Tóm tắt 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

Chia sẻ: Trần Văn Gan | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:27

Thêm vào BST

Báo xấu

26
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận án được trình bày 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.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt 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 Ngành: Kỹ thuật địa vật lý Mã số: 62.52.05.02 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT Hà Nội - 2017
Công trình được hoàn thành tại: Bộ môn Địa vật lý, Khoa Dầu khí, Trường Đại học Mỏ - Địa chất Người hướng dẫn khoa học: 1. GS.VS.TSKH. Phạm Khoản – Hội KHKT Địa vật lý Việt Nam 2. PGS.TS.NGƯT. Nguyễn Trọng Nga – Trường ĐH Mỏ - Địa chất Phản biện 1: TS Phạm Đình Nguyên, Bộ Khoa học và Công nghệ Phản biện 2: TS Nguyễn Văn Nguyên, Tổng cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam Phản biện 3: TS Nguyễn Thanh Tùng, Viện Dầu khí Việt Nam Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp Trường họp tại Trường đại học Mỏ - Địa chất vào hồi …. giờ … ngày … tháng… năm… Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: Thư viện Quốc Gia, Hà Nội hoặc Thư viện Trường đại học Mỏ - Địa chất
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.
4 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.
5 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 lý, 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 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.
6 - 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 đã 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, 3 đới cấu trúc đới cấu trúc nâng Đông Bắc, sụt Trung tâm, nâng Tây Nam và 3 dải cấu trúc Khoái Châu - Tiền Hải, Quỳnh Phụ - Thái Thụy, Xuân Thủy - Hưng Hà trong đó có đứt gãy Sông Chảy, Sông Thái Bình khống chế tài nguyên than và 3 dải cấu trúc trong đới trung tâm trũng Sông Hồng cần quan tâm điều tra. Luận điểm 3. Định vị, chính xác hóa các đứt gãy, cấu trúc địa chất địa phương 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 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.
7 - 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 khoanh định 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.
8 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 Đặc điểm cấu trúc địa chất và tài nguyên than trũng Sông Hồng được các tác giả địa chất và địa vật lý sau đây nghiên cứu. Địa chất và tài nguyên than: Vũ Xuân Danh (1981), Lưu Văn Thức (1973), Ngô Tất Chính (1985), Vlaxova I.I (1963), Đỗ Bạt (1981), Ngô Quang Toàn (1994), Trần Đức Lương (1971), Trần Văn Trị (1995), Trần Tất Thắng (2000) và những người khác Đo vẽ trọng lực: Epstein N.N (1961-1963), Nguyễn Thiện Giao (1985), Lại Mạnh Giàu (2013), Nguyễn San (1978), Goocbatchov A.N, (1962), Nguyễn Hiệp (1965), và những người khác ở tỷ lệ 1:500.000 đến 1:25.000 Đo vẽ địa chấn: Maksiutova và nnk (1965), Phan Tiến Viễn và nnk, (2005), Vũ Ngọc Tiến, (1987), Trịnh Xuân Cường (2012), và những người khác. Đo vẽ địa vật lý lỗ khoan: Lê Văn Trương và nnk, (2004), Lưu Văn Thức. (1973), Nguyễn Ngọc Thọ. (1973), và những người khác. Qua tổng hợp phân tích các tài liệu địa chất, địa vật lý hiện có liên quan cấu trúc địa chất và tài nguyên than trũng Sông Hồng có thể rút ra một số kết quả và tồn tại sau đây: 1.2. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT 1.2.1. 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. 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 với góc độ nghiêng về địa tầng chứa than, bao gồm: hệ tầng Phù Tiên (E2pt); hệ tầng Đình Cao (E3 đc); hệ tầng Phong Châu (N11pch); hệ tầng Phù Cừ (N12pc); hệ tầng Tiên Hưng (N13th); hệ tầng Vĩnh Bảo (N2vb); hệ tầng Lệ Chi (Q11lc); hệ tầng Hà Nội (Q12-3hn); hệ tầng Vĩnh Phúc (Q13vp); hệ tầng Hải Hưng ( Q21-2hh); hệ tầng Thái Bình (Q23tb). 1.2.2. Về kiến tạo - 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. - Dải cấu trúc: gồm: dải sụt Xuân Trường - Vũ Tiên; dải nâng Khoái Châu - Tiền Hải; dải sụt Quỳnh Phụ - Thái Thụy.
