đoạn sau rift Miocen giữa - Pliocen - Đệ tứ (sau rift). 3.3.5. Đặc điểm kiến tạo Kainozoi bồn trũng Cửu Long
Trước Eocen, đặc biệt là giai đoạn từ Jura muộn đến là giai đoạn tồn tại pha nâng lên mạnh mẽ làm cho bề mặt địa hình khu vực nghiên cứu phân dị kèm theo bóc mòn mạnh tạo nên bề mặt san bằng và làm lộ ra các đá xâm nhập được tạo thành dưới sâu thuộc các phức hệ Định Quán, Đèo Cả, Cà Ná. Vào cuối Eocen - Oligocen, bồn trũng Cửu Long phát triển sụt lún mở rộng: vào Oligocen sớm phát triển các bán địa hào, địa lũy phương đông bắc - tây nam, vào Oligocen muộn quá trình sụt lún vừa mang tính chất kế thừa do nhiệt vừa sinh mới phương vĩ tuyến dạng gàu xúc (listric). Vào Miocen sớm quá trình sụt lún vẫn tiếp tục và mở rộng do nhiệt là chủ yếu nhưng sự căng giãn mở rộng yếu đi. Vào Miocen giữa - Pliocen - Đệ tứ, khu vực nghiên cứu có chế độ rìa lục địa thụ động, bình ổn sụt lún nhiệt nhấn chìm các thành tạo cổ hơn tạo các đứt gãy thuận phương đông tây, bồn trũng trầm tích và các chuỗi họng núi lửa theo phương bắc nam.
8
CHƯƠNG 4
ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN VẬT CHẤT, TƯỚNG ĐÁ CỔ ĐỊA
LÝ CÁC TRẦM TÍCH KAINOZOI BỒN TRŨNG CỬU LONG
4.1. Phức tập Eocen - Oligocen sớm (S1)
Phức tập Eocen - Oligocen sớm tương ứng với với tập F và tập E. Trên tài liệu địa chấn khu vực 2D, phức tập này nằm giữa ranh giới móng và nóc tập E (nóc Oliogcen sớm) có phần dưới phản xạ không liên tục và phần trên phản xạ song xong liên tục kém. Trên tài liệu địa vật lý giếng khoan, trầm tích thường được đặc trưng bởi giá GR độ phân dị nhanh và mạnh đặc trưng cho môi trường có năng lượng cao, không ổn định.
Đối với Olgiocen sớm (tập E) trong kết quả phân tích cổ sinh
đều tồn tại môi trường hồ nước ngọt, có sự xen kẹp giữa môi trường đầm lầy ven biển và môi trường hồ nước ngọt theo chu kỳ. Trong địa hóa dầu khí, tỷ số Pr/Ph (Pristane/Phytane) thể hiện môi trường tích tụ trầm tích có tính oxy hóa yếu đến khử đặc trưng cho môi trường vùng đầm hồ, cửa sông, ven bờ nước lợ có tính khử.
Hình 4.12. Sơ đồ tướng đá cổ địa lý khu vực bồn trũng Cửu
Long thời kỳ đầu Eocen-Oligocen sớm
9
Trầm tích Eocen được phát hiện trong giếng khoan CL-1X ở phần đất liền có đặc trưng là trầm tích vụn thô màu đỏ, đỏ tím, tím lục sặc sỡ chọn lọc rất kém gồm cuội sạn kết, cát kết đa khoáng, xem các lớp mỏng bột kết và sét kết hydromica, clorit, sericit. Thành phần chính của cuội sạn là đá phun trào (andesit, tuff andesit, dacit, ryolit), đá biến chất (quarzit, đá phiến mica), đá vôi và ít mảnh granitoid. Trầm tích của phần trên của phức tập Eocen-Oligocen sớm (tương ứng với TST/HST) gồm cát kết acko, acko litic, grauvac hạt mịn đến thô, đôi chỗ sạn, cuội kết, xen sét kết nâu đậm, nâu đen, bột kết, tỷ lệ
cát/sét dao động trong khoảng rộng từ 20 đến 50%.