9 - Cấu trúc uốn nếp: trũng Sông Hồng có một số uốn nếp sau: nếp lõm Quỳnh Phụ - Thái Thụy; nếp lõm Phủ Cừ; nếp lõm Đông Hưng, nếp lồi Tiền Hải; nếp lõm Kiến Xương - Tiền Hải; nếp lồi Kiến Xương; nếp lõm Vũ Tiên. - Đứt gãy kiến tạo: Vùng nghiên cứu chia làm 2 hệ thống + Hệ thống đứt gãy có phương Tây Bắc- Đông Nam. + Hệ thống đứt gãy có phương Đông Bắc - Tây Nam. 1.2.3. Khoáng sản Ở trũng Sông Hồng than nâu và khí đốt trong đó than nâu có tiềm năng lớn nhất. Ngoài ra còn có nước khoáng – nước nóng, vật liệu xây dựng, … 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. 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). 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). 1.3. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA VẬT LÝ Ở trũng Sông Hồng đã tiến hành các phương pháp địa vật lý: Đo sâu điện, từ tellur và tellua, trọng lực, địa chấn, địa vật lý lỗ khoan. Tài liệu Đo sâu điện, từ tellur và tellua 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. Trường trọng lực Bughe phân dị mạnh, cho ta thấy khá rõ 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. 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. - 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
10 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. 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: - 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. 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: Bảng 1.1 Đặc trưng vật lý của than và một số loại đá ở trũng Sông Hồng Tham số địa vật lý Đá TT Mật độ Điện trở suất Gamma tự nhiên Than (g/cm3) (m) (CPS) 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 1.4. ĐẶC ĐIỂM PHÂN BỐ TÀI NGUYÊN THAN THEO TÀI LIỆU ĐỊA CHẤT - Vùng tài nguyên 1 Khoái Châu - Tiền Hải; - Vùng tài nguyên 2 Quỳnh Phụ - Thái Thuỵ; - Vùng tài nguyên 3 Xuân Trường - Vũ Tiên. 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
11 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 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 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. 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. 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 (N13th) với bề dày và chiều sâu phân 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
12 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. Căn cứ vào đặc điểm cấu trúc địa chất trũng Sông Hồng, căn cứ vào mục tiêu nhiệm vụ, trên cơ sở lý thuyết và thực tế, NCS đã lựa chọn hệ các phương pháp địa vật lý nghiên cứu cấu trúc phục vụ điều tra tài nguyên than như sau: - Phương pháp trọng lực. Là phương pháp chủ đạo trong nghiên cứu cấu trúc địa chất khu vực như: xác định các hệ thống đứt gãy sâu; phân chia các đơn vị cấu trúc chính có bậc khác nhau như: đới, cấu trúc, dải cấu trúc và cấu trúc; liên kết với tài liệu địa chấn, địa vật lý lỗ khoan xác định chiều sâu, bề dày các tầng trầm tích chứa than (hệ tầng Tiên Hưng và/hoặc các tập của nó). b. 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. Phần mềm để xử lý tài liệu địa chấn phản xạ là Vista 2D/3D của hãng Schlumberger. - Phương pháp tuyến địa chấn thẳng đứng (VSP) Phương pháp tuyến địa chấn thẳng đứng (VSP) được tiến hành dọc theo giếng khoan để xác định vận tốc truyền sóng địa chấn của các lớp địa chất. Nó hỗ trợ cho cho xử lý và phân tích 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
13 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. 2.2. PHƯƠNG PHÁP 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 bao gồm dị thường khu vực và dị thường địa phương. Để tách dị thường quan sát thành dị thường khu vực và địa phương NCS đã sử dụng các phương pháp biến đổi sau: - Phương pháp tiếp tục giải tích trường: nâng trường lên cao ở các mức khác nhau, từ đó sẽ thấy các dị thường khu vực liên quan đến cấu trúc địa chất khu vực khu vực. - Phương pháp tính đạo hàm ngang và đạo hàm đứng cho phép xác định vị trí đứt gãy và phương cắm của nó. - Phương pháp phân tích Trend. Trong phương pháp này người ta sử dụng phần mềm COSCAD 3D để tách trường khu vực và địa phương qua đó khoanh định đứt gãy sâu và phân chia cấu trúc. - Phương pháp lựa chọn. Trong phương pháp này người ta tính trường dị thường trọng lực của mô hình địa vật lý – địa chất có tham số đã biết để xác định đối tượng gây ra trường địa phương như đứt gãy và các lớp trong cấu trúc. 2.3. 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. 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. 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. 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. 2.5. PHƯƠNG PHÁP ĐỊA CHẤN PHẢN XẠ 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 chiềâu 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