Hình 4.13. . Sơ đồ tướng đá cổ địa lý khu vực bồn trũng Cửu
Long thời kỳ cuối Eocen-Oligocen sớm
Môi trường tích tụ có sự xem kẽ luân chuyển nhau giữa đầm hồ và vũng vịnh. Đặc điểm vùng xâm thực xung quanh rất cao cho thấy nguồn cung cấp vật liệu nằm ngay xung quanh các vùng trũng tích tụ trầm tích cũng như các vùng nhô cao giữa các vùng tích tụ này. Do vậy, đặc điểm tướng đá cổ địa lý giai đoạn này gồm các tướng sau: tướng cuội tảng deluvi, tướng cát sạn aluvi, tướng cát bột
10
sét nón quạt cửa sông, tướng sét bột vũng vịnh (hồ), tướng sét vũng vịnh (hồ), tướng sét đầm lầy ven vũng vịnh (hồ). 4.2. Phức tập Oligocen muộn (S2)
Phức tập Oligocen muộn trên tài liệu địa chấn gồm phần dưới có các ranh giới phản xạ liên tục khá, biên độ phản xạ trung bình tới cao, phần trên cũng có các ranh giới phản xạ liên tục tốt và biên độ cao nhưng có biên độ phản xạ cao đặc trưng cho trầm tích có thành phần cấp hạt thô hơn nhưng cũng trong môi trường có năng lượng ổn định.
Môi trường trầm tích Oligocen muộn theo các tài liệu cổ sinh là môi trường đầm hồ, vũng vịnh và ít nhiều chịu ảnh hưởng của biển nông. Theo tài liệu địa hóa, đá mẹ sinh dầu Oligocen muộn bồn trũng Cửu Long nằm trong điều kiện vùng đầm hồ, cửa sông, vũng vịnh (ven bờ nước lợ).
Đặc điểm chung của trầm tích Oligocen muộn là cát kết acko, acko litic, grauvac litic hạt mịn đến thô màu xám trắng đa khoáng, xi măng gắn kết chứa nhiều cacbonat chuyển dần lên trên có nhiều lớp bột và sét kết màu nâu, nâu đen, xen các lớp than mỏng, có chỗ chứa glauconit. Sét kết màu nâu, nâu đen của trầm Oligocen muộn có hàm lượng hữu cơ cao đến rất cao.
Ở giai đoạn mức thấp, các khu vực trũng vẫn là điều kiện vũng vịnh ở phần trung tâm và phía bắc bồn trũng cùng đặc điểm địa hình bao quanh vẫn là núi cao trung bình trên 1000m. Đặc điểm tướng đá cổ địa lý giai đoạn Oligocen muộn phần sớm chủ yếu vẫn là các tướng tương tự như giai đoạn Olgiocen sớm với các nhóm tướng: nhóm tướng cuội sạn deluvi, cát sạn aluvi, nhóm tướng cát bột sét nón quạt cửa sông, ven bờ và nhóm tướng sét bột hồ (vũng vịnh) (Hình 4.20).
11
Hình 4.20. Sơ đồ tướng đá cổ địa lý khu vực bồn trũng Cửu Long thời kỳ đầu Oligocen muộn
Hình 4.21. Sơ đồ tướng đá cổ địa lý khu vực bồn trũng Cửu Long thời kỳ cuối Oligocen muộn
Giai đoạn cuối Oligocen muộn (mức cao) môi trường tích tụ trầm tích vũng vịnh được phát triển rộng trong toàn bộ bồn trũng
12
nằm giữa địa hình núi có độ cao trung bình từ 400-1000m bao quanh. Các khối nhô giữa vũng vịnh gần như bị nhấn chìm hoàn toàn. 4.3. Phức tập Miocen sớm (S3)
Phức tập Miocen sớm tương ứng với tập địa chấn BI trên tài liệu địa chấn phân bố rộng khắp bồn trũng với đặc trưng phản xạ song song đến gần song song, độ liên tục từ khá đến tốt, biên độ phản xạ trung bình; phần dưới đặc trưng bởi phản xạ có biên độ cao, độ liên tục tốt và gần song song.
Môi trường trầm tích Miocen sớm được xác định dựa trên các hóa thạch bào tử phấn hoa chỉ thị cho môi trường trầm tích từ môi trường aluvi chuyển dần sang môi trường biển nông.
Hình 4.28. Sơ đồ tướng đá cổ địa lý khu vực bồn trũng Cửu Long thời kỳ đầu Miocen sớm
Môi trường trầm tích trong Miocen sớm thay đổi từ môi trường aluvi, cửa sông năng lượng cao đến vũng vịnh, biển nông. Phần dưới trầm tích cát kết hạt mịn đến trung và bột kết (chiếm trên
13
60%) dày, chọn lọc trung bình đến trung bình tốt ở dưới và lớp sét kết màu nâu hơi đỏ với những lớp mỏng cát kết, bột kết xen kẹp ở trên đặc trưng cho nhóm tướng cát aluvi và tướng cát bột sét châu thổ. Phần trên sét kết màu xám, xám xanh xen kẽ với cát kết và bột kết đặc trưng cho nhóm tướng sét biển nông và tướng cát bột sét cửa sông (Hình 4.28, Hình 4.29).
Hình 4.29. Sơ đồ tướng đá cổ địa lý khu vực bồn trũng Cửu Long thời kỳ cuối Miocen sớm
4.4. Phức tập Miocen giữa (S4)
Theo tài liệu địa chấn, các phức tập trầm tích từ Miocen giữa ứng với tập địa chấn BII có biên độ phản xạ từ trung bình đến cao, phản xạ gần song song, có sự xen kẹp giữa các phần có biên độ phản xạ cao hơn kém liên tục hơn với biên độ phản xạ thấp hơn liên tục hơn. Theo tài liệu cổ sinh, trầm tích Miocen giữa và muộn được xác định có môi trường ven bờ, cửa sông, biển nông. Theo tài liệu địa
14
hóa dầu khí, tầng đá mẹ Miocen sớm bồn trũng Cửu Long thể hiện môi trường trầm tích có tính khử yếu, môi trường gần bờ và nước lợ
Hình 4.32. Sơ đồ tướng đá cổ địa lý khu vực bồn trũng Cửu Long thời kỳ đầu Miocen giữa
Trầm tích phức tập Miocen giữa giai đoạn biển thấp có thành phần cát kết hạt mịn đến thô màu xám, xám trắng, ở khu vực nam và đông nam có gặp cuội sạn, sét kết màu xám sẫm, xám nâu gắn kết yếu, bột kết màu nâu, nâu nhạt gắn kết yếu thuộc tướng cát sạn aluvi và tướng cát bột sét cửa sông. Phần trên là cát hạt mịn dần, xen kẽ các lớp sét kết chứa vôi, sét chứa than dạng thấu kính hoặc lớp than nâu đen thuộc tướng cát bột sét châu thổ, bột sét biển nông, sét biển nông. Trầm tích giai đoạn biển cao thành tạo trong môi trường cửa sông, biển nông nên cũng gồm các tướng cát aluvi, tướng cát bột sét cửa sông, tướng bột sét biển nông, tướng sét biển nông (Hình 4.).
15
4.5. Phức tập Miocen muộn (S5)
Sự phát triển trầm tích Miocen muộn thể hiện sự phát triển xen kẹp giữa hai môi trường châu thổ và biển nông (Hình 4.34). Miocen muộn chứa vi cổ sinh và các hóa thạch bào tử phấn hoa được xác định thuộc môi trường ven bờ châu thổ, biển nông.
Hình 4.34. Sơ đồ tướng đá cổ địa lý khu vực bồn trũng Cửu
Long thời kỳ đầu Miocen muộn
Thành phần trầm tích chủ yếu cát hạt trung đến thô ít khoáng xen kẽ với bột và các lớp mỏng sét màu xám hay nhiều màu, đôi khi gặp các vỉa carbonat hoặc than mỏng. Nhìn chung, trầm tích Miocen muộn được chia thành hai phần. Phần dưới là cát hạt trung đến thô, chọn lọc trung bình đến kém, mài tròn trung bình - kém ở dưới, cát kết hạt mịn màu xám sáng, xám phớt nâu, bột-bột kết, sét-sét kết xen kẽ những vỉa than nâu hoặc sét chứa di tích thực vật hóa than ở trên thuộc tướng cát sạn aluvi và tướng cát bột sét châu thổ. Phần trên, trầm tích gồm cát hạt mịn, bột và sét chứa nhiều hóa thạch động vật nhóm tướng cát bột sét châu thổ và tướng bột sét biển nông, đến tướng sét biển nông. Với sự tồn giá trị nền thấp ổn định trong giếng
16
khoan GK17 vào cuối Miocen muộn đến Đệ tứ chứng tỏ nguồn cung cấp vật liệu trầm tích đến từ sông Mekong. 4.6. Phức tập Pliocen - Đệ tứ (S6) Trên cơ sở tài liệu địa chấn 2D khu vực bể Cửu Long, phức tập Pliocen - Đệ tứ được phân chia thành 8 tập địa chấn địa tầng tương ứng với 8 nhịp địa tầng phân tập (với 3 nhịp trong Pliocen và 5 nhịp trong Đệ tứ) phù hợp với 8 chu kỳ thăng giáng mực nước biển trong Pliocen-Đệ tứ. Đặc điểm hình thái cổ địa hình của Pliocen-Đệ tứ trong khu vực nghiên cứu là sự phân dị độ cao không đáng kể trung bình chỉ 10-20 mét thể hiện khu vực đã được san bằng và phát triển đặc trưng của một vùng đồng bằng châu thổ. Xu thế phân bố địa hình trũng tích tụ trầm tích có hướng đông tây phù hợp với xu thế phát triển của châu thổ sông Mekong trong giai đoạn này.