14 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. 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. 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. 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 sử dụng các thuộc tính địa chấn, 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. Tóm lại, nghiên cứu sinh đã lựa chọn được hệ phương pháp nghiên cứu địa vật lý hợp lý và hiệu quả. 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 khoan nghiên cứu đứt gãy, cấu trúc địa chất địa phương và khoanh tầng chứa than phần Đông nam dải nâng Khoái Châu – Tiền Hải theo thuộc tính địa chấn, hình dạng ranh giới phản xạ. 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: - Cấu trúc địa chất trũng Sông Hồng theo tài liệu địa vật lý; - 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; - Phân chia các tập đá chứa than và không chứa than. 3.1. ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT TRŨNG SÔNG HỒNG THEO TÀI LIỆU ĐỊA VẬT LÝ 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
15 hợp đến năm 2012 và tài liệu địa chấn mới đến 2016 nêu trong các công trình 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. 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. Trong diện tích nghiên cứu NCS đã xây dựng 4 mặt cắt trọng lực - địa chất kết quả như sau: - Xác định 06 đứt gẫy chính khống chế các vùng nâng, sụt, đó là: đứt gãy Hưng Yên, Sông Chảy, Thái Bình, Vĩnh Ninh, Sông Thái Bình, Kiến Thụy. Đứt gãy Sông Chảy, Sông Thái Bình giới hạn dải sụt trung tâm giữ vai trò khống chế tài nguyên than. - Xác định 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 đến 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. 4/ Trầm tích biến chất tuổi Silua - Proterozoi (S - PR) có mặt khá 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.
16 Mặt cắt trọng lực - địa chất tuyến 1 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: - Phương pháp phân tích Trend; - Phương pháp nâng trường; - Phương pháp đạo hàm ngang và đứng. - Phương pháp lựa chọn. 3.1.1.3. Xác định các đứt gãy và phân đới cấu trúc theo tài liệu trọng lực 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). Việc nghiên cứu đặc điểm cấu trúc địa chất khu vực trũng Sông Hồng được thực hiện trên cơ sở xử lý, phân tích và minh giải địa chất bản đồ dị thường trọng lực tỷ lệ 1:200.000. Dựa vào hình dạng, cường độ, …, dị thường trọng lực, trũng Sông Hồng được chia thành ba đới cấu trúc khu vực chính.
17 - Đới cấu trúc nâng Đông Bắc. - Đới cấu trúc sụt Trung tâm. - Đới cấu trúc nâng Tây Nam. Sơ đồ cấu trúc địa chất trũng Sông Hồng theo tài liệu địa vật lý 3.1.2. Sơ đồ đẳng sâu đáy trầm tích hệ tầng Tiên Hưng trũng Sông Hồng theo tài liệu địa chấn phản xạ Phân tích tài liệu địa chấn phản xạ 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 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,
18 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. 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). Sơ đồ đẳng sâu đáy trầm tích hệ tầng Tiên Hưng trũng Sông Hồng theo tài liệu địa chấn
19 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). 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 giếng 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. 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 gồm: Các ranh giới phản xạ ở phần nông được ký hiệu từ R1 đến R3, Ranh giới phản xạ được ký hiệu H1và từ H5 đến H9 được thể hiện rõ ràng trên hình 3.12. 3.2.3. Khoanh định các tập địa chấn phản xạ 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.
20 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. (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. 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 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 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.