CHƯƠNG 5
TIẾN HÓA TRẦM TÍCH KAINOZOI BỒN TRŨNG CỬU
LONG TRONG MỐI QUAN HỆ VỚI HOẠT ĐỘNG ĐỊA
ĐỘNG LỰC
5.1. Đặc điểm địa động lực khu vực bồn trũng Cửu Long
Khu vực bồn trũng Cửu Long nằm trong khu vực chịu ảnh hưởng của hai yếu tố xô húc Ấn Úc-Âu Á và tách giãn Biển Đông (sự hút chìm Kainozoi về phía nam xuống dưới Borneo).
Trước Eocen, khu vực nghiên cứu nằm trong giai đoạn nâng lên mạnh mẽ làm cho bề mặt địa hình khu vực nghiên cứu phân dị kèm theo hoạt động phong hóa, bóc mòn mạnh và làm lộ ra các đá xâm nhập được tạo thành dưới sâu thuộc các phức hệ Định Quán, Đèo Cả, Cà Ná. Giai đoạn Eocen - Oligocen, bồn trũng Cửu Long tách giãn sụt lún với đặc điểm vào Oligocen sớm phát triển các bán địa hào, địa lũy phương đông bắc - tây nam, vào Oligocen muộn quá
17
trình sụt lún vừa mang tính chất kế thừa do nhiệt vừa sinh mới phương vĩ tuyến dạng gàu xúc (listric). Miocen sớm thể hiện quá trình chuyển tiếp từ tách giãn và sụt lún do nhiệt sang sụt lún do nhiệt. Giai đoạn Miocen giữa đến Pliocen - Đệ tứ: Khu vực nghiên cứu giai đoạn này đã có chế độ rìa lục địa thụ động, bình ổn sụt lún nhấn chìm các thành tạo cổ hơn tạo các đứt gãy thuận phương đông tây, bồn trũng trầm tích và các chuỗi họng núi lửa theo phương bắc nam. Tuy nhiên trong chế độ bình ổn sụt lún có pha gia tăng nhiệt ngắn dẫn đến hoạt động phun trào rộng rãi trong Miocen muộn - Pliocen, đạt đỉnh vào Pliocen. 5.2. Tiến hóa trầm tích Kainzoi khu vực bồn trũng Cửu Long
trong mối quan hệ với hoạt động địa động lực
Khu vực bồn trũng Cửu Long trước Kainozoi thuộc một khu vực có địa hình núi cao được nâng lên mạnh mẽ bởi hoạt động hút chìm và xô húc trong Mesozoi. Đặc điểm địa hình khu vực nghiên cứu trước sụt lún tạo bể là đới địa hình núi cao có độ cao trung bình đạt đến trên 3000m đặc trưng cho vùng có hoạt động kiến tạo hội tụ mạnh. Địa hình thoải dần về phía đông bắc xuống đến độ cao vào trăm mét.
Vào Kainozoi, trong Eocen - Oligocen sớm, hoạt động sụt lún diễn ra mạnh ở khu vực trung tâm và phía đông bắc hình thành nên môi trường đầm hồ giữa núi phát triển dần liên thông với biển chuyển sang môi trường vũng vịnh thông qua một cửa hẹp ở phía đông bắc. Sự phân bố phát triển của môi trường đầm hồ, vũng vịnh theo hướng đông bắc - tây nam phù hợp với các sụt lún địa hào hình thành dọc theo các đứt gãy có phương đông bắc - tây nam. Đặc điểm địa hình núi cao phân dị mạnh bao quanh khu vực đầm hồ, vũng vịnh quy định đặc điểm trầm tích có thành phần đa khoáng, gần gũi với đá
18
gốc. Thành tạo trầm tích được tích tụ trong khu vực địa hình thấp với ba trũng tích tụ trầm tích tương ứng vơi trũng Đông Bạch Hổ, trũng Tây Bạch Hổ và trũng Trung Tâm. Môi trường tích tụ là đầm hồ, vũng vịnh chủ yếu là tướng cuội sạn, cát sát proluvi, cát sạn aluvi, cát bột sét cửa sông, bột sét đầm hồ, sét đầm lầy và sét vũng vịnh. Khu vực tiếp tục sụt xuống hạ thấp độ cao và môi trường đầm hồ vũng vịnh được mở rộng ra về phía tây nam. Đến cuối Olgiocen thì mở rộng ra gần hầu khắp vùng nghiên cứu. Đặc điểm địa hình cuối Olgiocen vẫn là các trũng đầm hồ, vũng vịnh phát triển giữa một địa hình núi cao bao quanh có độ cao trung bình lên đến trên 1000m. Đặc trưng nổi bật của trầm tích vấn là tính đa khoáng của thành tạo cát kết acko, acko litic, grauvac thuộc trầm tích lục địa có sự phân dị địa hình cao.
Các pha nén ép cuối Oligocen sớm và Oligocen muộn thể hiện qua sự nâng lên của các khối nhô trong bồn trũng làm cho trầm tích Oligocen biến dạng và bào mòn trở thành nguồn cung cấp vật liệu cho các bồn thứ cấp.
Trong Miocen, địa hình tiếp tục bị nhấn chìm làm độ cao địa hình được hạ thấp xuống. Vào Micoen sớm vẫn là địa hình nổi cao có độ trên 600m xung quanh phía tây bắc, đông nam của khu vực bao quanh môi trường vũng vịnh có diện liên thông với biển mở rộng nhiều ở phía đông bắc thể hiện giai đoạn chuyển tiếp từ sụt lún nhiệt sinh đứt gãy chiếm ưu thế sang sụt lún oằn võng không sinh đứt gãy chiếm ưu thế. Sang Miocen giữa và Miocen muộn do sự sụt lún nhiệt địa hình hạ thấp xuống địa hình được san bằng chỉ còn độ chênh cao 100-200m, yếu tố biển nông chi phối tăng dần lên. Đặc biệt phía tây tây nam địa hình được sụt lún hạ thấp mạnh mở rộng liên hệ dần với sông Mekong về phía tây nam. Khu vực nguồn cung cấp vật liệu
19
trầm tích từ Miocen sớm cho đến Miocen muộn có đặc điểm là độ phân dị địa hình giảm dần và đã có nguồn cung cấp vật liệu từ xa mang đến. Vật liệu trầm tích được vận chuyển quãng đường xa hơn được trưởng thành hơn nên đặc trưng của trầm tích ở giai đoạn là thành phần trầm tích của thành tạo cát chuyển từ đa khoáng trong Miocen sớm sang ít khoáng trong Miocen muộn. Đặc trưng phát triển tướng trầm tích mang đặc trưng của vùng cửa sông ven vũng vịnh, biển nông với các tướng cát sạn aluvi, biển ven bờ, cát bột nón quạt cửa sông, bột sét vũng vịnh, biển nông, tướng sét vôi vũng vịnh, tướng sét biển nông. Sụt lún do nhiệt sinh tạo ra đứt gãy kiến tạo gây giảm xuống còn không đáng kể ở Miocen giữa nhưng sụt lún do oằn võng địa hình lại chiếm ưu thế.
Giai đoạn Pliocen - Đệ tứ là giai đoạn sụt lún nhiệt trên toàn bộ thềm lục địa Việt Nam kế thừa từ giai đoạn Miocen giữa và Miocen muộn sau khi rift Biển Đông ngừng tách giãn. Địa hình của bồn trũng Cửu Long giờ đã được san bằng trở thành vùng đồng bằng châu thổ rộng lớn của sông Mekong đã vươn tới đây từ Miocen muộn. Đặc trưng của trầm tích Pliocen - Đệ tứ giai đoạn này là đặc trưng cho sự phát triển theo chu kỳ thăng giáng mực nước biển của chân tính với 8 nhịp tương ứng với 8 chu kỳ thay đổi mực nước biển trong Pliocen - Đệ tứ. Mỗi nhịp phát triển đều thể hiện tính phức tạp của trầm tích châu thổ với các tướng là tướng cát bột aluvi, tướng sét bãi bồi, tướng sét đầm lầy ven biển, tướng cát cồn chắn cửa sông, tướng sét vũng vịnh, tướng bột sét biển nông. Đặc trưng của trầm tích là sản phẩm vận chuyển từ xa đến của sông Mekong là chủ yếu nên thành phần trầm tích đặc trưng là ít khoáng và đơn khoáng (cát thạch anh bở rời).
20
Bảng 5.2. Bảng tổng hợp đặc điểm trầm tích, tướng và địa
động lực bồn trũng Cửu Long trong Kainozoi
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. Nghiên cứu tiến hóa trầm tích bồn trũng Cửu Long theo cách tiếp cận địa tầng phân tập dựa trên quan điểm phân tích tướng đã làm sáng tỏ được sự tiến hóa trầm tích của bồn trũng trong Kainozoi trong 06 phức tập Oligocen sớm, Oligocen muộn, Miocen sớm, Miocen giữa, Miocen muộn và Pliocen - Đệ - Trầm tích đặc trưng cho giai đoạn đầu Eocen-Oligoen là các tướng cát sạn đa khoáng có thành phần gần gũi với móng như granodiorit, granit, diorit thạch anh và các đá phun trào tương ứng với thành hệ molas lục địa điển hình.
21
- Trầm tích đặc trưng cho giai đoạn Oligocen sớm chính là tướng sạn cát, cát bột acko, acko litic có độ chọn lọc từ trung bình đến kém; độ mài tròn từ kém đến tốt nón quạt cửa sông, thành phần khoáng vật đa khoáng và tướng bột sét đầm hồ, vũng vịnh. Giai đoạn Olgiocen muộn đặc trưng bởi trầm tích cát, cát bột acko, acko litic, grauvac litic thuộc tướng nón quạt cửa sông và bột sét, sét đầm hồ, vũng vịnh chịu ảnh hưởng của biển mạnh hơn. - Trong giai đoạn Miocen, trầm tích đặc trưng là tướng cát ít khoáng nón quạt cửa sông, tướng sét, sét vôi vũng vịnh và sét biển nông. - Trong giai đoạn Pliocen - Đệ tứ, rầm tích mang đặc điểm phát triển rõ nét của châu thổ sông lớn chịu ảnh hưởng của sự thay đổi mực nước toàn cầu với 8 nhịp (03 trong Pliocen, 05 trong Đệ tứ) tương ứng với 8 chu kỳ thay đổi mực nước biển trong giai đoạn này. Mỗi nhịp trầm tích có gồm tướng cát sạn lòng sông, tướng cát bột aluvi, tướng sét bãi bồi, tướng sét đầm lầy ven biển, tướng cát cồn chắn cửa sông, tướng sét vũng vịnh, tướng bột sét biển nông. Trầm tích cát đặc trưng cho giai đoạn Pliocen - Đệ tứ là đặc điểm ít khoáng và đơn khoáng (cát thạch anh bở rời màu trắng, xám vàng).
2. Trầm tích Kainozoi bể Cửu Long có mối quan hệ nhân quả chặt
chẽ với hoạt động kiến tạo khu vực:
-
Trầm tích Oligocen được lắng trong ba trung tâm tích tụ trầm tích phát triển mở rộng dần về phía tây nam trong điều kiện môi trường lục địa và vũng vịnh trong bối cảnh vỏ lục địa sụt lún thành các địa hào dạng tuyến, hình thành nên tổ hợp thạch - kiến tạo Oligocen đặc trưng bởi trầm tích tích cát kết
22
đa khoáng có nguồn cung cấp vật liệu từ các khối nâng móng và kế cận.
-
Trầm tích Miocen được tích tụ trong một trung tâm tích tụ trầm tích phát triển dần về phía tây, tây nam rộng ra toàn vùng nghiên cứu trong điều kiện môi trường biển chiếm ưu thế dưới sự ảnh hưởng của hoạt động sụt lún nhiệt, hình thành tổ hợp thạch - kiến tạo Miocen được đặc trưng bởi trầm tích cát kết đa khoáng đến ít khoáng có nguồn gốc lấy từ sông Mekong.
-
Trầm tích Pliocen - Đệ tứ được tích tụ dưới ảnh hưởng chủ đạo của châu thổ sông Mekong mở rộng ra toàn thềm đặc trưng bởi trầm tích cát ít khoáng và đơn khoáng thạch anh lấp của tổ hợp thạch - kiến tạo Pliocen-Đệ tứ.
Kiến nghị Tiếp tục tiến hành nghiên cứu phục hồi cổ địa lý ở mức độ chi
tiết hơn trên cơ sở các tài liệu tỷ lệ lớn hơn.
Tiếp tục hoàn thiện quy trình phương pháp phục hồi bể trầm tích để nâng cao chất lượng phục hồi phục vụ nghiên cứu bồn trầm tích cũng như tìm kiếm thăm dò dầu khí.
23
Những công trình khoa học đã công bố của tác giả
có liên quan đến luận án
1. Tran Nghi, Dinh Xuan Thanh, Nguyen Thanh Lan, Tran Thi
Thanh Nhan, Pham Nguyen Ha Vu (2007). Quaternary
geological map of the continental shelf of Vietnam at the scale of
1:1.000.000. VNU Journal of Science, Earth Sciences, T.XXIII,
No1, 2007, p.235-243. Vietnam National University, Hanoi.
2. Tran Nghi, Nguyen Thanh Lan, Dinh Xuan Thanh, Pham Nguyen
Ha Vu, Nguyen Hoang Son, Tran Thi Thanh Nhan (2007).
Quaternary sedimentary cycles in relation to sea level change in
Vietnam. VNU Journal of Science, Earth Sciences, T.XXIII, No4,
2007, p.235-243. Vietnam National University, Hanoi.
3. Phạm Nguyễn Hà Vũ, Trần Nghi
(2008). Nghiên cứu địa tầng phân tập khu vực mỏ Bạch Hổ giai đoạn Oligocen-Miocen sớm trong mối quan hệ với tiến hóa môi trường trầm tích. Tạp chí Dầu khí, số 3-2008, tr.14-23. Tập đoàn Dầu khí Việt Nam.
4. Phạm Năng Vũ, Phạm Nguyễn Hà Vũ, Nguyễn Xuân Bình (2008). Hoạt động kiến tạo và núi lửa trẻ (Pliocen-Đệ tứ) thềm lục địa Nam Việt Nam (theo số liệu địa vật lý). Tạp chí Các Khoa học về Trái đất, 4(T30)/2008, tr. 289-301. Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
5. Nguyễn Đình Nguyên, Phạm Nguyễn Hà Vũ, Phan Thanh Tùng (2010). Hiệu quả sử dụng trạm đo địa chấn nông phân giải cao để khảo sát vùng biển nước nông. Tạp chí Địa chất, Loạt A, số 320, 9-10/2010, tr. 326-335. Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam.
1
6. Pham Nguyen Ha Vu, Nguyen Thanh Hung, Nguyen Dinh
Nguyen (2011). A study on submarine landslides in the Central
continental shelf of Vietnam. VNU Journal of Science, Earth
Sciences, Volume 1S, 2011, p.69-76. Vietnam National
University, Hanoi.
7. Đinh Xuân Thành, Trần Nghi, Phạm Nguyễn Hà Vũ, Nguyễn Đình Nguyên, Nguyễn Đình Thái (2014). Địa chấn địa tầng và địa tầng phân tập Pleistocen muộn - Holocen châu thổ ngầm sông Mê Công. Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, tập 30, số 2S (2014), tr. 130-142. Đại học Quốc gia Hà Nội.
8. Đinh Xuân Thành, Nguyễn Đình Nguyên, Phạm Nguyễn Hà Vũ, Nguyễn Đình Thái, Trần Thị Thanh Nhàn, Nguyễn Huyền Trang (2015). Đặc điểm và quy luật phân bố trầm tích tầng mặt vùng châu thổ ngầm sông Mê Kông. Tạp chí Địa chất, số 351, 5- 6/2015. Tổng cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam.
2
